Физиология - Лекции
Преподаватели:
доц. д-р Милена Николова, доктор
проф. Лъчезар Стефанов
Материали от преподаватели
Тест за самоподготовка за колоквиум
Учебник по Физиология
учебник по Спортна Физиология (Физиология на Спорта) от проф. Л. Стефанов
🔉 Първа лекция, 25.08.2026, 14:00
Кръв - състав и функции
Обща характеристика и състав
Състав
Кръвта е една от течните среди на организма и се състои от:
Формени елементи (кръвни клетки), които са около 45% от общия обем кръв
Кръвна плазма (течност) - около 55% от общия обем кръв
Количеството на кръвта е 5 до 8% от масата на тялото при възрастен индивид, което е около 4 - 6 л.
Съотношението между обема на еритроцитите и общия обем на кръвта се нарича хематокрит
При мъже - около 45%
При жени - около 40%
Характеристики:
Цвят - червен (тъмно и светло);
pH - 7.35 - 7.45
Вискозитет (плътност) - 3 до 5 пъти по-гъста от водата
Около 40 - 50% от кръвта се намира в кръвните депа:
Черен дроб - до 30%
капацитивни съдове във вътрешните органи и долните крайници - могат да изпомпат литър кръв за по-малко от минута
съдове на кожата
белите дробове
далак (при хора - не)
Тази кръв е по-богата на формени елементи от циркулиращата
Кръвна плазма
II Функции на кръвта
00:15:00
Транспортна
Защитна
Хомеостатична
Терморегулаторна
Хуморална
III. Формени елементи - образуване (хемопоеза - кръвотворене)
Еритроцити (червени кръвни клетки)
Това са безядрени клетки с форма на двойно вдлъбнат диск, които пренасят O₂ и CO₂. 95% от сухият им остатък е хемоглобин.
Жени около 4.5 млн. в 1 µl кръв
Мъже около 5 млн. в 1 µl кръв
Еритроцитоза - увеличен брой еритроцити
Еритропения - намален брой на еритроцити
Зрелите еритроцити живеят около 120 дни, след което се разрушават в клетките на ретикуло-ендотелната система.
Хемоглобин
Хемоглобинът е изграден от белтъчна част глобин и желязосъдържащо съединение хем, на което се дължи червения цвят на кръвта.
00:27:30
Съединения на хемоглобина
Оксихемоглобин - една молекула хемоглобин свързва 4 молекули O₂
Карбхемоглобин - свързва се с CO₂
Карбоксихемоглобин - свързва се с CO
Метхемоглобин
Кислородна сатурация
00:41:00
Кръвни групи
Мембраните на еритроцитите притежават разнообразни антигени наречени аглутиногени. Най-важни от тях са А и В аглутиногените.
В кръвната плазма съществуват антитела срещу А и В аглутиногените и се наричат α и β аглутинини.
00:45:00
Междугрупово преливане
Кръвни групи в Европа
A - 40%
0 - 40%
B - 14%
AB - 6%
Коренните жители в Северна Америка в 90% са с кръвна група 0
Резус - фактор Rh
Съществуват и някои други белтъчни структури в кръвта, какъвто е аглутиногенът Rh открит върху еритроцитите на човека и маймуната - Macacus Rhesus.
(Rh+) - са 86% от населението у нас
(Rh-) - са 14%
Бели кръвни клетки
Нормално са от 4000 до 11000 в 1 µl кръв. Защитават организма от паразити, вируси, бактерии, тумори и техните продукти.
Белите кръвни клетки се делят на:
гранулоцити, и
агранулоцити
Гранулоцити
Неутрофилни - 50 - 70% от общото количество бели кръвни клетки. Полуживотът им е 6 часа. Дневно се произвеждат около 100 милиарда. Увеличават се при хранене, физическа работа, нервно напрежение и увеличен адреналин.
Еозинофилни - 1 - 4% Атакуват паразити, повишават се при физическо натоварване, алергични състояния и паразитози.
Базофилни - 0.4% Съдържат хистамин и хепарин. Отговорни са за бързите хиперсензитивни реакции. Фагоцитират бактерии и увредени кръвни клетки. Извън кръвния ток те се превръщат в макрофаги.
