MUNI
MED
TERMOREGULACE
Endotermní (teplokrevní) vs. ektotermní (studenokrevní) živočichové Arktická (20° - 40°C) vs. tropická (22° - 27°C voda, 32° - 35°C) zvířata
MUN I
ED
TERMOREGULACE
Soubor dějů směřujících k udržení teploty těla v (relativně) úzkém teplotním rozmezí
prijem tepla
produkce tepla
ztráty tepla
vydej tepla
•Teplota jádra - homoiotermní regulace •Teplota kůry (obalu) - poikilotermní regulace
TERMOREGULAČNÍ CHOVÁNÍ
Sociální termoregulace
MUNI
MED
Teplota těla (°C) Symptomy	
28	Svalové potíže
30	Ztráta termoregulačních schopností
33	Ztráta vědomí
37	Fyziologická teplota
42	Selhání CNS funkcí
44	Smrt*
Hypotermie
Hypertermie
M U N I
ED
„PROUDĚNÍ" TEPLA
•Vnitřní proudění tepla (mezi vnitřními orgány a kůží) •Vnější proudění tepla - výdej tepla
MUNI
MED
príjem a/nebo ztráty tepla
vydej tepla
• Záření (radiace, sálání, bez dotyku, IR)
• Vedení (do okolí, teplotní gradient, dotyk) ( + konvekce - vítr)
do 36°C
produkce tepla
Odpařování (evaporace) - pocení
perspiratio sensibilis (potní žlázy)
p. insensibilis (difúze - kůže a sliznice) 1 litr odpařeného potu - 2428 kJ
• Závisí na energetické přeměně (10% BM odpovídá +1°C)
• Rozdíl mezi klidem a prací (podíl svalstva při práci až 70-90%)
• Třesová a netřesová termogeneze (volní a mimovolní třesová t.)
• Hnědá tuková tkáň (p3 adrenoreceptory, NA, lipolýza, exprese lipoproteinlipázy a termogeninu, rozpojení dýchacího řetězce)
UNI
ED
RIZENI TERMOREGULACE
Aferentace: TRP kanály - 2 typy TRPM8 - chlad, TRPV1- teplo
• Centrální termoreceptory
• Periferní termoreceptory (kožní - chlad)
Mechanismy:
• Vegetativní
• Somatické
• Endokrinní (KA, tyroxin, TSH)
• Modifikace chování
Termoregulační centra - CENTRÁLNI TERMOSTAT
• Zadní hypotalamus - reakce na chlad (vasokonstrikce, ANS)
• Přední hypotalamus - reakce na teplo
• (Horní část středního mozku - ?)
termoregulační mechanismy
AKTIVOVANÉ CHLADEM	Snížení výdeje tepla
Kožní vasokonstrikce	+
Stočení do klubíčka	+
Horripilace	+
	Zvýšení produkce tepla
Svalový třes	+
Hlad	+
Zvýšení úmyslných pohybů	+
Zvýšení sekrece katecholaminů	+
AKTIVOVANÉ TEPLEM	Zvýšení výdeje tepla
Kožní vasodilatace	+
Pocení	+
Zvýšení ventilace	+
Nechutenství, apatie, nečinnost	Snížení produkce tepla
MUNI
MED
o
18     Cas (hod)
OVULACE
3	3	3	3	3	3	3	3	3	3	3	3 3		3	3	3	3	3	■>	»	3	3	■>	3	3 3	3	3
2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2 2		2	2	"i	■y	2	2	2	■»	i.		■»	? 2	2	j
1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1 1		1	1	§>	1		1	1	1	1	1	1	1 1	1	1
96	96	96	96	96:	=6	96	96	96	96	96	98 98		96	sr>	96	96	ň	98	^3	98	98	96	96	98 98 !»		98
9	9	9	9	9	9	9	9	9	9	9	9 9		9	9	9	9	9	9	9	9	9	9	9	9 9	i'	j
:	8	8	8	8	8	8	8	8	n	8	8 8		8	8	8	8	8	8	8	8	8	8	8	8 8	8	B
J	7	7	7	7		7	7	i	''ľ	7	7 7			7	7	7	•	7	7	7	7	7	7	7 7	7	7
1	6	6	6	E	6	6	6	e	6	E	6 6	-	ô	6	E	6	6	e	B	e	ň	6	6	6 6	6	6
•	5	S	5	5	5	5	5	5<	5	5	5 5		5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5 5	5	'P
-;	4	4	•	4	4	4	4	4	4		i í1		4	4	4	4	4	4	4	4	4	4	4	A i	4	1
3	3	3	3	1	3		3	J	3	3		3	3	3	3	3	3	3	3	3	3	3	3	3 3	3	3
:•	2	2	2	2	C .	j	2	->	2		2,	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2 2	2	2
i	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1 1	V	1	1	t	1	1	1	1	1	1	1	1	1 1	1	1
97	97	97	97	97	97	97	97	97	97	97	97 97 b/ 97			97 97		97	q;	97	97	97	97	97	97	97 97	97	97
				■	■	■		■		•	9 9	■	■	9	g	•	■	9	■		•	"•	;.		9	•
t	/		i	J	Ŕ		■				1/ 13			1t>		18	ľ)	m	21	n	73	24 25		JU .'/	„	
1. Cirkadiánní kolísaní teploty
2. Cyklické kolísaní u žen (bazálni teplota)
3. Sezónni kolísaní
37.0 r
O
v
Q.
£ o
ÚJ
36.0
Winter
8 12 Hours
16
20
24
I
ED
MUNI
MED
FYZIOLOGIE PRÁCE
FYZIOLOGIE TĚLESNÝCH CVIČENÍ
Jaro 2019, prof. MUDr. Marie Nováková, Ph.D.
DRUHY SVALSTVA
• Kosterní
• Srdeční
• Hladké
PRÁCE:
1. Dynamická (pozitivně/negativně)
2. Statická
ZMĚNY PŘI FYZICKÉ ZÁTĚŽI:
1. Kardiovaskulární
2. Respirační
3. Metabolické
HQMEQSTÁZA
TERMOREGULACE Ergotropní systém - sympatikus
ANTICIPACE VÝKONU
„Fight or flight" - EVOLUČNÍ HLEDISKO
