Kredsløbet. Biologiaflevering d. 29/ Maila Walmod, klasse 1.3

Transkript

1 Kredsløbet Biologiaflevering d. 29/ Maila Walmod, klasse 1.3 1

2 Indhold: Indledning s. 3 Kredsløbet s. 3 Fysisk aktivitet s. 4 Måling af kondition s. 5 Lungernes opbygning s. 7 BMI og sund kost s. 8 Fordøjelsen s. 11 Musklernes opbyging s. 13 Konklusion s. 15 Bilag s. 16 2

3 3 I vor tid er der stor fokus på kroppen og især vedligeholdelsen af den. Fitness og sund kost er blevet et modefænomen, men disse to faktorer er også vigtige for at undgå mange unødvendige sygdomme. Det kan dog være svært at finde ud af hvad der er godt og sundt i det virvar af kostråd, slankekure og andet, der i dag er adgang til hvis man laver en søgning på sund kost eller motion. I bund og grund er det relativt enkelt, hvis man har en idé om hvordan kroppens organismer hænger sammen. Fysiologi er altså en vigtig faktor, og det er i den følgende tekst beskrevet med udgangspunkt i en steptest, hvorfra det var muligt at måle det såkaldte kondital. Der er især fokus på kredsløbet, da det har en enorm indflydelse på hvilket resultat man får ud af testen, hvor god en kondition man har. Derfor startes der med en gennemgang af hjerte og kredsløbets opbygning: Kredsløbet: Hjertet er en stor hul muskel opbygget af specielle muskelfibre, der gør det muligt for det rytmisk at trække sig sammen. Fra hjertet løber et forgrenet blodåresystem rundt i kroppen. Blodkredsløbet består af to dele: det lille kredsløb (lungekredsløbet eller pulmonarkredsløbet) og det store kredsløb (kropskredsløbet eller det systemiske kredsløb). Det er via kredsløbet, ilt, næring, hormoner og lignende transporteres rundt i kroppen til de celler, der har brug for det, og herfra tages affaldsstoffer med blodet væk fra cellen til enten udånding via lungerne eller udskillelse i lever eller nyrer. Hjertet er delt op i fire kamre. Der er en højre- og en venstreside, som hver er delt op i et forkammer (atrium) og et hjertekammer (ventrikel). Det systemiske kredsløb går fra venstre ventrikel gennem den store hovedpulsåre (aorta) til kroppens andre hovedpulsårer (hovedarterier) og videre ud i de mindre blodåre (aterioler) og helt ud til hårkarnettet (kapillærerne). Det er her gennem de tynde kapillærvægge at næringsstoffer og ilt afgives til kroppens celler og organer. Herfra løber blodet videre gennem venoler, der bliver til vener, der igen løber ind i hjertet. Når blodet løber tilbage mod hjertet igen transporteres nu affaldsstoffer og kuldioxid tilbage til hjertets højre atrium. Herfra føres det iltfattige blod til højre ventrikel, og videre op i det lille kredsløb, hvilket vil sige det pumpes op til lungerne gennem lungearterien. Rundt om alveolerne i lungerne (se afsnit om lungernes opbygning) ligger kapillærerne meget tæt på og her sker difussionen af kuldioxid og ilt. Herefter løber det nu iltrige blod tilbage i hjertets venstre atrium via lungevenen, videre til venstre ventrikel hvorfra det løber ud i det store kredsløb igen. Hjertet er en muskel og når det kontraherer, altså når det trækker sig sammen, pumpes blodet rundt i kredsløbet. Denne fase kaldes systolen. Arterierne er elastiske og udvider sig, så trykbølgen forplantes ud i hele kroppen. Det er fra hjertets højre atrium at sammentrækningen går

