biofyzika zkouška 2

• Funkce

-Fixační a kinetická

-Hlavní x vedlejší

• Jednokloubové

-Vyvolává pohyb vždy v jednom kloubu

• vícekloubové

-Největší uplatnění v kloubu nejbližším; jinak většinou stabilizační funkce

• Dva typy svalové kontrakce

-Izotonická (konstantní zatížení)

-Izometrická(konstantní vzdálenost)

-Vykonává se práce; uvolňuje se teplo; izotonická:

• Aktivační teplo (uvolněno při počátku pohybu) Qa

• Zkracovací teplo (zkrácení svalu) Qz

• Qz = k.x (x=délka; k=konstanta 3,5.104 J.m-3

• Celková energie izotonické kontrakce E = Qa + Qz + W; mechanická práce = součin dráhy a síly

-Izometrická: dráha = 0; práce je zjištěna nepřímou kalorimetrií

• Po ukončení svalové kontrakce se sval vrací do své původní délky

• Při dosažení meze pevnosti se sval trhá

• Fyziologická mez pevnosti u svalů 0,4 až 1,2 MPa

Mechanická práce srdce

• Srdce

-Pumpa

• Předsíně = rezervoáry

• Komory = samotné pumpy

• Jednosměrné proudění krve = chlopně

-Stažením komor (systola) dochází k vypuzení určitého objemu krve (tepový objem) do krevního řečiště

• Srdce jako pumpa koná mechanickou práci

-Představíme-li si srdce jako píst, který koná objemovou práci, lze statickou práci srdce (pístu), kterou srdce vytlačí pod tlakem p objem krve ΔV zapsat:

-Při vypuzení tepového objemu je zároveň tomuto objemu udělena rychlost a je tedy vykonána i kinetická práce:

-Celková mechanická práce je pak součtem statické a kinetické práce

• Ke zjištění mechanické práce je potřeba znát tlak krve v systole, tepový objem a rychlost vypuzení krve

Za ideálních fyziologických podmínek (p=13,3 kPa, V = 70 ml, v = 0,3 m.s-1, ρ = 1,06.103kg.m-3) je statická a kinetická práce levé komory rovna:

Wp = 0,93 J Wk = 0,003 J W = 0,94J

• Pravá komora vykoná 20 % práce levé komory = 0,19 J

• Celková mechanická práce srdce v jedné systole = 1,13 J

• Celková energie srdečního svalu rovna součtu mechanické práce a energie nutné k udržení svalového tonu

• Samotná mechanická práce představuje jen 10 %, zbytek energie se spotřebuje na udržení svalového napětí

• Účinnost

-Myokard 30 %

-Celé srdce 10%

• Výkon

-13 W (jen 1,3 W je samotná mechanická práce)

-Lze hodnotit také prostřednictvím objemu vypuzené krve:

-EF = ejekční frakce; eDV objem komory na konci diastoly; eSV objem komory na konci systoly

-Nárůst hodnoty eSV značí ochablost komor (patologie) a nižší výkon

27. Biokybernetika. Základní pojmy, dynamické systémy.

• Zabývá se obecnými principy řízení a přenosu informací ve strojích, živých organismech a společenstvích

• Vychází z poznatku, že některé procesy v živých organismech lze popsat stejnými matematickými rovnicemi jako podobné procesy v technických zařízeních, ale také ve společenských soustavách

• Široce interdisciplinární obor

• Herón Alexandrijský - Automata

• Norbert Wiener – Kybernetika aneb Řízení a sdělování u organismů a strojů

• C. E. Shannon, W. Weaver – teorie informace

• Teoretická kybernetika – obecný popis a zákonitosti informačních a řídících pochodů