دانلود پاورپوینت کامل فیزیولوژی ورزش پیام نور

پاورپوینت فیزیولوژی ورزش پیام نور شامل مفاهیم هومئوستاز، کنترل محیط داخلی بدن، سیستم های کنترل، بازخورد منفی، تنظیم فشار خون و گلوکز و... می باشد.

فصل اول

کنترل محیط داخلی

اهداف
از دوران کودکی آموخته ایم که دمای ۳۷ درجه سانتی گراد یک دمای طبیعی برای بدن انسان است و تغییرات دمایی به سمت بالاتر یا پایین تر از آن به عنوان دمای غیرطبیعی شناخته می شوند. اما چگونه بدن قادر است دمای خود را در یک دامنه مشخص و طبیعی ثابت نگه دارد؟ علاوه بر این، وقتی که بدن در حین فعالیت های ورزشی حرارت زیادی تولید می کند، چرا به گرمازدگی دچار نمی شویم؟ چه عاملی باعث می شود که دمای بدن به خوبی در محدوده طبیعی باقی بماند؟

کلود برنارد، فیزیولوژیست فرانسوی، بیش از یک قرن پیش مشاهده کرد که milieu intérieur یا محیط داخلی بدن، علی رغم تغییرات شرایط محیطی بیرونی، به طور قابل توجهی ثابت می ماند. به عبارت دیگر، حفظ وضعیت ثابت محیط داخلی بدن در شرایطی که تحت تاثیر عواملی همچون ورزش، گرما، سرما یا روزه قرار می گیرد، اتفاقی نیست. این فرآیند پیچیده تحت کنترل سیستم های پیچیده و هماهنگ بدن قرار دارد که به صورت مؤثر این تعادل را حفظ می کنند.

هومئوستاز: پویایی پایدار

واژه هومئوستاز، بر اساس نظر والتر کانون (۱۹۳۲)، به معنای حفظ ثابت یا بدون تغییر محیط داخلی بدن است. این واژه معمولاً توسط فیزیولوژیست های ورزشی به جای "حالت پایدار" به کار می رود که به شرایط فیزیولوژیکی ثابت اشاره دارد. با این حال، اگرچه این دو واژه گاهی به طور جایگزین استفاده می شوند، در واقع هومئوستاز به شرایطی اطلاق می شود که محیط داخلی بدن در وضعیت معمولی خود قرار دارد و تحت هیچ نوع فشاری نیست.

برعکس، "حالت پایدار" لزوماً به این معنا نیست که محیط داخلی بدن در سطح معمولی قرار دارد؛ بلکه نشان دهنده این است که شرایط محیط داخلی بدن تغییری نمی کند. به عبارت دیگر، در حالت پایدار، یک تعادل نسبی میان فشارهایی که بر بدن وارد می شود و پاسخ بدن به آن ها وجود دارد. تغییرات دمای داخلی بدن در حین انجام ۶۰ دقیقه فعالیت ورزشی با شدت کم، مثال مناسبی برای تفکیک این دو واژه است. این تغییرات در شرایط عادی (با رطوبت کم و گرمای پایین) نشان می دهند که پس از ۴۰ دقیقه از شروع فعالیت، دمای بدن به سطحی پایدار می رسد. این فلات دمای بدن نشان دهنده یک "حالت پایدار" است، زیرا دما ثابت باقی می ماند، اما این دما بالاتر از حد طبیعی است و با شرایط هومئوستاز که دمای بدن در سطح معمولی (۳۷ درجه سانتی گراد) قرار دارد، متفاوت است.

بنابراین، واژه هومئوستاز برای بیان شرایط داخلی بدن در هنگام فعالیت استفاده می شود، زمانی که ممکن است هر یک از متغیرهای فیزیولوژیکی ثابت باشند، اما مقادیر آن ها با وضعیت طبیعی در زمان استراحت تفاوت دارند. اگرچه مفهوم هومئوستاز به این معنی است که محیط داخلی بدن تغییر نمی کند، نباید تصور کرد که این تغییرات به طور کامل ثابت هستند. در واقع، بیشتر متغیرهای فیزیولوژیکی در یک دامنه تغییر معین نوسان دارند و به همین دلیل شرایط هومئوستاز نشانه یک وضعیت پویای نسبی است. تراکم دی اکسید کربن در خون شریانی (که به عنوان فشار شناخته می شود) مثال خوبی برای نمایش یک حالت پویای پایدار است.