4 4 fra. Når hjertet slapper af, fyldes det igen med blod og dette kaldes diastolen. Kontraheringen af hjertet kaldes også et hjerteslag, og puls er et udtryk for hvor mange gange dette sker på et minut. Det er er et specielt sted i højre artiumvæg, som kaldes sinusknuden, at hjerterytmen udgår samt reguleres. Dette sker via impulser fra centralnervesystemet, men vi styrer det ikke selv. Det er det autonome nervesystem, den del af nervesystemet vi ikke har kontrol over, som kontrollerer dette. Den autonome nerveaktivitet ses f.eks. når man har med hjertet at gøre, hvis man dyrker sport. Her reagerer nervesystemet, uden vi selv har nogen styring, på kroppens signaler. Arterierne er elastiske, men bliver mindre og mindre eftergivende jo længere ud mod kapillærerne man kommer. Arteriolerne har således en meget mindre elastisk struktur og har mere muskelvæv end arterierne. I bestemte områder af kroppen kan muskler tilsnøre arteriolerne mere eller mindre og således regulere blodtilstrømningen. Dette anvendes til at fordele blodet. Så der altid er blodforsyning til væv, der har behov for det på et givent tidspunkt, mens det tilsvarende begrænses til inaktivt væv. Således vil blodtilførslen koncentreres det sted hvor der er brug for, eksempelvis til musklerne, når man er fysisk aktiv og til fordøjelsesorganerne lige efter man har spist. Venerne ligger ofte mellem musklerne, der når de arbejder nærmest skubber blodet videre. For at undgå at blodet bliver presset i den gale retning er venerne udstyret med veneklapper, der lukker, hvis blodet er på vej i den gale retning. Dette er også praktisk, da venerne mange steder skal transportere blodet opad, altså imod tyngdekraften, hvor veneklapperne igen gør sig gældende. Som tidligere nævnt, er det i kapillærerne stofudvekslingen mellem blodet og cellerne foregår. I de fine blodkar er der kun et enkelt lag celler i væggene, således er det muligt for stoffer at diffundere fra blodet til cellerne eller omvendt. Diffusionen foregår i den vævsvæske, som ligger mellem kapillærer og celler, og som konstant er i bevægelse. Diffusion betyder spredning af molekyler fra høj til lav koncentration. Derfor bevæger O 2 en sig ind i cellerne, da kapillærernes blod, der kommer fra lungerne, har høj koncentration af ilt. Derimod har cellerne en høj koncentration af CO 2, hvorved stoffet diffunderer ud til blodet. Herfra føres det med blodstrømmen gennem venerne tilbage gennem hjertet til lungerene hvor det udåndes. Blodet fylder altså blodkredsløbet og flyder gennem hele kroppen. Et voksent menneske indeholder 4-5 liter blod. Der er forskellige typer blod, som er baseret på forekomsten af bestemte komponenter i blodet. En stor del af blodet består af plasma, som omgiver de andre elementer af blodet. Dette er forskellige hormoner samt røde og hvide blodlegemer. Plasma består hovedsageligt af vand, men også andre tørstoffer, hvor det mest almindelige er protein. Der findes også koagulationsfaktorer og nogle uorganiske salte. PH-værdien for plasma er mellem 7,35 og 7,45. Hvis den enten er lavere eller højere, vil man være syre- eller baseforgiftet, hvilket kan føre til alvorlige ildebefindende med eventuelle farlige bivirkninger. Hvis der kommer hul på et blodkar, kommer blodplader, thrombocytter, ind i billedet. Det er de mindste celler i plasmaet, og de dannes i knoglemarven. Røde blodlegemer, erythrocytter, transporterer ilten fra lungerne ud til vævene, hvor det afgives. Herfra

5 tages kuldioxiden med de røde blodlegemer tilbage gennem hjertet til lungerne, hvor det udåndes. Et rødt blodlegeme ligner nærmest en rød, punkteret bold, der så er trykket sammen på midten. Den røde farve skyldes det iltbindende stof hæmoglobin, som de røde blodlegemer er fyldt af. Røde blodlegemer dannes i knoglemarven, og denne proces kræver næring fra adskillelige næringsstoffer, f.eks. aminosyrer, jern, vitaminerne B12 og folacin. Jern er en del af hæmoglobinmolekylet og vitamin-b12 og folacin har indflydelse på blodlegemets deling. De hvide blodlegemer, leukocytter, forsvarer kroppen mod infektioner fra virus, parasitter, svampe og bakterier. De hvide blodlegemer er meget større end de røde, men der er ikke lige så mange af dem og deres levetid er også kortere end de rødes. De hvide blodlegemer arbejder mest uden for blodbanen, da de slår sig ned i bindevæv, hud og organer for at modarbejde forskellige, fremmede indtrængende i kroppens celler. Der er forskellige typer hvide blodlegemer med forskellige opgaver, hvor de henholdsvis skal danne antistoffer mod vira og bakterier, huske tidligere infektioner, så der handles hurtigere, hvis samme infektion skulle ramme igen, identificere celler, der er blevet ramt af virus eller infektion, destruere førnævnte celler, kontrollere kroppens reaktioner mod forskellige mikroorganismeangreb, absorbere beskadigede celler, holde årenes vægge rene, så blodkarrerne ikke stopper til, tilintetgøre mikroorganismer og udslidte celler og generelt hjælpe immunforsvaret. Fysisk aktivitet: Når man er fysisk aktiv stiger pulsen og blodtrykket. Blodtrykket angiver hvor stort et tryk blodet yder på blodkarrene i kredsløbet. Dette kan man måle med en blodtryksmanchet om overarmen, hvor en af de større arterier, arteria branchialis, løber tæt på huden. Her måles både det systoliske og det diastoliske tryk. Førstnævnte er trykket på blodkarrene i hjertets sammentrækningsfase, mens det andet er trykket blodet yder ved hjertets hvilefase. Når man snakker om puls, er der tale om hvilepuls og puls i arbejde. Disse to betegnelser giver meget individuelle resultater, når man måler dem. Det afhænger af hjertets evne til at pumpe meget blod rundt pr. slag, slagvolumen. Hos veltrænede er denne større hvilket giver en lavere hvilepuls, da hjertet ikke skal slå så mange gange for at få mængden af blod rundt i kredsløbet. Den energi vi indtager med føden skal dække det energiforbrug der er knyttet til hvilestofskiftet. Her mener man opretholdelsen af kroppens funktioner som f.eks. temperatur, hjertefunktion, nervefunktion etcetera. Men når musklerne arbejder stiger energibehovet, og hermed skal kredsløb, åndedræt, hormon- og nervesystem yde mere. Her er kredsløbet altafgørende, da det transporterer den for forbrændingen nødvendige ilt samt de energigivende stoffer til musklerne. Så hjertet slår hurtigere. Her kommer konditionen ind i billedet, et begreb man i dagligdagen tit støder på. Det er et mål for, hvor effektiv leverancen af ilt til musklerne fungerer, og hvor effektive de så er til at udnytte ilten til energiproduktionen. En forbedret kondition er forandringer i lungerne, der bliver bedre til at optage ilt, til at rumme mere og åndedrætsmusklerne bliver større og stærkere, således at der er muligt at indånde mere ilt pr. minut (åndedrætsfrekvens). Hjertet vokser også, da det som tidligere nævnt er en muskel og det kommer til at arbejde mere effektivt, så der pumpes flere milliliter blod rundt pr. slag. Hjertet bliver altså ikke hurtigere men kan udføre hårdere slag. Måling af kondition: Konditionen måles ved at undersøge en persons kondital, som er hvor mange ml. Ilt, man kan optage pr. minut pr. kilo legemsvægt. Der er flere måder man kan finde konditallet på; en af dem kaldes Åstrands steptest: 5

