A SEJT A sejtet jellemzi: mikrométer nagyságrendű, alakja függ: funkciójától, környezetétől, sűrűségétől, felületi feszültségétől, a sejthártya merevségétől, minden sejtben azonos részecskék (sejtalkotók)találhatók: sejthártya, sejtmag, mitochondrium, Golgi- test, lizosoma, sejtközpont, endoplazmatikus retikulum, cytoplazma (Az aláhúzott sejtalkotókat az úgynevezett UNIT membrán burkolja.) A SEJTMEMBRÁN SZERKEZETE 1
SEJTALKOTÓK Citoplazma: 3 fázisú diszperz rendszer: vizes- emulzió- kolloid, a belső súrlódása nagy, víztartalma nagy, rugalmas Ribosoma: minden sejtben egyforma (összetétel, szerkezet) a fehérjeszintézisben játszik szerepet, sok fehérjét tartalmaz, sok RNS- t tartalmaz, az aminosav sorrend kialakítása a feladata, szabadon vagy membránhoz kötötten található, Endoplazmatikus retikulum: a fehérjeszintézist végző sejtekben nagyon fejlett, tömlő alakú, az egész sejtet behálózza, ideg- ingerületvezetésben játszik szerepet, transzport folyamatokban (sejten belüli) játszik szerepet, fehérjeszintézis, zsírok, szénhidrátok, szteránvázas vegyületek szintézisében vesz részt. Golgi- apparátus: lemezek vagy szemcsék, szoros a kapcsolata az endoplazmatikus retikulummal, kicsi az enzimatikus aktivitása, a sejten belüli H2O szabályozás a feladata, glikogén raktár. Lizosoma: nagy enzimtartalom (emésztés), heterogén felépítés, hydrolitikus enzimtartalom magas. Mitochondrium: minden sejtben megtalálható, általában tojás alakú, oxidatív enzimtartalom magas, citrát-kör (mátrix), terminális oxidáció (membrán), szintézisekben vesz részt (szteroid hormonok, fehérjeszintézis), Na szállítás, RNS, DNS, szénhidráttartalom jelentős. 2
Sejtmag: DNS tartalom RNS, DNS képzés szénhidrátbontás, kromatin állomány (kromoszómák: 46 ebből 44 testi és 2 ivari) A SEJT ÉLETTANA 1. Sejtanyagcsere: Transzport folyamatok: sejt működéséhez szükséges anyagok felvétele a sejthártyán (szelektív permeábilitás ez függ a membrán pórusnagyságától és az anyagok zsíroldékonyságától) keresztül. Passzív transzport (energia nem szükséges az anyagok a koncentráció különbségnek, hidrosztatikai nyomáskülönbségnek, vagy az eltérő elektromospotenciál különbségnek megfelelően áramlanak a sejtbe). Diffúzió: az oldott anyag a rendelkezésre álló teret igyekszik egyenletesen betölteni. Ha két különböző töménységű oldatot hozunk össze egymással, az oldatok elegyednek. Minél nagyobb a koncentráció különbség, annál gyorsabb a diffúzió. Ozmózis: abban az esetben, ha a diffundáló anyag útjában membrán helyezkedik el, mely az oldandó anyag számára átjárhatatlan (szemipermeábilis hártya), akkor a membránon keresztül csak az oldószer tud áramlani a töményebb közeg felé. Az ozmózis addig tart, amíg az oldószer egész mennyisége el nem keveredett a töményebb oldattal, illetve a szemipermeábilis hártya két oldalán lévő oldat egyenlő koncentrációjúvá nem vált. Az ozmózist megakadályozhatjuk, ha az oldatot kellő nyomás alá helyezzük. Így az oldószer vagy nem jut át a membránon, vagy visszaáramlik. Ha a kifejtett nyomás akkora, hogy semmilyen áramlás nem történik, akkor ún. dinamikus egyensúly alakul ki. Az a nyomást, amit az oldatra kell kifejteni, hogy ozmózis ne jöjjön létre, ozmotikus nyomásnak nevezzük. A sejtmembrán feladata, hogy az ozmotikus nyomást fenntartsa. Ha bármilyen okból megváltozik az ozmotikus nyomás, szervezetünk azonnal reagál a verejték, a vizelet mennyiségének és összetételének változtatásával. Oldatok: izotóniás (ozmotikus nyomása megegyezik a sejtével), hipotóniás (az oldat ozmózisnyomása kisebb, a sejt megduzzad), hipertóniás (az oldat ozmózisnyomása nagyobb, a sejt zsugorodik). Aktív transzport (ATP szükséges)(pl.: Na + és K + ionpumpa mechanizmusa) A sejt zavartalan működéséhez szükséges anyagok mindegyike nem tud passzív módon bejutni a sejtbe. Mindig a koncentráció grádienssel szemben történik. A membránon keresztül történő anyagszállítást az ún. Carrier molekulák segítik. 3