سیستم های کنترل بدن

تقریباً تمامی سیستم ها در اندام های مختلف بدن به حفظ و بقای شرایط هومئوستاز کمک می کنند. به عنوان مثال، ریه ها (سیستم تنفسی) و قلب (سیستم گردش خون) در فرآیند تأمین اکسیژن مصرف شده و دفع دی اکسید کربن تولیدشده با یکدیگر همکاری می کنند.

ماهیت سیستم های کنترل

برای درک بهتر نقش بدن در حفظ و کنترل محیط داخلی، می توان عملکرد یک سیستم کنترل ساده غیرزیستی مانند ترموستات را که برای تنظیم دمای خانه به کار می رود، بررسی کرد. فرض کنید ترموستات روی ۲۰ درجه سانتی گراد تنظیم شده است. هر گونه تغییری در دمای محیط که از دمای تنظیم شده فاصله بگیرد، موجب فعال شدن دستگاه های گرمازا یا سرمازا می شود تا دما را به سطح تنظیم شده بازگردانند.

یک سیستم کنترل زیستی را می توان به عنوان مجموعه ای از اجزای به هم پیوسته تصور کرد که در حفظ و بقای پارامترهای فیزیکی و شیمیایی بدن نقش دارند. اجزای اصلی یک سیستم کنترل زیستی شامل: ۱- گیرنده، ۲- مرکز پردازش، و ۳- عمل کننده است.

عامل تحریک کننده سیستم کنترل معمولاً یک محرک یا برانگیزنده است، مانند تغییر شرایط محیطی، که می تواند شامل تغییرات در دمای بدن، فشار خون و غیره باشد. این محرک باعث فعال شدن "گیرنده" می شود، که جزئی است که قادر به شناسایی تغییرات در عامل مورد نظر است. سپس، گیرنده پیامی به "مرکز پردازش" ارسال می کند، که مشابه یک جعبه کنترل عمل می کند.

شکل ۳-۱ یک ترموستات را نشان می دهد که سیستم گرمایشی را کنترل می کند. زمانی که دما از حد تنظیم شده بالاتر می رود، پیامی به دستگاه خنک کننده ارسال می شود و آن را روشن می کند. برعکس، اگر دما کمتر از حد تنظیم شده باشد، دستگاه گرمازا فعال می شود. این فرآیند نشان دهنده عملکرد یک سیستم کنترل غیرزیستی است.

شدت و قدرت محرک، پیامی را به "جزء عمل کننده" ارسال می کند. این جزء عمل کننده تغییرات محیط داخلی را تنظیم کرده و به حالت طبیعی بازمی گرداند.

بازگشت شرایط محیط داخلی به وضعیت طبیعی باعث می شود که قدرت و شدت محرک اولیه که موجب فعال شدن سیستم کنترل زیستی شده بود، کاهش یابد. این فرآیند به عنوان بازخورد منفی شناخته می شود، که در ادامه به تفصیل مورد بررسی قرار می گیرد.

باز خورد منفی

اکثر سیستم های کنترل شرایط داخلی بدن نقش "بازخورد منفی" را ایفا می کنند. یک نمونه بارز از بازخورد منفی، تنظیم تراکم دی اکسید کربن در مایع برون سلولی است.

زمانی که تراکم دی اکسید کربن از حد طبیعی بالاتر می رود، این تغییر باعث تحریک گیرنده ای خاص می شود. این گیرنده اطلاعات مربوطه را به مرکز کنترل تنفسی (مرکز پردازش) ارسال می کند تا شدت تنفس افزایش یابد. در این فرآیند، عضلات تنفسی به عنوان عامل عمل کننده یا مؤثر ایفای نقش می کنند. با افزایش تنفس، تراکم دی اکسید کربن در مایع برون سلولی کاهش می یابد و به سطح طبیعی باز می گردد، که موجب برقراری دوباره وضعیت هومئوستاز می شود. این نوع بازخورد به عنوان بازخورد منفی شناخته می شود، زیرا پاسخ سیستم کنترل به محرک به طور عمدی مخالف (منفی) آن است.

