background image

Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Łaszczyca UŚl 2003  

1

BEZPIECZEŃSTWO PRACY  

I ERGONOMIA 

WYKŁAD II 

PRACA FIZYCZNA  

P

IOTR 

Ł

ASZCZYCA

 

WB

I

OŚ,

 

KFZ

I

E,

 

K

ATOWICE 

2003

 

 

 
 
 

Zakres wykładu bieŜącego  

1.  Układ ruchu.  
2.  Fizjologia mięśni.  
3.  Mechanizm skurczu  
4.  Czynności układów zabezpieczających zdolność do pracy.  

Krew  
Układ krwionośny  
Układ oddechowy  

5.  Fizjologia wysiłku fizycznego.  

Typologia wysiłków fizycznych i praktyczne konsekwencje zróŜnicowania wysiłków; m.in. wysiłki 
statyczne i dynamiczne.  

6.  Koszt energetyczny i fizjologiczny pracy,  
7.  Wydolność fizyczna.  

Podstawy oceny wydolności fizycznej.  

8.  Trening. Zmęczenie. Wypoczynek.  
9.  Motoryczność człowieka w procesie pracy.  

Postawa ciała i jej zaburzenia w pracy.  

 

background image

Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Łaszczyca UŚl 2003  

2

P

RACA PRACY NIERÓWNA 

 

R

ODZAJE PRACY 

-

 RODZAJE WYSIŁKU FIZYCZNEGO 

 

PRACA  
1.  dynamiczna - przemieszczanie, np.:  

- przeciąganie liny, pływanie, bieg narciarski, rąbanie drewna, wspinaczka ... kopanie rowów, ...  
statyczna - podtrzymywanie - unieruchamianie, np.:  
- utrzymywanie pozycji ciała, trzymanie rąk nad głową, unieruchamianie przedmiotu, ...   

2.  o róŜnym zaangaŜowaniu ciała  

ogólna - całym ciałem np.: - przeciąganie liny, wiosłowanie ...  
miejscowa - jednym elementem łańcucha kinematycznego ciała, np.: - mocowanie na rękę, zaciskanie 
pięści, ...  

3.  o róŜnej dynamice wydatku energetycznego  

szybkościowa  

 

sprint, ...  

siłowa  

 

 

podnoszenie cięŜarów, ...  

wytrzymałościowa    

maraton ...  

4.  róŜnym czasie trwania  

krótkotrwała:  
 

krócej niŜ 30 min. - krótkotrwała - maksymalne dopuszczalne tętno 170/min  

długotrwała:  
 

dłuŜej niŜ 60 min. - długotrwała - maksymalne dopuszczalne tętno 130/min  

5.  róŜnym stopniu intensywności  

 

wg Astranda - na podstawie indywidualnego wydatku energetycznego (Vo

2max

)  

lekka 

średnia 

cięŜka 

b. cięŜka 

optymalna - 8h 

0,1 Vo

2max

 

0,1 - 0,35 Vo

2max

 

0,35 - 0,5 Vo

2max

 

0,5 - 1,0 Vo

2max

 

0,30 - 0,35 Vo

2max

 

wg Christensena i Buskirka oraz wg FAO - na podstawie wielu zmiennych, tu wydatku energetycznego 

(brutto) wyraŜonego w kcal/min  

spoczynek 

b. lekki 

lekki 

średni 

cięŜki 

b. cięŜki 

krańcowo 

cięŜki 

1,0 

< 2,5  

2,5 - 5,0  

5,0 - 7,5 

7,5 - 10,0 

10,0 - 12,5 

>12,5  

wg Lehmana - na podstawie wielu zmiennych, tu wydatku energetycznego (brutto) wyraŜonego w 

kcal/min  

spoczynek 

b. lekki 

lekki 

średni 

cięŜki 

b. cięŜki 

krańcowo 

cięŜki 

1,13 

1,13-2,17  

2,17-3,21  

3,21-4,25 

4,25-5,29 

5,29-6,33 

>6,33 

 
6.  o róŜnym rytmie:  

krótkotrwała (impulsowa)  
interwałowa (przerywana)  
ciągła  

 

T

RZEBA MIEĆ CZYM PRACOWAĆ

U

KŁAD RUCHU JAKI JEST KAśDY WIDZI 

 

patrz: W.Sylwanowicz: „Mały atlas anatomiczny” PZWL  
•  U

KŁAD KOSTNY

:  

222-223 kości („więcej” w okresie kostnienia), ok. 14% m.c.  

•  U

RZĄDZENIA POMOCNICZE MIĘŚNI 

 

•  M

IĘŚNIE

:  

ok. 40% m.c., 300-500 mięśni (zaleŜy jak kto liczy, zdarzają się jednak i niedorozwoje)  

•  takŜe U

KŁAD NERWOWY 

 

- bo mięśniami coś musi kierować  

 
oraz U

KŁADY ZABEZPIECZAJĄCE WYSIŁEK FIZYCZNY

 - u. krąŜenia, oddechowy, wydalniczy, ...  

background image

Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Łaszczyca UŚl 2003  

3

K

OŚĆ Z KOŚCI 

-

 CZYLI 

U

KŁAD KOSTNY ALBO 

S

ZKIELET 

 

•  kości: długie, krótkie, płaskie (w tym: pneumatyczne), róŜnokształtne  

•  morfologia kości: główka (koniec), nasada wzrostowa, trzon  

•  struktura wewnętrzna kości: osteony, jama szpikowa  

 

 

 

 

 

(patrz: Encyklopedia)  

 

S

ZKIELET OSIOWY

:

 

 

Czaszka  
- mózgoczaszka:  

k.k. czołowa, 2 ciemieniowe, potyliczna,  
2 skroniowe, sitowa, klinowa  

- trzewioczaszka:  

k.k. łzowa, podniebienna, lemiesz, szczękowa,  
nosowa, gnykowa, Ŝuchwa, kosteczki słuchowe,  

Kręgosłup - Kręgi (kaŜdy z trzonu, łuków i wyrostków): 

7 szyjnych ( w tym: dźwigacz i obrotnik), 12 piersiowych,  
5 lędźwiowych, 5 krzyŜowych (zrośnięte), 1-3 ogonowe  

śebra,  

7 prawdziwych, 3 rzekome, 2 wolne  

Mostek (rękojeść, trzon, wyrostek mieczykowaty  

S

ZKIELET KOŃCZYN

:

 

 

O

BRĘCZ KOŃCZYNY GÓRNEJ 

(

BARKOWA

O

BRĘCZ KOŃCZYNY DOLNEJ 

(

MIEDNICZNA

 

Obojczyk i Łopatka  

Kość miedniczna (zrośnięta) =  
 

= k. biodrowa + kulszowa + łonowa 

K

OŃCZYNA GÓRNA WOLNA 

 

K

OŃCZYNA DOLNA WOLNA 

 

 

K. ramieniowa 

 

K. udowa  

 

K. łokciowa i k. promieniowa  

 

K. piszczelowa, k. strzałkowa, rzepka 

 

K.k. nadgarstka (8)  

 

K.k. stępu (5)  

 

K.k. śródręcza (5)  

 

K.k. śródstopia (5)  

 

K.k. palców (4 x 3 + 2)  

 

K.k. palców (4 x 3 + 2)  

P

OŁĄCZENIA KOŚCI 

 

włókniste: szwy (np. czaszki), wklinowania zębów, więzozrosty (np. więzadła stawowe)  
chrząstkowe: chrząstkozrosty (krąŜki miedzykręgowe), spojenia (łonowe)  
maziowe: stawy  

stawy proste i złoŜone: płaski, zawiasowy, 
zawiasowy kłykciowym obrotowy, siodełkowy, 
kulisty  
(patrz: „Mały atlas ...”, patrz: Encyklopedia)  

U

RZĄDZENIA POMOCNICZE KOŚCI I MIĘŚNI

:

 

 

 
•  obrąbek stawowy (chrzęstny)  

•  więzadła stawowe (połączenia włókniste kości - patrz wcześniej)  

•  krąŜki stawowe, np. międzykręgowe złoŜone z pierścienia włóknistego i jądra miaŜdŜystego (chrzęstne - 

chrząstkozrosty - patrz wyŜej: połączenia kości)  

•  łąkotki stawowe  

•  kaletki maziowe  

•  kaletki śluzowe podskórne  

•  pochewki ścięgien  

•  więzadła pochwowe ścięgien - troczki  

•  trzeszczki - bloczki (np. rzepka w stawie kolanowym)  

•  powięzie mięśni  

•  torebki stawowe  

background image

Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Łaszczyca UŚl 2003  

4

Kilka waŜnych spraw w związku z układem ruchu, o których nie powinno się 
zapominać  

 

FIZJOLOGICZNE KRZYWIZNY KRĘGOSŁUPA I ICH ROZWÓJ 

 

•  C-kształtny kręgosłup płodu noworodka (takŜe 

małp)  

•  S-kształtny kręgosłup dojrzałego człowieka  

 
Kifozy („garb”):  
 

piersiowa i krzyŜowa  

Lordozy („wypięty brzuch”):  
 

szyjna i lędźwiowa   

 

Mechanizm rozwojowy kształtowania się krzywizn kręgosłupa, kolejno:  

szyjnej 

 unoszenie głowy,  

piersiowej 

 siedzenie  

lędźwiowej 

 stanie  

 

Znaczenie fizjologiczne krzywizn kręgosłupa  

 
porównaj amortyzujące własności kija od miotły i wygiętego łuku Robin Hooda  
 
przenoszenie obciąŜeń i wstrząsów przez kręgosłup podczas stania, marszu i biegu … 
 
MasaŜyści i niektórzy ortopedzi twierdzą, Ŝe po odgłosie kroków moŜna poznać,  
czy idąca osoba ma zdrowy kręgosłup i umie go właściwie uŜywać.  
„CięŜkostępy” tupiąc obciąŜają kręgosłup - skarŜą się na zwyrodnienia i bóle kręgosłupa. 

 
Patologiczne boczne krzywizny kręgosłupa - skoliozy - powodują większe obciąŜenia i bóle mięśni.  
 
Kręgosłup jako dźwignia przy podnoszeniu cięŜarów  
 
Podstawowa zasada szkolenia BHP:  
Nie podnoś cięŜarów kręgosłupem. Podnoś cięŜary nogami (z przysiadu).  
 

Patrz: techniki podnoszenia cięŜarów przez cięŜarowców.  

 
Trzony kręgów obciąŜone przy kręgosłupie pochylonym w przód wyciskają jądro  
miaŜdŜyste dysków do tyłu - w stronę kanału kręgowego i uciskają na rdzeń kręgowy.  
(Jak pestka wiśni spomiędzy palców - mechanika klina albo równi pochyłej).  
 
Kręgosłup moŜna złamać, co zazwyczaj uszkadza rdzeń kręgowy.  
Przyczyny złamań kręgosłupa: 

- uderzenia w tułów, bezwładny odrzut głowy do tyłu  
 

(wypadki samochodowe – głownie najechanie od tyłu – stąd zagłówki),  

  upadki na głowę, skoki do wody na głowę  
 

Skutki złamań kręgosłupa:  

- przerwanie szlaków nerwowych prowadzących z mózgowia do rdzenia kręgowego sterujących mięśniami 
 

 

 

(w tym mięśniami oddechowymi,  

 

 

 

takŜe przerwanie odroczone wskutek wylewów krwi, uszkadzających rdzeń 

 
- śmierć z uduszenia, szok rdzeniowy, tetraplegia, hemiplegia, paraplegia ... 
 

 

 

 

 

 

 

(patrz: Encyklopedia)  

background image

Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Łaszczyca UŚl 2003  

5

M

IĘŚNIE 

 

 
M

IĘŚNIE

 (jako narząd) zbudowane z:   

- tkanki mięśniowej typu poprzecznie prąŜkowanego szkieletowego  
- rozpiętej na siatkowatym SPRĘśYSTYM zrębie tkanki łącznej  
 

(śródmięsna, omięsna, namięsna)  

- oraz naczyń krwionośnych i włókien nerwowych.  
- otoczone powięziami  
- zakończone ścięgnami  
 
KaŜdy mięsień człowieka (z 500 wyróŜnianych przez anatomów) ma swoją nazwę,  
ale ogólnie mięśnie szkieletowe klasyfikuje się:  
•  wg połoŜenia punktów przyczepu na:  

- skórne (mimiczne),  
- szkieletowe (te „zwykłe”)  
- i trzewne (zwieracze)  
 

•  wg ilości stawów, które uruchamiają na:  

- jedno-,  
- dwu-  
- i wielostawowe  
 

•  wg rozległości ruchu i siły skurczu na:  

- długie, -  
- szerokie,  
- krótkie, -  
- mieszane  
- i zwieracze  
 

•  wg kształtu i układu włókien wewnątrz brzuśca 

na:  
- wrzecionowate, -  
- półpierzaste,  
- pierzaste,  
 
Od układu włókien zaleŜy pole przekroju 
fizjologicznego mięśnia, a od tego pola siał 
bezwzględna skurczu mięśnia oraz rozległość 
skrócenia całkowitego mięśnia podczas skurczu 

 
 
•  wg kształtu i układu włókien brzuśca na:  

- wielogłowe (udo),  
- wieloogonowe (przedramię - palce),  
- dwubrzuścowe,  
- płaskie (brzuch),  
- długie z pasmami ścięgnistymi (brzuch),  
- zwieracze (zewnętrzne),  
- okręŜne (ust., oka)  

 
 
Oprócz mięśnie szkieletowych występują jeszcze dwa inne rodzaje mięsni zbudowane z innych rodzajów tkanki 
mięśniowej.  

 

Mięsień szkieletowy 

typu podwójnie pierzastego 

    wrzecionowaty

background image

Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Łaszczyca UŚl 2003  

6

T

KANKA MIĘŚNIOWA MA TRZY TYPY

:

 

 

 

P

OPRZECZNIE 

PRĄśKOWANA

 

 

Własność 

S

ZKIELETOWA 

 

S

ERCOWA

 

 

G

ŁADKA

 

forma narządu   

odrębna bryła: brzusiec i 
ścięgna  

odrębna bryła, worek 
wielokomorowy  

w ścianie narządów 
cewkowatych - „rur”  

wielkość komórek 

5 cm x 50 µm.  

1 cm x 15 µm.  

0,3 mm x 10 µm.  

ilość i połoŜenie jąder  

tysiące, obwodowo 

setki, centralnie 

jedno, centralnie 

ułoŜenie filamentów 
aktyny i miozyny 

równolegle - sarkomer 
(prąŜkowanie)  

równolegle - sarkomer  
(prąŜkowanie) 

spiralnie  
(brak prąŜkowania) 

kontakt między 
komórkami  

tylko z neuronami - 
(synapsy)  

między sobą (wstawki - 
złącza elektryczne)  

między sobą (złącza 
elektryczne) i neuronami  

ilość mitochondriów  

liczne 

bardzo liczne 

nieliczne 

pobudzanie do skurczu  

acetylocholina z komórek 
nerwowych  

układ bodźczotwórczy 
serca - automatyzm  

samoczynne, przez 
hormony lub mediator  

rodzaj skurczu  

tęŜcowy  

pojedynczy  

toniczny  

czas trwania skurczu  

ok. 1-10 ms   

ok. 300-500 ms  

sekundy lub minuty  

szybkość skurczu  

duŜa ale róŜna  

średnia  

mała  

odporność na brak O

2

 

róŜna - znaczna  

bardzo mała (zawał)  

bardzo duŜa  

typy włókien  

FTa, FTb, ST  

 -  

wielojednostkowe  
trzewne  

 

Włókna mięśnia szkieletowego

 MOGĄ NALEśEĆ DO JEDNEGO Z TRZECH TYPÓW 

 

Typ 

Inny  

skrót 

Barwa (ilość 

mioglobiny)  

Szybkość 

skurczu  

Podatność  

na zmęczenie  

Zapotrzebo-

wanie na tlen  

Dominujący 

proces metab. 

Rodzaj wysiłku 

FTa   FTOG 

= II a  

czerwona  

(duŜo Mb) 

duŜa  

„szybkie” 

mała  

lub średnia  

duŜe  

niekonieczny  

glikoliza, 

utlen. mitoch.  

„średniody-

stansowiec”  

FTb   FTG  

= II b 

biała  

(b. mało Mb) 

duŜa  

„szybkie” 

mała  

„męczliwe” 

małe  

niekonieczny  

glikoliza 

beztlenowo  

„sprinter” 

(królik, kura) 

ST  

STO  

= I  

czerwona  

(duŜo Mb) 

mała  

„wolne” 

bardzo mała  

„wytrzymałe” 

średnie  

niezbędny  

utlenianie 

mitoch. 

„turysta”  

(kaczka)  

Trzy typy włókien mięśniowych mają róŜny udział w budowie róŜnych mięśni.  

