Fizjologia człowieka, czyli nauka o czynności zdrowego organizmu ludzkiego, należy do podstawowych przedmiotów nauczanych w akademiach medycznych oraz w wyższych szkołach wychowania fizycznego. Zrozumiałe jest, że w wyższych szkołach wychowania fizycznego główny nacisk kładzie się na fizjologią wysiłku. Wysiłek mięśniowy, zwłaszcza trwający dłużej i/bądź o większej intensywności nasila pracę nie tylko mięśni szkieletowych, ale również układu nerwowego, układu krążenia, układu oddechowego i układu wewnętrznego wydzielania. Wpływa na przemianą materii, funkcją nerek, wątroby, przewodu pokarmowego i innych narządów. Fakt ten stawia zarówno przed nauczycielem, jak i przed studentem szczególnie trudne zadanie. Po to, by zrozumieć i ocenić zmiany w organizmie w czasie wysiłku należy najpierw przyswoić wiedzą o jego funkcjonowaniu w spoczynku. Niezbądny do tego jest odpowiednio skonstruowany podręcznik. Podręcznika takiego brakuje, niestety, w naszym kraju. Zastępują go skrypty, a także książki pisane zwykle dla różnego szczebla szkół medycznych. Skrypty obejmują jedynie fragmenty niezbędnej wiedzy, podręczniki medyczne z kolei problematykę fizjologii wysiłku traktują jedynie marginesowo. Kierując się powyższymi przesłankami przygotowaliśmy ten podręcznik. Autorzy są pracownikami Akademii Medycznej w Białymstoku, Akademii Wychowania Fizycznego w Krakowie i Poznaniu oraz Polskiej Akademii Nauk. W większości to specjaliści w zakresie szeroko pojętej fizjologii wysiłku. Taki dobór autorów ułatwił, niewątpliwie, właściwą selekcję materiału i ukierunkowanie go na potrzeby słuchaczy zarówno wyższych szkół wychowania fizycznego, jak i akademii medycznych. Służy temu również układ książki. Każdy rozdział poświęcony czynności danego narządu, czy też układu, składa się z 2 oddzielnych części. W pierwszej omówiono funcjonowanie tego narządu (czy też układu) w spoczynku. W części drugiej natomiast przedstawiono zmiany czynności tegoż narządu (układu) w czasie wysiłku. Dołączono też inne, niezbędne naszym zdaniem, rozdziały, a mianowicie: Równowaga kwasowo-zasadowa, Termoregulacja, Metabolizm substratów energetycznych, Wydolność fizyczna, Fizjologiczne następstwa bezczynności ruchowej oraz Znaczenie aktywności ruchowej w zapobieganiu chorobom cywilizacyjnym. Zdajemy sobie sprawą, że pewne rozdziały podręcznika mogą być zbyt obszerne, zwłaszcza dla niektórych kierunków licencjackich. Układ podręcznika pozwala jednakże na dowolne korzystanie z poszczególnych jego części. Jeśli prowadzący uzna na przykład, że część dotycząca fzjologii określonego narządu w spoczynku jest zbyt obszerna, może korzystać tylko z jej fragmentów. Podręcznik, który oddajemy do rąk czytelnika, jest pierwszą tego typu publikacją w Polsce przeznaczoną do nauczania fizjologii wysiłku. Jesteśmy świadomi, że wymaga on doskonalenia. Dlatego też będziemy niezmiernie wdzięczni za wszelkie uwagi na jego temat. Nawet te drobne zaowocują ulepszeniem w następnych wydaniach. Prof. dr hab. n. med. Jan Górski – przedmowa do ksiażki Fizjologiczne podstawy wysiłku fizycznego Fizjologiczne podstawy wysiłku fizycznego Spis Treści 1. UKŁAD NERWOWY Budowa i czynność układu nerwowego - Piotr Krutki, Jan Celichowski Komórki glejowe Neuron Anatomiczna organizacja ośrodkowego układu nerwowego Receptory i czucie Odruchy rdzeniowe Sterowanie ruchami dowolnymi Wyższe czynności