Zakład Fizjologii i Biochemii - Treści programowe

Transkrypt

1 Zakład Fizjologii i Biochemii - Treści programowe PROWADZONE PRZEDMIOTY Fizjologia Fizjologia Pracy i Wypoczynku Fizjologia Sportu Biochemia Biochemia Sportu Metodologia Pracy Naukowej, Seminaria Magisterskie TREŚCI PROGRAMOWE FIZJOLOGIA KIERUNEK WYCHOWANIE FIZYCZNE TREŚCI NAUCZANIA Z ZAKRESU FIZJOLOGII OGÓLNEJ I FIZJOLOGII WYSIŁKU Celem nauczania fizjologii na kierunku wychowanie fizyczne jest zapoznanie studentów z podstawowymi zasadami funkcjonowania organizmu człowieka w spoczynku, podczas pracy o różnej intensywności, jak również w okresie restytucji. Znajomość pojęć, terminów i zjawisk fizjologicznych winna również ułatwić absolwentom świadome dozowanie bodźców ruchowych w programowych zajęciach kultury fizycznej oraz w treningu sportowym. ZAGADNIENIA EGZAMINACYJNE ORAZ DO ZALICZEŃ POSZCZEGÓLNYCH DZIAŁÓW (STUDIA STACJONARNE I NIESTACJONARNE) 1. UKŁAD NERWOWY Komórka nerwowa - budowa i funkcje Osłonki otaczające włókna nerwowe Podział włókien nerwowych Degeneracja i regeneracja włókien nerwowych Mechanizm powstawania i przewodzenia impulsów nerwowych Układ nerwowy somatyczny i wegetatywny Regulacja czynności narządów wewnętrznych przez sympatyczną i parasympatyczną część układu autonomicznego Układ nerwowy ośrodkowy i obwodowy Rola rdzenia kręgowego i mózgowia Funkcje podkorowych i korowych ośrodków nerwowych Receptory Synapsy nerwowe Budowa łuku odruchowego Odruchy u człowieka Irradiacja pobudzenia w obrębie centralnego systemu nerwowego Hamowanie i torowanie reakcji odruchowej 2. UKŁAD MIĘŚNIOWY: Podział i budowa mięśni Skład sarkoplazmy Miofibryle i sarkomery Synapsa nerwowo-mięśniowa Mechanizm skurczu mięśniowego Energetyka pracy mięśniowej Współczynnik pracy użytecznej Rodzaje skurczów mięśniowych odział włókien mięśniowych Przyczyny i lokalizacja zmęczenia 3. KREW: Funkcje krwi Fizyczne i chemiczne właściwości krwi. Funkcje buforów

2 Rola ciśnienia osmotycznego, onkotycznego i hydrostatycznego - filtracja i resorpcja w naczyniach włosowatych Skład krwi - funkcje elementów morfotycznych i składników osocza Proces krzepnięcia krwi Liczba hematokrytowa Odczyn Biernackiego Wskaźnik barwny Grupy krwi 4. UKŁAD KRĄŻENIA: Budowa serca Różnice w budowie mięśniówki serca i mięśni szkieletowych Charakterystyczne cechy mięśnia sercowego Układ bodźco-przewodzący Automatyzm pracy serca Cykl pracy serca Prawo Starlinga Nerwowa i humoralna regulacja pracy serca Objętość wyrzutowa i pojemność minutowa serca Rodzaje naczyń krwionośnych Nerwowa i humoralna regulacja przekroju naczyń Ciśnienie krwi i częstość skurczów serca - wielkość, zależności, regulacja Podstawy elektrokardiografii 5. UKŁAD ODDECHOWY: Oddychanie płucne i tkankowe Transport gazów przez krew Drogi oddechowe Budowa i funkcja pęcherzyków płucnych Mechanizm wdechu i wydechu Zasada wymiany gazów oddechowych Składowe całkowitej pojemności płuc Pojemność życiowa i pojemność odruchowa płuc Wentylacja minutowa płuc i maksymalna wentylacja dowolna Regulacja oddychania - odruch Heringa-Breuera Mechanizm zmiany intensywności oddychania podczas wysiłku fizycznego Minutowy pobór tlenu i minutowe wydalanie dwutlenku węgla Iloraz oddechowy, współczynnik tlenowo-wentylacyjny i tlenowo-pulsowy Rodzaje hipoksji 6. FIZJOLOGIA WYSIŁKU FIZYCZNEGO: Deficyt i dług tlenowy Koszt energetyczny wysiłku Fizjologiczne reakcje poszczególnych narządów i układów podczas wysiłku fizycznego Rozgrzewka i jej fizjologiczne podłoże Zmiany parametrów układu oddechowego i częstości skurczów serca podczas wysiłku o stałej i stopniowo wzrastającej intensywności. Stan równowagi funkcjonalnej "Martwy punkt" i "drugi oddech" Wydolność fizyczna i czynniki decydujące o jej poziomie Maksymalny minutowy pobór tlenu - rola, wielkość i sposoby pomiaru Progi metaboliczne Próby czynnościowe układu krążenia Maksymalna moc anaerobowa - rola, wielkość i metody wyznaczania Szok grawitacyjny Wysiłek fizyczny w zmiennych warunkach temperatury i wilgotności powietrza oraz ciśnienia atmosferycznego Praca w środowisku wodnym