Są róŜne mięśnie do:  
•  długiego stania ...  

•  unoszenia głowy ponad poziom ...  

•  szybkiego, ale krótkiego uciekania ...  

 

Kilka waŜnych spraw, o których warto pamiętać w związku z układem ruchu  

1.  Udział kaŜdego z trzech rodzajów włókien mięśniowych (FTa, FTb, ST) w budowie mięśni jest 

zdeterminowany genetycznie. Tylko w niewielkim stopniu moŜna go zmienić. KaŜdy ma zatem 
predyspozycje do wykonywania określonego rodzaju wysiłków fizycznych.  

2.  Rozwój tkanki mięśniowej i tkanki kostnej jest pobudzany przez męskie hormony płciowe (androgeny), 

szczególnie w okresie dojrzewania. Wtedy kształtują się ostateczne róŜnice w budowie kośćca i umięśnienia 
(biodra, barki, klatka piersiowa ... itd.). Hormony płciowe (męskie) są produkowane równieŜ przez korę 
nadnerczy - w stresie (np. wysiłkowym) - stąd maskulinizacja zawodniczek sportów siłowych.  

3.  Hormony męskie powodują przerost mięśni - Zawodnicy sportowi stosują więc niedozwolony doping 

hormonalny androgenami (tzw. sterydami anabolicznymi).  

4.  Pod wpływem androgenów mięśnie przerastają, ale ich ścięgna nie. Łatwo zatem o kontuzje - zerwanie 

ścięgien - u tzw. „koksiarzy”.  

5.  Młodzi chłopcy chcą imponować mięśniami innym chłopcom i dziewczętom. Powstał nowy rodzaj 

uzaleŜnień farmakologicznych („narkomanii”) - body building - „szprycowanie” się androgenami, Ŝeby bez 
ćwiczeń mieć „takie ciało”.  

6.  KaŜda głupota ma jednak krótkie nogi. Uszkadza serce, wątrobę, uszkadza jądra, zmniejsza potencję,  ...  
7.  Wysiłek fizyczny przeregulowuje gospodarkę hormonalną - tzw. hormonalny mechanizm glukostazy. 

Uczestniczą w nim: noradrenalina, insulina, glukagon, glikokortykosterydy i H

ORMON 

W

ZROSTU 

(HGH)  

8.  Co z tego wynika dla wychowania młodzieŜy?  

background image

Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Łaszczyca UŚl 2003  

7

M

IĘŚNIE KURCZĄ SIĘ GDY ICH UśYWAMY 

 

Mnóstwo haseł, które wymagają uporządkowania:  

Odruch, Motoneuron, Neuron ruchowy, Jednostka motoryczna, Włókna mięśniowe, Miofibryla, 
Miofilamenty, Włókienka kurczliwe, Sarkomer, Mion, Aktyna, Troponina, Miozyna, Siateczka 
endoplazmatyczna, Mediator, Acetylocholina, Depolaryzacja, Jony, Drugi przekaźnik, Jony wapnia, 
Ślizgowy mechanizm skurczu mięśnia, Skurcz izometryczny, Skurcz izotoniczny, Skurcz tęŜcowy, 
Skurcz pojedynczy, ATP, Katabolizm, Oddychanie komórkowe, Oddychanie beztlenowe i tlenowe, 
Kwas mlekowy i mleczany, Źródła energii do skurczu mięśnia, Praca dynamiczna i statyczna, Deficyt i 
Dług tlenowy, Zmęczenie.  

Mięsień podczas pracy  

•  Siła - 0,8-4 × 10

-4

 N/włókno 

 15-100 N/cm

2

  

•  Rezerwuar tlenu - 0,1-0,2% Mb (mioglobiny) w mięśniu  

•  Ukrwienie - 1 500 - 3 000 włośniczek /mm

2

 przekroju mięśnia  

otwartych w spoczynku 30-100 włośniczek /mm

2

 przekroju mięśnia  

750 × wzrost przepływu podczas pracy  

 

M

ECHANIZM SKURCZU 

 

K

RÓTKO MÓWIĄC

:

 

W

IELKI TRYUMF BIOLOGII MOLEKULARNEJ I CHAMSKIEGO REDUKCJONIZMU 

 

Zmiany potencjału błony podczas depolaryzacji  i 

 Schemat budowy sarkomeru  

 

Skurcz - od pobudzenia neuronu do ślizgowego ruchu miofilamentów  

t [ms]

E  

[mV] 

  0

-20

-40

-60

(3)

(4)

(5)

(6)

(2)

(1)

   L   

  H   

   T    

  Z   

   I     

   A    

I

II

III

   IV i  V

VI 

VII

background image

Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Łaszczyca UŚl 2003  

8

M

ECHANIKA SKURCZU MIĘŚNIA 

 

Mięsień moŜe kurczyć się:  

•  zmieniając swoją długość - izotonicznie - podczas pracy dynamicznej  

•  nie zmieniając długości, za to zwiększając napięcie - izometrycznie - podczas pracy statycznej  

•  w warunkach rzeczywistych zaś skurcz ma charakter mieszany - auksotoniczny  

 
Po pojedynczym pobudzeniu bodźcem pojedynczy skurcz włókna mięśnia trwa kilka tysięcznych sekundy. 
„Prawdziwe” skurcze pracujących mięśni trwają kilkaset - kilkadziesiąt tysięcy razy dłuŜej - sekundy lub 
minuty. Aby je uzyskać włókna mięśniowe muszą być pobudzane kilkadziesiąt razy na sekundę. Skurcz 
wywołany taką serią pobudzeń zwany jest skurczem tęŜcowym.   
 
Siła skurczu mięśnia zaleŜy od jego początkowego rozciągnięcia - rosnąc przy niewielkim początkowym 
rozciągnięciu mięśnia. Większa jest teŜ gdy mięsień opiera się „biernie rozciąganiu” czyli podczas pracy 
ekscentrycznej, takiej jaką wykonują mięśnie nóg podczas schodzenia ze schodów.  

S

ZYBKOŚĆ I SIŁA REAKCJA RUCHOWEJ

 (Hill) są funkcyjnie powiązane (równanie hiperboli):   

 
(F + a) (V + b) = k   

 

Siła działania mięśnia w zaleŜności 

od długości początkowej         i       od szybkości skurczu

F [N]

l [cm]

F [N]

-                              0                                 +

Ekscentryczna      Koncentryczna

Aktywna      Elastyczna

v [cm/s]

Sumowanie skurczów pojedynczych w skurczu tęŜcowym 

Skurcz pojedynczy

Wypadkowa siła skurczu

Zapis serii
depolaryzacji

Skurcz tęŜcowy

background image

Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Łaszczyca UŚl 2003  

9

S

KĄD SIĘ BIERZE ENERGIA DO PRACY MIĘSNI 

 

N

AJNOWOCZEŚNIEJSZY OD 

3,5

 MLD LAT SILNIK WYMYŚLONY PRZEZ EWOLUCJĘ 

 

Prawda jest prosta i banalna:   

1.  Energia pochodzi z oddychania komórkowego  
2.  Oddychanie komórkowe to 

S

PALANIE 

W

ODORU W 

T

LENIE

.  

3.  Przy tym zawsze powstaje duŜo energii.  
4.  Wszystkie komplikacje są tylko po to, Ŝeby ją złapać i się nie poparzyć.  
5.  Energię łapie się w 

UNIWERSALNY NOŚNIK ENERGII

 czyli w 

ATP

  

 

ATP  -  12-16 kcal/mol  (czyli na 509 g lub jak kto woli 0,5 kg ATP) 

 

(7 kcal/mol wiązania estrowego  - 3-8 x więcej niŜ w innych wiązaniach)  

 

Dziennie nasz organizm musi „wyprodukować” od 45 do 70, a czasami nawet 450 kg ATP  

P

OTEM ODZYSKUJE SIĘ ENERGIĘ 

 

ATP   → ADP + P

i

 + 7 kcal/mol

  

tzw. hydroliza ATP - natychmiastowe zuŜycie  

P-Cr + ADP  → Cr + ATP 

   

tzw. depozyt fosfagenowy - trwalszy zapas  

 

Z

ASÓB FOSFAGENÓW W MIĘSNIU 

(FT

>

 

F

TA 

>

 

ST)

 

 

 

5 mmol ATP / kg mięśnia świeŜego  

 

i 15 mM PCr / kg mięśnia świeŜego (30 kg mięśni u 70 kg osoby 

 570-690 mmol fosfagenów)  

co wystarcza na:  
 

●  1 minutę szybkiego marszu; ●  20-30 sekund biegu przełajowego; ●   6 sekund sprintu lub pływania  

Skąd wziąć wodór do spalania i czy koniecznie trzeba ... juŜ o tym mówiliśmy  

O

DDYCHANIE BEZTLENOWE 

(

SIC

!)

 

-

 CZYLI 

„F

ERMENTACJA MLEKOWA

”:

 

 

 
 

 

 

2 [NAD

+

 → NADH+H

+

]    

 

 

2 [NADH+H

+

 → NAD

+

]  

Glc → 2 ald. P-glic. → 2 kw. 1,3 - dwu P-glic. → 2 kw. pirogr. →  2 kw. mlekowy  
 2 ATP → 2 ADP 

 

 

 

2 x [2 ADP → 2 ATP]  

 
lub prościej  

C

6

H

12

O

6

 → 2 CH

3

CHOHCOOH + CO

2

 + 37 kcal /mol  

 

 

 

 

 

 

 

 (2 lub 4 ATP zaleŜnie od szlaku)  

Owszem, tak moŜna, moŜna ... tylko niedługo ...1,5 minuty, no, moŜe i z 5 minut ...  
 

Potem mięśnie się zakwaszają jak ogórki albo kapusta na bigos.  

O

DDYCHANIE TLENOWE PRZEBIEGA W TRZECH ETAPACH 

 

NAJPIERW TRZEBA PRZYGOTOWAĆ SUROWCE DO UZYSKANIA WODORU  
 

CZYLI GLIKOLIZA:

 

  

 

 

 

 

2 [NAD

+

 → NADH+H

+

]   

Glc →  Fru-1,6-dwu P  → 2 ald. P-glic. → 2 kw. 1,3 - dwu P-glic. → 2 kw. pirogr.  
 

 2 ATP → 2 ADP   

 

 

 

 

 

2 x [2 ADP → 2 ATP]  

 

Glc → 680 -738 kcal brutto  → 40% w ATP z oddychania = 266 kcal  

 
POTEM TRZEBA WYDOBYĆ Z SUROWCA TEN NIESZCZĘSNY WODÓR  
 

CZYLI CYKL KWASÓW TRÓJKARBOKSYLOWYCH ALBO CYKL KREBSA:   

 
CH

3

COCOO

H

 + CoA-S

H

 + 4 NAD

+

 + FAD + GDP + P

i

 + 2 

H

2

O + „C

4

”  →  

 

 

 

 

→ CoA-SH + 3 CO

2

 + 4 (NAD

H + H

+

) + FAD

H

2

 + GTP + „C

4

”  

bilans wodorów:  

przychód: 4 z pirogronianu, 2 z GTP i 

Pi

, 4 z 2 H

2

O.    

rozchód: 8 w 4 (NADH+H

+

 ), 2 FADH

2

.   

background image

Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Łaszczyca UŚl 2003  

10

WRESZCIE TRZEBA SPALIĆ TEN WODÓR BEZ WYBUCHU -  
 

ŁAŃCUCH PRZENOŚNIKÓW ELEKTRONÓW - ODDYCHANIE MITOCHONDRIALNE:

 

 

 
SubH

2

 → NAD

+

 → FAD → CoQ → 2 × {cyt b → cyt c → cyt a} → 1/2 O

2

  

 

2 H

+

 + 2 e

-

  + 1/2 O

2

 + 3 ADP + 3 P

i

  → H

2

O + 3 ATP   

 

Tym się właśnie róŜni mitochondrium od głupich pomysłów Józia Priestleya (1774) oraz od katastrofy Graffa 
Zeppelina w Nowym Jorku (1936). 

 
bilans energetyczny oddychania mitochondrialnego z glikolizą:  

aktywacja:  

- 2 ATP/Glc   

glikoliza:  

 

+ 4 ATP/Glc + 2 (NADH+H

+

)/Glc   

cykl k.t-k. :  

+ 2 GTP/Glc + [8 (NADH + H

+

) + 2 FADH

2

] /Glc  

fosforylacja:  

2 × 3 ATP/(NADH+H

+

) + 8 × 3 ATP/(NADH+H

+

) + 2 × 2 ATP/ FADH

2

 =  

 

 

 

= (34 + 4) ATP =  38 ATP   

razem:    

(34 + 2 + 4 - 2) ATP = 38 ATP   ( - 2 ATP straty na transport mitochondrialny)  

 

 

 

266 kcal/mol Glk,  

40% brutto  

 
jest jeszcze  

BETA OKSYDACJA WOLNYCH KWASÓW TŁUSZCZOWYCH:  

E

KONOMIA PRACY

:

 

P

RACA KOSZTUJE ENERGIĘ 

 

Z

WRÓĆ UWAGĘ

,

 śE 

 

•  ilość wykonanej pracy jest zaleŜna wprost od:  

   

- ilości spalonego wodoru  

   

- ilości tlenu zuŜytego do spalania wodoru  

   

- i ilości glukozy lub tłuszczów, z których wodór został uzyskany  

•  glukozę i tłuszcze trzeba zjeść (i uzyskać z jedzenia)  

•  tlen trzeba pobrać z powietrza  

•  i tlen i glukozę trzeba przenieść z krwią z płuc i przewodu pokarmowego do mięśni  

•  podczas spalania uwalnia się ciepło - aŜ 60% energii oddychania to ciepło  

K

OSZT ENERGETYCZNY PRACY 

 

wg Christensena i Buskirka oraz wg FAO - na podstawie wielu zmiennych, tu wydatku energetycznego (brutto) 
wyraŜonego w kcal/min  

spoczynek 

b. lekki 

lekki 

średni 

cięŜki 

b. cięŜki 

krańcowo 

cięŜki 

1,0 

< 2,5  

2,5 - 5,0  

5,0 - 7,5 

7,5 - 10,0 

10,0 - 12,5 

>12,5  

wg Lehmana - na podstawie wielu zmiennych, tu wydatku energetycznego (brutto) wyraŜonego w kcal/min  

spoczynek 

b. lekki 

lekki 

średni 

cięŜki 

b. cięŜki 

krańcowo 

cięŜki 

1,13 

1,13-2,17  

2,17-3,21  

3,21-4,25 

4,25-5,29 

5,29-6,33 

>6,33 

 
To się takŜe przelicza na tlen  
 

wg Astranda - na podstawie indywidualnego wydatku energetycznego (Vo

2max

)  

lekka 

średnia 

cięŜka 

b. cięŜka 

optymalna - 8h 

0,1 Vo

2max

 

0,1 - 0,35 Vo

2max

 

0,35 - 0,5 Vo

2max

 

0,5 - 1,0 Vo

2max

 

0,30 - 0,35 Vo

2max

 

 
Energetyka zuŜycia tlenu - Współczynnik Oddechowy RQ i RównowaŜnik Kaloryczny Tlenu EqO

2

  

     Substrat 

Cukry 

Białka 

Tłuszcze 

Średnio 

    RQ 

1,00 

0,85 

0,71 

0,75-0,82 

    EqO

2

 [kcal/l O

2

5,05 

4,86 

4,69 

4,74-4,825 

 
To moŜna równieŜ przeliczyć na ilość spoŜytego pokarmu  

ale a tym - kiedy indziej.  

     Substrat 

Cukry 

Białka 

Tłuszcze 

     Wartość energetyczna [kcal/g] 

3,8-4,1 

4,1 

9,1-9,3 

 

background image

Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Łaszczyca UŚl 2003  

11

E

KONOMIA PRACY 

-

 JAK W BANKU

:

 

K

OSZTY

,

 DEFICYT

,

 DŁUG I SPŁATA

.

 

 

Koszty bywają wyŜsze od chwilowo dostępnych środków, np.:  
•  podczas ekstremalnych wysiłków (np. sprintu, ...)  

•  w niedotlenieniu (w wysokich górach lub podczas nurkowania ...)  

•  w niewydolności oddechowej lub krąŜeniowej ...  

•  na początku kaŜdej pracy zanim „wszystko się rozrusza”  

•  momenty przestawienia - kryzysy zdolności do pracy ...  
 