6 Til denne test skal bruges: En skammel (højde: 33 cm for kvinder, 40 cm for mænd) En elektronisk pulsmåler Ur med sekundviser. I fem minutter trædes op og ned af skamlen med skiftevis højre og venstre ben. En stepfrekvens på 30 gange pr. minut opretholdes, og i de sidste 30 sekunder af arbejdstiden måles pulsen. Alternativt, hvis man ikke har en elektronisk pulsmåler, kan det måles manuelt i et minut 15 sekunder efter arbejdstiden. Herefter sættes resultatet ind i et monogram ud fra alder, køn og pulsfrekvens. Camilla tog steptesten og aflæste sit ur til at være 170 bagefter. Hun vejer 75 kg, og hermed kunne der i en tabel aflæses at hendes maksimale iltoptagelse i liter pr. minut er 2,6, som svarer til 2600 ml. Så kan tallene sættes ind i formlen for konditallet: Ml. O 2 /min./kg legemsvægt 2600 ml. O 2 /min./75 kg = 34, En anden let tilgængelig måde at måle konditallet er ved at tage det, der kaldes en Coppertest. Dette er en 12 minutter lang løbetest, opkaldt efter den amerikanske major Kenneth H. Cooper, der i 1968 for første gang anvendte den på de soldater han trænede. Ved at tage højde for personens alder og køn, kan man ud fra den distance man har løbe, aflæse sit kondital i en tabel. Ifølge denne tabel (se bilag) svarer et kondital på 35 til at Camilla på 12 minutter havde løbet 2000 meter. Hvis man ser på vurderingen af kondital i forhold til alder, ligger Camilla i gruppen med et lavt kondital. Resultatet ved disse tests kan variere, da den maksimale hjertefrekvens, der normalt er 220 minus alderen, til tider er anderledes hos nogle. Udfaldet af steptesten kan også svinge en del, da at steppe er en uvant bevægelse for kroppen, og man ved denne øvelse anvender nogle muskler, mange normalt ikke bruger. (se kapitlet om musklernes opbygning) Størstedelen af det fysiske arbejde et menneske kan lave, afhænger af samspillet mellem en række organsystemer. De primære er lunger, kredsløb og muskler. Således er det altså på flere områder, man skal sætte ind hvis man vil optimere sin krops ydeevne. Den bedste måde at styrke disse tre organsystemer er ved aerob træning. Jo hårdere arbejde vi laver, des større krav stilles der til kredsløbet, som sørger for energi og ilt. Energien kommer fra den aerobe forbrænding af fedt og især glukose i muskelcellerne. Ved denne forbrænding dannes molekylet kaldet ATP, adenosintrifosfat, som er meget energirigt. Dette bruger musklerne ved deres sammentrækninger. Dette kaldes respiration. Respiration: C6H12O6 + 6O2 + 38ADP + 38P 6CO2 + 6H2O + 38ATP Langt de fleste lavende væsner benytter dette til at udvinde energi af organisk stof. Det er særlige organeller og mitokondrier, der sørger for den enzymatisk-kemiske del af respirationsprocessen. Der findes to typer respiration, en aerob og en anaerob. Ovennævnte er aerob, som betyder de biologiske processor kræver ilt. Den aerobe respiration er således afhængig af ilten, og den giver en fuldstændig nedbrydning af organisk stof, der spaltes til vand og kuldioxid. Men lige når en fysiske aktivitet startes, vil der være en overgang hvor kredsløb og åndedræt endnu ikke er indstillet på den nye belastning, og derfor vil musklerne i denne periode ikke få nok ilt til at gennemføre ovennævnte respirationsproces. Dette klarer kroppen ved at bruge af nogle energidepoter, der ikke kræver ilt. Lige til at starte med bruger musklerne en lille smule ATP, som er oplagret i dem. Dog rækker dette ikke langt, så der er også oplagret kreatinfosfat, der sammen med ADP, adenosindifosfat, og uden brug af ilt kan frigøre noget energi. 6 Kreatin-P + ADP Kreatin + ATP