3 Sposoby eliminacji ciepła z ustroju Zmęczenie i wypoczynek jako zjawiska fizjologiczne Podstawy racjonalnego żywienia w sporcie TEMATY WYKŁADÓW (STUDIA STACJONARNE) Semestr zimowy 1. Mechanizm powstawania i przewodzenia impulsów nerwowych. Funkcje układu somatycznego i wegetatywnego. Centralny i obwodowy układ nerwowy. 2. Receptory i ich podział. Budowa i zasada działania synaps nerwowych. Budowa łuku odruchowego. Odruchy u człowieka. 3. Podział i budowa mięśni. Synapsa nerwowo-mięśniowa. Mechanizm skurczu mięśniowego. 4. Energetyka pracy mięśniowej. 5. Podział włókien mięśniowych. Zmęczenie i wypoczynek. 6. Funkcje krwi. Skład krwi - rola elementów morfotycznych i składników osocza. 7. Liczba hematokrytowa. Odczyn Biernackiego. Wskaźnik barwny. Grupy krwi. 8. Rola małego i dużego obiegu krwi. Automatyzm pracy serca. Cykl pracy serca. Rodzaje naczyń krwionośnych. 9. Regulacja czynności mięśnia sercowego. Regulacja przekroju naczyń krwionośnych 10. Ciśnienie krwi i częstość skurczów serca - wielkości należne, zależności, regulacja. 11. Podstawy elektrokardiografii. 12. Podsumowanie wiadomości z działów omawianych w semestrze zimowym. Semestr letni 1. Oddychanie płucne i tkankowe. Transport tlenu i dwutlenku węgla przez krew. Drogi oddechowe. Mechanizm wentylacji płuc. Wymiana gazów oddechowych. 2. Całkowita pojemność płuc i jej składowe. Wentylacja minutowa płuc. Regulacja oddychania. Rodzaje hipoksji. 3. Wydolność fizyczna. Funkcjonalne i morfologiczne zmiany adaptacyjne poszczególnych narządów i układów pod wpływem treningu fizycznego. Podstawy termoregulacji. 4. Zmiany parametrów układu oddechowego i krążenia podczas wysiłku o stałej intensywności. "Martwy punkt" i "drugi oddech". Deficyt i dług tlenowy. Koszt energetyczny wysiłku. 5. Przebieg zmian wskaźników fizjologicznych w czasie pracy o stopniowo wzrastającej intensywności. Maksymalny minutowy pobór tlenu i jego rola w ocenie wydolności aerobowej. 6. Progi metaboliczne i ich rola w ocenie wydolności fizycznej. 7. Maksymalna moc anaerobowa i jej rola w ocenie wydolności beztlenowej. Metody oceny MAP. 8. Zmiany wydolności aerobowej i anaerobowej u dzieci w wieku rozwojowym. Dymorfizm płciowy w poziomie wydolności fizycznej. 9. Podstawy racjonalnego żywienia w sporcie. 10. Nawadnianie podczas wysiłku fizycznego. 11. Fizjologiczne podłoże zmęczenia i przetrenowania. 12. Podsumowanie wiadomości z fizjologii wysiłku. TEMATY ĆWICZEŃ (STUDIA STACJONARNE) Semestr zimowy 13. Organizacja zajęć. Przepisy BHP obowiązujące podczas ćwiczeń z fizjologii. Wprowadzenie do tematyki przedmiotu. 14. Obserwacja odruchów rdzeniowych u żaby (zginania, prostowania, wycierania). Irradiacja pobudzenia w rdzeniu kręgowym. Zależność czasu reakcji od siły bodźca. Hamowanie i torowanie odruchów. Badanie niektórych odruchów u człowieka: kolanowy, podeszwowy, rogówkowy, źreniczny. 15. Przygotowanie preparatów do doświadczeń nad nerwami i mięśniami: mięśnia szkieletowego, mięśnia z nerwem. Rodzaje skurczów mięśniowych. Skurcz pojedynczy, skurcze tężcowe. 16. Oznaczanie pracy mięśniowej zbieraczem pracy Ficka. Zmęczenie i wypoczynek. Zmęczenie mięśnia izolowanego. Krzywa zmęczenia mięśni ludzkich na ergografie Mosso'a. 17. Kolokwium zaliczeniowe z układu nerwowego i mięśniowego.