Wtedy pojawia się DEFICYT pokrywany przez DŁUG, który później się SPŁACA   

 

DŁUG TLENOWY

:

 

 

• 

składniki klasyczne:  

1.  Bezmleczanowy (ubytek zapasu fosfokreatyny i ATP w mięśniu)  

 

 

 

 

 

 

5 µmol ATP/ g mięśnia  

2.  Mleczanowy (z „fermentacji mlekowej” w mięśniu)  

 

 

 

z 0,012 g lac/100 ml 

 do 0,140 g lac/100 ml  

wzrasta > 10 ×  

 

 

 

z pH 7,4 

 pH 7,00 lub nawet pH 6,8  

częściowo spłacane w czasie wysiłku  

• 

składniki „nowoczesne”:  

koszt tlenowy glukoneogenezy,  
reoksygenacja hemoglobiny (10%)  
reoksygenacja osocza, płynu tkankowego i mioblobiny (2-5%)  
koszt tlenowy metabolizmu wtórnego: transport Ca, Na, K, metabolizm NA i hormonów  

 
Deficyt tlenowy i jego zaleŜność od ubytku fosfagenów oraz powstawania mleczanów  
Def O

2

  [dcm

3

 O

2

 ] 

ATP+PCr [mM/kg mięśnia]  

12 

13,5 

14 

14 

Lac [mM/kg mięśnia] 

 

3,5 

7,5 

12 

17 

21 

26 

 
Związek między czasem wysiłku maksymalnego a udziałem metabolizmu beztlenowego i tlenowego (za 
Gollnickiem P.D. i Hermansenem L 1973, oraz Astrandem P.O. i Rodahlem 1977 ) 
Czas sekundy/minuty [ .” / ’] 

10” 

30” 

60” 

2’ 

4’ 

10’ 

30’ 

60’ 

120’ 

Udział metabolizmu anaerobowego [%]  90 

80 

70 

50 

35 

15 

Udział metabolizmu aerobowego [%] 

10 

20 

30 

50 

65 

85 

85 

98 

99 

Szacunkowy wydatek maks. [kcal] 

24 

 

50 

45 

100 

245 

675 

1215   

 
Blood lactate treshold -  próg intensywności wysiłku do pojawienia się mleczanów we krwi  
 
Największa akumulacja mleczanów w wysiłkach o czasie trwania 60-180 sekund  
 

Częstość skurczów serca na minutę

 

Spoczynek   WdraŜanie     Równowaga    Odnowa            Spoczynek

  

0                        2                         4                        6            Czas pracy [minuty]

160

80

120

200

B

A

background image

Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Łaszczyca UŚl 2003  

12

Zawartość mleczanów we krwi podczas wysiłków o róŜnej intensywności  
 

25% Vo

2max

 

50% Vo

2max

 

75% Vo

2max

 

100% Vo

2max

 

 

Trenowani  

1,3 

2,1 

5,5 

wartości względne  

Nietrenowani  

1,3 

3,0 

4,8 

wartości względne  

U trenowanych o 20-30% większa zawartość mleczanów [lac] po wysiłku niŜ u nietrenowanych  
 
 

W

 RÓśNYCH OKRESACH PRACY WYKORZYSTYWANE SĄ RÓśNE ŹRÓDŁA ENERGII

CO DAJE RÓśNĄ MOC I NIE JEST OBOJĘTNE DLA SPORTOWCÓW I DBAJĄCYCH O LINIĘ 

 

Coś za coś - im dłuŜej, tym mniejsza moc, ale większa uzyskana energia  

 

Wiedząc to moŜna powiedzieć, Ŝe naukowa metoda na odchudzanie polega na ...  

 

Fosfogeny - Beztlenowo

Glikogen - Beztlenowo

Glikogen - Tlenowo

Kwasy tłuszczowe - Tlenowo

15       30     60        2        4         8        16     32       64       128  sekundy i minuty

Moc pracy

Kryzysy zdolności do pracy - „Drugi oddech”

background image

Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Łaszczyca UŚl 2003  

13

E

KONOMIA PRACY

:

 

P

RACA KOSZTUJE 

NIE

 

TYLKO

 ENERGIĘ 

 

K

OSZT FIZJOLOGICZNY PRACY 

 

Zakres zmienności parametrów fizjologicznych podczas pracy  

Parametr 

Spoczynek 

Wysiłek 

Ekstremalnie 

Jednostka 

   SV 

55 - 90 

150 

200 

ml/1cykl serca 

   HR 

60 - 80 

180 

200 - 270 

cykl/min 

   AVDo

2

 

5,0 - 6,9 

14,5 - 17,0 

17,0 

mlO

2

/100ml krwi 

   Q 

4,0 - 6,0 

18,5 - 24,1 

42,3 

l krwi/min 

   Vo

2

 (Vo

2max

0,2 - 0,3 

2,6 - 4,1 

l tlenu /min 

   Ps/P

D

 

120/80 

180/76 

250/110 

mmHg 

   f 

10 - 20 

30 - 33 

33 - 50 

cykl/min 

   MV/MMV 

65 - 100  

140 - 260 

l powietrza /min 

   Def. O

2

 

0,1 - 0,25 

0,3 

10

2

/kg m.c. 

   T

rect

  

< 37,5

 o

37,5 - 38,0

 o

> 38,0

 o

 o

C  

gdzie: SV - pojemność wyrzutowa serca, HR - częstość skurczów, Q - pojemność minutowa serca, Vo

2

 - 

minutowy pobór i transport tlenu z krwią, Ps/Pd - ciśnienie tętnicze, f - częstość oddechu, MV/MMV - 
wentylacja minutowa, Def O2 - deficyt tlenu, T

rect

 - temperatura rektalna   

P

ODSTAWOWE ZALEśNOŚCI EMPIRYCZNE 

-

 

P

ARAMETRY KRĄśENIOWE A OBCIĄśENIE PRACĄ 

 

 
Q = SV 

×

 HR      

 

 

pojemność minutowa serca – czasami skracana jako CO  

 
Vo

2

 = AVD 

×

 Q    

 

 

minutowe zuŜycie tlenu  

 
W = 

Vo

2STP

 

×

 EQo

2

 

×

 

η

ηη

η

    

 

praca uŜyteczna  

 
I ostatecznie po złoŜeniu równań – 

podstawowe równanie hemodynamiczne

  

 

 

W = 

η

ηη

η

  

××××

 EQo

2

 (HR 

××××

 SV 

××××

 AVD - Vo

2B

)  

 
słuszne dla:  
 

Vo

2

 = 0,2 - 0,8 Vo

2max

  

 

EQ = 4,9 kcal/1 0

2

   



   (RQ = 0,9)  

 

η

ηη

η

 = 0,10 - 0,25     

 

 

 - zaleŜnie od rodzaju pracy i innych czynników  

W równaniu zawarte intuicyjnie znane kaŜdemu prawo,  Ŝe:  

 
 

W ~ HR  

 
Gdzie oznaczenia jak wyŜej oraz: Vo

2

 - objętość tlenu (STP), EQo

2

 - równowaŜnik energetyczny tlenu, η

η

η

η - 

współczynnik sprawności mechanicznej, W - praca uŜyteczna, B - indeks wartości spoczynkowej, np.Vo

2B

  

 
Wzajemna zaleŜność HR i Vo

2

  

% max HR 

50 

60 

70 

80 

90 

100 

% Vo

2max

 

28 

42 

56 

70 

83 

100 

 
ZaleŜność produkcji energii (przemiany energii - metabolizmu - PM) od częstości skurczów serca  
 

PM = 4 × HR – 255

 

 

[kcal / godz]   

 
NaleŜna maksymalna częstość skurczów serca i tętna w zaleŜności od wieku i 

Wskaźnik Rezerwy Tętna

  

 

HR

max

 = 220 –A                  

lub  

HR

max

 = 210 – (0,65 

×××× A)          [A] = [lat]) 

 

RT = HR

max

 - HR

prac

   

 

oraz   

WRT = (HR

max

 - HR

prac

) / (HR

max

 - HR

prac

 

background image

Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Łaszczyca UŚl 2003  

14

U

KŁADY ZABEZPIECZAJĄCE ZDOLNOŚĆ DO WYSIŁKU 

 

 

K

REW 

-

 UDZIAŁ W ZABEZPIECZANIU WYSIŁKU 

 

Krwinki czerwone, hemoglobina i białka osocza w transporcie O

2

 i CO

2

 

Transport O

2

 we krwi  

Transport CO

2

 we krwi 

Transport metabolitów 

5 × 10

6

 E/mm

3

  

NaHCO

3

 - 70%  

6-8 g prt/100 ml  

265 × 10

6

 Hb/E  

Hb-NH-COOH - 20%   

0,9 g NaCl/100 ml 

4 O

2

/Hb  

Prt-NH-COOH - 10% 

0,08-0,14 g Glc/100 ml  

14-16 g Hb/100 ml  

pCO

2

 - 1%  

0,012-0,020-0,140 g lac/100 ml  

17-20 ml O

2

/100 ml  

50-60 ml CO

2

 /100 ml  

pH (6,8) -7,00-7,36-7,40  

pO

2

 = 120-40 mmHg  

pO

2

 = 46-60 mmHg 

 

Skróty uŜyte w tabeli:  
E - erytrocyty, Hb - hemoglobina, prt - proteiny = białko, Glc - glukoza, lac- kwas mlekowy,  
Hb-NH-COOH i Prt-NH-COOH - karbaminohemoglobina i karbaminoproteiny - jako przenośniki CO

2

  

 

Efekt Bohra - czyli jak zwiększyć uwalnianie O

2

 z HbO

2

 przez CO

2

 i temperaturę 

 

Hemoglobina moŜe występować w postaci utlenowanej lub odtlenowanej oraz (jeŜeli jest odtlenowana) 

zredukowanej lub utlenionej (wtedy jako methemoglobina), a takŜe jako karbaminohemoglobina i 
karboksyhemoglobina (kiedy i co to znaczy?).  
 

Wiązanie i oddawanie tlenu przez hemoglobinę 

moŜna zilustrować wykresem (wykresy trzeba umieć 
interpretować).  
 

Na wiązanie tlenu przez hemoglobinę wpływa 

pH krwi, pCO

2

, i temperatura. Nazywa się to efektem 

Bohra. ObniŜenie pH oraz wzrost pCO

2

 i temperatury 

utrudniają wiązanie O

2

 przez Hb. Na wykresie obrazuje 

to krzywa B. Krzywa A obrazuje wiązanie O

2

 przez Hb 

w przeciwnych warunkach.  
Efekt ten daje „zysk” w uwalnianiu tlenu w miejscach 
„gorących i zakwaszonych przez mleczany i CO

2

.   

 

Bufory ustrojowe - udział względem buforu węglanowego wziętego jako 1  

Bufor   

Krew 

Wszystkie płyny 

wodorowęglanowy 

 

-HCO

3

  

fosforanowy 

 

-HPO

4

  

0,3 

0,3 

karbaminohemoglobinowy 

 

Hb-NH-  

5,3 

1,5 

karbaminoproteinowy 

 

Prt-NH-  

1,4 

0,8 

 

Krwinki białe – odporność (tym razem nie „oporność”) 

 
Zgodnie z kolejnością na rysunku: 

monocyty i limfocyty

 – rozpoznają obce białka (wolne lub na obcych 

komórkach) i współpracując wytwarzają przeciwciała, które mogą posłuŜyć do wytworzenia leczniczych 
surowic; 

neurotycy, bazocyty i eozynocyty

 - uczestniczą z poŜeraniu obcych komórek, hamowaniu krzepnięcia 

i zwiększaniu ukrwienia w miejscach zapalenia – obumarłe w „obronie organizmu” tworzą ropę  

%HbO

2

pO

2

A

B

background image

Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Łaszczyca UŚl 2003  

15

Układ hemostazy (krzepnięcia krwi)  
 

- w przypadku uszkodzenia naczyń trzeba zabezpieczyć krew przed wylaniem  

- układ enzymatycznego aktywacji i kaskadowego wzmocnienia bodźca do krzepnięcia  
- wapniozaleŜny mechanizm proteolitycznej (hydroliza) aktywacji enzymów kaskady krzepnięcia  
 

Układ zewnatrzpochodny

 - tkankopochodny  

- szybkoaktywujący - szybkiego zasklepiania rany (sekundy )  
 

tromboplastyna uwalniana z uszkodzonych komórek tkanek otaczających naczynia  

Układ wewnątrzpochodny

 - osoczowy  

- wolnoaktywujący - odcinania miejsc uszkodzonych (minuty)  
 

tromboplastyna zawarta w krwi  

Czynniki krzepnięcia  

I  

Fibrynogen - prekursor fibryny  

II  

Protrombina - Trombina - czynnik aktywujący fibrynogen  

III  

Tromboplastyna - tkankowy enzym inicjujący kaskadę wzmocnienia enzymatycznego  

IV  

Wapń   

V i VI  

Proakceleryna i po aktywacji Akceleryna - współaktywator tromboplastyny  

VII  

Prokonwertyna i po aktywacji Konwertyna   

VIII 

Globulina antyhemofilowa A (AHG) 

 niedobór powoduje jeden z rodzajów hemofilii  

IX  

Osoczowy składnik tromboplastyczny Christmas (PTC) 

 w niedoborze inny rodzaj hemofilii  

X  

Czynnik Stuarta-Powera - aktywator tromboplastyny  

XI  

Czynnik przeciwhemofilowy C (PTC = AHFC) 

 w niedoborze kolejny rodzaj hemofilii  

XII  

Czynnik kontaktu Hagemanna - aktywator układu wewnątrzpochodnego   

XIII 

Czynnik Laki-Loranda - stabilizator fibryny  

Retraktoenzym - jeszcze jeden stabilizator skrzepu  
Plazminogen i Urokinaza - czynniki ostatniego etapu hemostazy - fibrynolizy  

Wrodzony brak czynników krzepnięcia (najczęściej VIII lub IX) 

  hemofilia czyli krwawiączka

.  

 

Etapy krzepnięcia:  

1.  aktywacja układu  
2.  aktywacja trombiny  
3.  wytwarzanie fibryny    

do 2,5 - 4 minut  

4.  stabilizacja i retrakcja   

do 24 godzin  

5.  fibrynoliza    

 

do 4 tygodni  

Ogólna uwaga:  

Hemostaza jest procesem:  
1/ katalizowanym enzymatycznie,  

 

2/ uruchamianym przez bodziec (jest więc reakcją)  

3/ polegającym na kaskadowym wzmocnieniu (wielostopniowym)  
4/ zaleŜnym od wapnia (drugi przekaźnik?)   
5/ który musi być częściej hamowany niŜ uruchamiany (zawały!)  

 

WaŜne (bo moŜna w mięć kontakt się w osobami poranionymi i krwawiącymi):  
1.  Krwawienie ma charakterystyczne fazy:  

- zaraz po urazie- kilka sekund skurczu naczyń zanim krew zacznie płynąć  
- po kilku sekundach wypływ krwi (waŜny bo częściowo wypłukuje „bród” z rany) i dostarcza materiału do 
krzepnięcia)  

2.  Tworzenie skrzepu jest procesem enzymatycznym, który przebieg szybciej w optymalnej- fizjologicznej 

temperaturze ciała – ochłodzenie zranionego miejsca spowalnia krzepnięcie krwi - krwotok trwa dłuŜej  

3.  Wielkość krwawienia zaleŜy od stopnia otwarcia naczyń w okolicy rany – zimno powoduje zwęŜenie naczyń, 

moŜe więc sprzyjać ustaniu krwotoku (ale nie powstaniu skrzepu)  

4.  Im wyŜsze ciśnienie krwi w okolicy rany, tym gwałtowniejszy wypływ i wolniejsze krzepnięcie  

- uniesienie ponad poziom serca krwawiącej kończyny zmniejszy krwawienie i przyspieszy powstanie 
skrzepu 

5.  Powstawanie skrzepu wymaga obecności jonów wapnia – ich związanie hamuje krzepniecie krwi (nawet 

całkowicie)  

6.  Wewnątrzpochodny układ krzepnięcia, jeśli zostanie zaktywowany w uszkodzonych, miaŜdŜycowych 

naczyniach lub przez inne procesy powoduje powstania zakrzepów w naczyniach – blokuje przepływ krwi – 
powoduje ZAWAŁ (UDAR), nie tylko serca, takŜe innych narządów.  