MUNI
ED
kardiovaskulárni reakce pri prací
1. Reakce srdce
2. Reakce cévního řečiště
1. Zvýšení minutového srdečního výdeje (srdeční rezerva !)
2. Zvýšení koronárního průtoku
3. Hyperémie v plicním řečišti
4. Hyperémie ve svalech (rozdíl mezi stahem a relaxací!!!)
5. Vazokonstrikce v „nepotřebných" řečištích - REDISTRIBUCE KRVE
6. Vyšší přísun 02 a metabolitů, větší odsun C02 a katabolitů
METABOLICKÁ AUTOREGULACE PRŮTOKU
Pokles pH, pokles p02, nárůst pC02, hromadění K+, zvýšení teploty
MUNI
MED
SRDEČNÍ REZERVA = maximální MV / klidový MV
4-7
KORONÁRNI REZERVA = maximální KP / klidový KP 3,5 CHRONOTROPNÍ REZERVA = maximálni SF / klidová SF 3-5
OBJEMOVÁ REZERVA = maximální SO / klidový SO        1,5
MV - minutový výdej (l/min), KP - koronárni průtok (ml/min/100gr), SF - srdeční frekvence (minSO - systolický objem (ml) |^|
MED
VYUŽITI SRDEČNÍ REZERVY VE ZDRAVÍ A NEMOCI
MV (l/min)
30
20 10
ATLETICKÉ SRDCE
FYZIOLOGICKÁ ODEZVA
SRDEČNÍ SELHANÍ
(W/kg)   MU MI
1 E D
PARAMETR	V KLIDU	V ZÁTĚŽI		ZVÝŠENÍ (x)
Minutový výdej (l/min)	5-6	25 (35)		4-5 (4-7) Srdeční rezerva
Srdeční frekvence (t/min)	70	210 (250-190) věkově závislé		3-5 Chronotropní rezerva
Systolický objem (ml)	75	115		1,5 Objemová rezerva
Systolický tlak (mmHg)	120		1 ?	-
Diastolický tlak (mmHg)	70		?	-
Pulzový tlak (mmHg)	50	70-100		1,5-2
Střední tlak (mmHg)	-	-		malý nárůst
Perfuze svalů (ml/min/100g)	2-4	60-120		30 (10%MVmax)
respirační reakce pri prací
Požadavky na respirační systém:
1. Vyšší výměna plynů -vyšší difúze
2. Vyšší ventilace
3. Vyšší perfuze (hyperémie v plicním řečišti)
MUNI
MED
PARAMETR	V KLIDU	V ZÁTĚŽI	ZVÝŠENÍ (x)
Minutová ventilace (l/min)	6-12	90-120	15-20
Dechová frekvence (d/min)	12-16	40-60	4-5
Dechový objem (ml)	0,5-0,75	2	3-4
Průtok krve (l/min)	5,5	20-35	4-6
Příjem O2 (ml/min) -v02	250-300	3000	10-12
Celkový C02 (ml/min)	200	8000	40
p02 (Torr)	40	25	
Extrakce 02 (%)	+	+	++
MUNI
MED
Ventilace (1 / min)
zotavení
Psychika Propriocepce
hyperpnoe
tachypnoe
„Humorální" stimulace (K+, teplota, C02, 02)
tachypnoe (kyslíkový dluh) í H+
R = 1,5-2,0
Ganong: Review of Medical Physiology, 24th edition
R = 0,5
MUNI
MED
OVERVIEW OF MUSCLE METABOLISM
ATP for muscle contraction is continuously produced by aerobic metabolism of glucose and fatty acids. During short bursts of activity, when ATP demand exceeds the rate of aerobic ATP production, aerobic glycolysis produces ATP, lactate, and 1-T,
Intestine
Glucose -absorbed
Muscle tissue
Amino acids
Lactate
Adipose Glycerol + fatty acids tissue |
Lipids stored in adipose tissue
Gas exchange at the lungs: q2
co2
Glycogen
Exercise
Glycolysis (anaerobic)
Pyruvate I
Acetyl CoA 1
Oxidative phosphorylation and citric acid
cycle (aerobic)
A DP
1 Glucose comes © Fatty acids can be Q Lactate from anaerobic Q Both aerobic and anaerobic from liver glycogen used only in aerobic        metabolism can be converted      metabolism provide ATP for
or dietary intake. metabolism. to glucose by the liver. muscle contraction.
D.U.Silverthorn: Human Physiology (An Integrated Approach)
MUNI
ED
AEROBIC VERSUS ANAEROBIC METABOLISM
AnaGrobic metabolism produces ATP 2.5 times faster than aerobic metabolism, but aerobic metabolism can support Gxercise for hours.
ATP 3 produced (moles/min)
2
4?
1
Hours
Endurance time for maximal muscle activity
- 1 min
KEY
ATP production Muscle endurance
Phosphocreatine
can sustain only 10 soconds of maximal GxercisG.
Anaerobic metabolism
produces ATP 2.5 times faster than aerobic metabolism but can support only 1 minute of maximal exercise.
Aerobic metabolism
supports exercise for hours.
D.U.Silverthorn: Human Physiology (An Integrated Approach)
MUNI
MED
ENERGY SUBSTRATE USE DURING EXERCISE
At low-intensity exercise, muscles get more energy from fats than from glucose (CHO). During high-intensity exercise (levels greater than 70% of maximum), glucose becomes the main energy source.
a>   100%
Ü
'S) -Q =S
a 0-
80% 60% 40% 20% 0%
				