4 18. Obserwacja barwionego rozmazu krwi ludzkiej. Oznaczanie liczby hematokrytowej. Zachowanie się krwinek czerwonych w roztworach o różnym stężeniu NaCl. 19. Liczenie krwinek czerwonych i białych. Oznaczanie poziomu hemoglobiny metodą Govers- Sahliego. Wskaźnik barwny. Oznaczanie podstawowych grup krwi. 20. Obserwacja i zapisywanie skurczów serca metodą Engellmanna. Wpływ temperatury na pracę serca. Przewiązki Staniusa. Wpływ bodźców dodatkowych na akcję serca (ekstrasystole i przerwa kompensacyjna). Wpływ nerwu błędnego na pracę mięśnia sercowego. 21. Izolowane serce żaby. Wpływ elektrolitów na akcję serca. Wpływ adrenaliny i acetylocholiny na pracę mięśnia sercowego. 22. Pomiar ciśnienia krwi u człowieka. Sposoby oznaczania częstości skurczów serca. Wpływ wysiłku na częstość tętna i ciśnienie tętnicze. 23. Wyliczanie pojemności minutowej serca metodą Starra oraz zasady oznaczeń metodą oddechową Ficka. Elektrokardiografia. 24. Kolokwium zaliczeniowe z krwi i układu krążenia. Semestr letni 1. Informacje dotyczące organizacji ćwiczeń w semestrze letnim. Parametry układu oddechowego. Spirometria. Próba duszności - pojęcie pojemności odruchowej płuc. 2. Wentylacja minutowa płuc. Maksymalna wentylacja dowolna. Analiza gazów oddechowych. Omówienie warunków: ATPS, BTPS i STPD. 3. Oznaczanie minutowego poboru tlenu i minutowego wydalania CO2. Iloraz oddechowy (RQ). Współczynnik tlenowo-wentylacyjny i tlenowo-pulsowy. 4. Kolokwium zaliczeniowe z układu oddechowego. 5. Obliczanie deficytu i długu tlenowego. Badanie kosztu energetycznego wysiłku metodą kalorymetrii pośredniej. 6. Zmiany parametrów układu oddechowego oraz częstości skurczów serca podczas wysiłku o stopniowo wzrastającym obciążeniu. Pojęcie maksymalnego poboru tlenu ("pułapu tlenowego"). 7. Pomiar maksymalnego poboru tlenu metodą bezpośrednią. 8. Pojęcie progów metabolicznych. Inwazyjne i nieinwazyjne metody wyznaczania obciążeń progowych. 9. Oznaczanie maksymalnego poboru tlenu metodami pośrednimi: Astranda i Margarii. 10. Badanie wydolności fizycznej metodą PWC170. Próby czynnościowe układu krążenia. Powysiłkowe zmiany tętna i ciśnienia krwi. Typy reakcji. 11. Metody oceny maksymalnej mocy anaerobowej. 12. Kolokwium zaliczeniowe z fizjologii wysiłku fizycznego. TEMATYKA WYKŁADÓW (STUDIA NIESTACJONARNE ZAOCZNE) Semestr zimowy I. Pojęcie homeostazy. Ogólne podstawy elektrofizjologii. Neuron - budowa i funkcja. Mechanizm powstawania i przewodzenia impulsów nerwowych. Funkcje układu somatycznego i wegetatywnego. Centralny i obwodowy układ nerwowy. Receptory i ich podział. Budowa i zasady działania synaps nerwowych. Budowa łuku odruchowego. Odruchy u człowieka. II. Podział i budowa mięśni. Miocyt jako podstawowa jednostka. Sarkomer - podstawowa jednostka kurczliwa mięśnia. Synapsa nerwowo-mięśniowa. Mechanizm skurczu mięśniowego. Energetyka pracy mięśniowej. Podział włókien mięśniowych. Budowa i funkcjonowanie mięśnia sercowego. Układ bodźcoprzewodzący serca. Zjawiska elektryczne w sercu III. Funkcje krwi. Skład krwi - rola elementów morfotycznych krwi i składników osocza. Rola małego i dużego obiegu krwi. Rodzaje naczyń krwionośnych. Automatyzm pracy serca. Cykl pracy serca. Regulacja czynności serca. Regulacja przekroju naczyń krwionośnych. Pojemność wyrzutowa i minutowa serca. Ciśnienie krwi i częstość skurczów serca - wielkości spoczynkowe i wysiłkowe.