Fagocitózis: Inkább a védekezésben játszik szerepet. (pl.: baktériumok, porszemcsék stb.). Szilárd anyagok, részecskék bekebelezése. Pinocitózis: Folyadék, és folyadékban oldott anyagok felvétel (pl.: fehérje felvétel). Asszimiláció. Disszimiláció. Szekréció. Sejtmozgás: amőboid mozgás (pl.: monocyták), csillószőrök (pl.: egyes hámsejtek). Ingerlékenység: Ingerlékenység inger (ingerküszöb) ingerület (akciós potenciál) ingervezetés. (Az ingerület terjedésének a sebességét a sejteken belüli ellenállás határozza meg. Vastagabb ideg vagy izomrost ellenállása kisebb az ingerület terjedése gyorsabb.) Válasz: a mozgás formájában, anyagcsere csökkenés illetve növekedésben valósul meg. A differenciált sejteknél speciális reakciók, pl.: izomsejt az ingerület hatására összehúzódik. Sejtnövekedés: Táplálkozás során a sejt gyarapodik, mely a citoplazma tömegének a növekedését eredményezi, ha a sejt már a megnövekedett citoplazma tömeget nem tudja táplálni, akkor visszafejlődik, elpusztul vagy osztódik. Sejtosztódás: Előfeltétele, hogy a sejt a teljes nagyságát elérje. Direkt sejtosztódás (amitózis) a magban kezdődik, majd a citoplazma is kettéosztódik. Indirekt sejtosztódás (mitózis) a sejt vizet vesz fel, megduzzad (1), a sejtközpont osztódik és a sejt két pólusára vándorol (2). A magban egyidejűleg kialakulnak a kromoszómák (3), a kromoszómák hosszában kettéhasadnak, számuk megkétszereződik és egyik felük az egyik, míg másik felük a másik sejtközpont köré csoportosul (4), majd a plazma osztódik, középen befűződés keletkezik, és a sejt kettéválik.(5-6). Felező sejtosztódás (meiózis) az ivarsejtekre jellemző osztódás. Az osztódást megelőzően az ivarsejtben a kromoszóma párok kettéválnak. Egyik a fiú, másik a lány sejtbe kerül. Így min a hím, mind a női ivarsejt fele kromoszóma számmal rendelkezik (haploid kromoszóma szám). A kromoszómaszámok a sejtek egyesülésekor egészülnek ki. 4
VÉR Szerepe: tápanyaggal látja el a sejteket, szöveteket, O 2 -t szállít a sejtnek, továbbá hatóanyagokat (hormonok) az életfolyamatok szabályozásához, elszállítja a sejtben keletkezett bomlástermékeket, közreműködik a szervezet védekezésében (immunanyagok, fagocitózis), részt vesz a szervezet hőszabályozásában, a szervezet belső környezetének az állandóságát biztosítja (izotónia, izohydria stb.) VÉR (5-6 liter) 44% 56% VÉRSEJTEK PLAZMA(90%-a víz) vörösvértestek, fehérjék (albuminok fehérvérsejtek, globulinok (7-8%), vérlemezkék kationok (Na +, K +, Ca ++ ) anionok (Cl-, HCo - 3 ), szénhidrátok, festékanyagok (bilirubin), zsírok (koleszterin, FFA), bomlástermékek (karbamid, húgysav, kreatinin), hormonok (endokrin mirigyek termékei) Hematokrit érték: 40-44% (Csak alvadásgátolt vérrel!) Ha nincs a véralvadás gátolva, akkor VÉRSAVÓ (SZÉRUM) és VÉRLEPÉNY keletkezik. VÖRÖSVÉRTEST (erythrocyta) nincs sejtmagja, 4,5-5 ill. 4,0-4,5 millió haemoglobin tartalom (Hb+O 2 OXHb oxihaemoglobin) a sav- bázis egyensúly fenntartása Termelődés: a vörös csontvelőben (lapos csontok pl.: szegycsont, medencecsont) a hypoxia serkenti (vese eritropoetin + B 2, vas, folsav, triptofán, metionin) az előbb felsoroltak hiánya gátolja a vörösvértestképzést Lebontás: élettartam 120-130 nap lebontás a lépben és a RES-ben 5