7.  Aspiryna (polopiryna = kwas acetylosalicylowy) hamuje procesy krzepnięcia – po zaŜyciu krwawienie moŜe 

być większe i trudniejsze do opanowania.  

background image

Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Łaszczyca UŚl 2003  

16

K

RĄśENIE 

-

 SPOSÓB NA ROZPROWADZENIE KRWI A WRAZ Z NIĄ TLENU I SUBSTRATÓW 

 

Serce - pompa tłocząca  

Kierunki przepływu krwi przez serce (widziane od przodu - prawa połowa po lewej stronie rysunku)  

Serce samoczynnie pobudza się do skurczu. Kurczy się skurczami pojedynczymi  

Pięć załączonych wykresów przedstawia:  
I - 

kardiogram 

czyli zapis skracania się serca podczas skurczu, 

 

gdzie:  1- skurcz przedsionków, 2 - skurcz komór  

II - 

sfigmogram

 - zapis zmian ciśnienia w tętnicach, gdzie:  

 

1 - wyrzut krwi z komór,  

 

2 - zamknięcie zastawek komorowo-aortalnych  

 

3 - przekazywanie ciśnienia ze ścian tętnic do krwi  

III - 

fonokardiogram

 - zapis hałasu podczas skurczów serca  

 

gdzie:  

    1 - „bum”, ton zamykania zastawek przedsionkowo-komorowych  
    2 - „tup”, ton zamykania zastawek komorowo-tętniczych 
IV - 

elektrokardiogram 

(EKG), czyli zapis prądów powstających  

 

w całym sercu, gdzie  

 

1 - załamek P - depolaryzacja i skurcz przedsionków  

 

2 - załamek Q - początek depolaryzacji komór  

 

i rozprzestrzeniania się prądu z przedsionka na komory  

 

2, 4 - depolaryzacja komór i ich skurcz  

 

5 - repolaryzacja komór i ich rozkurcz - spoczynek  

V - 

zapis depolaryzacji pojedynczej komórki serca

  

Wierzchołki i doliny linii wzajemnie sobie odpowiadają.  

 
Objawem pracy serca który trzeba umieć badać bez Ŝadnych przyrządów jest tętno  

(objaw zmian ciśnienia w tętnicach w miarę skurczów serca i wyrzucania krwi do tętnic)  
 
- wystarczy w tym celu odszukać miejsce na ciele, w którym tętnica przebiega płytko pod skórą i ucisnąć je 
dwoma - trzema palcami (nie kciukiem!!) – powinniśmy wyczuć tętnienie  
 
- częstość tętna jest (o czym kaŜdy wiem) wskaźnikiem cięŜkości pracy i nasilenia emocji  
(co zapisane jest teŜ jest w podstawowym równaniu hemodynamicznym)  

 
 

O

BWODOWY UKŁAD KRĄśENIA 

 

Krew wyrzucona z komór serca płynie kolejno przez:  

 

z komory serca 

 aortę  tętnice  tętniczki  naczynia przedwłosowate ze zwieraczami  

 włośniczki czyli kapilary  Ŝyłki  Ŝyły  Ŝyłę główną  do przedsionka serca  

Z PŁUC

DO PŁUC

Z TUŁOWIA

Z GŁOWY

DO TUŁOWIA

DO GŁOWY

I

II

IV

V

III

1     2       3

1     2    3

1     2

1         5

2  4

3

1     2       3

background image

Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Łaszczyca UŚl 2003  

17

Ciśnienie filtracyjne  

Ciśnienie wytwarzane przez serce wyciska płynną cześć krwi - osocze przez ścianę naczyń włosowatych 

(kapilar) jak serwatkę z sernika pod prasą serowarską. Przesącz ten przemywa tkankę i jest dalej wchłaniany 
na powrót do naczyń. Ciśnieniu wypychającemu przeciwstawia się ciśnienie onkotyczne czyli ciśnienie 
roztwórcze białek osocza, wiąŜących („odsysających”) wodę.  

Z przesączu powstaje teŜ:  

1.  Mocz  - w nerkach  

(znaczny spadek ciśnienia krwi grozi zatrzymaniem wytwarzania moczu i po kilkunastu godzinach 
zatruciem własnymi produktami przemiany materii)  

2.  Płyn mózgowo-rdzeniowy - pod oponami mózgu  
3.  Limfa – we wszystkich tkankach  
4.  Płyn surowiczy w oparzeniach, odparzeniach itp.  

 
Zaburzona równowaga miedzy przesączaniem a wchłanianiem prowadzi do 

obrzęków

, szczególnie nóg 

w wymuszonej, długotrwałej pozycji stojącej – typowe dla niektórych zawodów  

 

Powrót Ŝylny krwi  

Ciśnienie wytwarzane przez serce natrafia na opór w naczyniach i nie jest wystarczające aby „podnieść” na 

powrót krew z nóg do serca (na wysokość ok. 1,3 m).  
Jest to przyczyną omdleń ludzi stojących nieruchomo przez dłuŜszy czas (Ŝołnierze na warcie).  
 

Powrót Ŝylny krwi do serca wspomagać muszą cztery czynniki powrotu Ŝylnego krwi do serca i przepływu 

limfy  

- siła z tyłu  

1. hydrostatyczne ciśnienie napędowe sercowej pompy tłoczącej   
 

- siła z boku  

2. ciśnienie wytwarzane przez pracujące mięśnie - prasa mięśniowa „zgniatająca Ŝyły” 
(stąd praca dynamiczna – np. chodzenie - sprzyja powrotowi Ŝylnemu)  
 
3. ciśnienie wytwarzane przez pulsujące tętnice - masaŜ Ŝył przez tętnice  
 

- siła od przodu   4. podciśnienie śródpiersiowe - zasysanie wskutek podciśnienia wytwarzanego przez 

spręŜystość elementów układów oddechowego szczególnie podczas wdechu  
 

Cofaniu krwi zapobiegają działające jednokierunkowo, 

zastawki

. Ich uszkodzenie objawia się tzw. 

Ŝylakami.

  

 

Wektory ciśnienia w naczyniach włosowatych

P

T

P

H

P

O

P

F

śyły

Tętnice

background image

Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Łaszczyca UŚl 2003  

18

Regulacja krąŜenia  

Regulacja krąŜenia zachodzi na 

drodze nerwowej (odruchowej) i humoralnej (t.j. miejscowej i hormonalnej)

  

Funkcje krąŜeniowe są przykładem homeostazy (co to znaczy?) w trzech aspektach:  

1/ Ŝe jest dość tlenu dla narządów - szczególnie dla mózgu,  
2/ Ŝe ciśnienie krwi nie rozerwie naczyń,  
3/ Ŝe w nerkach jest utrzymane ciśnienie filtracyjne pozwalające wytwarzać mocz.  

 
KrąŜenie moŜna regulować przez zmiany czynności serca (centralne) lub zmiany rozwartości naczyń 

(obwodowe).  

 
M

ECHANIZMY REGULACJI 

K

RĄśENIA

 

OŚRODKOWE (OGÓLNE)  

Nerwowe i Hormonalne 

TKANKOWE (MIEJSCOWE)  

Metaboliczne i Parakrynne 

SERCOWE 

(ino-, batmo-, dro-, chrono –tropowe)  

NACZYNIOWE  

(naczyniorozszerzajace, naczynizwęzające) 

PRESYJNE 

DEPRESYJNE 

 
L

OKALNE CZYNNIKI REGULUJĄCE KRĄśENIE 

 

działające na mięśnie zwieracze przedwłośniczkowe i tętniczki prekapilarne (metaarteriole)  

W

AZOKONSTRYKTORY 

-

 ŚRODKI ZWEśAJACE NACZYNIA I PODNOSZACE CISNIENIE 

 

Noradrenalina – alfa-adrenoceptory mięśniówki z zakończeń sympatycznych (krótkotrwałe działanie na 

zwieracze prekapilarne znoszone przez lokalne wazodylatatory) 

Adrenalina – z rdzenia nadnerczy: w niskich stęŜeniach na alfa-adrenoceptory mięśniówki 

wazodylatacyjnie, w większych stęŜeniach na beta-adrenoreceptory wazokonstrykcyjnie)  

Serotonina płytkowa - 

lokalnie podczas skaleczeń

 itp.  

Prostaglandyna E (z błonowego kwasu arachidonowego odszczepianego przez PLA2 kataliza przez 

syntetazę prostaglandynową blokowaną kwasem acetylosalicylowym lub indometacynę) 

Prostaglandyna F2alfa (j.w.)  
Tromboksan A [TXA] (płytkowy z błonowego kwasu arachidonowego przez syntetazę 

prostaglandynową blokowaną kwasem acetylosalicylowym - 

aspiryną

 lub indometacyną)  

Leukotrieny [LTC, LTD] (z kwasu arachidonowego przez szlak lipooksygenazy przy zahamowanym 

szlaku cyklooksygenazy)  

Wazopresyna (czyli VA lub ADH)  
Angiotensyna (układ: angiotensynogen - renina 42 kd. -  kininaza angiotensynowa - angiotensynaza),  
DuŜy wzrost stęŜenia K

+

 - np. 

po rozległych uszkodzeniach (zmiaŜdŜeniach, oparzeniach)

  

 

W

AZODYLATATORY 

-

 ŚRODKI ROZSZERZAJĄCE  NACZYNIA I PODNOSZACE CISNIENIE 

 

Histamina (komórek tucznych, bazocytów i płytek) – z receptorem H1 i, rzadziej, H2  
Kininy osoczowe powstające przez proteolizę kalikreinami (aktywowanych z prekalikrein) z 

kininogenów osoczowych (np. bradykinina 9 osoczowa, kalidyna 10 gruczołowa)  

Wzrost pręŜności CO

2

  

ObniŜenie pręŜności O

2

  

Wzrost stęŜenia mleczanu  
Zakwaszenie – obniŜenie pH  
Niewielki wzrost stęŜenia K

+

  

Adenozyna i ATP  
Prostaglandyny F (z błonowego kwasu arachidonowego przez syntetazę prostaglandynową blokowaną 

kwasem acetylosalicylowym lub indometacynę)  

Prostacyklina sercowa [PGI2] 
Wzrost ciśnienia osmotycznego  
PodwyŜszenie temperatury   

takŜe: 

pochodne nitrogliceryny i Viagra

  

 

background image

Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Łaszczyca UŚl 2003  

19

O

DDYCHANIE 

 

Składniki pojemności płuc i zaleŜności między nimi:  

(pojemności - capacities - zdolność zbiornika do pomieszczenia pewnej ilości  powietrza, miara wielkości 

przestrzeni, objętości - volumes - ilość powietrza znajdująca się w zbiorniku, miara ilości)   

 

  

IRV 

Zapasowa objętość 

wdechowa 

Inspiratory reserve 

volume 

 

IC  

Pojemność wdechowa 

Inspiratory capacity  

 

VC  

Pojemność Ŝyciowa 

Vital capacity 

TV  

Objętość oddechowa 

Tidal volume 

 

TLC 

Całkowita pojemność 

 płuc 

Total lung capacity 

 

ERV  

Zapasowa objętość 

wydechowa 

Expiratory reserve 

volume 

FRC  

Czynnościowa  

pojemność zalegająca 

Functional residual  

capacity  

 

RV 

Objętość zalegająca 

Residual volume  

RV  

Objętość zalegająca  

Residual volume 

 

 

Mechanika oddychania:  

Podczas wdechu skurcze mięśni międzyŜebrowych „obracając” Ŝebra i unosząc ich przedni kraniec pogłębiają 
klatkę piersiową . Kurcząca się przepona spycha trzewia w dół równieŜ pogłębiając klatkę piersiową. Pozwala to 
na rozciągnięcie płuc i wdech. Wydech zachodzi biernie dzięki spręŜystości płuc i cięŜarowi klatki piersiowej.  
 

Wymian gazowa w płucach  

Rozmiar powierzchni oddechowej  

300 000 000 pęcherzyków płucnych - powierzchnia rozwinięta ok. 100 m

2

  

 
(waŜne – trucizny świetnie wchłaniają się przez tak wielka powierzchnie 



 patrz palacze i narkomani) 

 
Wymiana gazowa  
•  w spoczynku  

250 ml O

2

 i 200 ml CO

2

  

•  w wysiłku    

wzrost 25 krotny,  

 

tj. nawet ok. 

5 l O

2

 /min

   

 
Sprawność wentylacyjna - próba Tiffeneau = próba nasilonego jednosekundowego wydechu  
 

(Forced Expiratory Volume)  

 

FEV

1

/VC = FEV

1

/FVC  

> 85% 

 norma  

< 70% 

 obstrukcja dróg oddechowych (oskrzelików)  

 
Maksymalna minutowa wentylacja dowolna (MMV)  
 

MMV

masc

 = 140-180 l /min  

męŜczyźni  

MMV

fem

 = 80-120 l/min    

kobiety  

 
Trening biegowy nie wpływa decydująco na parametry oddechowe  
 
Zasadowica oddechowa  
  po hyperwentylacji podczas spoczynku pH 7,63  
 

background image

Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Łaszczyca UŚl 2003  

20

Im wolniej oddychasz, tym taniej pracujesz  

 
Koszt energetyczny wentylacji  
 

Koszt oddychania 

Częstość  
f [1/min] 

Wentylacja  

MV [l/min] 

ZuŜycie tlenu  

Vo

2

 [l O

2

 /min] 

Spoczynek  

3% Vo

2max

 

10-20/min 

0,3 

Wysiłek normalny 

10% Vo

2max

 

< 30-33/min 

47-100 (140-260) 

Wysiłek wyczerpujący 

> 30% Vo

2max

 

> 33 (50) /min 

> 140 

< 5 

 
 

Współczynnik Oddechowy i RównowaŜnik Energetyczny tlenu  

RQ I EQ

O2 

 

 
Ilość energii uwolnionej ze zuŜycia tlenu zaleŜy od źródła, z którego pozyskiwany jest wodór w mitochondriach. 
W oznaczaniu pomocne jest wskaźnik RQ i związany z nim EQ

O2

  

 

RQ = V

CO2

 / V

O2

  

 

 

RQ = 0,7 -1,0  

 
 
Energetyka zuŜycia tlenu – równowaŜnik energetyczny tlenu EQo

2

 i wskaźnik RQ w zaleŜności od substratu  

RQ    [l]

 

EqO2      [kcal / l]

 

Substrat

 

1,00 

5,05 

Cukry 

0,85 

4,86 

Białka 

0,71 

4,69 

Tłuszcze 

0,75 - 0,82 

4,74 - 4,825 

Średnio 

 
 
Jeśli to wiadomo, to oznaczanie wydatku energetycznego podczas pracy staje się łatwiejsze  
 

PM = Vo

2

 

××××

 EQo

2

   

 
i  
 

W = PM 

××××

 

η

ηη

η

  

 

background image

Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Łaszczyca UŚl 2003  

21

K

OSZT FIZJOLOGICZNY PRACY 

 

-

 

D

LACZEGO WYSIŁEK STATYCZNY JEST BARDZIEJ UCIĄśLIWY NIś DYNAMICZNY 

 

 

W

AśNE PYTANIE MA PROSTE ODPOWIEDZI

.

 

 

 
 
Zmniejszenie czynnościowego przepływu przez mięsień w pracy statycznej  
 
Siła rozwijana 

Przepływ krwi 

Czas pracy 

5% F

max

 mięśnia  

 zmniejszenie przepływu krwi bez znaczenia  

 

10-15% F

max

 mięśnia  

 zmniejszenie przepływu krwi   

> 1 godz.  

20-30% F

max

 mięśnia  

 zmniejszenie przepływu krwi, dług tlenowy   

 6-15 min.  

30-50% F

max

 mięśnia  

 zmniejszenie przepływu krwi, duŜy dług tlenowy   

 1 min..  

70% F

max

 mięśnia  

 ustanie przepływu krwi   

 10 sekund  

 
 

W

YSIŁEK STATYCZNY JEST BARDZIEJ UCIĄśLIWY OD DYNAMICZNEGO ZE WZGLĘDU NA

:

 

 

•  zaciśnięcie tętnic utrzymujące się w czasie i powodujące lokalne niedokrwienie mięśni  

•  utrudnienie powrotu Ŝylnego krwi do serca ze względu na zaciśnięcie Ŝył i brak masującego działania 

mięśni na naczynia  

•  konieczność utrzymywania postawy pod zwiększonym obciąŜeniem, co wiąŜe się z utrzymywaniem skurczu 

izometrycznego w mięśniach posturalnych  

•  konieczność usztywnienia klatki piersiowej z uruchomieniem tłoczni brzusznej i ograniczeniem ruchów 

Ŝeber oraz przepony  

•  utrudnienie oddychania  

•  wzrost ciśnienia śródpiersiowego z uciskiem na worek osierdziowy i ograniczeniem objętości wyrzutowej 

serca, wzrostem częstości i ciśnienia krwi.  

•  W czasie wysiłku statycznego następuje wzrost tętna (120/min.), ciśnienia tętniczego (200/100 mm Hg ). 
 
Bo m.in. (są jeszcze inne łatwe do odgadnięcia przyczyny):  
 
 
 

C

HARAKTERYSTYCZNE CECHY DIAGNOSTYCZNE WYSIŁKU STATYCZNEGO

:

 

 

• 

Efekt Valsalvy:

  

Częstość skurczów serca (HR) ulega dodatkowemu zwiększeniu ponad poziom podstawowy po zakończeniu 
wysiłku statycznego (w warunkach dośw. Valsalvy-Flacka).  
 