Агранулоцити
Лимфоцити - 20 - 40% от общото количество бели кръвни клетки. Различават се:
Т-лимфоцити отговорни за клетъчния имунитет
В-лимфоцити отговорни за хуморалния имунитет - антитела от гама-глобулиновата фракция
Моноцити - 2 - 8% Навлизат в тъканите и се превръщат в тъканни макрофаги, където съществуват около 3 месеца. Увеличават се при неопластични процеси, хронични възпаления и други.
Тромбоцити
Произвеждат се в костния мозък.
В циркулацията са от 150 000 до 400 000 в 1 µl.
Времето на полуживот е около 4 дни.
Кръвосъсирване
Нараняване на кръвоносен съд
Тромбоцитна адхезия - тромбоцитите се привличат от оголения колаген
Тромбоцитна активация - тромбоцитите образуват псевдоподии и изхвърлят гранулите си
Тромбоцитна агрегация - слепват се и образуват временен съсирек
Имунна система на организма
Антиген
Антитяло
Имунитет: състояние на невъзприемчивост (устойчивост) към генетично чужди агенти (антигени)
Органи и клетки на имунната система - тонзили, тимус, лимфни възли, слезка, костен мозък
Защитни линии на организма
Първа защитна линия - кожата и лигавиците
Втора защитна линия - някои фагоцити, макрофаги, мастоцити - т. нар. неспецифичен отговор на организма.
Трета защитна линия: специфичен имунен отговор на организма
Специфичен имунен отговор
Клетъчен имунитет: осъществява се от Т лимфоцитите
Хуморален имунитет: осъществява се от В лимфоцитите
Алергия (свръхчувствителност): прекомерна защитна реакция на имунната система, обикновено към безвредни субстанции от околната среда, известни като алергени.
Промени в кръвта при физически натоварвания
Временни (остри):
Количество и разпределение на циркулиращата кръв
Промени в кръвната плазма
Промени в червения кръвен ред
Промени в белия кръвен ред
Промени в тромбоцитния ред
Трайни
Кръвна плазма: повишен белтъчен и алкален резерв, каталазна и анхидразна активност, увеличени нива на някои йони (K⁺, Ca²⁺, Na⁺)
Формени елементи: увеличен брой Er, Hb и O₂ вместимост на кръвта, особено драстично при високопланински спортове
🔉 Втора лекция, 27.08.2026, 08:00
Кръвообращение
Строеж на сърдечния мускул
Изграден е от удължени клетки и единственото място в тялото с електрически синапси. Причината за това е, че по този начин сигналите се предават максимално бързо навсякъде за да работи всяка част от сърдечния мускул синхронно с останалите.
Сърдечни кухини
00:08:30
Клапанен апарат
Възбудно-проводна система на сърцето (автоматизъм)
⚠️ Автоматизъм е способността на сърцето само да създава импулсите за своето съкращение.
От продълговатия мозък се подава импулс към синусовия възел; След това импулса се предава към предсърдията и предсърдно-камерен възел; От там импулсът продължава през сноп на Хис към влакна на …. 00:12:00
Ориентация на миокардните влакна
Кръвоснабдяване на сърдечния мускул
Коронарно кръвообращение зависи основно от: - Нивото на метаболизъм на миокарда - Фазата на сърдечния цикъл - Тонусът на коронарните съдове
Свойства на сърцето
Възбудимост
Това е процес на генериране на акционен потенциал в кардиомиоцитите, който е много по-продължителен от този в скелетните мускули. В процеса на възмуждение сърцето се подчинява на закона „всичко или нищо“.
Реграктерност 00:21:20
Абсолютен рефрактерен период
Относителен рефрактерен период
Автоматизъм
Синусовият възел генерира импулси 70 - 80 пъти в минута
Предсърдно-камерният възел генерира импулси 40 - 60 пъти в минута
Снопчето на Хис генерира импулси 10 - 30 пъти в минута
Нормалният импулc е 60 - 90 пъти в минута ⚠️
< 60 брадикардия
> 90 тахикардия
Проводимост. Скорост на провеждане
Влакна на Пуркиние - 3000 - 4000 mm/s
Предсърдна камерна мускулатура - 300 mm/s
Снопче на Хис - 1000 mm/s
Предсърдно камерен възел около 50 - 100 mm/s
Съкратимост
Основно значение имат Ca²⁺
Повишената концентрация довежда до:
Увеличена продължителност на акционния потенциал
Удължен период на рефрактерност
Увеличена сила на сърдечните съкращения
Сърдечни обеми
Ударен (систоличен) обем на сърцето: количеството кръв, което изтласква всяка камера при едно съкращение (50 - 80ml)
Минутен сърдечен обем: количеството кръв, което изтласква всяка камера за една минута:
MCO = УО x СЧ (МСО - Минутен Сърдечен Обем; УО - Ударен Обем; СЧ - Сърдечна Честота)
Енергетика на сърдечните съкращения
Енергийното осигуряване на сърдечните съкращения става по аеробен път.