5 Semestr letni I. Podział oddychania na zewnętrzne i wewnętrzne. Ogólne zasady wymiany gazowej. Transport gazów oddechowych przez krew. Krzywa dysocjacji oksyhemoglobiny. Pojemność tlenowa krwi. Mechanizm wdechu. Spirometria, podstawowe parametry określające sprawność układu oddechowego. Regulacja oddychania, rola chemoreceptorów i mechanoreceptorów. Pojęcie hipoksji, hiperkapni. Rodzaje hipoksji. Różnica tętniczo-żylna II. Źródła energii do pracy i ich wykorzystanie. Deficyt i dług tlenowy. Metody badania wydatku energetycznego. Współczynnik pracy użytecznej - wydajność mechaniczna pracy fizycznej. Klasyfikacja pracy w zależności od wielkości wydatku energetycznego. Klasyfikacja wysiłków fizycznych; kryterium czas i intensywność pracy. Metody pomiaru poboru tlenu i VO2max. Czynniki determinujące wielkość maksymalnego poboru tlenu III. Zmiany wskaźników fizjologicznych podczas pracy - okres wstępny i stan równowagi. Zakres zmian podstawowych parametrów fizjologicznych podczas wysiłku. Pojęcie wydolności fizycznej. Metody oceny wydolności fizycznej i próba ich klasyfikacji. Pojęcie wydolności beztlenowej i jej ocena. Poglądy na temat progów metabolicznych i sposobów ich wyznaczania. Rozwojowe zmiany zdolności wysiłkowych i wybranych reakcji wysiłkowych. Korzyści zdrowotne systematycznej aktywności ruchowej u dzieci i osób dorosłych TEMATY ĆWICZEŃ (STUDIA NIESTACJONARNE ZAOCZNE) Semestr zimowy 1. Obserwacja odruchów rdzeniowych u żaby (zginania, prostowania, wycierania). Irradiacja pobudzenia w rdzeniu kręgowym. Zależność czasu reakcji od siły bodźca. Hamowanie i torowanie odruchów. Badanie niektórych odruchów u człowieka: kolanowy, podeszwowy, rogówkowy, źreniczny. 2. Przygotowanie preparatów do doświadczeń nad nerwami i mięśniami: mięśnia szkieletowego, mięśnia z nerwem. Rodzaje skurczów mięśniowych. Skurcz pojedynczy, skurcze tężcowe. 3. Oznaczanie pracy mięśniowej zbieraczem pracy Ficka. Zmęczenie i wypoczynek. Zmęczenie mięśnia izolowanego. Krzywa zmęczenia mięśni ludzkich na ergografie Mosso'a. 4. Obserwacja barwionego rozmazu krwi ludzkiej. Oznaczanie liczby hematokrytowej. Zachowanie się krwinek czerwonych w roztworach o różnym stężeniu NaCl. 5. Liczenie krwinek czerwonych i białych. Oznaczanie poziomu hemoglobiny metodą Govers- Sahliego. Wskaźnik barwny. Oznaczanie podstawowych grup krwi. 6. Obserwacja i zapisywanie skurczów serca metodą Engellmanna. Wpływ temperatury na pracę serca. Przewiązki Staniusa. Wpływ bodźców dodatkowych na akcję serca (ekstrasystole i przerwa kompensacyjna). Wpływ nerwu błędnego na pracę mięśnia sercowego. Izolowane serce żaby. Wpływ elektrolitów na akcję serca. Wpływ adrenaliny i acetylocholiny na pracę mięśnia sercowego. 7. Sposoby oznaczania częstości skurczów serca. Pojemność minutowa serca, objętość wyrzutowa serca. Elektrokardiografia. 8. Kolokwium zaliczeniowe. 9. Pomiar ciśnienia krwi u człowieka. Wpływ wysiłku na częstość tętna i ciśnienie tętnicze. Wyliczanie pojemności minutowej serca metodą Starra oraz zasady oznaczeń metodą oddechową Ficka. Semestr letni 1. Parametry układu oddechowego. Spirometria. Próba duszności - pojęcie pojemności odruchowej płuc. 2. Wentylacja minutowa płuc. Maksymalna wentylacja dowolna. Analiza gazów oddechowych. Omówienie warunków: ATPS, BTPS i STPD. Oznaczanie minutowego poboru tlenu i minutowego wydalania CO2. Iloraz oddechowy (RQ). Współczynnik tlenowo-wentylacyjny i tlenowo-pulsowy.