• 

Zjawisko Linharda:

  

Skurczowe ciśnienie tętnicze (P

s

) po zakończeniu wysiłku statycznego obniŜa się w sposób „ortodoksyjny”, 

podczas gdy pojemność wyrzutowa (SV) rośnie paradoksalnie.  
 

• 

Efekt Hansena:

  

Częstość tętna (HR) w wysiłku statycznym rośnie asymtotycznie wraz ze wzrostem czasu trwania (t) i 
wydatkowanej siły (F).  
 

 

background image

Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Łaszczyca UŚl 2003  

22

O

SZACOWANIE WYSIŁKU STATYCZNEGO 

 

 

MHT – wskaźnik maksymalnego czasu utrzymania pozycji statycznej  
Maximum Holding Time wg Rohmerta (1960)  

• 

czas do wystąpienia bólu i odmowy wykonania podczas utrzymywania na wyciągniętych  
w bok rękach (równocześnie) cięŜaru na wysokości odpowiadającej acromiale  
- dla rosnących obciąŜeń mierzony czas oraz HRb i HR0  (15 sek) przed i po odmowie  
Interpretacja graficzna - relacja: czas - masa (lub:  iloczyn czas × masa   vs.  tętno)  
 
MHT odnoszony jest do względnej siły mięśni, co eliminuje indywidualne róŜnice siły mięśniowej, 
zmęczenie - gdy napięcie mięsni przekracza 15% maksymalnego napięcia 

 

• 

Maksymalny czas utrzymania pozycji MHT  









  gdy  AVC < 15% MVC  

 patrz tabelka

  

 
     gdzie: MVC - maksymalna dowolna siła skurczu; AVC – aktualna/chwilowa siła skurczu 

 

Wskaźnik poziomu zmęczenia (Fatigue level)  

 

 

FL = HT / MHT  

 

gdzie: HT – czas dowolnego utrzymania obserwowany  

 

Dopuszczalny czas utrzymywania pozycji AHT (Acceptable holding time)  ≤ 20% MHT  

 

 

AHT = 20% MHT 

 
 
 

Pamiętaj:  
Tortury stosowane często w przeszłości (do XIX wieku nagminnie, a zdarza się i obecnie!!) 
przez sądy, Inkwizycję, tyranów i zbrodniarzy polegały na wymuszeniu u torturowanej osoby 
wysiłku statycznego polegającego na utrzymywaniu nienaturalnej pozycji nawet przez kilka 
dni.  
Praca nie moŜe być torturą  

 
 

background image

Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Łaszczyca UŚl 2003  

23

M

ETODA 

OWAS

 

 

M

ETODA 

OWAS

 OCENY OBCIĄśENIA STATYCZNEGO 

 

 

(O

VAKO 

W

ORKING 

P

OSTURE 

A

NALYSIS 

S

YSTEM

)

 

 

 
Kodowanie obciąŜeń statycznych w metodzie OWAS – kodowanie wskaźników  
 
A. Pozycja pleców: 

1 − wyprostowane,  
2 – zgięte do przodu,  
3 – skręcone,  
4 – zgięte i skręcone, 

 
B. PołoŜenie przedramion:  

1 – obydwa poniŜej stawu łokciowego,  
2 – jedno powyŜej stawu łokciowego,  
3 – obydwa powyŜej stawu łokciowego,  

 
C. Praca nóg:  

1 – pozycja siedząca, 
2 – stojąca z nogami wyprostowanymi,  
3 – stojąca z jedną 
nogą wyprostowaną,  
4 – stojąca z nogami zgiętymi, 
5 – stojąca z jedną nogą zgiętą,  
6 – klęczenie na jednym lub obu kolanach,  
7 - chodzenie  

 
D. Kody obciąŜenia zewnętrznego  
Kod obciąŜenia 
zewnętrznego  

MęŜczyźni 

Kobiety i młodociani 

chłopcy 

Dziewczęta 

 

[kg] 

[kg] 

[kg] 

1  

< 10 

< 5 

< 2 

2  

10 - 20 

5 - 10 

2 - 6 

3  

> 20 

> 10 

> 6 

 
Tabela przekodowania wskaźników OWAS na kategorie obciąŜenia  
 

Plecy 

A

 

Przed-

ramiona 

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nogi 

C

 

 

 

Obcią-

Ŝenie 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

background image

Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Łaszczyca UŚl 2003  

24

 
Symboliczne oznaczenie rodzaju obciąŜenia statycznego wg OVAS  
 

Plecy 

Ramiona 

Nogi 

ObciąŜenie 

Wartości kodu wskaźników 

Np.  

2321 – kategoria 2  

 
 
Tabela kategorii obciąŜenia – opis  
 

Opis kategorii

 

Kategoria 1 

- pozycja lub pozycje przyjmowane podczas pracy są naturalne, 
- obciąŜenie jest optymalne lub akceptowalne, 
- nie ma potrzeby dokonywania zmian na stanowisku; 

Kategoria 2 

- pozycja lub pozycje przyjmowane podczas pracy mogą mieć negatywny wpływ na układ 
mięśniowo-szkieletowy, 
- obciąŜenie jest prawie akceptowalne,  
- nie ma potrzeby dokonywania natychmiastowych zmian na stanowisku, ale naleŜy wziąć pod 
uwagę konieczność przeprowadzania takich zmian w bliskiej przyszłości 

Kategoria 3 

pozycja lub pozycje przyjmowane podczas pracy mają negatywny wpływ na układ 
mięśniowo-szkieletowy, 
- obciąŜenie jest duŜe,  
- zmiany na stanowisku naleŜy przeprowadzić tak szybko, jak to moŜliwe; 

Kategoria 4 

- pozycja lub pozycje przyjmowane podczas pracy mają bardzo negatywny wpływ na układ 
mięśniowo-szkieletowy, 
- obciąŜenie jest bardzo duŜe, 
- zmiany na stanowisku naleŜy przeprowadzić natychmiast. 

 
 
Interpretacja wyników oceny obciąŜenia statycznego kombinacją metody OVAS i metody chronometraŜowej  

ObciąŜenie 

Kategorie OVAS pozycji przy pracy 

Czas utrzymywania pozycji (% 

zmiany roboczej) 

pozycja niewymuszona kategorii 1 

do 70 

pozycja wymuszona kategorii 1 

lub  

pozycja niewymuszona kategorii 2 

do 50 

Małe 

pozycja wymuszona kategorii 2 

do 30 

pozycja niewymuszona kategorii 1 

powyŜej 70 

pozycja wymuszona kategorii 1 

lub  

pozycja niewymuszona kategorii 2 

50-70 

pozycja wymuszona kategorii 2 

30-50 

Średnie 

pozycja wymuszona kategorii 3 lub 4 

do 30 

pozycja wymuszona kategorii 1 

lub  

pozycja niewymuszona kategorii 2 

powyŜej 70 

pozycja wymuszona kategorii 2 

powyŜej 50 

DuŜe 

pozycja wymuszona kategorii 3 lub 4 

powyŜej 30 

 
 
 
__________________________________________________________________________________________ 
 
 
 
Mówiąc o pracy  

T

RZEBA CHOĆBY WSPOMNIEĆ O HORMONACH 

...

 

 

I mechanizmie glukostazy wysiłkowej  
 
 

background image

Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Łaszczyca UŚl 2003  

25

R

ESTYTUCJA POWYSIŁKOWA CZYLI ODNOWA 

 

R

ESTYTUCJA POWYSIŁKOWA TĘTNA 

(

I INNYCH PARAMETRÓW FIZJOLOGICZNYCH

)

 

 

Przed  wysiłkiem,  w  czasie  i  po  zastosowaniu  względem  badanego  dowolnego  obciąŜenia  fizycznego 

trwającego  ok.  5  min.  do  osiągnięcia  stanu 

równowagi  dynamicznej  „steady-state”

  naleŜy  badać  wybraną 

zmienną fizjologiczną, np. w podanych czasach mierzyć częstość tętna:  
•  przed wysiłkiem - w spoczynku 

HR

 

•  w trakcie - ok. 5 minuty wysiłku  

HR

 

•  po wysiłku, licząc od moment zakończenia próby jako czasu „0”  

 

HR

1

 - po upływie 60 sek.    

 

 

mierzyć przez 30 sek.  

 

HR

2

 - po upływie 30 sek. przerwy (w 120 sek.)  

mierzyć przez 30 sek. 

 

HR

3

 - po 30 sek. przerwy (w 180 sek.)  

 

mierzyć przez 30 sek. 

 

HR

5

 - po 90 sek. przerwy (w 5 min.)  

 

mierzyć przez 30 sek. 

 

HR

10

 - po 4,5 min. przerwy (w 10 min)   

 

mierzyć przez 30 sek. 

 
Sporządzić wykres zmian HR względem czasu.  
 
 
Typy krzywych restytucji w zaleŜności od wielkości wysiłku i wydolności badanego:  
 
•  Normalna:  HR1 > HR3 + 10/min ;  

 

lub  

HR1, HR2, HR3 < 90/min  

 

•  Z brakiem odnowy:   HR1 < HR3 + 10/min ;  

 

lub  

HR3 > 90/min  

 

•  Odwrócona: HR1 < HR3  

w wysiłku statycznym  

 

 
 
Badanie restytucji po standardowych wysiłkach jest dobrą metodą oceny wydolności 

 test harwardzki  

 

Częstość skurczów serca na minutę

 

Spoczynek   WdraŜanie     Równowaga    Odnowa            Spoczynek

  

0                        2                         4                        6            Czas pracy [minuty]

160

80

120

200

B

A

background image

Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Łaszczyca UŚl 2003  

26

D

LACZEGO SPORTOWCY TRENUJĄ

?

 

 

K

ILKA OCZYWISTOŚCI

,

 KTÓRE DOTYCZĄ NIE TYLKO SPORTOWCÓW 

 

T

RENING WPŁYWA NA UKŁAD KRĄśENIA 

 

Osoba 

 

Niewytrenowana 

Wytrenowana 

 

Zmiana % 

M - Rozmiar serca 

250-300 g 

350-500 g 

+140% - +200% 

HR - Częstość skurczów  

70-80/min 

30-60/min 

-50% - -25% 

SV - Pojemność wyrzutowa 

80-90 ml 

150 (200) ml 

+100% 

Q

B

 - Objętość minutowa spoczynek 

5 l/min 

3-5 l/min 

-40% 

Q

max

 - Maks. objętość minutowa  

20-25 l/min 

30-35 l/min 

+40% - +50% 

V

vol_cor

 - Przepływ wieńcowy 

< 250 ml/min 

> 250 ml/min 

 

O

2_cor

 - Wieńcowe zuŜycie tlenu  

< 30 ml/min 

> 30 ml/min 

 

 
Główne efekty chronicznego treningu:   



 przerost serca  



 bradykardia  

 

O

D TRENINGU ROBIĄ SIĘ STRASZNE 

...

 MIĘŚNIE 

 

Zmiany potreningowe odnoszone do masy świeŜego mięśnia (p. 428)  
Zmienna 

Jednostka 

Nietrenowani 

Trenowani 

% róŜnicy 

glikogen  

[mmol/kg] 

85 

120 

+ 41 

liczba mitochondriów  

[mln/mm

3

0,59 

1,20 

+103 

objętość mitochondriów w komórce  

[%] 

2,15 

8,00 

+272 

ATP w spoczynku  

[mmol/kg] 

3,0 

6,0 

+100 

PCr w spoczynku  

[mmol/kg] 

11,0 

18,0 

+64 

Cr w spoczynku  

[mmol/kg] 

10,7 

14,5 

+35 

PFK {fosfofruktokinaza)  

[mmol/kg] 

50 

50 

Gln-phosphorylase (fosforylaza)  

[mmol/kg] 

4-6 

6-9 

+60 

SDH   

[mmol/kg] 

5-10 

15-20 

+133 

Lac 

(max)

   

[mmol/kg] 

110 

150 

+36 

SV

max

  

[ml] 

120 

180 

+50 

Q

max

   

[l/min] 

20 

30-40 

+75 

HR

rest

   

[1/min] 

70 

40 

-43 

HR

max

   

[1/min] 

190 

180 

-5 

V

blood

 Obj. krwi   

[l] 

4,7 

6,0 

+28 

Vo

2max

   

[ml O

2

/ kg min] 

30-40 

65-80 

107 

 

T

RENING POPRAWIA ZDOLNOŚĆ ADAPTACJI NIE TYLKO DO WYSIŁKU 

 

ZaleŜność zawartość mleczanów we krwi podczas wysiłków o róŜnej intensywności od treningu  
 

25% Vo

2max

 

50% Vo

2max

 

75% Vo

2max

 

100% Vo

2max

 

 

Trenowani  

1,3 

2,1 

5,5 

wartości względne  

Nietrenowani  

1,3 

3,0 

4,8 

wartości względne  

U trenowanych o 20-30% większa zawartość mleczanów [lac] po wysiłku niŜ u nietrenowanych  
 

W

YSIŁEK WPŁYWA NA PSYCHIKĘ I BUDUJE WIĘZI 

 

 

background image

Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Łaszczyca UŚl 2003  

27

D

OLCE FAR NIENTE CZYLI ZGUBNE SKUTKI LENISTWA I HIPOKINEZJI  

 

H

IPOKINEZJA JEST MĘCZĄCA  

 

Hipokinezja jest to ... niedoruch - niedobór ruchu.  
 

u kosmonautów w stanie niewaŜkości, obłoŜnie chorych, uwięzionych ...  

 
Konsekwencje hipokinezji:  

• 

obniŜenie ciśnienia tętniczego  

• 

zmniejszenie objętości krwi krąŜącej  

• 

zmniejszenie maksymalnego poboru tlenu  

• 

ujemny bilans azotowy - niszczenie własnych białek  

• 

obniŜenie tolerancji glukozy  

• 

zmniejszenie wydolności fizycznej  

• 

odwapnienie kości  

• 

zaniki mięśni  

• 

obniŜenie tolerancji względem wysokiej i niskiej temperatury  

• 

zmniejszona odporność na czynniki zakaźne  

• 

częstsze występowanie chorób cywilizacyjnych (zawał serca, miaŜdŜyca)  

• 

przyspieszenie procesów starzenia się.  

 
Skutek 3 tygodni unieruchomienia (wg Saltina i wsp.)  
Parametr  

Przed immobilizacją 

Po immobilizacji 

RóŜnica 

Vo

2

 [l O

2

/min]  

3,3 

2,4 

-26% 

AVD [ml O

2

/100 ml]  

16,5 

16,4 

-0,6% 

Q [l/min]  

20,0 

14,8 

-26% 

HR [1/min]  

193 

197 

+2,1% 

SV [ml]   

104 

74 

-28,8% 

 

Z

MĘCZENIE JEST MECHANIZMEM OBRONNYM  

 

 
Zakwaszenie i sztywność mięśni po wysiłku - moŜliwe przyczyny  

• 

zjawiska osmotyczne i metaboliczne  

• 

drobne naddarcia tkanki łącznej  

• 

przykurcz mięśnia  

• 

uszkodzenia - naciągnięcie lub naddarcia części tkanki mięśniowej i łącznej  

K

LASYFIKACJA ZMĘCZENIA WG 

J

ETHONA 

 

A.

 

Względem intensywności i trwałości objawów  
1.

 

Zmęczenie ostre  

2.

 

Zmęczenie przewlekłe  

3.

 

Przemęczenie 

B.

 

Względem czynnika wywołującego  
1.

 

Lokalne zmęczenie mięśniowe  
a/ statyczne 
b/ dynamiczne  
c/ zręcznościowe   

2.

 

Ogólne zmęczenie fizyczne  
a/ wskutek pracy w środowisku optymalnym  
b/ wskutek pracy w warunkach ekstremalnych  
c/ wskutek zaburzenia rytmu biologicznego  

3.

