FYZIOLOGIE bp4013/bk4013 MARTINA BERNACIKOVÁ jaro 2023 1. ÚVOD, HOMEOSTÁZA OBSAH PŘEDNÁŠKY 1.ÚVOD (LIDÉ, SEM. SKUPINY, POŽADAVKY KE ZK, ZDROJE) 2.ANATOMIE + FYZIOLOGIE 3.ORGANIZACE LIDSKÉHO TĚLA 4.ŽIVOT 5.HOMEOSTÁZA 6. DÚ: BUŇKA 1. GARANT + PŘEDNÁŠKA: BERNACIKOVÁ (E34/240) KH: Pondělí 9.00 – 10.00, Pá a jiné dny dle domluvy e-mailem SEMINÁŘE: GRÜN ZKOUŠEJÍCÍ: BERNACIKOVÁ UKONČENÍ PŘEDMĚTU POŽADAVEK TERMÍN DOCHÁZKA max. 2 absence více absencí – individuální domluva omlouvat předem! do 12. 5. 2022 (dálkaři 12.5.) AKTIVITY V HODINĚ práce ve skupinách pracovní listy aj. do 12.5. 2022 (dálkaři 12.5.) PROTOKOLY všechny protokoly (7) průběžně !!! nejpozději v poslední hodině !!! ZÁPOČTOVÉ TESTY (PRŮBĚŽNÉ) 3 průběžné testy písemně na seminářích napsat na 75 % 1.TEST 5. hodina 2.TEST 8. hodina 3.TEST 12. hodina ZÁPOČTOVÝ TEST (ZÁVĚREČNÝ) pouze ti co nenapsali průběžné testy napsat na 70 % 3 termíny začátkem zkouškového období (bude upřesněno) ZKOUŠKA ústní 15.5.2023 – 30.6.2023 SYLABUS - PŘEDNÁŠKY Datum TÉMA 6. 10. ÚVOD, (HOMEOSTÁZA) SVALY BIOENERGETIKA A SVALOVÝ METABOLISMUS METABOLISMUS + TRÁVENÍ 10.11. NERVOVÝ SYSTÉM HORMONÁLNÍ SYSTÉM VYLUČOVÁNÍ + TERMOREGULACE 1.12. KARDIOVASKULÁRNÍ SYSTÉM - SRDCE KARDIOVASKULÁRNÍ SYSTÉM – CÉVY, KREV; IMUNITNÍ SYSTÉM RESPIRAČNÍ SYSTÉM Fyziologické zvláštnosti sportujících dětí DALŠÍ TÉMATA ¡Buňka ¡Složení a stavba těla ¡Smysly ¡Reprodukce a těhotenství ¡ DOPORUČENÁ LITERATURA + DALŠÍ MATERIÁLY ¡Richard Rokyta. Fyziologie: pro bakalářská studia v medicíně, ošetřovatelství, přírodovědných, pedagogických a tělovýchovných oborech. 3. vyd. Praha: Galén, 2016. 434 s. ISBN: 978-80-7492-238-1 ¡ ¡Silbernagl, Stefan - Despopoulos, Agamemnon. Atlas fyziologie člověka. 6. přeprac. vyd. Praha : Grada, 2004. xiii, 435. ISBN 80-247-0630-X. ¡ ¡Bartůňková Staša a kol. Fyziologie pohybové zátěže. Praha: Karolinum, 2013. 254 s. ISBN 978-80-87647-06-6. ¡ ¡Skripta Fyziologie člověka + Praktika (on line): Bernaciková, Kapounková, Novotný, Vomela, Vomelová ¡ v Isu: Učební materiály ¡ ¡Videa: ¡ na Youtube (např. učím se s Týnuš) ¡ Byl jednou jeden život……. ¡ ¡ ANATOMIE + FYZIOLOGIE ¡ANATOMIE ¡Studuje a popisuje stavbu našeho těla: ¡z čeho se skládáme ¡kde je co uloženo ¡propojení systémů ¡ ¡FYZIOLOGIE: ¡Studuje a popisuje funkce tělesných systémů ¡funkční a anatomická struktura ¡individuální a kooperativní fce STUPNĚ ORGANIZACE LIDSKÉHO TĚLA ¡CHEMICKÁ (MOLEKULÁRNÍ ÚROVEŇ) ¡atomy jsou nejmenší chemické jednotky ¡atomy vytvářejí molekuly ¡molekuly vytvářejí organely ¡ ¡BUNĚČNÁ ÚROVEŇ ¡nejmenší funkční jednotkou organismu je BUŇKA ¡shlukují se buňky se stejnou fcí - TKÁNĚ ¡buňky jsou skupinou atomů, molekul a organel sejmout ŽIVOT ¡UDRŽOVÁNÍ HRANIC (uvnitř/vně, kůže, membrána buněk) ¡POHYB (svaly + kardiovaskulární systém – O2) ¡SCHOPNOST REAGOVAT ¡TRÁVENÍ (živiny) ¡METABOLISMUS (ATP) ¡VYLUČOVÁNÍ (CO2, moč, stolice) ¡ROZMNOŽOVÁNÍ (dělení buněk, vznik organizmu) ¡RŮST (množení a růst buněk/organizmu) HOMEOSTÁZA = STÁLOST VNITŘNÍHO PROSTŘEDÍ (řecky: HOMOS = stejný, STATIS = stav) ¡Přežití buněk je možné pouze v prostředí s určitou fyzikální a chemickou stabilitou (teplota, tlak, chemické složení atd.). ¡ ¡Organizmus se snaží udržet v úzkých mezích podmínky pro strukturu svých buněk, tkání, orgánů a