6 3. Obliczanie deficytu i długu tlenowego. Badanie kosztu energetycznego wysiłku metodą kalorymetrii pośredniej. 4. Zmiany parametrów układu oddechowego oraz częstości skurczów serca podczas wysiłku o stopniowo wzrastającym obciążeniu. Pojęcie maksymalnego poboru tlenu ("pułapu tlenowego"). 5. Pomiar maksymalnego poboru tlenu metodą bezpośrednią. 6. Pojęcie progów metabolicznych. Inwazyjne i nieinwazyjne metody wyznaczania obciążeń progowych. 7. Oznaczanie maksymalnego poboru tlenu metodami pośrednimi: Astranda i Margarii. Badanie wydolności fizycznej metodą PWC Metody oceny maksymalnej mocy anaerobowej. 9. Kolokwium zaliczeniowe 10. Próby czynnościowe układu krążenia. Powysiłkowe zmiany tętna i ciśnienia krwi. Typy reakcji. ZALECANE POZYCJE LITERATURY Z FIZJOLOGII: 11. William F. Ganong - "Fizjologia. Podstawy fizjologii lekarskiej". Wyd. Lek. PZWL, Warszawa Jan Górski (red.) - "Fizjologiczne podstawy wysiłku fizycznego". Wyd. Lek. PZWL, Warszawa Artur Jaskólski (red.) - "Podstawy fizjologii wysiłku fizycznego z zarysem fizjologii człowieka". Wyd. AWF we Wrocławiu, S. Silbernagl, A. Despopoulos - "Kieszonkowy atlas fizjologii". Wyd. Lek. PZWL, Warszawa Stanisław Kozłowski, Krystyna Nazar - "Wprowadzenie do fizjologii klinicznej". Wyd. Lek. PZWL, Warszawa Władysław Traczyk - "Fizjologia człowieka w zarysie". Wyd. Lek. PZWL, Warszawa Ryszard Kubica - "Podstawy fizjologii pracy i wydolności fizycznej". Wyd. skrypt. AWF w Krakowie nr 24, Halina Halicka-Ambroziak - "Wskazówki do ćwiczeń z fizjologii dla studentów wychowania fizycznego". Wyd. AWF w Warszawie, 1986 FIZJOLOGIA SPORTU KIERUNEK WYCHOWANIE FIZYCZNE CELE NAUCZANIA Celem przedmiotu jest wyposażenie studentów w wiedzę o funkcjonowaniu organizmu sportowców podczas różnych wysiłków fizycznych w odmiennych warunkach środowiskowych, o podatności ustroju na bodźce treningowe, o strategii żywienia i suplementacji praktycznie w każdym makro i mikrocyklu treningowym, o optymalizowaniu procesu treningowego, o metodach badania skuteczności stosowanej zaprawy fizycznej, o fizjologicznym podłożu procesów zmęczenia i wypoczynku. Zdobyte na zajęciach z fizjologii sportu wiadomości i praktyczne umiejętności winny pozwolić słuchaczom tego kierunku studiów samodzielnie wykonywać podstawowe pomiary parametrów fizjologicznych, przeprowadzać testy oceny wydolności fizycznej, interpretować wyniki badań i na tej podstawie diagnozować poziom funkcjonalny organizmu sportowca. Powinny również pozwolić tym osobom świadomie i precyzyjnie oddziaływać na sferę motoryczną zawodnika racjonalnie dobranymi bodźcami ruchowymi adekwatnymi do bieżących możliwości wysiłkowych organizmu. TREŚCI WYKŁADÓW Fizjologiczna odpowiedź organizmu na wysiłki sportowe wykonywane w różnych warunkach środowiskowych ( w gorącym otoczeniu, w wodzie i w warunkach hipoksji wysokościowej). Podatność ustroju na bodźce fizyczne o różnej intensywności i odmiennym czasie trwania oraz determinanty ich modelowania. Strategie żywienia, nawadnianie i suplementacja sportowców przed, w trakcie i po zawodach. Diagnozowanie poziomu wydolności fizycznej organizmu (składowej aerobowej i anaerobowej) u wysokiej kasy sportowców w różnych dyscyplinach. Strategia ćwiczeń rozgrzewających. Wykorzystywanie pomiarów progu mleczanowego (LA) i anaerobowego (TDMA) w sterowaniu treningiem fizycznym. Fizjologiczne aspekty treningu szybkości i wytrzymałości - ważniejsze determinanty tych zdolności wysiłkowych organizmu. TREŚCI ĆWICZEŃ Progi metaboliczne i sposoby ich wyznaczania. Maksymalny stan stały steady-state. Podstawowa i wysiłkowa przemiana (kalorymetria bezpośrednia i pośrednia). Sposoby oceny fizjologicznego kosztu wysiłków sportowych. Bezpośrednie metody oznaczania VO2max. Dług i deficyt tlenowy w wysiłkach fizycznych o różnej intensywności i o odmiennym czasie trwania. Metody diagnozowania poziomu wskaźników wydolności beztlenowej (fosfagenowej i glikolitycznej komponenty) - jumping testy i testy rowerowe. Metody oceny sprawności wysiłkowych mechanizmów termoregulacyjnych u sportowców.