7 Musklernes indhold af kreatinfosfat er ca. fem gange større end indholdet af ATP. Derfor tæres der på disse depoter indtil mere ilt bliver tilført, så respirationen kan foretages. Dog kan det ske, at disse lagrer bliver opbrugt og det således bliver nødvendigt at forbrænde selve glukose uden ilt. Derved nedbrydes glukosen ikke helt til vand og kuldioxid, men i stedet til mælkesyre. Dette kaldes anaerob træning; nedbrydning af glukose uden forbrug af ilt. Denne form for forbrænding giver kun 1/18 af den ATP, som en aerob forbrænding giver. Mælkesyredannelse: C6H12O6 + ADP + Puorg 2CH3CHOHCOOH +ATP Sådan kan der i en kort periode frigives energi, indtil organismen får indstillet kredsløbet og åndedrættet på hårdere træning. Det er altså kun i en kort periode man kan arbejde anaerobt. Det er altså den aerobe træning, der giver en ændring i kroppens ydeevne. Der er som tidligere nævnt mange grunde til at tallet på normale mennesker kan variere meget. Der kan være mange grunde til, at Camillas tal ikke er så optimale, som de kunne være. En af dem er, at hun de sidste fire år har røget. Lungernes opbygning: Lungerne er opbygget som små luftfyldte hulrum, alveoler, hvis vægge kapillærerne ligger tæt op af. Her sker udvekslingen af ilt og kuldioxid og lugerne indeholder 4-6 liter luft. Lungernes opbygning med de mange små hulrum giver dem et enormt overflade areal, m2, og dette giver en meget stor kontaktoverflade mellem alveolernes indåndingsluft og de omkringliggende kapillærer. Der er ca. 300 millioner alveoler. Det er luftcellerne i lungerne og de ligger tæt som en klase af små blære. Den højre lunge er lidt større end den venstre, da hjertet ligger til venstre. Det er muskelsammentrækninger, der styrer vejrtrækningen, da der sidder muskler mellem ribbenene og mellemgulvet, diafragma, er en muskel. Lungerne selv indeholder ingen muskulatur. To hinder sørger for at lungerne er hæftet til ribbenene og mellemgulv. Den indre lungehinde omgiver lungerne, mens den ydre lungehinde er vokset fast til indersiden af ribbenene og mellemgulvet. Mellem de to hinder er der en smule væske, der gør at de kan glide over hinanden samtidig med at de klæber til hinanden. Ved indånding, inspiration, trækker åndedrætsmusklerne sig sammen, hvilket bevirker at mellemgulvet bliver trykket ned i bugen, samtidig med at musklerne 7

8 ved ribbenene, der ved sammentrækning udvider brystkassen. Således udvides brysthulens rumfang, så der suges luft ind i lungevævet. Ved udånding, expiration, slapper mellemgulvet af, så brysthulerumfanget bliver mindre. Andre muskler ved ribbenene vil ved expiration trække sig sammen så brysthulen gøres endnu mindre, og luften presses ud af lungerne igen. Når luften kommer ind gennem næse eller mund skal den derfra igennem luftrøret, der deler sig i to bronchier og derfra til små bronchioler. Disse tre er alle rør forsynet med bruskringe, der sørger for at holde luftvejene åbne. Bronchiolerne forgrenes og ender ud i en masse små drueklaselignende alveoler. Når man ryger indhaleres tobaksrøgen, som ender nede i lungerne. Hermed nedsættes evnen til at optage ilt og transportere det ud til kroppens muskler, da blodkarrerne trækker sig sammen, hvis man er ryger. De røde blodlegemer, der ellers skulle have transporteret ilten rundt i kredsløbet, fyldes i stedet af kulilte, carbonmonooxid CO, der binder sig 210 gange så godt som ilt til de røde blodlegemer, men til gengæld er sværere for blodlegemerne at afgive igen. Der skal derfor pumpes mere blod rundt for at få dækket musklernes krav om O 2 ved fysisk arbejde. Dette giver en stor belastning på kredsløb og hjerte, da der kræves meget støre puls for at få ilten ud til musklerne. Som ryger har man desuden mindre elastiske og mere forkalkede årer, der yderligere nedsætter kroppens evne til at få blodet med ilten helt med ud til musklerne. Kondition er selvfølgelig meget individuelt, men fælles for alle uanset alder og køn er det, at rygning gør en ude af stand il at nå topplanet for sin kondition. Man ser måske rygere, der har bedre kondition end ikkerygere, men lige gyldigt, hvor meget bedre de er, vil de aldrig blive i så god form som de ville komme hvis de ikke røg. Som tidligere nævnt deler luftrøret sig i to bronchier, videre til flere bronchioler og til sidst ud til en masse klaser af alveoler, der udskilte oxygen og carbondioxid, ilt og kuldioxid. Jo større overfladeareal alveolerne har, des mere ilt kan optages. Når man ryger, bliver bronchiolevæggene irriterede og hæver ofte op. Røgen ødelægger vævet mellem alveolerne og nogle af dem forsvinder helt. Dermed mindskes overfladearealet i lungerne og evnen til at optage ilt forringes. Den nedsatte lungekapacitet viser sig ofte ved hoste og anstrengt vejrtrækning ved fysisk aktivitet. Konditionen forringes og med tiden kan dette udvikle sig til bronkitis, lungebetændelse eller rygerlunger. Rygerlunger er en kronisk luftvejssygdom, hvor lungevævet langsomt bliver nedbrudt af betændelse, så luftvejene snævres ind. Det bevirker at åndedrættet hæmmes og lungefunktionen nedsættes. Som sygdommen udvikler sig, bliver rygerlungepationterne mere og mere forpustede, da det hele tiden bliver sværere at optage ilten. Da de små fimrehår, der normalt leder slim ud af lungerne, kan blive erstattet af celler, der i stedet producerer slim, vil mange rygerlungepatienter også døje med slimhoste. Det er en gradvis sygdom, som i sidste fase har ødelagt så meget af lungevævet, at patienten nærmest gennemlever en langsom og smertefuld kvælning. Dette kræver dog et langt og vedvarende rygerliv. Dette kaldes også Kronisk Obstruktiv Lungesygdom, KOL. Camillas rygning er altså en meget betydningsfuld faktor, hvis man skal finde kilden til hendes dårlige kondital. Når lungevævet ødelægges, bliver det som nævnt, sværere at optage ilten. Da konditallet er baseret på ml O 2 der optages pr. minut pr. kg legemsvægt, har den forringede iltoptagelse som følge af rygning en fremtrædende rolle. BMI og sund kost: Derudover ligger Camilla i gruppen under navnet overvægtige, hvis hendes BMI udregnes. Dette er forkortelsen for Body Mass Index, legemsmassevægt, som er en matematisk formel, der estimerer sammenhængen mellem en persons højde og vægt. Den er inddelt i grupper således at dem med en BMI på under 18,5 er undervægtige, BMI mellem 18,5 og 25 har normalvægt og højde, BMI mellem 25 og 30 er overvægtige og alt derover er fedme inddelt i tre klasser. En BMI mellem 30 og 35 indikerer fedme i klasse 1, BMI mellem 35 og 40 er fedme i klasse 2 og alt over 40 er fedme i klasse 3. Når man beregner BMI tager man vægten i kilo og deler med højden i meter i anden: 8 BMI=75 kg/1,62 2 m