orgánových systémů. ¡Tím se zajišťuje přežití jedince v neustále se měnícím prostředí, které je zdrojem zátěže – stresu. ¡K udržení stálého prostředí organizmus používá princip zpětné vazby. NEGATIVNÍ ZPETNÁ VAZBA Novotný, 2014 PŘÍKLAD 1: UDRŽOVÁNÍ STÁLÉ TĚLESNÉ TEPLOTY Bernaciková, 2014 PŘÍKLAD 2: REGULACE KREVNÍ GLUKÓZY ¡KREVNÍ GLUKÓZA ¡3,3 – 5,5 mmol/l krve ¡zdroje energie – resyntéza ATP ¡udržuje fce mozku ¡regulována hormony Slinivky břišní: inzulin a glukagon ¡ (Langerhansovi ostrůvky) ↑ krevní glukóza (5,6 mmo/l) β buňky LO produkují inzulin buňky, tkáně, játra a svaly játra svaly přijímají glukózu a přeměňují na glykogen ↓ krevní glukóza (5,0 mmo/l) INZULIN se dostává do krve negativní zpětná vazba BIORITMY = pravidelně kolísající stavy v živém organismu ¡CIRKADIÁLNÍ AKTIVITA: ¡cyklus den/noc je nejvlivnější a nejstabilnější biorytmus, ¡osciluje s periodou cca 24 hod i při absenci zevních stimulů, ¡Je synchronizovaný vlivem vnějších podmínek. ¡ ¡SEZÓNÍ AKTIVITA Farrimond, 2020 BIOLOGICKÉ HODINY ¡BIOLOGICKÉ HODINY představuje drobný svazeček nervů nazývaný suprachiasmatické jádro (SCN) o velikosti špendlíkové hlavičky, schovaný na spodní straně mozku. ¡ ¡Signály ze specializovaných buněk, snímajících v očích denní světlo, upozorňují SCN, aby uvolnilo hormony odesílající zprávy do všech tělesných fcí. ¡ 26.9.2024 Wikimedia Commons SEZÓNNÍ AKTIVITA Farrimond, 2020 VNITŘNÍ PROSTŘEDÍ A JEHO SOUČÁSTI ¡Vnitřní prostředí jsou všechny látky v prostoru uvnitř buněk (intracelulární) i mimo buňky (extracelulární). ¡Součástí extracelulárního prostoru je: ¡těsný prostor mezi buňkami (intercelulární) ¡vnitřní prostor dutin orgánů ¡Součástí intracelulárního prostředí jsou: ¡voda ¡zdroje energie (např. glukóza) ¡stavební látky (např. bílkoviny) ¡kyslík ¡minerály (např. Na+, K+, Mg+) ¡další látky (např. enzymy, vitamíny) ACIDO-BAZICKÁ ROVNOVÁHA ¡V důsledku příjmu potravy a nápojů, metabolizmu a výdejem látek ve střevě a ledvinách se mění poměr kyselých (zdrojů vodíkových kationtů H+) a zásaditých látek (bazí - zdrojů hydroxylových aniontů OH-) ve vnitřním prostředí. ¡V krvi je u zdravého člověka v klidu slabě zásadité prostředí, kdy je pH kolem 7,4. ¡ ¡ACIDÓZA = stav s vyšším množstvím H+ (pH méně jak 7,3) – kyselé prostředí ¡ALKALÓZA = stav s nižším množstvím H+ (pH více jak 7,5) – zásadité prostředí ¡ ¡K udržování stálé acido-bazické rovnováhy má organizmus kompenzační (tzv. pufrovací) mechanizmy. OXIDAČNÍ LÁTKY, OXIDAČNÍ STRES ¡V mitochondriích buněk, kde neustále probíhají oxido-redukční děje v rámci metabolizmu, vznikají vysoce reaktivní formy kyslíku a dusíku (RONS – reactive oxygen and nitrogen species) s vysokým oxidačním potenciálem. ¡ ¡Nahromadění těchto látek je pro organismus oxidačním stresem. Větší množství jich vzniká při intenzivní svalové práci nebo vlivem ultrafialového záření a toxických látek. ¡V organizmu dovedou ničit mikroorganizmy (viry a bakterie), ale také způsobovat defekty membrán buněk. Tak poškozují buněčné organely, jádra, DNA i ostatní buňky v těle. ¡ ¡Organizmus likviduje oxidační radikály antioxidačními systémy a látkami, V potravě nebo výživových doplňcích může člověk získat další antioxidancia – látky, které RONS likvidují, např. vitamíny E, C, A, koenzym Q10. ¡Oxidační látky, tím, že