7 ZALECANE POZYCJE LITERATURY Z FIZJOLOGII: 1. Górski J.: Fizjologiczne podstawy wysiłku fizycznego. PZWL, Jaskólski A.: Podstawy fizjologii wysiłku fizycznego. AWF-Wrocław, Kozłowski St., Nazar K. - Wprowadzenie do fizjologii klinicznej. PZWL Warszawa, Kubica R.: Podstawy fizjologii pracy i wydolności fizycznej. Wydawnictwo skryptowe nr 24, AWF Kraków, Halicka-Ambroziak H.D.: Wskazówki do ćwiczeń dla studentów szkół wychowania fizycznego. Wydawnictwo AWF Warszawa, Robergs R.A, S.O.Roberts - Fundamental Principles of Exercise Physiology. McGraw-Hill Higher Education Comp Astrand P.O. - Text Book of Work Physiology. McGraw-Hill BIOCHEMIA KIERUNEK WYCHOWANIE FIZYCZNE STUDIA STACJONARNE CELE NAUCZANIA Poznanie podstawowych reguł metabolizmu i zastosowania ich w fizjologicznych funkcjach organizmu Poznanie procesów uzyskiwania energii z przemian metabolicznych i sposoby jej magazynowania Współzależność informacji, konformacji i metabolizmu w procesach fizjologicznych. Poznanie w jaki sposób wysiłek fizyczny o różnej intensywności, czasie trwania i charakterze wpływa na podstawowe przemiany metaboliczne. MATERIAŁ, KTÓREGO ZNAJOMOŚĆ JEST WYMAGANA PRZED PRZYSTĄPIENIEM DO ZAJĘĆ Znajomość chemii i biologii z zakresu szkoły średniej o profilu ogólnym. PLAN I ORGANIZACJA ZAJĘĆ Zajęcia obejmują 30 godzin ćwiczeń laboratoryjnych oraz 15 godzin wykładów, które realizowane są w drugim semestrze. Po zakończeniu wykładów i ćwiczeń z danego działu studenci zaliczają 3 kolokwia. Uzyskanie pozytywnej oceny z każdego z nich jest warunkiem dopuszczenia do egzaminu końcowego, który w pierwszym terminie przeprowadzany jest w formie pisemnej, a w terminie drugim w formie ustnej. Wymagania egzaminacyjne obejmują wszystkie zagadnienia zawarte w treściach programowych wykładów i ćwiczeń. Termin egzaminu z biochemii jest konsultowany i ustalany w porozumieniu ze studentami. LITERATURA ZALECANA 1. Bączyk S. Zarys biochemii PWN Warszawa, Poznań Bączyk S. Podstawy biochemii sportu. PWN Warszawa, Poznań Gałamon T Chemia ogólna dla studentów medycyny i stomatologii. PZWL Warszawa Gumińska M. Zarys biochemii ogólnej dla studentów medycyny i stomatologii. Wydawnictwo UJ Korzeniewski B. Metabolizm. Oficyna Wydawnicza Erem- Fosze, Kraków Rzeszów, Stryer L. Biochemia Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa Hames B.D. Hooper N.M. Houghton J.D. Biochemia / Krótkie wykłady/ Wydawnictwo Naukowe PWN Elżbieta Hubner-Woźniak, Grażyna Lutosławska Podstawy Biochemii Wysiłku fizycznego, Warszawa WYKŁADY- TREŚCI PROGRAMOWE Molekularne składniki komórki Wiązania występujące w biomolekułach nieorganicznych i organicznych. Przydatność biologiczna związków organicznych. Własności fizyczne i struktura wody. Wiązania wodorowe. Woda jako rozpuszczalnik. Współdziałania hydrofobowe. Homeostaza i mechanizmy jej zachowania. Rola elektrolitów w ustroju. Bufory i ich rola w utrzymaniu równowagi kwasowo - zasadowej ustroju. Aminokwasy, podział, własności chemiczne Szkielet kowalencyjny białek i ich sekwencja aminokwasowa. Przemiana azotu aminokwasowego w mocznik. Przemiana azotu aminokwasowego w amoniak - pojęcie dezaminacji. Bilans azotowy.

8 Konformacja i podział białek. Własności białek w ustroju. Funkcje białek. Wpływ wysiłku na przemiany białek i aminokwasów. Enzymy kinetyka i inhibicja. Kinetyka chemiczna, budowa i klasyfikacja enzymów, kofaktory enzymów, ich podział i znaczenie. Zmiany aktywności enzymów jako wynik treningu. Zasady bioenergetyki. Metabolizm, pojęcie przemian metabolicznych jako szeregu reakcji katalizowanych przez różne enzymy. Procesy anaboliczne i kataboliczne. Budowa i znaczenie związków wysokoenergetycznych. ATP jako bezpośrednie źródło energii do pracy mięśnia. Hydroliza ATP. Mechanizmy resyntezy ATP. Węglowodany Podział, występowanie w żywych organizmach. Pokarmowe źródła glukozy. Budowa glikogenu jego synteza i rozpad w mięśniach i wątrobie. Metabolizm węglowodanów w warunkach tlenowych i beztlenowych. Glikoliza. Energetyka i kontrola glikolizy Cykl kwasu cytrynowego i jego kontrola. Wewnątrzkomórkowa lokalizacja enzymów cyklu Krebsa. Transport elektronów na tlen i fosforylacja oksydacyjna. Mitochondria i ich budowa. Łańcuch oddechowy i jego lokalizacja. Transport