Сърцето консумира около 10% от общото количество усвоен кислород от организма.
При интензивна физическа работа нуждата от кислород нараства 3 - 4 пъти.
Кардиомиоцитите са богати на митохондрии и миоглобин.
Енергоизточници:
Глюкоза
Свободни мастни киселини
Млечна киселина (лактат)
Регулация на кръвообращението
Да осигури доставвката на O₂ и хранителни вещества съобразно непрекъснато изменящите се потребности на органите.
Направления на регулацията
00:45:50 (свиване/разширяване на съдове)
Авторегулация на сърцето
Хетерометрична авторегулация
колкото повече кръв изпълни сърцето при диастола, толкова повече ще се изтласка при систола
Хомеометрична авторегулация
Разтеглянето на камерите довежда до увеличаване на сърдечния ритъм
Регулиране на Сърдечната Честота (СЧ)
Регулиране на Ударния Обем (УО)
Намалено венозно пълнене - 00:54:15
Регулиране на ширината на съдовете
Регулация на артериалното налягане (кръвно налягане) ⚠️
Регулация - обобщение
🔉 Трета лекция, 01.09.2026, 15:45
Обмяна на веществата и енергията
Същност
Дисимилация (катаболизъм) - разграждане на хранителните вещества до по-прости, при което се освобождава енергия
Асимилация (анаболизъм) - изграждане от по-простите вещества на по-сложни, които могат да изпълняват структурна или енергетична функция в организма
Обща схема на обмяна на веществата
Аминокиселини
Мастни киселини
Въглехидрати
ℹ️ Те образуват общия метаболитен резерв, който има
Структурна функция
Енергийна функция
Обмяна на въглехидратите
Видове въглехидрати в организма
ℹ️ По-важните въглехидрати получавани от храната са глюкоза, галактоза и фруктоза
Глюкоза
Главният продукт от разграждане на въглехидратите е кръвната захар - глюкозата
Фруктоза
Фруктозата се усвоява два пъти по-бавно от глюкозата
Фруктозата не изисква инсулин и не стимулира инсулиновата секреция
Фруктозата не стимулира производството на хормона лептин „хормон на ситостта“
⚠️ Глюкозо-фруктозен сироп - 55% фруктоза и 45% глюкоза; 75% по-сладък, евтин е и има вредни влияния. ⚠️ Фруктозата не трябва да надвишава 10% от дневния калориен режим, в противен случай се получават състояния подобни на цироза.
Галактоза
Тя се намира в млякото и млечните продукти
Поддържане на количеството на глюкоза в кръвта
Нормалното плазмено ниво е 3,9 - 6,1 mmol/l
По-високистойности - хиперглекимия
По-ниски стойности - хипоглекимия
Дневната нужда от въглехидрати е около 400 - 800гр.
Гликогенолиза
Образуване на глюкоза в мускулите и черния дроб от гликоген
Гликогеногенеза
Голяма част от приетата с храната глюкоза достига до черния дроб и мускулите, където под действието на инсулина се превръща в гликоген.
Човек с тегло 70кг има въглехидратни резерви около 2500 kcal., складирани в около 400 гр. гликоген в мускулите, 100 гр. гликоген в черния дроб
Глюконеогенеза
Глюкоза се получава и от продукти, произведени при разграждането на аминокиселините, глицерола и лактата.
00:33:30
Гликемичен индекс
Рангова система, показваща колко бързо 50 гр. консумирани въглехидрати ще увеличат кръвната глюкоза. Обхвата е от 0 до 100 единици и отразяват бързината, с която въглехидратите се смилат и абсорбират в тялото.
висок индекс - над 70
среден индекс - между 56 и 69
нисък индекс - под 55 единици
Регулация
Нервната регулация. Осъществява се от нервни центрове, разположени в продълговатия мозък и хипоталамуса
Хуморалната регулация. Осъществява се от хормоните инсулин, глюкагон и адреналин. Освен тях в регулацията участват глюкокортикоидите, соматотропния хормон и тироксина.