ničí strukturu buněk, se podílejí na vzniku mnoha onemocnění. ¡ OXIDAČNÍ STRES A VZNIK ONEMOCNĚNÍ Novotný, 2014 NERVOVĚ-ENDOKRINNÍ A LÁTKOVÁ REGULACE ¡Vnitřní orgány (např. trávení, krevního oběhu, dýchání), které se podílí na homeostáze jsou řízeny: ¡ ¡autonomním nervovým systémem (ANS): sympatikus a parasympatikus, jehož mediátory jsou adrenalin, noradrenalin a acetylcholin, ¡systémem žláz s vnitřní sekrecí jejíchž mediátory jsou hormony (např. inzulín), ¡působením látek (např. K+, Na+) přímo na buňky. ¡ ¡HYPOTALAMUS s HYPOFÝZOU jsou nejvyšší jednotkou regulačního nervově-endokrinního systému. ¡ HYPOTALAMUS ¡klíčové regulační a koordinační centrum ¡integrace informace ze zevního a vnitřního prostředí ¡ ¡ ¡modulace chování ¡koordinace a regulace ANS ¡ ¡ ¡udržování homeostázy https://www.endokrinni-system.cz/hypothalamus NERVOVĚ-ENDOKRINNÍ REGULAČNÍ SYSTÉM ¡ 26.9.2024 Novotný, 2014 TRANSPORTNÍ SYSTÉMY ¡Krevní oběh je velmi důležitým transportním systémem: ¡přináší vstřebané látky z trávicí roury do jater, ¡přenáší substráty a produkty metabolizmu mezi orgány a tkáněmi, např. zdroje energie z jater ke svalům, ¡přenáší vodu, minerály i bílkoviny, hormony a další látky po celém těle, do všech tkání a orgánů. ¡ ¡Transportní systém pro kyslík: ¡kyslík je odebírán z nádechového vzduchu, přenášen do krve a předáván cílovým tkáním, ¡Součástí transportního systému jsou: ¡dýchací soustava (dýchací cesty a plíce), ¡krevní oběh (cévy a srdce), ¡periferní tkáně (nervová a svalová soustava atd.). VÝZNAM LEDVIN ¡Ledviny mají pro udržení homeostázy mimořádný význam: ¡kontrolují vylučování vody a minerálů z těla – udržují stálý objem a osmolalitu extracelulární tekutiny (poměr vody a látek v ní obsažených), ¡podílejí se na udržení acido-bazické rovnováhy – podle potřeby mění množství vylučování vodíkových protonů H+ a hydrogenkarbonátových aniontů HCO3-, ¡podle potřeby vylučují nebo zadržují produkty metabolizmu, např. močovinu a kys. močovou, ¡reagují na výkyvy množství kyslíku v těle a podle potřeby tvoří hormon erytropoetin, který stimuluje tvorbu červených krvinek. DŮLEŽITÉ ¡Stabilní vnitřní prostředí je důležité pro existenci všech buněk a tkání v těle, všech orgánů a systémů. ¡ ¡Buňky potřebují stálý přísun energie, kyslíku, přiměřené množství vody a iontů, odsun produktů metabolismu, acido-bazickou rovnováhu, teplotu atd. ¡ ¡Regulační mechanizmy reagují na výchylky v tomto prostředí a kompenzují je tak, že dochází k neustálím oscilacím ukazatelů vnitřního prostředí kolem střední (optimální) hodnoty. ¡ ¡Na regulaci se podílejí společně všechny soustavy. Snad výjimečné postavení má koordinující nervově-hormonální soustava. KLÍČOVÁ SLOVA ¡HOMEOSTÁZA ¡GLUKÓZA + ADENOSINTRIFOSFÁT (ATP) ¡BIORITMY ¡ACIDOBAZICKÁ ROVNOVÁHA (ACIDÓZA + ALKALÓZA) ¡OXIDAČNÍ STRES ¡NEURO-ENDOKRINNÍ REGULACE (HYPOTALAMUS + HYPOFÝZA) ¡ERYTROPOETIN (EPO) ZDROJE ¡Farrimond, S. Žijte svůj lepší život. 219 vědecky doložených důvodů, proč přehodnotit svůj denní režim. Penguin Random House, 2020. ¡Novotný, J. Homeostáza vnitřního prostředí. In Fyziologie člověka, pro studenty bakalářských oborů tělesné výchovy, on-line, 2014. ¡Bernaciková, M. Termoregulace. In Fyziologie člověka, pro studenty bakalářských oborů tělesné výchovy, on-line, 2014.