 

Zmęczenie psychiczne  
a/ umysłowe  
b/ subiektywne - motywacyjne  
c/ znuŜenie - na tle monotonii  

 

background image

Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Łaszczyca UŚl 2003  

28

M

ECHANIZM ZMĘCZENIA 

 

Lokalne zmęczenie mięśniowe - Przyczyny  

• 

Upośledzenie transmisji nerwowej w płytkach motorycznych  
(model współdziałania pary mediatorów)  
gdyŜ np. drŜączka poraŜenna, miotonia wrodzona, zatrucia antagonistami AchE  
      ale brak zmian w EPSP w zmęczeniu  

• 

Upośledzenie sprzęŜenia elektromechanicznego w mięśniu  
bo: róŜnice przepuszczalności sarkolemmy i błon siateczki sarkoplazmatycznej dla Ca

2+

 we włóknach ST 

(większa) i FT (mniejsza) a podatność na zmęczenie  

• 

Wyczerpanie substratów energetycznych i nagromadzenie czynnych produktów hamujących  
gdyŜ: 3 krotne róŜnice (FT > ST) w zasobie: ATP,  
gromadzenie mleczanów (0.3% lac znosi zdolność skurczu )  
      ale FT bardziej wraŜliwe na mleczan niŜ ST  
      ale brak fosforylazy glikogenu (w miopatii McArdlea) i brak syntezy lac współistnieje z męczliwością  
takŜe wyczerpanie zasobu PCr, Glc,  
      ale w ST mniej PCr a bardziej odporne na zmęczenie  
gromadzeni metabolitów pośrednich o własnościach regulacyjnych: Glu-6-P, Fru-6-P, pyr, lac, ...  
zasób substratów energetycznych (Gln, TG) - im większy, tym dłuŜszy czas o męczenia  
 - brak naczyniorozszerzającego działania metabolitów (NO) (2008) 
utrata wapnia z komórek (2008)  

 

Ogólne zmęczenie fizyczne - Przyczyny  

• 

Zmniejszenie - wyczerpanie zasobów substratów energetycznych w mięśniach i wątrobie i niemoŜność 
mobilizacji rezerw: 
gdyŜ: skutek niedocukrzenia, spoŜycia pokarmu ... etc.  
Utrata Ca2+ z komórek mięśniowych przez zaktywowane kanały  
– moŜliwość blokady S 107 (Columbia Univ. 2008) 

• 

Niewydolność zaopatrzenia w tlen  
gdyŜ: choroba wysokogórska, skutki choroby niedokrwiennej i dychawicy ... etc  
takŜe niedobór aktywności nNOS i brak NO działającego wazodylatacyjnie  

• 

Przekroczona wydolność termoregulacyjna  
gdyŜ: wydolność zaleŜna od temperatury mózgu, ciała i otoczenia (



 klimat tropikalny, udar cieplny ...etc)  

• 

Przekroczona wydolność wydalnicza i detoksykacyjna  
gdyŜ: obniŜenie w ewidentnych zatruciach ...  

• 

Wyczerpanie mechanizmów regulacyjnych utrzymujących homeostazę - niedobory hormonalne etc.  

 

O

 WYDAJNOŚCI DECYDUJE NIE TYLKO ZMĘCZENIE 

 

ZaleŜność wydajności od rytmu pracy wg Vernona  

Wydajność godzinowa, dzienna, tygodniowa ...  

Od 14 godzin o 8 godzin dniówki na dobę - wzrost wydajności dziennej i godzinowej  
PoniŜej 8 godzin dniówki na dobę - wzrost wydajności godzinowej lecz obniŜenie dziennej  
 
Zasady tayloryzmu wg La Chateliera  

1.

 

Ustalić jedyny, dokładny i ograniczony cel czynności  

2.

 

Wybrać najlepsze metody osiągnięcia celu - opracować program /algorytm/ realizacji celu  

3.

 

Przygotować środki niezbędne do realizacji celu  

4.

 

Realizować cel ściśle wg ustalonego programu  

 
Dopuszczalne temperatury (WBGT) w pracy  
 

CięŜkość pracy 

Rodzaj pracy 

Lekka 

Średnia 

CięŜka 

Ciągła bez przerw 

30,0 

26,7 

25,0 

75% pracy + 25% odpoczynku / kaŜdą godzinę 

30,6 

28,0 

25,9 

50% pracy + 50% odpoczynku / kaŜdą godzinę 

31,4 

29,4 

27,9 

25% pracy + 75% odpoczynku / kaŜdą godzinę 

32,2 

31,1 

30,0 

Graniczna wartość t

rect

 = 38

o

C  

background image

Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Łaszczyca UŚl 2003  

29

Z

DOLNOŚĆ DO WYSIŁKU 

 

Z

DOLNOŚĆ DO WYSIŁKU MOśNA MIERZYĆ NA WIELE SPOSOBÓW

,

 

 

 

CHODZI JEDNAK O TO BY ZMIERZYĆ JĄ TANIO I DOKŁADNIE 

 

W

SKAŹNIKI WYDOLNOŚCI FIZYCZNEJ I FIZJOLOGICZNEJ 

 

• 

Maksymalna siła statyczna i dynamiczna  

• 

Maksymalna szybkość ruchów  

• 

Stopień koordynacji ruchów - poziom cech motorycznych  

• 

Maksymalna moc  

• 

Maksymalna praca - maksymalny czas pracy pod obciąŜeniem  

• 

Pułap tlenowy (

RQ = 0,40) 



 RQ = 1,15  

• 

Maksymalny dług tlenowy - 30 % Vo

2max

 (niewytrenowani); 50-60 % Vo

2max

 (wytrenowani)  

• 

Wydolność serca (PWC130; PWC170)  

• 

Wydolność układu krąŜenia - jako restytucja tętna (próba harvadzka)  

• 

Wydolność oddechowa (FEV1, MMV, Vo

2

, próba Valsalvy-Flacka, próba Mullera, próba Astranda-

Ryhming)   

 

M

IERZONO PRZEZ OSTATNIE 

150

 LAT 

-

 DZIŚ ZBIERA SIĘ TEGO OWOCE 

 

 
Warunki przerwania prób wysiłkowych:  
- czas wykonania próby: 5 min - męŜczyźni, 4 min - kobiety (zaleŜnie od wersji testu),  
- odmowa kontynuowania próby przez badanego.  
- badany nie potrafi utrzymać tempa przez okres ok. 20 sek.  
- badany nie moŜe złapać tchu, pojawiają się bóle w okolicy serca, mroczki przed oczami, uczucie słabości itp.  
- w warunkach obciąŜenia termicznego temperatura rektalna powyŜej 38

o

C  

 
Ocena wydolności na podstawie Vo

2max

 wg Astranda  

 

słaba 

dostateczna 

średnia 

dobra 

wybitna 

Vo

2max

  [l/min] 

<2,79 

2,80-3,09 

3,10-3,69 

3,70-3,99 

>4,00 

Vo

2max

  [l/min/kg mc] 

<38 

39-43 

44-51 

52-56 

>57 

 

B

YŁO TESTÓW WIELE 

 

 

Test wyskoku dosięŜnego Seargenta - mierzy zasób ATP oraz zdolność jego 
wykorzystania  

 

Próba sześciu stopni wg Calamana i Margarii - mierzy zasób wszystkich fosfagenów  

 

Wysiłkowe próby krąŜeniowe wg Martineta i wg Rufiera:  

Mierzyć częstość tętna  (Ct) przed, natychmiast po oraz w 1, 3 i 5 (odpowiednie oznaczenia: B, 0, 1, 3, 5) minut 

po wykonaniu 20 (30) przysiadów w tempie 1 na sekundę (Martinet) albo 30 przysiadów w 45 sekund 
(Rufier), po czym wyliczyć wskaźnik :  

 

IS = 0.1

×

 (C

t0

 - 70) + 2

×

 (C

t1

 - C

tB

)   

Ocena:  

IS: 0-2.9 - bardzo dobra; 3-6 - przeciętna - zadawalająco, 6.1-8 - poniŜej średniej, < 8 - zła.  

ZASADA DOKONYWANIA OCENY PRACY DYNAMICZNEJ: 

 

Czynnościowe próby wysiłkowe naleŜy prowadzić do momentu ustalenia się „steady state”,  

czyli stanu chwilowej równowagi dynamicznej (homeostazy) w trakcie wysiłku, (minimum 5-6 minut) pod 
warunkiem nieprzekroczenia pułapu tlenowego.  

background image

Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Łaszczyca UŚl 2003  

30

TEST NAD TESTAMI - Test harwardzki czyli Harvard Step-up test  

Czas wykonywania próby: zadany lub naleŜy zmierzyć rzeczywisty czas  

 

t = 5 min (300 sek.) lub w modyfikacji 5 minut dla męŜczyzn i 4 minuty dla kobiet  

 

lub do odmowy wykonania, ze względu na niezdolność do kontynuowania wysiłku  

Wysokość stopnia:  
 

h = 51cm (męŜczyźni) - 46cm (kobiety)  

Tempo wchodzenia na stopień: f = 30\min - na cztery takty (taktowanie 120\min)  
Okresy pomiaru tętna:  

UWAGA! Natychmiast po zakończeniu próby wchodzenia na stopień posadzić badanego i w trzech 
kolejnych etapach czasowych liczonych od chwili przerwania wysiłku mierzyć częstość tętna, za 
kaŜdym razem przez 30 sek.. Zatem, całość pomiarów trwa 3’30’’, a w 60 sekundzie po zakończeniu 
wysiłku naleŜy rozpocząć pomiar pierwszy, po nim kolejne zgodnie z tabelką:  
 
Tabela czynności w przebiegu testu harwardzkiego  

Przerwa „0” 

Pomiar 1 

Przerwa 1 

Pomiar 2 

Przerwa 2 

Pomiar 3 

 

HR1 

 

HR2 

 

HR3 

czas „0” 

po 1 min  

po 1,5 min 

po 2 min  

po 2,5 min 

po 3 min  

60 sek 

przez 30 sek 

przez 30 sek 

przez 30 sek 

przez 30 sek 

przez 30 sek 

0’’ - 60’’ 

1’ - 1’30’’ 

1’30’’ - 2’00’’ 

2’ - 2’30’’ 

2’30’’ - 3’00’’ 

3’ - 3’30’’ 

Wyliczenia:  

półminutowe częstości tętna (HR) i rzeczywisty czas próby (t) w sek. podstawić do wzoru:   

 

                       100 

×

  t 

IST = 



            2

×

 (HR

1

 + HR

2

 + HR

3

)  

 
Ocena 

>90 

89-80 

79-65 

64-55 

<55 

IST 

bdb 

db 

przec 

zła 

bardzo zła 

 

WARIACJE NA TEMAT  
 

 

 

Próba Astranda i Ryhming do oceny pułapu tlenowego - V

O2 max

  

Czas wykonywania próby: zadany lub naleŜy zmierzyć rzeczywisty czas  

 

t = 6 min (360 sek.)  

Wysokość stopnia:  
 

h = 40 cm (męŜczyźni) - 33 cm (kobiety)  

Tempo wchodzenia na stopień: f = 22,5/min (90/4 min) 
Okresy pomiaru tętna:  
 

natychmiast po wysiłku, przez 30 sekund,   lub pod koniec wysiłku jeśli istnieje techniczna moŜliwość.  

Opracowanie wyników: odczytać wartość V

O2max

 z nomogramu  

 

Próba stopnia Queens College do oceny pułapu tlenowego - V

O2 max

  

Czas wykonywania próby: zadany lub naleŜy zmierzyć rzeczywisty czas  

 

t = 3 min (180 sek.)  

Wysokość stopnia:  
 

h = 41,3 cm   

Tempo wchodzenia na stopień:  
 

f = 22 dla kobiet (rytm 88 / minutę)  

 

f = 24 dla męŜczyzn (rytm 96 / minutę)  

Pomiar tętna:  
 

po wysiłku: od 5 do 20 sekundy, przez 15 sekund, przeliczone na minutę  

 
 

V

O2max

 = 111,33 - 0,42 HR (męŜczyźni),  

V

O2max

 = 65,81 - 0,1847 HR (kobiety),  

 
95% pewności z błędem oceny ok. 16% dla  

 

background image

Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Łaszczyca UŚl 2003  

31

Próba jednej mili wg Kline’a do oceny pułapu tlenowego  

Na podstawie czasu marszu (ok. kwadransa) na 1 milę (1609,34 m.) i częstości serca na końcu ostatniej 

ćwiartki(?) mili (okrąŜenia stadionu?)  

 
 

V

O2max

 = 132,853 - 0,0769 BW - 0,3877 A + 6,315 G - 3,2649 T

1

 - 0,1565 HR

1-4

  

 
gdzie: V

O2max

 - maksymalny pobór tlenu w [ml O

2

 / kg/ min] ; BW - masa w [kg] ; A - wiek [lat] ; G - płeć [0 

- K, 1 - M.]; HR

1-4

 - częstość tętna na końcu trasy próby, T

1

 - czas pokonania trasy w [minutach i setnych 

minut]  

 

Próba pojemności pracy (Power Work Capacity) PWC

170

 i PWC

130

 wg Wahlunda-

Sjöstranda  

Zastosować względem badanego dwa róŜne obciąŜenia wysiłkiem trwające po 5-6 min. („steady state”) 

z okresem przerwy między nimi 5 - 15 min. (optimum 30 min).  
Pod koniec próby - w trakcie wysiłku - zmierzyć częstość tętna.  
 

ObciąŜenia naleŜy dobrać następująco:  
- cykloergometr: 

I  

- 1W\kg mc - ok. 60 W;   II  

- 2W\kg mc - ok. 120 W  

- step-up test:  

I stopień  

h = 36cm ;  

 

II stopień  

h = 41-46cm  

 
Skorzystać ze wzoru na obciąŜenie przy wchodzeniu na stopień.  

 

M = 0,323 

×××× MC ×××× h ×××× f

   [W]  

 gdzie: MC [kg]; h [m]; f [1/min] 

 

• 

Skonstruować wykres zaleŜności HR od W (obciąŜenia - mocy wydatkowanej w Watach).  

• 

Nanieść częstości tętna przy obu obciąŜeniach, połączyć punkty linii, odczytać z wykresu obciąŜenie 
odpowiadające 170\min. i 130\min  

 
 
Maksymalna i dopuszczalna częstość serca w zaleŜności od wieku u niesportowców (wg róŜnych autorów). 

Wiek w latach

 

HR maksymalne

 

HR dopuszczalne

 

15 

20-29 
30-39 
40-49 
50-59 
60-69 
70-79 

203 
193 
185 
176 
168 
162 
153 

 

170 
160 
150 
140 
130 

 
TakŜe (dla przypomnienia)  
 

HR

max

 = 220 – wiek     [lat] 

 

background image

Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Łaszczyca UŚl 2003  

32

P

RACA FIZYCZNA TO RUCHY CIAŁA 

 

R

EAKCJE RUCHOWE MAJĄ RÓZNYCH CHARAKTER

,

 W TYM

:

 

 

 

 

taksje, odruchy (bezwarunkowe i warunkowe),  

 

 

instynkty,  

 

 

zachowania inteligentne

  

 

 

 

 

w tym: praksje, kombinacje ruchowe i czynności zintelektualizowane  

O

DRUCH 

- reakcja adaptacyjna za pośrednictwem UN  

 

(w takiej definicji mieści się teŜ Instynkt i Zachowanie Inteligentne - definicja do kitu!)  

 
Łuk odruchowy:  

 

Receptor - Droga dośrodkowa - Ośrodek odruchu - Droga odśrodkowa- Efektor

  

Schemat funkcjonalny  - etapy odruchu:  

 

... - Bodziec 

→

  Reakcja 

→

  Wzmocnienie = Bodziec 

→

   ...  

 

 

 

 

 

 

            pętla sprzęŜenia zwrotnego!!   

 
Klasyfikacja odruchów:  
1.

 

w zaleŜności od stopnia złoŜoności:  

• 

Reakcje albo Odruchy Proste czyli bez wyboru (typ A wg Dondersa - taki jeden fizjolog z XIX w.),  

• 

Reakcje albo Odruchy ZłoŜone czyli z wielokrotnym wyborem (typ B),  

• 

Reakcje albo Odruchy ZłoŜone z wyborem i zaniechaniem (typ C),  

• 

Reakcje albo Odruchy Kojarzeniowe (typ D)  

2.

 

w zaleŜności od ...  

(no właśnie: w zaleŜności od czego?)

  

• 

Odruchy bezwarunkowe (wrodzone = dziedziczne) i Odruchy warunkowe (wyuczone = nabyte)  

• 

Odruchy warunkowe klasyczne (Pawłow) i instrumentalne (Skinner)  

 

 
Krótki Spis Odruchów Wrodzonych, w tym odruchów atawistycznych:  

odruchy wegetatywne i samozachowawcze, w tym:  

kichanie, kaszel, mruganie, ślinienie, łzawienie, przełykanie, wydzielanie soków trawiennych, 
o. wymiotny, defekacji, mikcji, oddychania, zespół odruchów krąŜeniowo-oddechowych,  

odruch napinania szyi (w pozycji na brzuchu),  
odruch chwytny (Darwina) z rąk i stóp, (później o. Babińskiego ze stóp),  
skrzyŜowany odruch kroczenia (z nóg), odruch chodzenia, odruch pływania,  
odruch Moro (przeciwupadkowy: wyrzut kończyn z chwytem i krzykiem),  

 
Powstawanie Odruchów Warunkowych czyli Warunkowanie ze wzmacnianiem:  

 pozytywnym / negatywnym ;  

♦♦

 nieregularnym / po stałej liczbie prób / po stałym czasie od poprzedniej próby  

Hamowanie Odruchów:  

 zewnętrzne,    

♦♦

 wewnętrzne przez: wygaszanie, róŜnicowanie, opóźnianie  

 
Kategorie czynności motorycznych:  
- toniczne (napięcie podstawowe, np. sztywność zdenerwowanego - wiotkość przysenna lub w omdleniu),  
- postawne statyczne  (postawa podczas pracy),  
- postawne statokinetyczne (poprawcze, np. łapanie równowagi po potknięciu),  
- lokomocyjne (przemieszczanie, chód, bieg, brachiacja),  
- orientacyjne (spostrzeganie, wodzenie wzrokiem za ..., nastawianie uszu ...),  
- manipulacyjne = operacyjne (wykonywanie operacji roboczych, takŜe nogami - pilot, kierowca, pianista),  
- ekspresyjne - komunikacyjne (mimika, np.: uśmiech, postawa ciała, np. „postawa zbitego psa”, mowa, pismo).  