ENTEROHEPATIKUS CIKLUS Hb biliverdin bilirubin (a vérben RES makrofág) máj epe bél vér vese vizelet széklet vér (v. portae) FEHÉRVÉRSEJT (leukocyta) Élettartamuk 5-10 nap (a csontvelőből kikerülő fehérvérsejtek az erek és a tüdő falában raktározódnak és csak megfelelő inger hatására kerülnek a keringésbe). 3 csoportba sorolhatóak: 1. Myeloid elemek granulocyták (50-60%) a vörös csontvelőben termelődnek plazmájukban szemcsék (granulumok) találhatók, a szemcsék festődése alapján lehetnek: neutrophil, eosinophil, basophil granulocyták. neutrophil granulocyták (falósejtek védekezés, mikrofágok) amőboid mozgás, fagocitózis, baktériumokat, idegen anyagokat amőbaszerű mozgással körülveszik, majd bekebelezik, gennyképződés (elhalt fehérvérsejtek + szövetrészek) eosinophil granulocyták: allergiás állapotokban és bélférgességben szaporodnak meg a vérben, szerepük még teljesen nem tisztázott, basophil granulocyták: véralvadásgátló (heparin) anyagot tartalmaznak, jelentőségük még nem tisztázott. 2. Lymphoid elemek lymphocyták (30-33%) a nyirokszervekben és a lépben termelődnek, a környezeti ártalmak elleni védekezés az úgynevezett IMMUNVÁLASZ segítségével, készenléti sejtek testidegen anyagok (antigén) hatására osztódással és differenciálódással olyan sejtekké válnak, melyek közvetlenül vesznek részt a szervezet védekezésében T- és B lymphocyták 3. Monocyták (10-15%) a vöröscsontvelőben termelődnek, 6
fagocitálnak (Nagyobbakat képesek fagocitálni, mint a granulocyták makrofágok) a fagocitált anyagokat lebontják lizosoma, a RES részei, 24 órát keringenek a vérben, majd lerakódnak a RES- ben. VÉRLEMEZKÉK (thrombocyta) a véralvadás fontos tényezői, a trombokináz enzimet tartalmazzák, a sérült érszakasz összehúzódik, a sérülés helyén a vérlemezkék az érfalhoz tapadnak és elzárják a sérülést, ha a sérülés nagyobb VÉRALVADÁS is kell! VÉRALVADÁS Lényege: a plazmában oldott állapotú fibrinogén nevű fehérje oldhatatlan fibrin szálakká csapódik ki. A fibrinszálak a megalvadt vérből képződő vérlepény rostos vázát alkotják. A vázon fennakadnak a vér sejtes elemei, amelyek a fibrinnel együtt alkotják a vérlepényt. A zsugorodó vérlepényből kipréselődik egy sárga, áttetsző folyadék, a szérum vagy vérsavó, ez a fibrinmentes vérplazma. menete: (Ca ++ igényes) előfázis protrombin trombin átalakulás (trombokináz enzim szükséges), fő fázis fibrinogén fibrin átalakulás, utófázis az alvadt vér zsugorodása, a szérum (vérsavó) keletkezése. VÉRCSOPORTOK Vércsoport Antigén a vörösvértest Antitest a vérplazmában felszínén O nincs anti A és anti B A A anti B B B anti A AB AB nincs RH- RENDSZER Vércsoport RH- antigén a Antitest a vérplazmában vörösvértestben RH- pozitív van nincs RH- negatív nincs van Nyirokrendszer Az intravazális tér és az interstitium közt nagymértékű diffúziós transzport bonyolódik le. A teljes plazmatérfogat 70%-a szűrődik ki, aminek nagy része a vénás száron visszaszívódik. A maradék napi 2-4 liter a nyirokrendszeren keresztül jut vissza a keringésbe. A nyirok rendszer szerepet játszik a szervezet védekezési mechanizmusaiban is. 7
AZ IZOMMŰKÖDÉS ÉLETTANA A szervezetben megkülönböztetünk harántcsíkolt vázizmot, simaizmot és szívizmot. Az emberi mozgás alapját az izomműködés képezi. Az izmok a mozgás aktív szervei, a mozgatórendszer passzív alkotóelemeit, a csontokat és izületeket az izmok mozgatják. Kémiai energiát alakítanak át mechanikai energiává. Motoros egység: az izomrost és a hozzá kapcsolódó mozgató neuron. Az izomműködést közvetlenül a központi idegrendszer irányítja. (gerincvelő mellső szarvi mozgató neuron neuromuscularis synapsys izomrost). Az emberi szervezetben nem az egyes izmok, hanem különböző izomcsoportok együttműködve hajtják végre a mozgásokat: Agonista izmok: közvetlenül a mozgást végzik. Szinergista izmok: a mozgás létrejöttét teszik lehetővé. Antagonista izmok: a mozgást végző izmokkal ellentétesen működnek. Az izomrostok fajtái F F F t t t ST FT 1 FT 2 az edzés hatására történő átalakulás Az izomrosttípusok jellemzői ST (lassú, oxidatív) FT 1 (gyors, oxidatív, glikolitikus) FT 2 (gyors, glikolitikus) Mitokondrium tartalom nagy kicsi kicsi Protoplazma mennyiség nagy kicsi kicsi Vastagság kicsi nagy nagy Szarkoplazmatikus retikulum Ca 2+ felvevő és leadó képesség kicsi közepes nagy Mitokondriális oxidatív nagy közepes kicsi anyagcsere Mitokondriális glikolitikus kicsi közepes nagy anyagcsere Kontrakció sebesség kicsi nagy nagy Fáradékonyság kicsi közepes nagy 8
