1. Martin Komínek Závěrečný úkol KPI leden 2013
Argumentace výběru tématu
Fyziologie je jedna z nejdůležitějších lékařských disciplín, která spojuje poznatky teoretických
předmětů do jednoho logického celku. Zanedlouho budu z tohoto předmětu skládat zkoušku, takže
popisované téma je jen logickým vyústěním toho, co je zrovna v popředí mého současného zájmu.
Vybral jsem si takovou kapitolu fyziologie, o které jsem přesvědčen, že bude zajímavá nejen pro
studenty medicíny, ale i pro každého, kdo má rád sport, zvlášť když je téma tělesné kultury
v současné době stále více rozebíráno „vědeckýma“ očima.
Tělesné změny v průběhu fyzické práce
Anotace
Svalová práce je krásným příkladem toho, jak se chemická energie ukrytá
v makroergních vazbách molekul ATP může přeměnit v energii mechanickou. Tělo se
svými dokonale sladěnými regulačními mechanismy dokáže na zvýšenou poptávku
energie během svalové práce přizpůsobit. Dokument je shrnutím těchto mechanismů a
dává je do souvislosti. Zrychlený dech a vyšší tepová frekvence jsou konečným
důsledkem funkce několika chemoreceptorů, které bedlivě střeží obsah dýchacích
plynů v krvi zejména tam, kde jsou nároky na dostatečné zásobení kyslíkem vysoké.
Klíčová slova:
 ATP – Adenosintrifosfát; univerzální biologické „energetické platidlo“. Obsahuje dvě
makroergní vazby.
 Makroergní vazba – Taková chemická vazba, při jejímž štěpení se uvolňuje velké množství
energie.
 Parciální tlak – Dílčí tlak dýchacího plynu v krvi, značí se PO2/PCO2 a bývá pro každý plyn
v různých částech krevního řečiště jiný. Jejich místní rozdíly umožňují např. difuzi kyslíku
z plicních sklípků do alveolárních kapilár, nebo naopak uvolnění kyslíku z hemoglobinu do
tkání.
 Minutový srdeční výdej – Množství krve, které je vypuzeno levou komorou za jednu minutu.
Vypočítá se jako součin tepové frekvence a systolického objemu.
 Minutová ventilace - Množství vzduchu (nikoliv kyslíku!!!), které vydýcháme za jednu
minutu. Vypočítá se jako součin dechové frekvence a dechového objemu.
1

2. Martin Komínek Závěrečný úkol KPI leden 2013
Úvod
Práce svalu je umožněna díky biochemické interakci dvou svalových bílkovin – aktinu a myozinu.
Během svalové práce se mezi těmito bílkovinami vytváří chemické vazby, které jsou buď trvalé (při
udržovací statické práci), nebo se postupně přerušují a zase vznikají na jiném vazném místě molekuly
aktinu (při dynamické práci). Jak vznik, tak udržení chemických vazeb mezi aktinem a myozinem jsou
děje energeticky náročné a spotřebovávají energii ve formě ATP (adenosintrifosfát). Zvyšují se nároky
svalu nejen na energetický přísun, ale také na dodávky kyslíku a odvod zplodin metabolismu ze svalu
ven. Konečným důsledkem tělesných regulačních mechanismů je zrychlení oběhu krve, který je
umožněn zvýšenou tepovou frekvencí a zvýšená dechová frekvence, která pokrývá větší poptávku po
kyslíku.
Adaptace oběhového systému na fyzickou námahu
Během svalové práce stoupá spotřeba kyslíku až 500krát oproti fyzickému klidu. Tyto obrovské
nároky jsou důsledkem principu syntézy ATP. Sval sice dokáže syntetizovat ATP i bez kyslíku, ale
výtěžnost této reakce není dostačující, dostavuje se rychlá únava a tzv. kyslíkový dluh, ke kterému by
v ideálním případě docházet nemělo. Přesto jeho existence umožňuje krátkodobé zvýšení svalového
výkonu až na šestinásobek maximálního výkonu aerobního. Regulační mechanismy se snaží
kyslíkovému dluhu předejít.
Samotná existence zvýšeného metabolismu způsobuje vzestup prokrvení svalu. Hromadící se CO2,
úbytek kyslíku a snížení pH působí vasodilatačně. Za další vasodilatační faktor jsou zodpovědné buňky
endotelu svalových kapilár produkující NO. Prokrvení pomáhají i rytmické svalové kontrakce, které
doslova „pumpují“ krev. U statické práce tento jev chybí, proto se staticky pracující sval unaví
rychleji, než sval, který pracuje dynamicky. Vasodilatace a zvýšená spotřeba kyslíku podmiňují další
změny v oběhovém a dýchacím systému.
Při fyzické námaze stoupá aktivací sympatiku srdeční minutový výdej (na max. 20 l/min) a to
zvýšením obou faktorů, jejichž součinem je minutový výdej určen. Stoupá jak tepová frekvence, tak
systolický objem. Maximální tepová frekvence je závislá na věku a nedá se zvýšit tréninkem. Soudí se,
že je dána geneticky a orientačně lze vypočítat jako 220 – věk. Ze vzorce je patrné, že se stoupajícím
věkem bude klesat maximální tepová frekvence. Systolický objem se zvýší asi 1,2krát u
netrénovaných jedinců. U sportovců, jejichž myokard je tréninkem hypertrofovaný, se systolický
objem zvýší více (proto se u sportovců setkáváme s fyziologickou klidovou bradykardií). Zvýšený
srdeční minutový výdej slouží jednak k prokrvení svalstva, jednak k prokrvení kůže, skrz kterou uniká
teplo, které je v masivní míře produkováno pracujícími svaly. Sympatikus dále zajistí, že prokrvení
orgánů trávicího a urogenitálního traktu klesne pod klidovou úroveň (proto by se nemělo sportovat
hned po jídle, kdy je situace opačná).
2