tlenu do mitochondrium. Produkcja dwutlenku węgla w czasie wysiłku. Budowa i rola hemoglobiny jako białka transportującego i buforującego. Resynteza glikogenu mięśniowego i wątrobowego. Cykle glukozo - mleczanowy i glukozo - alaninowy. Budowa triacylogliceroli i ich synteza i rozpad. Lipoliza, utlenianie kwasów tłuszczowych rola L- karnityny w transporcie kwasów tłuszczowych. Wpływ wysiłku fizycznego na wykorzystanie źródeł energii. Wysiłki tlenowe i beztlenowe, systemy odtwarzania ATP w mięśniach. ĆWICZENIA (30 GODZIN) - TREŚCI PROGRAMOWE 1. Omówienie regulaminu ćwiczeń oraz zasad zachowania się i pracy w laboratorium. Budowa atomu, wiązania chemiczne, stan równowagi, stała równowagi. Teorie kwasów i zasad. Dysocjacja elektrolityczna. 2. Praktyczne zapoznanie się z problematyką badań laboratoryjnych. Podstawowy sprzęt i naczynia laboratoryjne. Iloczyn jonowy wody, pojęcie ph. Hydroliza soli, estrów i innych związków chemicznych. Roztwory buforowe. 3. Badanie ph kwasów, zasad i soli oraz produktów spożywczych. Określanie odczynów płynów ustrojowych: ślina, mocz, sok żołądkowy, trzustkowy, krew. 4. Własności buforujące roztworów. Sporządzanie roztworów buforowych: octanowego, fosforanowego o różnych wartościach ph, oraz badanie ich własności w obecności mocnych kwasów i zasad. Porównanie własności buforujących wody wodociągowej, destylowanej i surowicy. 5. I kolokwium. 6. Badanie właściwości białek. Budowa i własności chemiczne aminokwasów. Budowa i konformacje białek. Strącanie białek kationami metali ciężkich. Badanie odczynu biuretowego białek. Wysalanie albumin i globulin surowicy. Oznaczanie punktu izoelektrycznego dla kazeiny. 7. Białka ustroju i ich funkcje. Równowaga kwasowo-zasadowa ustroju. Białka krwi: budowa hemoglobiny i jej funkcje transportowe i buforujące. Hemoglobina jako przykład białka allosterycznego. Wymiana gazowa w tkankach i płucach. 8. Reakcje enzymatyczne. Hydroliza enzymatyczna skrobi i sacharozy. Budowa enzymu. Mechanizm katalizy enzymatycznej. Czynniki wpływające na szybkość reakcji enzymatycznej. Budowa skrobi i sacharozy. Badanie hydrolizy skrobi pod wpływem amylazy ślinowej. 9. II kolokwium. 10. Reakcje utleniania i redukcji związków organicznych i nieorganicznych. Utlenianie alkoholu etylowego, gliceryny i formaliny. Łańcuch oddechowy i fosforylacja oksydacyjna. 11. Cukry proste i złożone. Badanie prób redukcyjnych cukrów. Budowa cukrów prostych i złożonych. Własności chemiczne cukrów, występowanie w przyrodzie. Trawienie w przewodzie pokarmowym. Indeks glikemiczy produktów spożywczych. Rola glukozy i glikogenu w ustroju człowieka. Synteza i rozpad glikogenu Badanie odczynu redukcyjnego cukrów prostych i złożonych. Reakcje charakterystyczne skrobi. 12. Glikoliza i cykl Krebsa. Glikoliza tlenowa i beztlenowa. Cykl Krebsa. Energetyka i kontrola tych cykli w nienaruszonej komórce. Oznaczanie poziomu mleczanów po wykonywanej pracy fizycznej. 13. Budowa tłuszczów. Badanie właściwości chemicznych i fizycznych. Budowa tłuszczów roślinnych i zwierzęcych. Trawienie w przewodzie pokarmowym. Proces?-oksydacji. Oznaczanie zmydlania tłuszczy. Badanie tłuszczy nienasyconych. 14. III kolokwium. 15. Integracja metabolizmu, ćwiczenia zaliczeniowe.

9 BIOCHEMIA WYCHOWANIE FIZYCZNE STUDIA NIESTACJONARNE ZAOCZNE CELE NAUCZANIA Poznanie podstaw spoczynkowych i wysiłkowych procesów biochemicznych zachodzących w organizmie człowieka ORGANIZACJA ZAJĘĆ Program biochemii realizowany jest w semestrze II w trakcie 8 godzin wykładów oraz 12 godzin ćwiczeń laboratoryjnych. WARUNKI ZALICZENIA Warunkiem zaliczenia przedmiotu jest udział w wykładach, ćwiczeniach laboratoryjnych oraz uzyskanie pozytywnej oceny z kolokwium zaliczeniowego. Egzamin końcowy z biochemii prowadzony jest w formie pisemnej. Wymagania egzaminacyjne obejmują wszystkie zagadnienia zawarte w treściach programowych wykładów i ćwiczeń. Termin egzaminu z biochemii jest konsultowany i ustalany w porozumieniu ze Studentami. TREŚCI PROGRAMOWE Molekularne składniki komórek i ich znaczenie biologiczne. Woda w organizmie człowieka. Budowa i rola błon biologicznych. Transport przez błony. Podstawy biochemiczne homeostazy ustrojowej. Równowaga kwasowo-zasadowa organizmu. Równowaga