Az izomműködés mechanikai szempontjai Erőkifejtési módok (az izomösszehúzódás formái) Dinamikus (mozgásos) Statikus (tartásos) Legyőző Fékező Megtartó koncentrikus excentrikus izometriás kontrakció kontrakció kontrakció (K. E.< B. E.) (K. E.> B. E.) (K. E.= B. E.) Excentrikus > Izometriás > Koncentrikus Alapjelenségek Izomrángás: egyszeri inger hatására történő összehúzódás (ingerküszöb inger szummáció). Contractio- summatio: szupramaximális erősségű inger az előző inger által okozott kontrakciós hullám felszálló ágának megfelelő periódusban megismételjük, a kapott kontrakció amplitúdója nagyobb lesz, mint az egyetlen ingert követő kontrakcióé. Komplett tetanus: megfelelő intervallumokban alkalmazott szupramaximális inger (ingersorozat) fenntartott kontrakció szummációt eredményez tetanus. A kontrakciós görbe teljesen összeolvadt vonalat képez. Inkomplett tetanus: kisebb frekvencia mellett a kontrakciós görbén kisebb nagyobb hullámok jelzik a nem teljesen fuzionált kontrakciót. F Izomrángás Li. Ki. Ri. F Kontrakció szummáció t t F Komplett tetanus F Inkomplett tetanus Li.: a látencia idő. t t 9
Ki.: a kontrakció ideje. Ri.: a relaxáció ideje. Izomteljesítmény: Quantalis szummáció (mennyiségi összegzés): az izomműködés intenzitásának növelésével egyre több motoros egység kapcsolódik be a mozgásba. Kontrakció szummáció (hullámösszegzés): a mozgatóegységben végigfutó ingerületek számának növelése. Ezt a két lehetőséget a szervezet nem egymás után, hanem egyszerre veszi igénybe. Az izom- erőkifejtés függ: Az életkortól és a nemtől. A rostok vastagságától és vérellátásától. A működő izmok hosszától. A résztvevő ME. számától (ME.: motorikus egység). Az impulzusok sűrűségétől, szinkronizációjától. Az erőkifejtés idejétől. A mozgósítható energia mennyiségétől. A megmozgatott súly nagyságától és az ellenállás nagyságától. A rostok összetételétől. Az impulzusok nagyságától és erejétől. Hőtermelés és energiaszolgáltató folyamatok az izomban Az izomműködés során hőfelszabadulás mérhető. Kezdeti (iniciális) hő: az összehúzódás és az elernyedés alatt mért értékek összege, aerob és anaerob körülmények között is, aktivációs: rángás esetében, fenntartásos: tetanuszos összehúzódás esetén. Megkésett hő: az izomműködés után, csak aerob energiaszolgáltatás után. Izomműködés energia forrásai: Első lépcső: ATP = ADP + P + E Második lépcső: KrP + ADP = ATP + Kr (ATP reszintézis). Harmadik lépcső (az intenzitástól függően): az izomglikogén aerob és anaerob lebontása, zsírok β oxidáció. fehérjék oxidatív dezaminálás. 10
Energiaszolgáltató folyamatok az izomban AEROB ANAEROB (O 2 elég) (O 2 kevés) alaktacid KrP = Kr + P + E KrP + ADP = ATP laktacid szénhidrát (38 db ATP) zsír (130 db ATP) fehérje (17 db ATP) (aerob - anaerob) (aerob) (aerob, normál esetben nem szolgáltat energiát) GLIKOLÍZIS BÉTA - OXIDÁCIÓ OXIDATÍV DEZAMINÁLÁS 2 ATP 35 ATP piroszőlősav acetil CoA tejsav CITRÁT - KÖR TERMINÁLIS OXIDÁCIÓ ATP (IZOM) OXIDATÍV FOSZFORILÁLÁS CORI- KÖR (helyreállítás) VÉR I C 6 H 12 O 6 C 6 H 12 O 6 Z M O Á M TEJSAV TEJSAV J VÉR Aerob C 6 H 12 O 6 + 6O 2 = 6CO 2 + 6H 2 O + E Anaerob laktacid C 6 H 12 O 6 = 2C 3 H 6 O 3 + E 11
Az intenzitás a terjedelem és a felhasznált energia Az izomműködés szabályozása A szervezet izomállományának fő tömegét képező harántcsíkolt izomzat (vázizomzat izomzat) valamint a több- egységes simaizomzat kontrakcióját fiziológiás körülmények között kizárólag a központi idegrendszerből jövő, a motoros, illetve vegetatív idegek útján vezetett impulzusok váltják ki és tartják fenn. A viscelaris simaizom és a szívizom alapvető aktivitása myogen eredetű; az efferens vegetatív rostok ingerülete az alapvető myogen aktivitás serkentés vagy gátlás irányában befolyásolja. 12