بهره وری یک سیستم کنترل

وقتی که یک سیستم کنترل برای حفظ شرایط هومئوستاز بدن به کار می رود، کارآیی آن سیستم «بهره وری» نامیده می شود. «بهره وری» را می توان به عنوان توانمندی یک سیستم در نظر گرفت. یک سیستم کنترل با بهره وری بالا قادر است تغییرات هومئوستاتیک را سریع تر و مؤثرتر اصلاح کند نسبت به سیستم کنترل با بهره وری پایین.

برای درک بهتر این مفهوم، مثالی از سیستم کنترل دمای بدن در مواجهه با محیط سرد می آوریم. فرض کنید فردی با پیراهن آستین کوتاه از یک اتاق گرم وارد اتاقی با دمای صفر درجه سانتی گراد می شود و برای مدت ۲۰ دقیقه در آنجا می ماند. در این شرایط، دمای بدن او به ۳۶ درجه سانتی گراد کاهش می یابد. زمانی که فرد در اتاق سرد قرار می گیرد، سیستم های کنترل بدن به طور خودکار جریان خون را به سمت پوست هدایت می کنند تا از دفع گرما جلوگیری کنند. در همین حین، برای مقابله با کاهش دما، بدن از طریق عمل لرزش گرما تولید می کند. بهره وری سیستم کنترل در این شرایط می تواند به عنوان معیاری برای ارزیابی توانایی آن سیستم در مقابله با تغییرات دمای بدن محاسبه شود.

تنظیم فشار خون شریانی

سیستم گیرنده فشار که در تنظیم فشار خون شریانی نقش دارد و از روند بازخورد منفی بهره می برد، نمونه ای بسیار خوب از کنترل هومئوستاز است. گیرنده های فشار، که نسبت به تغییرات فشار حساس هستند، در شریان های کاروتیدی و قوس آئورتی قرار دارند. زمانی که فشار شریانی از حد طبیعی فراتر می رود، این گیرنده ها فعال شده و ایمپالس هایی را از طریق تارهای عصبی به مرکز کنترل قلبی عروقی در پیاز مغز ارسال می کنند.

در نتیجه، مرکز کنترل کننده سیستم قلبی عروقی از تعداد ایمپالس هایی که به قلب می فرستد می کاهد. این عمل موجب می شود که خون کمتری از قلب خارج شود و فشار شریانی به مقدار طبیعی بازگردد.

تنظیم گلوکز خون

سیستم غدد درون ریز نیز در حفظ هومئوستاز بدن نقش مهمی ایفا می کند. بدن انسان دارای هشت غده درون ریز اصلی است که مواد شیمیایی تولیدی خود، که هورمون نامیده می شوند، را به داخل خون می ریزند. هورمون ها از طریق سیستم گردش خون به تمامی قسمت های بدن منتقل می شوند و بر تنظیم جریان مواد و مایعات و همچنین اعمال سوخت وسازی در بافت ها تأثیر می گذارند.

به عنوان مثال، هورمون انسولین جذب گلوکز و سوخت وساز آن را در سلول ها تنظیم می کند. بنابراین، میزان تراکم قند خون تحت کنترل این هورمون است. پس از مصرف غذایی با مقدار بالای کربوهیدرات، سطح گلوکز خون افزایش می یابد و از حد طبیعی فراتر می رود. این افزایش سطح گلوکز، غده لوزالمعده را تحریک کرده و فعال می کند تا هورمون انسولین را به داخل خون ترشح کند. این امر باعث می شود که جذب گلوکز توسط سلول ها افزایش یابد و در نتیجه تراکم آن در خون کاهش یابد. به همین ترتیب، سطح گلوکز خون موجب کاهش ترشح انسولین می شود و در نتیجه جذب گلوکز توسط سلول ها از خون کاهش می یابد.