wodno-elektrolitowa organizmu. Struktura i funkcje białek w ustroju. Mioglobina i hemoglobina - białka wiążące tlen - porównanie budowy i funkcji. Allosteryczność. Efekt Bohra. Udział białek w skurczu mięśni. Biochemia skurczu mięśnia. Funkcja katalityczna białek: enzymy zewnątrzkomórkowe i wewnątrzkomórkowe. Regulacja szybkości reakcji enzymatycznych. Enzymy łańcucha oddechowego. Metabolizm, przemiany anaboliczne i kataboliczne. ATP jako uniwersalny nośnik energii. Źródła resyntezy ATP w komórkach mięśni szkieletowych. Procesy fosforylacji substratowej i oksydacyjnej. Przemiany węglowodanowe i lipidowe. Bilans azotowy. Bilans energetyczny przemian tlenowych i beztlenowych. Integracja metabolizmu. Wspólne intermediaty i umiejscowienie szlaków metabolicznych w komórce. Udział układu hormonalnego w regulacji aktywności przemian metabolicznych. Wysiłkowe zmiany parametrów biochemicznych we krwi. TEMATYKA WYKŁADÓW 1. Molekularne składniki komórek i ich znaczenie biologiczne. Woda w organizmie człowieka. 2. Przemiany metaboliczne węglowodanów i lipidów. Bilans azotowy. 3. Integracja metabolizmu z udziałem układu hormonalnego. Metabolizm komórek mięśni szkieletowych. 4. Równowaga kwasowo-zasadowa i wodno-elektrolitowa organizmu. Wysiłkowe zmiany parametrów biochemicznych we krwi. TEMATYKA ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH - Struktura i funkcje białek w ustroju. Udział białek w skurczu mięśnia szkieletowego. Mioglobina i hemoglobina - porównanie budowy i funkcji. Transport gazów oddechowych we krwi. Ćwiczenia praktyczne: Omówienie regulaminu ćwiczeń oraz zasad pracy i zachowania się w laboratorium. Podstawowy sprzęt i naczynia laboratoryjne. Kolorymetria. Oznaczanie stężenia hemoglobiny metodą Drabkina. Strącanie białek kationami metali ciężkich. Denaturacja termiczna sacharazy. - Funkcja katalityczna białek. Budowa i klasyfikacja enzymów. Enzymy zewnątrz- i wewnątrzkomórkowe. Regulacja szybkości reakcji enzymatycznych. Enzymy łańcucha oddechowego. Ćwiczenia praktyczne: Oznaczanie aktywności amylazy w zależności od ph i temperatury. - Metabolizm - pojęcia podstawowe. Przemiany kataboliczne i anaboliczne. ATP jako związek wysokoenergetyczny. Źródła resyntezy ATP w komórkach mięśni szkieletowych. Etapy uzyskiwania energii. Proces fosforylacji substratowej i oksydacyjnej. Ćwiczenia praktyczne: Badanie własności redukcyjnych cukrów (glukoza, laktoza, sacharoza), próba Tollensa.

10 - Przemiany metaboliczne węglowodanów i lipidów. Glikoliza, cykl Krebsa, (-oksydacja kwasów tłuszczowych. Ćwiczenia praktyczne: Reakcja zmydlania trójglicerydów. Sporządzenie schematu budowy błony biologicznej. - Bilans energetyczny przemian tlenowych i beztlenowych. Spalanie glukozy, glikoliza beztlenowa, zysk energetyczny z utleniania TG, utlenianie kwasów tłuszczowych, bilans energetyczny glukoneogenezy i syntezy kwasów tłuszczowych. Ćwiczenia praktyczne: Sporządzenie schematu budowy komórki z zaznaczeniem umiejscowienia omawianych szlaków metabolicznych w odpowiednich strukturach. Wyznaczanie zysku energetycznego z utleniania glukozy, kwasów tłuszczowych, kwasu mlekowego, glicerolu. - Izohydria. Zaburzenia równowagi kwasowo-zasadowej. Kolokwium zaliczeniowe. Ćwiczenia praktyczne: Pomiar wartości ph wybranych środków spożywczych. Porównanie buforujących właściwości wody destylowanej, wody wodociągowej i białek osocza. ZALECANE POZYCJE LITERATURY Z BIOCHEMII 1. Chemia ogólna z elementami biochemii, T. Kędryna, wyd. Zamiast korepetycji s.c., Kraków Biochemia - krótkie wykłady, B.D. Hames, N.M. Hooper, J.D. Houghton, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa Biochemia, L. Stryer, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa Metabolizm, B. Korzeniewski, Oficyna Wydawnicza Erem-Fosze, Kraków, Rzeszów Podstawy biochemii wysiłku fizycznego, E. Hübner-Woźniak, G. Lutosławska, Biblioteka Trenera,Warszawa Biochemia, ilustrowany przewodnik, J. Koolman, K.H. Röhm, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa Wprowadzenie do fizjologii klinicznej, pod red.: S. Kozłowskiego i K. Nazar, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa Podstawy biochemiczne równowagi kwasowo-zasadowej organizmu człowieka, H. Szafran, M. Kuś, CM Kraków 1992.