Az izomműködés szabályozásában résztvevő központi idegrendszeri folyamatok (Frenkl) A simaizom és a szívizom működése Simaizom jellemzői: Lassú, minimális energiafogyasztással járó fenntartott kontrakcióra képes. Nem fáradékony. Tetanizálható. Vegetatív beidegzésű. Orsó alakú sejtek, egyetlen sejtmaggal. Működés szempontjából két csoportra oszthatók: Visceláris vagy unitárius: az izomsejt intrinsic (nyújtás hatására) ingerületi folyamata vált ki az ingerület végigterjed a simaizom egész kötegén, a teljes izom úgy viselkedik, mintha egyetlen sejtből állna. Pl.: gyomor- bélcsatorna, ureter, húgyhólyag, uterus, arteriolák és venulák simaizomzata. Multi- unit simaizom: ezek a harántcsíkolt izmokhoz hasonlóan motoros egységekbe tömörülnek. Pl.: a nagyartériák simaizmai, pilomotor apparátus. Szabályozás: vegetatív idegrostok beidegzése alatt állnak. Az izom nyújtásának a hatása: az üregek falában elhelyezkedő simaizmok nyújtása a sejtmembrán depolarizációját váltja ki tónusos / fenntartott / kontrakció jön létre). Vegetatív mediátorok hatása: cholinerg (parasympathicus acetylcholin serkentés) és adrenerg (sympaticus noradrenalin (adrenalin) gátlás vagy serkentés) ingerület átvivő anyagok. Az ingerület az ún. neuromuscularis synapsison keresztül tevődik át az izomzatra. Szívizom jellemzői: Harántcsíkolt izomrostokból áll. Nem fárad el. Nem tetanizálható. 13
Automácia a teljesen denervált (idegétől megfosztott) szív megfelelő körülmények között ritmusosan húzódik össze. Vegetatív rostok beidegzése módosíthatja az automáciát (n. vagus tachycardia és bradycardia). A SZÍV- ÉS A KERINGÉSI RENDSZER ÉLETTANA Az emberi szív négy üregből álló szerv. A szív fala három rétegből áll. A szívburok (pericardium) veszi körül, a szívbelhártya (endocardium) béleli a szívizomzatot (myocardium).a szívizomzat ritmusos összehúzódása a systole és elernyedése a diastole állandó mozgásban tartja a vért. A szív működési szempontból bal- és jobb szívfélre osztható, melyek az egészséges embernél nem közlekednek egymással. Pitvarokat és kamrákat (2-2) különböztetünk meg. A szívben az áramlás egyirányú, a vér a pitvarokból a kamrákba, a kamrákból a nagy erekbe kerül. Az egyirányú áramlást a billentyűk biztosítják. Billentyűket találunk pitvarok és kamrák (vitorlás billentyűk) illetve a kamrák és a nagy erek között (zsebes vagy félhold alakú billentyűk). A szív és vérkeringési rendszer két vérkörből áll: 1. Nagyvérkör: bal kamra aorta artériás rendszer capillárisok vénás rendszer jobb pitvar. 2. Kisvérkör: jobb kamra tüdőverőér (arteria pulmonaris) tüdő tüdőgyűjtőerek (venae pulmonaris) bal pitvar. A SZÍV INGERKÉPZŐ ÉS INGERÜLETVEZETŐ RENDSZERE A szívizomzatban az ún. munkarostokon kívül megkülönböztetjük a sajátos (specifikus) izomzatot, melynek rostjai a szív ingerképző és ingerületvezető rendszerét alkotják. E rendszer működésében nyilvánul meg a szívizomzatnak az a tulajdonsága, hogy automáciára képes. A szívizom ezzel kapcsolatos további tulajdonságai: Ingerképzés (chronotrop hatás), Ingerületvezetés (dromotrop hatás), Ingerlékenység (bathmotrop hatás), Összehúzódó képesség, kontraktilitás (ionotrop hatás). Az ingerképző rendszer a sinus- csomóval kezdődik (Keith- Flack- csomó) a jobb pitvar falában. Sinus csomó pitvarizomzat (munkaizomrostok) nodus et atrioventicularis (AVcsomó, Aschoff- Tawara- csomó) His- köteg Tawara- szárak Purkinje- rostok. Az ingerképző- és vezető rendszer alsóbb részei is képesek ingerképzésre. Nomotop ingerképzésről beszélünk, ha az ingerület a sinus- csomóban képződik. Ez a fiziológiás ingerképzés, mely normális esetben elnyomja az alacsonyabb ingerképző helyek ingerületi folyamatát (heterotop ingerképzés). Minél lejjebb keletkezik az inger, annál lassabb a szaporasága. INTRACARDIALIS SZABÁLYOZÁS sinus- csomó: 70-80 ütés/perc (max. 180-200 ü/p, min. 35-40 ü/p.) nodus et atrioventricularis: 40-60 ütés/perc Purkinje- rostok (kóros esetben):30-40 ütés/perc 14
