20056 Stephan Gromer, BZH - PDF na stiahnutie zadarmo
Typy a funkcie svalov Funkciami kostrového svalu sú najmä pohyb tela Aktívne zabezpečenie držania tela Termogenéza Srdcový sval slúži ako tekutinové čerpadlo na udržanie krvného tlaku a prietoku krvi. Hladké svaly slúžia najmä na stiahnutie dutých orgánov a ciev. Cievna peristaltika Svalové bunky vykonávajú mechanickú prácu Požadovaná energia pochádza z ich Energetický metabolizmus Svalové bunky premieňajú chemickú energiu na mechanickú Existujú rôzne typy svalov: kostrové svaly, srdcové svaly a hladké svaly. Tieto sa líšia v mnohých ohľadoch. Napríklad hladké svaly sú oveľa efektívnejšie pri narábaní s energiou: na vyvinutie rovnakej sily pre rovnaký vývoj sily potrebujú iba asi 1% množstva, ktoré potrebuje rýchly kostrový sval. Ale je to aj pomalšie. V nasledujúcom texte budeme uvažovať prakticky iba o kostrovom svale a čiastočne o srdcovom svale. O procesoch, ktoré prebiehajú pri kontrakcii samotného svalu, pojednáva prednáška z fyziológie. Chemická energia zo svalového metabolizmu sa používa na pohyb myozínových vlákien pozdĺž aktínových vlákien. 3
Energetická náročnosť Energetický výdaj [kw] 2,2 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1,8.6.4.2 Súťažné veslovanie pri futbale volejbal tanec (valčík) odpočinok (75 W) jogging maratón beh 5 1 15 2 25 3 35 Rýchlosť behu 1 m šprint na bicykli (2 km/h) km h 35 4 1 m beh za 1 s 1 s 2, kw = 2 kj 4,8 kcal S 1,2 g sacharidov (alebo 5 g tuku) 42 km maratón za 2: 1 h (= 13 min = 78 s) 78 s 1,18 kw 92 kj 22 kcal S 54 g sacharidov alebo 235 g tuku 12 km jogging za 45 min (= 27 s) 27 s, 83 kw 224 kj 535 kcal S 11 g sacharidov alebo 5 g tukov 24 h (= 864 s) nerobí absolútne nič 864 s, 75 kw 65 kj 155 kcal S 38 g sacharidov alebo 17 g tukov sacharidy tuky bielkoviny 1 g sacharidov S 4,1 kcal = 17,2 kj 1 g tukov S 9,3 kcal = 38,9 kj 1 g bielkovín S 4,1 kcal = 17,2 kj Pohyb si vyžaduje energiu. Rôzne činnosti sa veľmi líšia v množstve energie, ktorú potrebujú. Diagram zobrazuje spotrebu energie pri rôznych činnostiach a tiež príslušnú rýchlosť bežeckého výkonu. Približne 6 m/s (
Metabolizmus glykogénu vo svaloch P glykogénsyntáza a PALP rozvetvovací enzým -1,6-rozvetvená glykogéntransferáza a rozvetvovací enzým glykogénfosforyláza a P glukóza-6-P glukóza-1-P UTP PP i UDP-glukóza glykogén n-1 UDP glykogén n glykogén n P i Glykogén n-1 Glukóza-1-P Glukóza-6-P Energetický prebytok (AMPa) Energetický nedostatok (AMPb) tábor, odpočinok (Ca 2+ a) tábor, aktivita (Ca 2+ b) Glykogén sa normálne tvorí, 5-1% svalovej hmoty, tento podiel však môže dosiahnuť až