9 Dette tal svinger hvis man er atlet og især for bodybuildere, da muskler vejer meget mere end fedt. Men Camilla har gennem flere år døjet med løse ledbånd i knæene, og derfor har hun været ude af stand til at dyrke motion. Dette giver selvfølgelig også udsving på hendes kondital, da hverken hendes lunger, åndedrætsmuskler eller hjerte er blevet styrket ved træning. At hun ikke har kunnet træne har også gjort at hun har indtaget flere kalorier end hun har forbrændt. Kalorier er en enhed for energi, og en kalorie defineres som den energi der kræves til opvarmning af 1 gram vand 1 grad celsius. I dag bruges SI-enheden joule i stedet, som er en enhed for arbejde og energi. 1 joule er den mængde energi, der skal til for at kunne løfte 1 kg 10 cm. Begge benævnelser er at finde i forbindelse med ernæringsmæssig energi i kosten. I kosten er der dog tale om langt større mængder energi, hvorfor man benytter kilokalorier og kilojoule, forkortet kcal og kj, som er henholdsvis 1000 kalorier og 1000 joule. Når man går fra kalorier til joule skal man gange med 4,184 og fra joule til kalorier skal der ganges med 0,239. Energimængden måles altså i enten kalorier eller joule. Det der giver energien er den føde vi indtager. Mad af den rette sammensætning er således grundlag for fysisk velvære. Det er maden, der levere energien til de biologiske processer samt byggemateriale til opbyggelse af nyt væv og vedligeholdelse af gammelt. Maden skal altså være tilpasset behovet både i mængde og sammensætning. Dette afhænger af alder, køn, kropsstørrelse og aktivitetsniveau. Det bedste er at spise fornuftigt og varieret og for at hjælpe med dette, er der udarbejdet nogle overordnede retningslinjer for, hvad der anbefales. Kroppen indeholder reservedepoter, således variation ikke for nogen synderlig ændring på kroppens balance fra dag til dag. Men maden skal dække behovet for kulhydrater, fedt, proteiner, vitaminer og mineraler. Levnedsmiddelstyrelsen har udgivet en næringsstofanbefaling som siger: Mindst 10 % af energien i maden bør komme fra proteiner Højst 30 % af energien i maden bør komme fra fedt Ca. 60 % af energien i maden bør komme fra kulhydrater heraf bør højst 10 % komme fra simple kulhydrater, monosakkarider og disakkarider. Kulhydrater dannes primært af planter ved fotosyntesen. Fotosyntese: 6CO 2 + 6H 2 O + E sol C 6 H 12 O 6 + 6O 2 9 Her dannes et monosakkarid, en enkelt sukkermolekyle. Kulhydrater er stort set kun varianter af kombinationer af carbon, hydrogen og oxygen, og de kan deles op i tre grupper efter hvor mange sukkermolekyler der sidder sammen. Derfor er der altså variationer inden for hver grupper efter hvor mange atomer af hvert grundstof, som findes i molekylet. Disakkarider er to sukkermolekyler, der sidder sammen og sidste gruppe går under navnet polysakkarider, da de består af flere sukkemolekyler. Den mest almindelige polysakkarid er stivelse, der foretrækkes i en sund kost. I fordøjelsessystemet nedbrydes f.eks. stivelse til glukose, og dermed er respirationen mulig. Kulhydrater giver kroppen meget af den energi, den skal bruge i løbet af en dag og fysisk aktivitet. 1g kulhydrat indeholder ca. 17 kj. Fedtstoffer er som kulhydrater opbygget af carbon, hydrogen og oxygen. De indeholder mange CH-grupper, som er upolære og vandskyende. De fleste fedtstoffer er triglycerider, som er bygget op af glycerol og fedtsyre. Som regel er der tre fedtsyre på et glycerol. Når man snakker om fedtsyre er det lange kulbrintekæder, der tales om. De kan være mættede, enkeltumættede eller flerumættede. Det betyder blot at mættede ikke har nogle dobbeltbindinger mellem carbonatomerne, enkelt- eller monoumættede har en enkelt dobbeltbinding mellem to carbonatomer og flerumættede har to eller flere. De umættede fedtsyre er sundere og bedre for fordøjelsen end de mættede fedtsyre; derfor snakker man om at førstnævnte er de gode2 fedtsyre og de sidstnævnte er de dårlige. Fedt bliver ofte oplagret på kroppen som energidepoter, da kroppen, når den bruger fedt som energikilde, får 38 kj i stedet for 17, som kulhydrater og proteiner giver.