EXTRACARDIÁLIS SZABÁLYOZÁS A szimpatikus és a paraszimpatikus idegrendszerhez tartozó idegek ellentétes hatással befolyásolják a szívműködést. szimpatikus hatás: fokozza a szívműködés frekvenciáját, növeli az egyes összehúzódások erejét, mélységét, serkenti az ingervezetést és fokozza a szívizom ingerelhetőségét. paraszimpatikus hatás: a fentiekkel ellentétes.(nyugalomban ez érvényesül) reflexszabályozás: a szívtől távol eső érzőideg- végződések ingerlése reflektórikusan a szívműködés megváltozásához vezet. Pl.: a mellüregi vagy hasi zsigerek ingerlése a n. vaguson keresztül lassítja a szívműködést. Az izgalmak, lelki élmények hol serkentőleg, hol gátlólag hatnak a szívműködésre. kémiai szabályozás: szimpatikus hatás esetén a katecolaminok (adrenalin, noradrenalin) emelik a frekvenciát. Tachycardia: szimpatikus túlsúly esetén a frekvencia fokozódik. Bradycardia (edzés): frekvencia < 60 ütés/perc (a n. vaguson keresztül paraszimpatikus hatás). SZÍVCIKLUS A szív működése ciklusos, mely inger hatására következik be. Két szakasz jelent egy ciklust: 1. systole: a szívizom összehúzódása, 2. diastole: az elernyedés szakasza. Az egyes fázisok időtartama a szívfrekvencia függvénye: 75 ütés/perc frekvencia mellett a szívciklus 0,8 s, ebből a systole 0,3 s, a diastole 0,5 s. A szívműködés gyorsulásakor elsősorban a diastole ideje csökken.(pl.: 150ü/p) esetén a szívciklus 0,4 s, ebből a systole 0,24 s, a diastole 0,16 s. A 200 ü/p feletti pulzus már nem jó, mert a szív nem tud telődni! SZÍVHANGOK A szív felett hallgatózva szívhangokat hallunk. Megkülönböztetünk I. és II. szívhangot. Az I. szívhang (szisztolés hang)a kamrák összehúzódásának izomhangja és a vitorlásbillentyűk becsapódásakor keletkezik. A II. (diasztolés hang), amelyet a félhold alakú billentyűk összecsapódása és a nagyerek falának a rezgése okoz. Kóros körülmények között a hangok nem tiszták, hanem zörejesek. SZÍVVIZSGÁLÓ ELJÁRÁSOK EKG(elektrokardiográfia): mint a vázizmokban, úgy a szívizomban is ingerület hatására akciós áram keletkezik. Műszeresen vizsgálható elektrokardiogramm Három elvezetést vizsgálnak: 1. bal kar és jobb kar között, 2. bal láb és jobb kar között, 3. bal láb és bal kar között. 15
A normális EKG görbe nulla vonala az ún. izoelektromos vonal, ehhez képest különböztetünk meg negatív és pozitív hullámokat. A hullámokat betűkkel jelöljük és a következő szakaszait vizsgáljuk az EKG görbének: 1. P- hullám, 2. P-Q távolság, 3. QRS- komplexus, 4. ST- szakasz, 5. T- hullám. A P hullám normális esetben pozitív, amplitudója 1,5-2 mm. A P- hullám az ingerület pitvari terjedésének(a pitvarizomzat depolarizációjának) felel meg. A P hullám kezdetétől a Q hullám kezdetéig tartó idő az ún. átvezetési idő: 0,12-0,20 s. A QRS- komplexus kis negatív irányú Q- hullámból, magas pozitív R- hullámból és negatív S- hullámból áll. Időtartama: 0,08 s. ez idő alatt megy végbe a kamra teljes depolarizációja. Q hullámot nem mindig észlelünk (a szemölcsizmok aktiválódása). R- hullám a kamra fő tömegének ingerületbe jutását jelenti, átlagos amplitúdója: 10 mm. A QRS- komplexust egy izoelektromos ST- szakasz követ, mely pozitív T- hullámba megy át. A T- hullám a kamraizomzat repolarizációjának a kezdetét jelenti. A Q- T távolság az ún. elektromos systole, a kamraizomzat de- és repolarizációjának együttes időtartama: 0,35 s A sportolóknál a normálistól eltérő EKG- t kaphatunk, mely a lassúbb nyugalmi szívműködéssel és a bal kamra megnövekedett térfogatával függ össze. A lassúbb szívműködés módosítja az EKG görbe szakaszainak az időtartamát és azok arányát. Terhelés hatására helyreáll a normális EKG görbe. Röntgen