nerwowe Autonomiczny układ nerwowy Czynność układu nerwowego w procesie treningu - Jan Celichowski, Piotr Krutki Wpływ układu nerwowego na siłę skurczu mięśnia Trening układu nerwowego Rola receptorów Zmęczenie Koordynacja czynności mięśni w czasie ruchów Nauczanie ruchów 2. UKŁAD MIĘŚNIOWY Budowa i czynność tkanki mięśniowej - Jan Celichowski Budowa mięśni poprzecznie prążkowanych szkieletowych Pobudliwość tkanki mięśniowej poprzecznie prążkowanej Unerwienie motoryczne mięśni poprzecznie prążkowanych Struktura czynnościowa mięśni poprzecznie prążkowanych Czynność jednostek ruchowych w czasie ruchów dowolnych Czynność elektryczna mięśni szkieletowych Receptory mięśniowe Tkanka mięśniowa gładka Wpływ wysiłku fizycznego na mięśnie szkieletowe - Łucja Pilaczyńska--Szczęśniak, Jan Celichowski Zmienność składu mięśni jako uwarunkowanie aktywności ruchowej Adaptacja tkanki mięśniowej do obciążenia wysiłkiem fizycznym Trening wytrzymałościowy Trening siły mięśniowej 3. UKŁAD KRĄŻENIA - Ewa Czyżewska, Jan Górski Serce Elektrofizjologia komórek mięśnia sercowego Podstawy elektrokardiografii Skurcz mięśnia sercowego Naczynia krwionośne Krwiobieg duży i krwiobieg mały (płucny) Regulacja funkcji układu krążenia Mikrokrążenie Rodzaje krążenia narządowego Czynność układu krążenia podczas wysiłku - Krystyna Nazar Reakcja układu krążenia na wysiłki dynamiczne Reakcja układu krążenia na wysiłki statyczne Wpływ treningu na układ krążenia 4. UKŁAD ODDECHOWY - Ewa Czyżewska, Jan Górski Mechanika oddychania Geneza rytmu oddechowego Regulacja oddychania Czynność układu oddechowego podczas wysiłku - Krystyna Nazar Wymiana gazowa Wentylacja płuc (VE) Mechanizmy reakcji układu oddechowego na wysiłek Wpływ treningu na układ oddechowy 5. UKŁAD POKARMOWY - Jan Stasiewicz Ślina Żucie i połykanie Przełyk Żołądek Trzustka Układ żółciowy Jelito cienkie Jelito grube Wątroba Wpływ wysiłku na czynność przewodu pokarmowego Wpływ wysiłku na zarzucanie treści żołądkowej do przełyku Wpływ wysiłku fizycznego na czynność żołądka Wpływ wysiłku fizycznego na czynność jelita cienkiego Wpływ wysiłku fizycznego na czynność jelita grubego 6. UKŁAD WEWNĘTRZNEGO WYDZIELANIA - Maria Górska Wprowadzenie Biosynteza i wydzielanie hormonów Transport hormonów we krwi Mechanizmy regulacji wydzielania hormonów Rytmy wydzielania hormonów Mechanizmy działania hormonów Pod wzgórze i przysadka mózgowa Nerwowa część przysadki mózgowej Tarczyca Hormonalna regulacja metabolizmu wapnia Nadnercza Wewnątrzwydzielnicza czynność trzustki Gruczoły płciowe Inne narządy o czynności wewnątrzwydzielniczej Wpływ wysiłku na układ wewnętrznego wydzielania - Maria Górska, Jan Górski 7. FIZJOLOGIA KRWI - Krzysztof Spodaryk Elementy morfotyczne krwi Erytrocyty (układ czerwonokrwinkowy) Leukocyty (układ białokrwinkowy) Hemostaza Zmiany hematologiczne pod wpływem wysiłku i treningu fizycznego 8. FIZJOLOGIA NEREK l WYDALANIE MOCZU- Olgierd Smoleński Budowa i czynność nerek Budowa nerki Nerkowy przepływ krwi Filtracja kłębuszkowa Czynność kanalików Badania czynnościowe nefronu Wytwarzanie moczu Bilans wodny organizmu Nerkowa regulacja gospodarki elektrolitowej Regulacja równowagi kwasowo-zasadowej przez nerki Nerkowy transport substancji nieelektrolitowych Wewnątrzwydzielnicza funkcja nerek Wydalanie moczu Wpływ wysiłku fizycznego na czynność nerek 9. RÓWNOWAGA KWASOWO-ZASADOWA - Krzysztof