3. Martin Komínek Závěrečný úkol KPI leden 2013
Dalším důsledkem tělesné námahy je
vzestup systolického tlaku, který je dán
součinem minutového výdeje (ten
prudce stoupá) a periferního odporu
cév (mírný pokles). Diastolický tlak
proto zůstává stejný, nebo mírně klesá.
U hypertoniků, jejichž cévy jsou méně
pružné, stoupají tlaky oba, systolický
pak mnohem znatelněji, než u zdravých
osob. Pacienti s hypertenzí by se proto
neměli věnovat sportům, které jsou
silové (především by se měli vyvarovat
extrémně silovému zatínání břišního
lisu). Silná kontrakce svalu stlačí okolní
cévy, čímž ještě zvýší periferní odpor a
systolický tlak tak dále roste, přičemž
může dojít k poškození cév.
Adaptace respiračního
systému
Zvýšená spotřeba kyslíku v pracujících
svalech je znatelná na venózní krvi,
která opouští sval. Zvýšený PCO2, pokles
PO2 a pH jsou zaznamenávány respiračními chemoreceptory (tzv. glomy), které jsou dvojího druhu –
párové karotické a několik aortálních. Další chemoreceptory se nachází zejména v prodloužené míše
(zde je kontrola obzvlášť důležitá, neboť mozek je velmi citlivý na hypoxii), ale i jinde po těle. V těchto
chemoreceptorech vznikají impulsy, které stimulují dechové centrum k větší aktivitě. Chemické
regulační mechanismy udržují dech v takových parametrech, aby homeostáza zůstala zachována. PO2
se zvýší, když klesá k nebezpečným hodnotám, PCO2 je udržován konstantní a snížené pH je obvykle
kompenzováno plazmatickými pufračními systémy. Při svalové práci první vzroste parciální tlak CO2
ve venózní krvi, což je adekvátní podnět pro glomy.
Minutová ventilace stoupá z klidových cca 7,5 l/min na maximální hodnotu 90-120 l/min. Stejně jako
u minutového srdečního výdeje jsou i u minutové ventilace zvýšeny oba parametry, které ji určují.
Stoupá jak dechová frekvence (z klidových 16/min na cca 60/min při zátěži), tak dechový objem (na
cca 2 l oproti klidovým 0,5 l). Plíce svou zvýšenou minutovou ventilací umožňují dostatečné sycení
krve kyslíkem i při rychlejším průtoku krve plícemi a nasycenost hemoglobinu kyslíkem zůstává
konstantní. Minutová spotřeba kyslíku vzroste u netrénovaných jedinců až na desetinásobek.
Jak minutový srdeční výdej, tak minutová ventilace rostou až do svého maxima, kde se zastaví.
Jakékoliv další energetické požadavky organismu jsou po překročení tohoto bodu hrazeny anaerobní
glykolýzou. Ve svalu se hromadí laktát a dostaví se svalová únava. Ideální fyzická zátěž je tedy taková,
která je dynamická a s lehkou zátěží.
3

4. Martin Komínek Závěrečný úkol KPI leden 2013
Seznam použité literatury:
 SILBERNAGL, Stefan a Agamemnon DESPOPOULOS. Atlas fyziologie člověka. 6. přeprac. a
rozš. vyd. Praha: Grada, 2004, XII, 435 s. ISBN 80-247-0630-X.
1. Monografická publikace, překládána do několika světových jazyků.
2. Všichni autoři jsou odborníci v oboru s příslušnými tituly.
3. Publikace patří mezi doporučenou literaturu k danému předmětu na všech LF v ČR.
4. 6. zcela přepracované a rozšířené vydání z roku 2004 (aktuálnost a opravené
informace).
5. Celá kniha je psaná odborným jazykem, používá terminologii oboru.
 GANONG, William F. a Agamemnon DESPOPOULOS. Přehled lékařské fyziologie. 20. vyd.
Praha: Galén, c2005, xx, 890 s. ISBN 80-726-2311-7.
1. Monografická publikace, překládána do několika světových jazyků.
2. Všichni autoři jsou odborníci v oboru s příslušnými tituly.
3. Publikace patří mezi doporučenou literaturu k danému předmětu na všech LF v ČR.
4. Celá kniha je psaná odborným jazykem, používá terminologii oboru.
5. 20. vydání z roku 2005 (aktuálnost a opravené informace).
 DUNCKER, Dirk J. a Robert J. BACHE. Regulation of Coronary Blood Flow During Exercise.
Physiological Reviews [online]. July 2008, vol. 88, no. 3, s. 1009-1086 [cit. 2013-01-04]. DOI:
10.1152. Dostupné z: http://physrev.physiology.org/content/88/3/1009.long
1. Článek z roku 2008 (aktuálnost).
2. Specializovaný odborný časopis.
3. Autoři jsou odborníci.
4. Autoři jsou citováni a píší i jiné odborné články.
5. Text je logicky členěn, nechybí víceúrovňové nadpisy, schémata, ani grafy.
 Základy fyziologie pohybu. BEJZOVÁ, Magda. Diacentrum.cz [online]. [cit. 2013-01-04].
Dostupné z:
http://www.diacentrum.cz/index.php?option=com_content&task=view&id=151&Itemid=165
1. Autorka je uvedená.
2. Autorka je odbornicí.
3. Web se zaměřuje na jeden tematický okruh.
4. Na webu spolupracují další odborníci v oboru.
5. Text je logicky členěn.
4