vizsgálat: a szív nagyságát vizsgálja. Fonokardiografia (PKG): a szívhangokat elemzi. Ballisztokardiografia (BKG): a szívciklussal kapcsolatban rögzíthető testelmozdulások. Ultrahang (echocardiografia): a szív szerkezetéről, a szív falairól, billentyűinek állapotáról és mozgásáról ad tájékoztatást. Szívkatéterezés: szíven és a nagy ereken belüli nyomásviszonyokat vizsgálja A SZÍV TELJESÍTMÉNYE. A PERCTÉRFOGAT Perctérfogat = pulzustérfogat x frekvencia Nyugalomban: 4,5-5,5 l. Az érték függ: az életkortól, a nemtől (nőknél alacsonyabb), a testsúlytól. Az átlagos 65-75 ü/p. szívfekvenciát figyelembe véve tehát az átlagos pulzustérfogat 65-80 ml. 16
AZ EDZETT SZÍV ÉS MŰKÖDÉSE A rendszeres edzések hatására a szív alkalmazkodik, mely alkalmazkodások nyugalomban is megfigyelhetőek, terheléskor pedig a szív- keringési rendszer magasabb teljesítményét teszi lehetővé. 1. Az edzett szív tömege nő: 300-350 g-mal szemben 350-400 g lesz.(hipertrófia). 2. edzés- bradycardia. 3. csökken a nyugalmi perctérfogat. 4. növekszik a terheléses perctérfogat. A SZÍVMŰKÖDÉS ALKALMAZKODÁSA IZOMMUNKÁBAN NYUGALMI SZÍVMŰKÖDÉS Pulzusszám Diastolés Pulzustérfogat Systolés Perctérfogat térfogat térfogat Edzett 40-60 ü/p 180-240 ml 70-80 ml 120-160 ml 3,5-4,5 l Nem edzett 65-70 ü/p. 120-140 ml 70-80 ml 60 ml 4,5-5,5 l TERHELÉSES SZÍVMŰKÖDÉS Pulzusszám Diastolés Pulzustérfogat Systolés Perctérfogat térfogat térfogat Edzett 180 ü/p 180-240 ml 160-180 ml 20-60 ml 32-34 l Nem edzett 180 ü/p. 120-140 ml 100-120 ml 20 ml 20-22 l A VÉRKERINGÉS ÉLETTANA A szív munkájától elválaszthatatlan a vérkeringés. A vérkeringést a szív munkája és az érfalak rugalmassága tartja fenn. Kis- és nagyvérkör. AZ ÉRENDSZER FELÉPÍTÉSE 1. artériák 2. capillarisok 3. venák A VÉRNYOMÁS- ÉS MÉRÉSE A vérnek az érfalra gyakorolt nyomása a vérnyomás. Megkülönböztetünk: 1. artériás, 2. capillaris, 3. venás, 4. kisvérköri vérnyomást. Vérnyomáson általában az artériás vérnyomást értjük! 17
AZ ARTÉRIÁS VÉRNYOMÁS Az érrendszer artériás szakaszán uralkodó nyomás. A fogalom nem egyetlen nyomásértéket jelent. Az aortában és a nagyartériákan a szívciklus alatt nyomásingadozás mérhető. A legmagasabb mért nyomásérték a systolés nyomás (120 Hgmm), a legkisebb a distolés nyomás (80 Hgmm). A kettő különbségét pulzusnyomásnak nevezzük. Az artériás vérnyomást meghatározza: 1. a perctérfogat, 2. a perifériás ellenállás (TPF), 3. az aorta és a nagyerek rugalmassága. Terhelés hatására a systolés érték nő, a diastolés csökken (200/0Hgmm). Az artériás vérnyomást befolyásolja: 1. a keringő vér mennyisége (vérraktárak), 2. a vér viszkozitása (belső súrlódása az alakos elemek arányától függ), 3. nehézségi erő. VÉRNYOMÁSMÉRÉS 1. direkt (véres) 2. indirekt (vértelen) Általában ülő helyzetben mérik, ilyenkor a kapott értékek kb. 10 Hgmm- rel magasabbak, mint fekvő helyzetben. Az életkor előrehaladtával és a növekvő testsúllyal emelkedik a vérnyomás. AZ ARTÉRIÁS PULZUS- ÉS VIZSGÁLATÁNAK JELENTŐSÉGE A pulzus alapvető tulajdonságai: 1. szaporaság (frekvencia), 2. ritmusa. A KERINGÉS SZABÁLYOZÁSA (Vérnyomás szabályozás) A keringésnél a kétféle: idegi és hormonális szabályozó mechanizmusok tulajdonképpen az erek szűkületét vagy tágulatát, ennek megfelelően a vérnyomás emelését vagy csökkenését eredményezik. Az erek alaptónusa (basalis tónus) mellett, amelyet az erek falában elhelyezkedő simaizomelemek tartanak fenn, az érkeresztmetszetet az érszűkítő (vasoconstrictor) és értágító (vasodilator) tényezők aktuális egyensúlya határozza meg. IDEGRENDSZERI SZABÁLYOZÁS (központ: nyúltagyi formatio reticularis) Két magcsoport építi fel: pressor és a depressor. A pressor központ önálló, állandó aktivitással rendelkezik, a depressor központ működését az afferens impulzusok befolyásolják. A depressor aktivitás gátolja a pressor központ aktivitását és gátlóimpulzusokat küld a gerincvelői sympatikus neuronokhoz értágítás. 18