10 10 Dette gør, at folk i dag gør hvad de kan for at undgå fedt, da det giver mere energi end kulhydrater og proteiner. Fed mad har altså større mængde energi gemt i sig, og i dag hvor moden dikterer et meget tyndt kropsideal, er ekstra fedt på sidebenene ikke det de fleste bryder sig om. Og det kommer der hvis man inhalerer flere kalorier end dem man får forbrændt. Derudover er det også sværere at forbrænde fedt, hvilket er endnu en grund til at prøve at undgå unødig brug af det i maden. Proteiner er den sidste store bestanddel af kosten, og på samme måde som de to andre, kulhydrat og fedt, består proteiner af carbon, hydrogen og oxygen, men også nitrogen og svovl. Proteiner er opbygget som

11 kæder af aminosyrer, hvoraf der findes 20 forskellige. Rækkefølgen af de enkelte aminosyrer afgør proteinets fysiske og kemiske egenskaber. Både vitaminer og mineraler spiller en essentiel rolle i stofskifteprocesserne, ofte i tæt samarbejde med enzymer. Vitaminer, der er organiske og mineraler, der er uorganiske, skal derfor også tilføres med kosten. For at udnytte de næringsstoffer der findes i maden, vi spiser, er det nødvendigt at nedbryde det til deres byggeelementer, små molekyler som cellerne kan optage. I kosten findes der også stoffer som er direkte giftige for organismen, så fordøjelsessystemets funktion er altså at nedbryde næringsstoffer til deres byggeelementer, optage disse i blodet og udskille ufordøjelige og giftige dele af maden. 11 Fordøjelsen: Fordøjelsen sker både mekanisk og biokemisk. Den mekaniske del er tændernes tygning, hvor fortænderne skærer maden over og kindtænderne tygger den, spiserørets synkebevægelser og de rytmiske muskelsammentrækninger ved spiserøret og omkring tarmene, også kaldet de peristaltiske bevægelser, der desuden også hjælper med at få maden blandet med sekreter fra fordøjelsessystemet. De biokemiske processer i celler sker hurtigst ved hjælp af en katalysator, der kan sætte farten op på processen uden selv at blive forbrugt. Disse biokemiske processer foregår hele tiden i organismen og kaldes stofskifte. De kontrolleres af organiske katalysatorer, enzymer. De arbejder bedst ved en bestemt ph-værdi og har alle et aktivt sted, der gør processen mulig. Enzymer er alle proteiner, hvor dette aktive sted ar tilknyttet et vitamin eller et mineral, en co-faktor. Dennes tilstedeværelse er nødvendig for proteinets funktion. Ved for høje temperaturer bliver enzymets tredimensionelle form ødelagt, hvorved det bliver inaktivt. Enzymer er tilpasset et specielt substrat, og kan kun omdanne dette. Derfor findes der mange enzymer, der hver især passer til sit sekret. Allerede når maden kommer ind i munden begynder de biokemiske processer, da der fra kirtler bag ørene og i kæben udskilles spyt. Spyt består bl.a. af vand med opløste salte, smøremidler, spytamylase og lysozym. Spytamylase nedbryder stivelsesmolekyler til disakkaridet maltose og lysozym er et enzym, der slår bakterier ihjel. Mere simple sukkermolekyler smager sødere end stivelse, polysakkarider, så når maden tygges i munden vil man ofte kunne smage, at det bliver en lille smule sødere i smagen, da stivelses nedbrydes til simplere sukkermolekyler. Det mekaniske arbejde i munden, hvor også tungen også hjælper, når maden skal synkes, hjælper med at findele maden, så den får et større overfladeareal. Det giver fordøjelsesenzymerne en større angrebsflade. Ælteprocessen blander desuden også madpartikler og enzymer grundigt. Fra munden ledes maden ned gennem spiserøret, som er en elastisk transportkanal mellem svælget og mavesækken. Glatte muskler i spiserøret sørger for med peristaltiske bevægelser at føre maden ned i maven. Mavesækken er ligeledes elastisk og muskuløs, og her opbevares og opblandes det mad, vi har spist. Det er således ikke nødvendigt at spise hele tiden, da vi kan indtage maden i måltider, hvorefter fordøjelsen arbejder med den over længere tid. Opholdstiden i maven variere fra 30 minutter til 4 timer. Muskelsammentrækninger i maven sørger for at indholdet af mavesækken hele tiden blandes med mavesaft, samtid med at specielle celler i mavevæggen udskiller en lille smule saltsyre. PH-værdien er derfor helt nede på 2-3 i mavesækken. Dette har en bakteriedræbende effekt, og dermed bliver langt de fleste bakterier, vi inhalerer med maden, slået ihjel. Andre celler danner fordøjelsesenzymer, som er tilpasset det sure miljø. Pepsinogen omdannes i det sure miljø til pepsin, der er et enzym, der kan spalte proteiner til mindre stykker. I mavesækken, efter madens opblanding med mavesaften, har hele substansen nu fået en konsistens som tyk vælling. Herfra lukkes maden ud i tolvfingertarmen, den øverste del af tyndtarmen, i små portioner. Dette styres af hormoner og af nervesystemet. Tyndtarmen er således nærmest delt op i to, hvor den først del er tolvfingertarmen, som har forbindelse til maven, og den anden del, som munder ud i tyktarmen. Hele vejen fra tolvfingertarmen og gennem tyndtarmen nedbrydes næringsstofferne ved hjælp af fordøjelsesenzymer fra bugspytkirtlen og fra specielle celler fra tolvfingertarmens slimhinde. Fra bugspytkirtlen udskilles også nogle basiske stoffer, der neutraliserer syren fra maven lidt. Hermed bliver der skabt det rette miljø for bugspyttets enzymer. Også fra leveren tilføres stoffer. Det er galdesalte, der går via galdeblæren til tolvfingertarmen. Galdesaltene findeler fedtet i mikroskopiske dråber, da fedt er vandafskyende og dermed ikke kan opløses i vand. Fedtet ville flyde rundt