Czy rozróŜniasz 

BODZIEC BEZWARUNKOWY

 od 

BODŹCA WARUNKOWEGO

?  

Bodziec bezwarunkowy - zmienia stan organizmu, zaburza homeostazę  
Bodziec warunkowy - nie zmienia stanu organizmu, moŜe być i zwykle jest zapowiedzią bodźca 

bezwarunkowego (ostrzeŜeniem przed ...)  

background image

Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Łaszczyca UŚl 2003  

33

Stereoptyp dynamiczny (Pawłow)  

- układ odruchów i czynności wyuczonych stanowiący aktualny repertuar reakcji  

 

M

OTORYCZNOŚĆ 

 

- zespół reaktywności ruchowej człowieka lub zwierzęcia, charakterystyka reakcji ruchowych,  
 

O

PIS MOTORYCZNOŚCI 

 

T

REŚĆ RUCHU

 - skutek, cel ruchu :  

produkcyjna, sportowa, wyrazowa, bojowa, samoobsługowa ... etc. 

I

DEA RUCHU

 - motywacja w tym sensie, w jakim o motywacji mówią psycholodzy i biolodzy  

C

ECHY MOTORYCZNE

:  

siła, szybkość, wytrzymałość,  
zwinność = zręczność = koordynacja, ... i pochodne.  
 

Uwaga: to się da zmierzyć - są do tego odpowiednie testy. 

 

F

ORMA PRZESTRZENNA

 (wg Kurta Meinla) :  

własności strukturalne: struktura fazowa, harmonia  
własności dynamiczne:  
 

rytm, płynność, transmisja, elastyczność,  

własności psychiczne:  
 

precyzja, antycypacja, nasycenie ruchu, zakres umiejętności  

 

Uwaga: to się da mierzyć, kształtować i rozwijać np. u sportowców, pracowników, uczniów....

  

A

NALIZA MOTORYCZNOŚCI

:

 

 

elementy ruchowe - skurcz jednego mięśnia, jednej grupy w jednym odcinku łańcucha kinematycznego  

 

 

(zgięcie, wyprostowanie, odwiedzenie, przywiedzenie ... itp.)  

akty ruchowe - równoczesna akcja kilku mięśni lub grup w kilku ogniwach łańcucha kinematycznego  

 

 

(cios, krok, skok, skłon ... itp.)  

działanie ruchowe - złoŜenie następczych, dopełniających się aktów prowadzących do wykonywania 

sensownej czynności: (chodzenie, piłowanie, kręcenie korbą, uderzanie ... itp.)  

czynność ruchowa - złoŜenie działań ruchowych prowadzące do uzyskania elementarnego celu 

działania (wbicie gwoździa, napisanie listu na komputerze ... )  

postępowanie ruchowe - zbiór czynności określonych celem - ostatecznym wynikiem, skutkiem - 

znaczeniem adaptacyjnym - „Ŝyciowym”: (trening sportowy, praca zawodowa, rekreacja ... )  

 
 

P

RAWO 

F

ITTSA 

 

    
Trudność ruchu docelowego – ocena wg prawa Fittsa.  
Prawo Fittsa wiąŜe szybkość z dokładnością ruchu:  
 

 

 

MT = a  +  b 

×××× ID   

Gdzie:  
 

MT – czas ruchu (Motion Time) 

 

a, b – stale empiryczne 

 

ID - współczynnik trudności (Index of Difficulty)  

 

 

 

 

ID = log

2

 (2 A / W)   

 

(istnieją inne wzory) 

 
 

A - amplituda ruchu,  

 

W - szerokość celu (tolerancja)  

 
       Odwrotność współczynnika ID interpretuje się jako wskaźnik wykonania - IP (Index of Performance). 

 

 

background image

Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Łaszczyca UŚl 2003  

34

O

PIS MOTORYCZNOŚCI ROBOCZEJ 

-

 

T

HERBLIGI  

 

- mikroruchy w karcie mikroruchów  

Analiza ruchów, analiza mikroruchów, analiza pracy:  

10 (lub 18) therbligów (Frank i Lillian Gilberth):  
 

sięganie, poruszanie, obracanie, podpieranie, chwytanie, puszczanie,  

 

kładzenie, rozkładanie, ruchy oczu, ruchy nóg i korpusu  

trajektoria, wydatek energetyczny, szybkość - wpływ treningu  

Klasyfikacja ruchów sterowania:  

dynamiczne - statyczne,    

ciągłe - chwilowe,  

 

ścigające - kompensacyjne,  

docelowe - swobodne,  

 

seryjne - pojedyncze,  

 

dowolne - zautomatyzowane,  

balistyczne - korygowane,  

 

pod kontrolą wzrokową - proprioceptywną - przyrządową.  

Ruchy balistyczne w porównaniu z ruchami pod kontrolą /w sprzęŜeniu/ sensomotoryczną 
 

szybsze   

i  

dokładniejsze.  

Charakterystyka ruchów sterowania:  

• 

czas reakcji w zaleŜności od rodzaju odruchu, częstości bodźca, siły bodźca  
 

zgodnie z zasadą tolerancji (optimum i wg modalności bodźca)  

• 

szybkość ruchu w zaleŜności od zasięgu (15% - 5% wzrostu czasu ruchu po podwojeniu drogi)  
 

w ruchach pojedynczych  

 

 

stała przy zasięgu do 50 cm - zmiana zasięgu kompensowana szybkością  

 

 

rosnąca powyŜej 50 cm   

 

w ruchach naprzemiennych (tam i z powrotem) 

• 

 

 

stała przy zasięgu do 40 cm - zmiana zasięgu kompensowana szybkością  

 

 

rosnąca powyŜej 40 cm   

 

 

moŜna przyspieszyć zamieniając ruch posuwisty na obrotowy  

• 

szybkość ruchu przy obecności technicznych ograniczników zasięgu (zapadka, zderzak) 17% - 12% większa  

• 

szybkość w zaleŜności od uŜywanej kończyny, palca:  
 

prawa ręka >> lewa ręka >> prawa noga >> lewa noga  

 

wskaziciel >> środkowy >> serdeczny >> mały  

• 

szybkość w zaleŜności od kierunku ruchu  
 

 w pionie >> w poziomie  

 

w płaszczyźnie strzałkowej >> bocznie  

 

w płaszczyznach głównych >> ukośnie  

 

obrotowe >> posuwiste  

• 

dokładność w zaleŜności od uŜywanej kończyny, palca  (jak szybkość):   
 

prawa ręka >> lewa ręka >> prawa noga >> lewa noga  

 

wskaziciel >> środkowy >> serdeczny >> mały  

• 

dokładność ruchu w zaleŜności od kierunku i sposobu kontroli  
 

w prawa >> w lewo  

 

 

do siebie >> od siebie  

 

prawa ręka na kontrolę kinestetyczną - lewa ręka na kontrolę somestetyczną (dotyk)  

• 

siła ruchu w zaleŜności od: 
 

 szybkości (równanie Hilla) ; 

 zasięgu i napięcia - rozciągnięcia początkowego, 

 kierunku ruchu  

Chwytać         Puścić          Nastawić    Ustawić          Złączyć     Rozłączyć   UŜywać  

Szukać                     Wybrać                 Przenosić         Przemieszczać się     Oczekiwać    

      Przestój                 Trzymać              Odpoczywać             Planować       Kontrolować    

Ch                P                   N                   U                 Z                  R              W

S                               Wp                           Tł                          Tb                     Pn

Pu                               Trz                           O                          Pl                        K

THERBLIGI 

background image

Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Łaszczyca UŚl 2003  

35

Z

ASADY ROZWOJU MOTORYCZNEGO

:

 

 

1.

 

Rozwój ruchowy od generalizacji do specjalizacji bodźca i reakcji:  
„Aktywność zgeneralizowana poprzedza aktywność zlokalizowaną” - wyspecjalizowaną  

2.

 

Postęp w rozwoju ruchowym przebiega w dół osi cefalokaudalnej i wedle następstwa proksimo-dystalnego.  
Nowe kategorie czynność ruchowej pojawiają się tym później im dalej od mózgu.  

3.

 

Rozwój od ruchów symetrycznych przez asymetryczne do zlateralizowanych.  
Asymetria czynności utrudniona przez zjawisko transferu bilateralnego pobudzeń.  

4.

 

Rozwój od ruchów cyklicznych do acyklicznych.  
Ruchy acykliczne wymagają hamowania, a zdolność do hamowania pobudzeń rozwija się wolno ...  

5.

 

Zmiana modalności dominującej w sprzęŜeniu sensomotorycznym  
- od proprio - i tango- do tele- archaicznych i tele- nowoczesnych .. ; od bodźców pierwszoukładowych do 
bodźców drugoukładowych. (I i II układ sygnalizacyjny wg Pawłowa)  

6.

 

Od eksterioryzacji (jawności ruchów) do interioryzacji (niejawności) i intelektualizacji  
(np. czytanie, budowanie modeli myślowych)  

7.

 

Nowe stereotypy ruchowe kształtowane metodą prób i błędów w cyklu:  
... asocjacja - stabilizacja - dysocjacja - reasocjacja - ...  
na początku łańcucha uczenia nowych ruchów podstawowe odruchy wrodzone  

 

 

 

 

(M.Demel, A. Skład: Teoria wychowania fizycznego ... str 114-115.)  

 

R

EGUŁY BIOMECHANICZNE 

T

ICHAUERA 

 

Pozycja ciała  

 

Łokcie trzymać nisko  

 

Redukować do minimum moment zginający kręgosłup (nie pochylać się i nie wyginąć, szczególnie 
pod obciąŜeniem)  

 

Uwzględnić roznice anatomiczne i moŜliwości energetyczne/wysiłkowe związane z płcią  

 

Optymalizować konfiguracje pomiędzy poszczególnymi segmentami ciała (przyjmować naturalne, 
niewymuszone pozycje – brak napięcia mięśni i bólu po długotrwałym utrzymywaniu postawy)  

 

Unikać obserwacji pola pracy poza strefą wygodnego widzenia (maksymalny kąt bryłowy = 60 sr 







??- PŁ, niewymagalne skręcanie, pochylanie głowy ani zwracanie spojrzenia)  

Relacje i oddziaływani między człowiekiem a urządzeniami technicznymi   

 

Nie utrudniać krąŜenia krwi poprzez długotrwały ucisk lub nacisk na mięśnie i naczynia krwionośne 
(ucisk naroŜy, zaciśnięcie chwytu etc)  

 

Unikać wibracji zwłaszcza w zakresach rezonansowych (kilka Hz – kilkadziesiąt Hz, subiektywnie 
odczuwalna, jako drŜenie wewnątrz)  

 

Stosować siedzisko umoŜliwiające indywidualne dopasowanie do uŜytkownika  

 

Trzymać rękę prosto podczas skrętów przedramienia i ramienia  

 

Unikać skupionych nacisków na kości i tkankę łączną (np. klęczenie)  

Relacje związane z ruchami ciała   

 

Stosować krótkie ruchy sięgania (odpowiednio rozmieszczać przedmioty pracy) i unikąć sięgania 
dalej niŜ 40 cm w przód. 

 

wykorzystywać naturalne sposoby ruchów, bez wymuszeń  

 

 Unikać ruchów po liniach prostych  

 

Stosować tylko dobrze zaprojektowane i wykonane robocze (o właściwym rozmiarze i miękkości) o raz 
właściwie ukształtowane narzędzia odpowiednie do zadania (bez partactwa i prowizorki)  

 

Projektować proces pracy tak aby mięśnie były obciąŜone symetrycznie.

  

 

Czynniki monotonii pracy (wg Górskiej zmor.)  

• 

Mały zakres obserwacji, odbioru bodźców  

• 

Jedynie okazjonalna potrzeba/moŜliwość zmiany pozycji  

• 

Jednostajność i rytmiczność bodźców  

• 

Ograniczone moŜliwości poruszania  

• 

Subiektywne wraŜenia ciepła, gorąca  

• 

Łatwość czynności roboczej  

• 

Konieczność utrzymania uwagi (niemoŜność odwrócenia uwagi od procesu)  

background image

Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Łaszczyca UŚl 2003  

36

K

ONSTYTUCJA SOMATYCZNA CZŁOWIEKA A ZDOLNOŚĆ DO PRACY 

 

K

ONSTYTUCJA TO INACZEJ SPOSÓB BUDOWY CIAŁA 

...

 I DUSZY 

... 

 

 

 

 

LUB TYP CZŁOWIEKA

,

 ALBO INACZEJ SOMATOTYP 

 

Na konstytucję (somatotyp) składa się:  

• 

zespół cech fizycznych, funkcjonalnych, behawioralnych i psychicznych  

• 

w tym reaktywność organizmu  

• 

zdeterminowany genetycznie  

• 

modyfikowany w trakcie ontogenezy  

• 

kształtowany pod wpływem czynników środowiska  

• 

wynik interakcji genotypu i środowiska  

Konstytucyjne systemy typologiczne mają za podstawę o:  

• 

morfologię - wygląd: kształt i proporcje ciała  

• 

udział i stan poszczególnych typów tkanek w budowie ciała  

• 

nasilenie przemiany materii, dynamikę regulacji hormonalnej i nerwowej  

• 

stereotyp dynamiczny układy nerwowego - pobudliwość i cechy osobowości  

• 

odporność immunologiczną, cechy patologiczne i anomalie  

N

A POCZĄTKU BYŁA TYPOLOGIA 

H

IPOKRATESA 

(IV

 W PNE

)

 OPARTA O CECHY BUDOWY 

FIZYCZNEJ 

 

• 

typ suchotniczy  

• 

typ apoplektyczny  

P

OTEM 

T

YPOLOGIA CHARAKTEROLOGICZNA 

G

ALENA I TYPOLOGIA REAKTYWNOŚCI 

NERWOWEJ 

I.P

AWŁOWA 

 

• 

typ choleryczny  

 

 

 

 

typ pobudliwy  

• 

typ sangwiniczny  

 

 

 

 

typ Ŝywy  

• 

typ flegmatyczny  

 

 

 

 

typ spokojny  

• 

typ melancholiczny    

 

 

 

typ słaby  

T

YPOLOGIA KONSTYTUCJI PSYCHOSOMATYCZNEJ 

E.K

RETSCHMERA Z 

1921

 R

.

 

(

SZKOŁA 

NIEMIECKA

)

 

 

• 

typ leptosomatyczny (skrajnie - asteniczny)  

temperament schizotymiczny  

• 

typ atletyczny  

 

 

 

temperament iksotymiczny - barykinetyczny (wiskozyjny)  

• 

typ pykniczny  

 

 

 

temperament cyklotymiczny  

• 

typ dysplastyczny  

 

Wartości wskaźników dla typów somatycznych wg Kretschmera  

 

MęŜczyźni 

Kobiety 

 

leptosomatyk 

atletyk 

pyknik 

leptosomatyk 

atletyk 

pyknik 

Wsk. Rohrera (A) 

<1,12 

1,13-1,34 

>1,35 

<1,22 

1,23-1,43 

>1,44 

Wsk. Rohrera (B) 

1,26 

1,51 

1,61 

1,27 

14,8 

15,3 

(a-a)/(B-v)

×

100 

21,6 

23,3 

22,6 

21,6 

23,2 

22,2 

(cir.th)/(B-v)

×

100 

50,3 

54,8 

58,1 

51,7 

53,9 

56,2 

(ic-ic)/(B-v)

×

100 

16,4 

17,3 

17,8 

(cir.ic)/(B-v)

×

100 

56,2 

61,8 

63,4 

A - wg. M.Kowalewskiej; B - wg J.Mydlarskiego i K.Więzowskiego oraz dla kobiet wg A.Haleczki  
 

T

YPOLOGIA KONSTYTUCYJNA 

W.H.S

HELDONA 

(1940)

 Z MODYFIKACJAMI 

R.W.P

ARNELA

,

 

B.H

EATHA I 

L.C

ARTERA

:

 

 

Dokonana na podstawie:  

• 

wskaźnika endomorfii -otłuszczenia - suma grubość fałdu skórno-tłuszczowego  
  na ramieniu, pod łopatka i na brzuchu (takŜe przyśrodkowo na goleni),  

• 

wskaźnika mezomorfii - tęgości - z szerokości nasad dalszych kości ramienia i uda  
  oraz obwodów mięśniowych ramienia i łydki (po odjęciu grubości fałdu s.-t.)  