Fat				
CHO				
				
				
Rest
20 40 60 80
Exercise intensity {% maximum)
100
Data from G. A. Brooks and J. Mercier, J App Physiol 76: 2253-2261, 1994
D.U.Silverthorn: Human Physiology (An Integrated Approach)
MUNI
ED
OXYGEN CONSUMPTION AND EXERCISE
Oxygen supply to exercising cells lags behind energy use, D.u.Silverthorn: Human Physiology (An integrated Approach)
creating an oxygen deficit. Excess postexercise oxygen consumption compensates for the oxygen deficit.
c
0 -i—>
Cl
£
01
0.50
o 0.25 i O
Cellular energy use exceeds oxygen uptake (oxygen deficit)
Excess postexercise oxygen consumption
							
					i		
					\		
							
		Resting level c		►f			
		02 consumptio 1		n			
2
▲
Exercise begins
4 6 8
Time (min)
10
▲
Exercise ends
12
MUNI
ED
BLOOD GASES AND EXERCISE
Arterial blood gases and pH remain steady with submaximal exercise.
X
E E
a> i—
cn
2 a
'■c a
en
100 -75 -
50
25 -0
		•	Ventilation-j		
				/	
	I Arterial P0z				
			Arterial		
					
					
^^^^		venous			
I I					
140 E-120 £ 100 .1
03
80 60 40 20 0
CD
>
03 c O
E
,o
7.4
7.2 -
Arterial pH			
			
1 1		1	h
0      20       40       60       30 100 02 consumption {% of maximum)
D.U.Silverthorn: Human Physiology (An Integrated Approach)
MUNI
ED
'Cortisol
Gluconeogenesis from lactate
Glucagon
Anerob metaboli
Glucose
Glycogenosis
Free Fatty Acid Mobilization
Protein Synthesis
♦
Hypothalamus
Growth Hormone Releasing Hormone
Growth Hormone
MUNI
ED
tělesná výkonnost
•Spiroergometrie •Typy ergometrů •Index W170 •Tréning
•Únava (aerobní, anaerobní práh) •Adaptace na tělesnou zátěž