-xidácia vo svale xidácia na atóme -C (FAD závislá, trans-enoyl-coa) hydratácia (= + H2) (alkohol) xidácia (NAD + závislá, ketón) tiolýza (acyl n-2-CoA + acetyl- CoA) RH 2 CC CH 2 S CoA FAD FADH 2 RRRH 2 HC H HC C CH CC CH 2 C CH 2 SSS CoA CoA NAD + NADH + H + CoA-SH CoA H 2 2 cyklus oxidačnej fosforylácie citrát C 2 R 1 S CoA CH 3 S CoA Oxidácia je podrobne opísaná ako opak syntézy. Iba FAD sa spočiatku redukuje na FADH 2, pretože redukčný potenciál nie je dostatočný na zníženie NAD +. Poradie operácií už bohužiaľ bolo požiadané. Vytvorený acetyl-CoA inhibuje pyruvát DH a citrát tvorený v citrátovom cykle čiastočne dosahuje do cytosolu a inhibuje PFK1. V súhrne to znamená určitú inhibíciu glykolýzy spaľovaním tukov, aby sa ušetrila glukóza pre mozog (ktorý prakticky nemá oxidáciu). Pretože oxidácia vyžaduje NAD + alebo FAD, musia sa recyklovať. To je možné iba prostredníctvom dýchacieho reťazca, takže oxidácia je nepriamo závislá od kyslíka. 16
Metabolizmus adenozínfosfátu vo svale IMP AMP-Desam. AMP kreatín
P NH 3 Adenylátkináza Kreatínkináza Glykolýza Oxidačná fosforylácia Oxidácia citrátového cyklu ADP Kreatín
P ADP P i: http://wine1.sb.fsu.edu/bch453/lecture5/lecture5.htm Adenylátkináza sa zvyčajne používa na opätovnú integráciu AMP do metabolizmu konverziou AMP s 2 ADP. V extrémnom nešťastí sval otočí túto reakciu odstránením AMP z rovnováhy prostredníctvom AMP deaminázy. To vytvára amoniak a IMP, ktoré sa ním uvoľňujú. Poznámka: V pokoji dodáva sval 18% telesného tepla a pracuje až 8% (a 4 ° C) G = - 3,5 kj mol -1 - P - P - G = - 9,5 kj mol -1 tri-di-monofosfát amoniak [[M] G = - 3,5 kj mol -1 2 18 16 14 12 1 8 6 4 2 P - V. femoralis CH 2 A. femoralis Intenzívna práca svalov H ribóza HNN fáza zotavenia adenozínu NH 2 N adenín N zvyšok 1 2 3 4 2 4 6 8 1 3 6 9 inozín [[M] 8 7 6 5 4 3 2 1 V. femoralis A. femoralis fáza intenzívnej svalovej práce fáza odpočinku 1 2 3 4 2 4 6 8 1 3 6 9 krát [min] 2
Zdroje energie svalu počas práce II Percento potrebnej energie [%], CP. anaeróbne 1 8 5 2 15 s 3 s 1 min aeróbne 2 min 3 min adrenalín 1 2 noradrenalín vaskulárna svalová bunka (arteriol) angiotenzín II AT2 adrenergné vlákno [K +] e U, [H +] e U, [fosfát] e U, [ Adenozín] e U, [AMP] e U Rýchlosť uvoľňovania laktátu glykogénu 15 s 3 s 1 min 2 min 3 min Koncentrácia laktátu [mm] 8 6 4 2 anaeróbna prechodová oblasť aeróbny tréning 1 2 3 4 5 zaťaženie [W kg -1] Pozor! Informácie v diagrame závisia od zaťaženia ! Iba schematické znázornenie. Vasokonstrikcia je dôležitá ! Iba tak je možné zabezpečiť efektívne prerozdelenie. Sval môže metabolicky zvýšiť miestny prietok krvi až desaťnásobne. Avšak CO sa môže zvýšiť iba 3-4 krát. Keby boli neaktívne svaly a ďalšie orgány zásobované nezmenenou krvou, bolo by to na obeh príliš veľa. Pôsobí dokonca proti metabolickej vazodilatácii, pretože umožňuje prietok krvi až 3 litre na kg a min., Čo by bolo tiež príliš pre veľké svalové hmoty (redukcia na 1 - 2). Dajte pozor na maximálny srdcový výdaj (CO) približne.