• 

wskaźnika ektomorfii - smukłości - 

(B-v) / 

3

MC 

 

background image

Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Łaszczyca UŚl 2003  

37

Somatotypy Sheldona z roku 1940 (na podstawie badania 4000 studentów amerykańskich) 

• 

typ endomorficzny  

7:1:1 

 

 

 

temperament wiscerotoniczny  

• 

typ mezomorficzny   1:7:1 

(r = 0,80 !!) 

 

temperament somatotoniczny  

• 

typ ektomorficzny  

1:1:7 

 

 

 

temperament cerebrotoniczny  

Punkt centralny rozkładu somatotypów dla męŜczyzn - 444 dla kobiet 433  

wiscerotonia - pogoda, towarzyskość, tolerancja, uprzejmość, pragnienie sympatii, stałość nastroju  
somatotonia - energia, aktywność, odwaga fizyczna, chęć władzy, skłonność do ryzyka, niewraŜliwość  
cerebrotonia - powściągliwość, wyostrzona uwaga, nadreaktywność, chwiejność,  

     gynadromorfia - upodobnienie somatotypu między płciami:  

najczęściej u męŜczyzn - endomorfów i kobiet - mezomorfów  

 
U endomorfów - wcześniejsze dojrzewanie,  

częstsze: szpotawość, koślawość, płaskostopie  
Ŝołądek typu hipertonicznego, większa wątroba, większa macica, mniejsze nadnercza,  

U ektomorfów - późniejsze dojrzewanie,  

częstsze: skoliozy, odstawanie łopatek, płaskostopie  
zaznaczona płatowa budowa płuc, małe pojemność Ŝyciowa, Ŝołądek typu hipotonicznego  

 
„Maratończycy są mali i szczupli. CięŜarowcy mają krótkie ręce i nogi” ... „Dobrze umięśniony, barczysty i 
długonogi Dawid Michała Anioła nie miałby Ŝadnych szans w innych biegach niŜ sprint. Najodpowiedniejszą 
konkurencją dla niego byłoby zapewne 400 m.”  
 
Murzyni Watusi - średnio po 195 cm wzrostu z narodowym zamiłowaniem do skoków.  
Masajowie są fenomenalnymi piechurami  
 
Akademie wojskowe nie przyjmują endomorfów.  
Wśród sportowców prawie nie ma endomorfów.  
Wg J.M.Tannera, rekordziści to wyłącznie typy z ektomorficzno-mezomorficznej połowy trójkąta somatotypów. 
Regułą jest mniej niŜ 4 punkty za endomorfię.  
W Rzymie w 1964:  
Miotacze kulą skupiają się wokół 4-6-2; chodziarze (50 km) - 2-4-4, ale nie nadaj się do kuli, młota, oszczepu;  
Miotacze z reguły powyŜej 185 wzrostu. Skoczkowie powyŜej 183 wzrostu.  
 
Morfologiczne przystosowanie do dyscyplin biegowych (średnie wartości):  
Dystans 

100 

400 

800-1500 

5000-10000 

maraton 

chód 

Wzrost 

178 

185 

180 

173 

170 

 

Masa 

73 

77 

 

 

61 

 

Wiek 

23 

24 

25 

26-27 

30 

31 

 

W populacji nietrenujących beztłuszczowa masa ciała stanowi 85% dla męŜczyzn i 77% dla kobiet. W 

populacji trenujących udział tłuszczów jest o połowę do dwóch trzecich mniejszy (5-18% i 6-20%).  
Typowi siatkarze, koszykarze i miotacze: 200 cm, 100 kg, średniodystansowcy: 180-185 cm, 60-65 kg, 
maratończycy: 170 cm i <60 kg.  
 
 

Biorąc pod uwagę typologię konstytucyjną Kretschmera wśród lekkoatletów moŜna wyróŜnić grupy 

uprawiające róŜne zespoły konkurencji:  
zespół: 51-56% A + 33% L ... - biegacze średnio-, długodystansowi, płotkarze, trójskok,  
zespół: 59-65% A + 17-25% L + 12-15% P. - sprint, 400 m., skok w dal i o tyczce,  
zespół: 65-72% A + 21-25% P. ... - dyskobol - oszczepnik  
zespół: 60-30% L + 25-60% A. ... - bokserzy wag lekkich i średnich   
zespół: 3-20% A + 60-87% A ... - bokserzy wag lekkich i średnich  
zespół: 77% A + 17% P. ... - gimnastycy  
zespół: 15% A + 82% P. .... - kula, młot  
zespół: 59% A + 38% P. .... - cięŜarowcy  
zespół: 65% L + 28% P. ... - siatkarze  

Charakterystykę zespołu ustalano obliczając kolejno: róŜnicę między wskaźnikami średnimi czystych 

typów a wskaźnikami zespołów, kwadrat tej róŜnicy, sumę kwadratów róŜnic wobec standardów dla typów 
Kretschmerowskich, odwrotność tej sumy, sumę odwrotności dla trzech typów Kretschmerowskich, procent jaki 
stanowi odwrotność kwadratu względem uzyskanej sumy odwrotności,  

background image

Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Łaszczyca UŚl 2003  

38

Próbowano teŜ korelować inne cechy konstytucyjne ze specyficzna sprawnością ruchową i 

wydolnością:  

• 

wyŜszą sprawność ruchową (w porównaniu z populacją ogólną Wielkopolski) cechowali studenci o grupie 
krwi A i grupie Rh(d)+   

• 

wysokosprawni mają wśród linii papilarnych palców częściej łuki i pętle, zaś rzadziej wiry,  

• 

indywidualne typy wzorów bruzd wargowych (I - wyraźne, rzadkie, proste; II - gęstsze, zadarte, 
rozdwajające się; III - liczne, rozgałęzione, płytkie; IV - siateczkowate) róŜnią się równieŜ ze stopniem 
sprawności  

• 

proporcje wzajemne długości placów rąk i nóg takŜe wykazują zróŜnicowanie  

Zbigniew Drozdowski: Antropologia sportowa. Monografie AWF w Poznaniu. PWN 1984  

 
Wysmukłość kości małych zwierząt w porównaniu z masywnością kośćca zwierząt wielkich wynika z równania 
obciąŜeń pola przekroju kośćca i związku masy z wymiarami liniowymi.  
 

MC = k

m

 

×

 L

3

  

i  

S = k

s

 

×

 L

2

  

skąd  

F = MC 

×

 g  

 i  

F / S =  L 

×

 g 

×

 k

m

 / k

s

  

 
A więc zakładając, Ŝe wytrzymałość kości jest stała, przekrój kości rośnie proporcjonalnie do wymiarów 
człowieka lub zwierzęcia.  
 
Paradoksalnie jednak wysokość skoku nie zaleŜy od rozmiarów zwierzęcia, a tylko od stosunku siły mięśni nóg 
do cięŜaru ciała.  
 

MC 

×

 g 

×

 h

skoku

 = F

nóg

 

×

 h

wybicia

  

skąd  

 h

skoku

 = F

nóg

 

×

 h

wybicia

 / (MC 

×

 g)  

 
śe zaś siła nóg proporcjonalna do pola przekroju mięśni, pole przekroju proporcjonalne do kwadratu wymiarów 
liniowych, a wysokość wybicia wprost proporcjonalna do wymiarów liniowych, wysokość skoku nie zaleŜy od 
rozmiaru ciała.  
 

F

nóg

 = k

F

 

×

 L

2

  

i h

wybicia

 = L 

×

  h

W

  

 stąd  

 h

skoku

 = L

2

 

×

 L / L

3

 = 1  (!)  

 
Co potwierdza, Ŝe, Ŝe wysokość skoku nie jest zaleŜna od wysokości ciała. Słoń podskakuje więc, w pewnym 
sensie „tak samo wysoko” jak mysz albo pchła.  
 
Skoro zaś siła mięśni proporcjonalna jest do kwadratu, a cięŜar ciała do sześcianu wymiarów to małe zwierzęta 
mają lepszy wskaźnik nośności (udźwigu) niŜ duŜe. Mrówka dźwiga wielokrotność cięŜaru swego ciała, my zaś 
mamy kłopot z częścią cięŜaru własnego.  
 
Z faktu, Ŝe okres wahania wahadła matematycznego 

(T)

 rośnie z jego długością 

(L)

 równieŜ wynikają 

konsekwencje dla biologii i rozwoju.  
 

T = 2 

π

 

(L/g)  

 
W rzeczywistym wahadle fizycznym okres zaleŜy od pierwiastka z iloczynu ramienia 

(L)

, masy 

(m)

 i 

przyspieszenia ziemskiego 

(g),

 podzielonego przez moment bezwładności 

(I)

 pomnoŜony przez przyspieszenie 

kątowe 

(

α

)

. Zatem we wzorze w miejsce 

(L / g)

 naleŜy podstawić: 

(m g L) / (I 

α

)

 .  

Stąd, im dłuŜsza i cięŜsza kończyna, tym wolniej da się nią machać - tym wolniejsze, acz dłuŜsze, są pojedyncze 
kroki. Odchudzając długie nogi (koń. sarna) moŜna jednak przystosować je do szybszego tempa ruchu. Stąd teŜ 
dzieci, myszy i drobne ptaki szybko drobią, a stateczne matrony, mistrzowie sumo i słonie wolno i dostojnie 
kroczą. RównieŜ, krótsze nogi kobiet powodują, Ŝe stawiają one kroki nie tylko krótsze ale i w większym tempie 
- z większą częstością niŜ męŜczyźni. W biegu kończynę trzeba zaś naprzemian to skracać to wydłuŜać, aby jej 
moment bezwładności był dostosowany do szybkości ruchu.  
 

background image

Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Łaszczyca UŚl 2003  

39

D

YMORFIZM PŁCIOWY A KONSTYTUCJA 

 

Dymorfizm płciowy człowieka  

- typowy dla gatunków poligamicznych,  
- fizyczny średnio wyraŜony,  
- przeciętnie wyraŜający się 8% róŜnicami morfometrycznymi,  
- zewnętrznie przejawiający się drugorzędowymi i trzeciorzędowymi cechami płciowymi  

pierwszorzędowe cechu płciowe to gonady  
drugorzędowe cechy płciowe to genitalia,  
trzeciorzędowe cechy płciowe to piersi, róŜnice budowy kośćca, owłosienia,  
 

 

 

takŜe cechy psychiczne, rola społeczna).  

 
RóŜnice przeciętnego wzrostu męŜczyzn i kobiet 10-12 cm  
RóŜnice sięgów 5-40 cm między płciami  
 

Typologiczne ujęcie dymorficznych róŜnic w budowie ciała:  

T

YP MĘSKI

T

YP śEŃSKI

silna budowa górnych części ciała, karku i obręczy 
barkowej,  
duŜa głowa, wystający profil twarzy,  
wąskie biodra, relatywnie krótszy tułów i dłuŜsze 
kończyny(!!),  
otłuszczenie 15-18% mc, mięśnie 42% mc,  
 
większe zróŜnicowanie osobnicze  

mniejsza wysokość i masa ciała,  
drobniejsza głowa, bardziej dziecięce proporcje twarzy,  
bardziej zaokrąglone kształty, relatywnie dłuŜszy 
tułów, krótsze kończyny przy czym górne krótsze 
względem dolnych w porównaniu do męŜczyzn,  
znaczniejsze otłuszczenie (24-28% mc) skupione 
głównie w obręczy biodrowej,  
subtelniejsza budowa kośćca i słabsze mięśnie (36% 
mc), luźniejsze torebki stawowe, większa gibkość i 
precyzja ruchów, niŜej środek cięŜkości ciała,  
mniejsza - takŜe relatywnie - pojemność płuc i serca, 
wyŜsza częstość tętna,  
o 50% mniejsza siła mięśniowa i o 25-30% mniejsza 
niŜ u męŜczyzn wydolność fizyczna,  
niŜsza przemiana podstawowa,  
wyŜsza odporność,  
mniejsze zróŜnicowanie osobnicze  

 

background image

Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Łaszczyca UŚl 2003  

40

RóŜnice w czynnościach nerwowych między płciami i ich podłoŜe 

KOBIETY

 

MĘśCZYŹNI

 

• 

większa zdolność magazynowania informacji 
nieistotnych i przypadkowych  

• 

mniej wyraźny podział funkcji między prawą i lewą 
półkulą - obie biorą udział w czynnościach 
werbalnych i wizualnych  

• 

skupienie ośrodków językowych (gramatyka, 
ortografia, fonetyka) z przodu lewej półkuli - 
większe zdolności językowe, szybciej i łatwiej uczą 
się czytać (takŜe z powodu większych zdolności 
słuchowych)  

• 

lepiej rozwiązują testy słowne, preferują 
komunikację werbalną  

• 

gorsza orientacja przestrzenna z powodu większego 
rozproszenia ośrodków  

• 

lepsza intuicja - wskutek lepszej komunikacji 
między ośrodkami werbalnymi i wzrokowymi - 
proporcjonalnie większe ciało modzelowate  

• 

łatwość w wyraŜaniu uczuć - lepsze połączenie 
między ośrodkami emocji w prawej i lewej półkuli 
oraz ośrodkami mowy; stąd większa trudność w 
oddzieleniu emocji od rozumowania 

• 

w dzieciństwie preferują zabawy oparte na 
relacjach międzyludzkich   

• 

w szkole uczą się w oparciu o technikę: "ja mówię  
- ty słuchasz"  

• 

u nastolatek zmniejsza się znaczenie osiągnięć 
szkolnych i motywacja do nich  

• 

preferują zawody, wiąŜące się z interakcjami 
międzyludzkimi  

• 

silniejsze wahania i zmiany nastroju w cyklu 
miesiączkowym pod wpływem hormonów

 

Estrogeny

 - zwiększają aktywność neuronów co 

prowadzi do większego oŜywienia i wydolności 
umysłowej oraz wraŜliwości zmysłowej w fazie 
folikularnej cyklu miesiączkowego  

Progesteron

 - zmniejsza przepływ krwi w mózgu i 

metabolizm neuronów co powoduje większą 
ospałość i męczliwość, obniŜa libido i stabilizuje 
emocjonalnie w fazie lutealnej cyklu miesięcznego  
Zespół napięcia przedmiesiączkowego objawiający 
się zwykle "huśtawką nastrojów" wywołany jest 
spadkiem stęŜenia estrogenów i progesteronu  

• 

pamiętają informacje gdy są powiązane ze sobą  

• 

mózg bardziej wyspecjalizowany:  
Prawa półkula - umiejętności przestrzenne 
Lewa półkula - umiejętności językowe  

• 

rozproszenie ośrodków odpowiedzialnych za 
gramatykę, ortografię i fonetykę z przodu i z tyłu 
lewej półkuli - gorsze zdolności językowe, większe 
trudności z gramatyką i ortografią, częstsze 
dysleksje  

• 

lepiej radzą sobie w testach wymagających 
umiejętności wzrokowo-przestrzennych  

• 

lepsza orientacja przestrzenna dzięki bardziej 
wyodrębnionemu obszarowi w mózgu  

• 

słabsza intuicja wskutek gorszego łączenia inf. 
wzrokowych i werbalnych (?)  

• 

trudność w wyraŜaniu uczuć z powodu 
ograniczonego przepływu informacji między 
ośrodkami emocji w prawej półkuli do ośrodków 
werbalnych w lewej półkuli, większa zdolność do 
"chłodnej", rzeczowej analizy sytuacji  

• 

preferują zabawy związane ze światem 
przedmiotów i jego przekształcaniem   

• 

preferują samodzielne dociekania i rozwiązywanie 
zadań  

• 

z wiekiem rośnie znaczenie osiągnięć szkolnych i 
motywacja do nich  

• 

preferują zawody, w których dominują czynności 
mechaniczne lub działalność teoretyczna  

• 

brak cyklicznych zmian emocjonalnych, ogólnie 
słabsza emocjonalność w porównaniu z kobietami, 
a jej rysem charakterystycznym jest agresywność 
uwarunkowana działaniem 

testosteronu

 na męski 

mózg, zwłaszcza w okresie dojrzewania. Z tego 
wynika silna tendencja do rywalizacji, dominacji i 
rozwiązań siłowych, a takŜe zachowań 
przestępczych. Testosteron potęguje umiejętności 
wzrokowo przestrzenne, pobudza mózg, ułatwia 
koncentrację i zwiększa jego odporność na 
zmęczenie i znuŜenie.  

 [na podst. ksiąŜki A. Moir, D. Jessel - Płeć mózgu, PIW 1993]