Duda Stałość środowiska wewnętrznego ustroju Dobowy bilans jonu wodorowego Układy buforowe ustroju Parametry i podział zaburzeń równowagi kwasowo-zasadowej Równowaga kwasowo-zasadowa w czasie wysiłku fizycznego Wpływ treningu na równowagę kwasowo-zasadową organizmu 10. FIZJOLOGIA KOŚCI - Krzysztof Spodaryk Wpływ wysiłku i treningu fizycznego na tkankę kostną 11. TERMOREGULACJA-//«H«a Kaciuba-Uściłko Fizjologiczne podstawy regulacji temperatury ciała Wymiana ciepła między organizmem a otoczeniem Podstawowe elementy układu termoregulacji Reakcje termoregulacyjne na gorąco Reakcje termoregulacyjne na zimno Adaptacja do zmiennych warunków środowiska termicznego Cykliczne zmiany temperatury wewnętrznej Zaburzenia mechanizmów termoregulacji Hipotermia Hipertermia Gorączka Regulacja temperatury podczas wysiłków fizycznych 12. METABOLIZM SUBSTRATÓW ENERGETYCZNYCH -Jan Górski Glukoza Wolne kwasy tłuszczowe Aminokwasy Regulacja metabolizmu substratów energetycznych Glikogen Regulacja stężenia glukozy we krwi Kwasy tłuszczowe Związki ketonowe Udział kinazy białkowej aktywowanej przez adenozynomonofosforan oraz receptorów aktywowanych przez proliferatory peroksysomów w regulacji metabolizmu węglowodanów i tłuszczów AMPK PPAR Białka i aminokwasy Wpływ wysiłku na metabolizm substratów energetycznych Węglowodany Wpływ treningu na wykorzystanie węglowodanów Znaczenie wielkości zasobów węglowodanowych ustroju w kształtowaniu zdolności do wysiłku Tłuszcze Wpływ treningu wytrzymałościowego na wykorzystanie tłuszczów Suplementacja tłuszczu Zależność pomiędzy wykorzystaniem węglowodanów a tłuszczów Białka i aminokwasy Zapotrzebowanie na białko w czasie treningu 13. WYDOLNOŚĆ FIZYCZNA CZŁOWIEKA - Jerzy A. Żolądż Pojęcie wydolności fizycznej Wydolność w wysiłkach krótkotrwałych o mocy maksymalnej Moc maksymalna mięśni szkieletowych człowieka Energetyka wysiłków krótkotrwałych o mocy maksymalnej Znaczenie budowy morfologicznej mięśnia w generowaniu mocy maksymalnej Przyczyny zmęczenia w wysiłkach krótkotrwałych o mocy maksymalnej Bolesność mięśni wywołana wysiłkiem fizycznym Wpływ starzenia się na moc maksymalną mięśni szkieletowych człowieka Wpływ treningu na maksymalną siłę izometryczną, maksymalną szybkość skracania mięśnia oraz na moc maksymalną mięśni szkieletowych człowieka Metody oceny wydolności w wysiłkach krótkotrwałych o mocy maksymalnej Wydolność w wysiłkach długotrwałych Podział intensywności wysiłków długotrwałych Energetyka wysiłków długotrwałych Maksymalny pobór tlenu Pobór tlenu w wysiłkach o stałej mocy Iloraz oddechowy Koszt energetyczny wysiłku Współczynnik pracy użytecznej Próg mleczanowy (LT) Zmęczenie w wysiłkach długotrwałych Trening a wydolność w wysiłkach długotrwałych Wpływ warunków wysokogórskich na wydolność fizyczną 14. FIZJOLOGICZNE NASTĘPSTWA BEZCZYNNOŚCI RUCHOWEJ l DŁUGOTRWAŁEGO POZOSTAWANIA W POZYCJI LEŻĄCEJ - Hanna Kaciuba-Uścilko, Krystyna Nazar Skutki zaprzestania lub ograniczenia treningu Fizjologiczne następstwa długotrwałego pozostawania w pozycji leżącej 15. ZNACZENIE AKTYWNOŚCI RUCHOWEJ W ZAPOBIEGANIU CHOROBOM CYWILIZACYJNYM - Krystyna Nazar, Hanna Kaciuba-Uścilko Zwiększenie wydolności i sprawności ruchowej Profilaktyka chorób układu krążenia Aktywność ruchowa w zapobieganiu i leczeniu otyłości Aktywność ruchowa a osteoporoza Podstawowe zasady „treningu zdrowotnego" Piśmiennictwo Skorowidz