Osud aminoskupín pyruvát-ketoglutarát-aminokyselina alanín močovina glutamát glutamín-ketokyselina NH 4+ - odpadky glukoneogenézy mastné kyseliny rôzne aminokyseliny. - Aminokyselina - ketoglutarát + - ketokyselina glutamát amoniak Možno podivné transaminačné vajíčko možno chápať takto: Mnoho buniek tela prenáša rušivú aminoskupinu na glutamát (glutamín) alebo pyruvát (alanín, ib sval; vrátane NH3 z adenylát deaminázovej reakcie!), Ktoré potom obe nie sú nabité !) sa dajú ľahko uvoľniť do krvi. Dostanú sa teda k pečeni, ktorá potom prevezme konečnú zásobu. Cytosolicky prebieha takmer celý metabolický prenos aminokyselín cez glutamát, zatiaľ čo fyziologické prenosy slúžia ako transportné prostriedky v krvi. ph nenabité aminokyseliny Ala a Gln. To sa odráža aj v plazmatických koncentráciách. Aminokyseliny v plazme dospelých [emol-l] 7 6 5 4 3 2 1 Ala Gln Niektoré tkanivá tiež používajú glutamín ako zdroj energie. Potom tiež dodávajú určitý voľný amoniak do pečene ako konečné metabolické produkty. Jedná sa najmä o: Ala Arg AspCys Gln Glu Gly His Ile Leu Lys MetPhe Pro Ser Thr Trp Tyr Val Obličky (amoniak prevažne v moči) Črevá (Gln predovšetkým z luminálu) Lymfocyty a rýchlo sa deliace bunky atď. Samotná pečeň si sama metabolizuje aminokyseliny žiadne podnikanie. Ako vždy nezištne sprístupňuje aminokyseliny, glukózu a tuky (ktoré si vytvoril z aminokyselín, ktoré už nepotrebuje) pre ďalšie tkanivá. Vyrába sa iba požiadavka na syntézu týchto balíkov starostlivosti a na syntézu močoviny. Je potrebné spomenúť, že glutamín je hlavným zdrojom uhlíka v obličkovej glukoneogenéze (pre vašu informáciu o IMPP;-)) 24
Všetci ľudia sú si rovní? Aktívne svalové vlákna [%] 1 8 6 4 M. vastus lat. Typ IIB (X) (rýchle šklbanie) Typ IIA (rýchle šklbanie) 2 Typ I (pomalé šklbanie) Choďte na preteky 2 4 6 8 1 Intenzita cvičenia [% z maxima 2 -Absorpcia] Relatívna distribúcia typov vlákien vo svale sa veľmi líši od človeka k človeku. Podiel vlákien typu I v vastus lat. Sval kolíše medzi 2 a 8%. Typ vlákna nemožno ovplyvniť tréningom, ale dá sa ovplyvniť jeho výkonnosť Aktívne svalové vlákna [%] 1 8 6 4 2 M. vastus lat. Typ IIB (X) (rýchle zášklby) Typ IIA (rýchle zášklby) Typ I (pomalé zášklby) n Preteky 2 4 6 8 1 Intenzita cvičenia [% z maximálneho príjmu 2] Jesse wens: 1935: 4 svetové rekordy za menej ako 1 hodinu Beh 1936: 1 a 2 metre, v skoku do diaľky a s štafetou USA na 4 x 1 meter, identické disciplíny s Carlom Lewisom, Benom Johnsonom a Florence Griffith-Joynerovou (+ s 38 rokmi). Na druhej strane D. Baumann 15 m 1m j Šanca v športe určuje aj geneticky podmienené rozloženie svalových vlákien. Nemôžeme zmeniť svoje rozdelenie, ale môžeme trénovať to, čo sme zdedili. Poznámka: Anabolické steroidy môžu spôsobiť poškodenie pečene, nádory, psychologické problémy (pomstychtivosť, paranoja, sklon k násiliu atď.) A problémy so srdcom. 25