A cardiovascularis központokat befolyásoló afferens tényezők: 1. Afferens idegek útján befutó ingerületek az artériás rendszerből (sinus caroticus, aorta ív) kiinduló afferentációk, melyek létrejöhetnek: baroreceptorok (nyomásváltozásra érzékenyek) ingerlése révén (sinus caroticus, aorta- ív), melyre a válasz depressor jellegű, chemoreceptorok (helyük a glomus caroticumban és a glomus aorticumumban) ingerlése révén (a vér kémiai összetételének változására érzékenyek) hypoxia, (O2 tenzió csökkenés) melyre a válasz pressor jellegű, a keringés alacsony nyomású rendszeréből (szív, venák, tüdőerek) kiinduló reflexek, a keringési rendszertől független receptorokból kiinduló reflexek (a bőr hő-, nyomás- és fájdalomérző receptorai (Lovén- reflex: helyi értágítás, általános érszűkítés). 2. A központokat ellátó vér kémiai összetételének a változása a CO 2 szint növekedése 3. A magasabb agyi központokból (hypothalamus, limbikus rendszer motoros kéreg stb.) származó ingerületek. A vérnyomás állandóságának a fenntartásában a legfontosabbak az AORTA- és a CAROTIS- SINUS REFLEX! HORMONÁLIS vagy VEGYI SZABÁLYOZÁS Az erek falára közvetlenül hat és képes megváltoztatni az értónust. depressor hatású: szénsav, tejsav, acetilkolin, histamin, pressor hatású: adrenalin, noradrenalin vasopressin. 19
A LÉGZŐRENDSZER ÉLETTANA A légzés gyűjtő fogalom, olyan folyamatok összességét jelenti, melyek az oxigén felvételét és a széndioxid leadását (gázcsere) biztosítják. LÉGZÉS Külső légzés a tüdőben (kis vérkörben) végbemenő gázcsere gázcsere Belső légzés a nagy vérkörben a keringés útján jön létre, feladata a szövetek közti gázforgalom és oxigén hasznosítás sejtlégzés 20
Légutak: orr- szájüreg garat gége légcső főhörgők, védekező reflexek: tüsszentési, köhögési. A légzés folyamata: belégzés aktív (légzőizmok összehúzódnak), kilégzés passzív (de: terheléskor aktív!), a mellkas térfogatváltozásával jár a nyomásviszonyok változnak! Intrapulmonalis (tüdőn belüli), intrathoracalis (mellkason belüli), a két nyomásérték a légzés alatt párhuzamosan változik. Légzési térfogatok: nyugodt légzés (eupnoe) légvételkor kb. 500 ml levegőt lélegzünk be, légvételek száma 14-18/ min.(edzetteknél bradypnoe), légzési perctérfogat 7-8 l. A légzőrendszer teljesítőképességét vizsgáló eljárások: A légzőrendszer teljesítőképessége részben korrelál a keringési teljesítménnyel és jellemzően összefügg az egyén testalkatával. Segít a sportági alkalmasság megítélésében és rendszeres figyelemmel kísérése különösen az állóképességi sportágaknál az edzés hatékonyságának ellenőrzésében. 1. Vitálkapacitás mérése(alapvetően testalkati mutató) nyugalmi légzésnél, egy maximális belégzést egy maximális kilégzés követ. nem azonos a tüdő kapacitással, de azt kívánjuk vele jellemezni (residuális levegő kb. 1000-1500 ml), a tüdő elkülönített levegőterei: légzési levegő (respirációs): 500 ml, belégzési tartalék(komplementer) maximális belégzéskor még felvehető levegő: 2000-2500 ml, kilégzési tartalék (supplementer levegő) maximális kilégzéskor még kilélegezhető levegő: 1000-1500 ml. E három levegő frakció adja a vitálkapacitást, melynek értéke felnőtt emberben: 3500-4500 ml, értéke függ: a nemtől (férfiaknál nagyobb), a kortól, a testfelülettől, a felnőtteknél a testmagasságra: Lorenz- index (vitálkapacitás ml/testmagassággal), gyerekeknél a testtömegre vonatkoztatják a vitálkapacitást. 2. Tiffeneau- Pinelli féle eljárás vagy időzített vitálkapacitás mérés (FEV1) 1 mp alatt a vitálkapacitás 80%-a kilégzésre kerül, a motiváltság nem befolyásolja. 3. Mav. Érték (maximális akaratlagos ventilláció mérése nyugalomban és terheléskor) a vizsgált személy nyugalomban 15-20 mp- ig maximális erőfeszítéssel lélegzik 1 percre vonatkoztatjuk, 21