12 12 Her ses alle de organer, der indgår i fordøjelsessystemet. Mund, svælg, spiserør, mave, tyndtarm, tyktarm Her ses alle de organer, der indgår i fordøjelsessystemet. Mund, svælg, spiserør, mave, tyndtarm, tyktarm og endetarm. Her er også nogle tilknyttede organer: spytkirtler, lever, galdeblære og bugspytkirtel, der alle supplerer mave- og tarmindholdet, så fordøjelsen bliver lettere.

13 13 som store fedtperler, som på grund af deres ringe overfladeareal i forhold til rumfanget ville live svært at få nedbrudt. I tyndtarmen er alle kostens bestanddele altså nedbrudt til deres byggeelementer; proteiner til aminosyrer, kulhydrater til monosakkarider og disakkarider og fedt til fedtsyrer og glycerol. I resten af tyndtarmen optages disse byggeelementer i blodet. For at dette kan ske på en effektiv måde, skal overfladearealet være størst muligt, og tyndtarmen er udviklet så den har dette. Tyndtarmen er ca. 5 meter lang hos et voksent menneske og på indersiden er der en masse foldninger. Disse er forsynet med tætsiddende tarmtotter, kaldet villi. Disse er så også beklædt med endnu mindre totter, der er stærkt foldede celler, der vender ind mod tarmen, kaldet mikrovilli. I villi findes de fine kapillærer og lymfekar, som transporterer de optagne stoffer videre. Kun de allermindste uladede molekyler som ilt og kuldioxid passerer passivt ind i tarmcellen. Resten af stoffernes optagelse afhænger af størrelse og form samt koncentration og kemiske opbygning. De fleste af dem optages specifikt, hvilket betyder at der i tarmens membran sidder molekyler der passer til hvert enkelt næringsstof og sørger for at transporterer dem ind i cellen. Fordi fedtstofferne er vandskyende og upolære, transporteres de på en anden måde end de andre stoffer. Efter den enzymatiske nedbrydning af fedt til fedtsyrer og glycerol, kommer galdesaltene igen in d i billedet da de her kobles sammen med fedtet og danner mikroskopiske partikler, miceller, som optages i tarmcellen. I tarmcellen gendannes fedtmolekylerne, triglyceriderne. Dette vil sammen med kolesterol, proteiner og fosforlipider danne de såkaldte chylomicroner. De bliver ud af tarmcellen og over i lymfekarrene, der findes forskellige typer f disse efter, hvilke fedtsyrer, det er dannet ud fra. Hvis det er de mættede fedtsyrer, vil der dannes chylomicroner, som indeholder meget kolesterol, der let kan optages i cellerne og let aflejres i blodkarrene. Dette kaldes det dårlige kolesterol, mens en kost rig på flerumættede fedtsyrer, vil gøre det muligt for cellerne at få transporteret det hele med blodet til leveren. Dette er det gode kolesterol. Fra tyndtarmen ledes maden over i tyktarmen, hvor vandet optages. Tyktarmen skal udover dette nedbryde visse ufordøjelige dele af maden ved hjælp af bakterier samt afgive de ufordøjelige rester. I løbet af fordøjelsesprocessen er en del væske blevet tilsat i form af mavesaft, spyt, bugspyt og tarmsaft. Derudover drikker vi også andet væske i løbet af dagen, hvorved der i alt kommer op i nærheden af 8 liter væske. Det meste af dette optages i tyndtarmen, men 1-1,5 liter optages i tyktarmen. De forskellige celler i tyktarmen optager aktivt ionerne, som så trækker vandet med sig. Tyktarmen har et rigt bakterieflora, og bakterierne nedbryder delvist nogle af de ellers ufordøjelige dele af maden ved gæring. Herved dannes forskellige gæringsrester, i form af kortkædede fedtsyrer, som kan optages gennem tyktarmsvæggen, samt forskellige gasser. Hvilke syrer og gasser, der dannes, afhænger af hvordan kosten er sat sammen. Det er også her, der dannes vitamin-k. Fra tyktarmen ledes afføringen ud af endetarmen. Den mad vi spiser bliver således nedbrudt til simple molekyler, der kan optages i blodet og ledes ud til kroppens celler. Her bruges det som energileverandør og byggeelementer. De processer der sker i cellerne er samlet i betegnelsen stofskifte, metabolisme. Musklernes opbygning: Det er ved fysisk aktivitet vi skal se på, hvordan energien udnyttes. Det er ved mekanisk arbejde i musklerne, at ekstra energi bliver brugt. Definitionen på en muskel er et organ, der kan trække sig sammen og derved formidle bevægelse. Der findes tre slags muskelvæv; hjertemuskel, glat muskulatur og tværstribet muskulatur. Hjertemusklen sidder som navnet indikerer i hjertet og som tidligere beskrevet er det denne muskel, der hjælper med at pumpe blodet rundt i kroppen. Glat muskulatur findes i de indre organer og de sørger for de automatiske bevægelser, som vi ikke selv har indflydelse på, fordi at de styres af underbevidstheden. Den tværstribede muskulatur kaldes også for skeletmuskulaturen. Disse muskler styrer vi bevidst. Musklerne aktiveres ved hjælp af nerveimpulser fra enten hjernen eller rygraden. Muskelcellerne holdes sammen i bundter ved hjælp af bindevæv, som ender i en sene, der hæfter på skelettet. Når musklerne stimuleres, trækker de sig sammen, og kraften fra sammentrækningen overføres til knoglen, som så bevæger sig om et led. Skeletmusklerne er opbygget af lange trådlignende fibre, som kaldes muskelfibre. De er delvist omgivet af en cellemembran, der nærmest er foldet ind i fordybningerne mellem myofibrilerne, som

14 14 muskelcellen er opbygget af. Derved dannes nogle såkaldte T-rør. Skeletmuskler bliver flere centimeter lange og g hver celle har mange kerner, der ligger tæt på celleoverfladen. Her er også en masse mitokondrier, der kan frigøre energi til muskelsammentrækningerne, det er her respirationen foregår. Myofibrillerne er opbygget af proteinstofferne actin og myosin og disse to er placeret imellem hinanden i et bestemt mønster. Disse kaldes også filamenter, og man snakker om actinfilamenter og myosinfilamenter. Endoplasmatisk reticulum er et netværk af sække og rør i celler med cellekerne, eukariote celler, som er aktivt i membransyntesen og metabolske processer. I musklerne er det såkaldt ru endoplasmatisk reticulumen syntese af proteiner, der modificeres, så der dannes membran. I muskelfibrene er det endoplasmatiske reticulum veludviklet og løber på kryds og tværs i cellen. En del af dette er i kontakt med T- rørene, og når en nervecelle stimulerer en muskelcellesendes impulsen meget hurtigt til filamenterne ved hjælp af T- rørene. Filamenterne er ordnet sådan så actinfilamenter kan glide ind i myosinfilamentet, så muskelfiberen forkortes, de trækker sig sammen under energiforbrug. Muskelfibrene er samlet i bundter, et muskelfiberbundt, som er omgivet af kapillærer. Nogle muskelfibre er røde, idet de indeholder store mængder myoglobin, som er et ilttransporterende molekyle i musklerne. Disse fibre er meget velforsynede med ilt og glukose, og de er meget udholdende selvom de ikke trækker sig så hurtigt sammen. De hvide muskelfibre i musklerne har som oftest kun få blodkar, men trækker sig til gengæld hurtigt sammen. De har kun få blodkar pr. fiber og har dermed ikke så stor ilttilførsel, så de trættes hurtigt. De røde muskelfibre er altså gode til længere varende fysiske aktiviteter, mens de hvide er optimale til eksplosive idrætter.

15 Konklusion: Motion er vigtigt og kondition gør kroppen mere modstandsdygtig. Det er derfor vigtigt at passe på vores organisme ved at leve sundt. Ved at vide noget om fysiologien, er grundlaget for et sundt liv meget bedre, da man kender til kroppens funktioner, samt hvad der sker når den udsættes for forskellige ting. Tests kan være meget misvisende, da de kun rammer en bestemt gruppe, der holder dig inden for normalen. Grunden til denne holdning er, at jeg falder kraftigt uden for denne, da jeg til daglig træner mellem 6 og 10 træninger om ugen som trampolinspringer på eliteplan. Jeg har en knæskade, der gjorde mig indisponibel som forsøgsperson, men jeg ved meget om kondition og træning og steptesten ville højst sandsynligt have givet et ret upræcist billede af min fysiske form. Den og coopertesten, synes jeg, er god som en guide til folk, der ligger indenfor normalen og ikke er sat så meget ind i idræt og fysiologi, men personligt kan jeg ikke bruge den til så 15

16 Bilag 1 16