Обмяна на белтъците
ℹ️ Белтъците са изградени от 20 аминокиселини, свързани във вериги чрез пептидни връзки. От тях 12 се синтезират в човешкия организъм, а 8 не могат.
Класификация на белтъците
Пълноценни белтъци
съдържат всички незаменими аминокиселини за организма
намират се в животинските продукти
Непълноценни белтъци
не съдържат всички необходими аминокиселини за организма
намират се в растителната храна
ℹ️ 8 аминокиселини не могат да се синтезират от човешкия организъм и се наричат незаменими (есенциални)
Дневна нужда
Собствените протеини непрекъснато се хидролизират до аминокиселини и отново се синтезират около 100 гр за 24 ч.
Дневната нужда от белтъци за възрастен е около 1 гр/кг, а при физически натоварвания тази нужда се увеличава до 2 - 2.5 пъти
Крайните продукти от разграждането на аминокиселините са въглероден диоксид, вода и азотосъдържащи вещества
Аминокиселините се преобразуват чрез деаминиране
Регулация
Нервна регулация - свързана е с дейността на хипоталмуса
Хуморална регулация - осъществява се от хипофизата, щитовидната и половите жлези, които усилват белтъчния синтез
Метаболизъм на мазнините
Мазнините в организма се складират в мастните клетки като триглицериди.
Функции на мазнините
структурна (в състава на клетъчната мембрана, протоплазма и ядро)
енергетична
термоизолираща
поддържаща положението на органите
защита от травми
Мастите съставляват около 15% от телесната маса на мъже и 22% за жени. Дневните нужди са 1гр/кг.
Усвояване и синтез
Триглицеридите се разграждат до глицерол и свободни мастни киселини (СМК)
По-голямата част от синтезираните наново мастни киселини става от ацетил-КоА в микрозомите на мастоцитите
Само в митохондриите на мастните депа глицерола се свързва с мастни киселини
Видове мастна тъкан
Бяла мастна тъкан
образува мастните депа, където се натрупва енергия под формата на триглицериди
Кафява мастна тъкан
Видове мастни киселини
Наситени
Имат само единични връзки в атомната си структура
Ненаситени
Имат една или повече двойни връзки
Омега-3 и Омега-6 мастни киселини не се синтезират в организма и затова се наричат есенциални или „незаменими“
Омега-9 мастните киселини - участват в състава на клетъчните мембрани
Регулация
Нервната регулация се осъществява от хипоталамуса.
Хуморалната регулация се осъществява основно от хипофизата, щитовидната и половите жлези.
Намаляване на функцията им води до напълняване.
Инсулинът стимулира превръщането на въглехидпратите в мазнини.
Макроергични съединения
Фосфатни съединения
Една част от тях са макроергични, т.е. съдържащи много енергия - АТФ, АДФ, КФ
Тиолови съединения
Коензим А (КоА) е тиол, който при реакцията си с оцетната киселина се превръща в ацетил-КоА, който е универсален енергиен посредник в метаболизма на мазнини, въглехидрати и белтъци
🔉 Четвърта лекция, 04.09.2026, 11:30
Дишане
Газова обмяна и транспорт на газове
Състав на атмосферния въздух:
Кислород - 20.94%
Въглероден двуокис - 0.04%
Азот - 79.04%
Състав на издишания въздух
Кислород - 15 - 16%
Въглероден диоксид - 2.5 - 4.5%
Азот - 79.04%
Състав на алвеоларния въздух. Той се различава от издишания и представлява смес от вдишания въздух и въздуха от ФОК:
Кислород - 13.7%
Въглероден диоксид - 5.6%
Основни закономерности на газовата обмяна.
Обмяната на газовете между алвеоларния въздух и капилярната кръв става пасивно по пътя на дифузията.
Разтворимостта на един газ в течност е правопропорционална на неговото паррциално налягане и на температурата.
Атмосферен въздух |
Алвеоларен въздух |
Артериална кръв |
Тъкани |
Венозна кръв |
|
|---|---|---|---|---|---|
O₂ |
21.1 kPa |
13.3 kPa |
12.2 kPa |
4 kPa |
5.3 kPa |
CO₂ |
0.04 kPa |
5.30 kPa |
5.35 kPa |
6.7 kPa |
6.1 kPa |
Обмяна и транспорт на кислорода
Кислородна консумация в покой е 250-300ml/min.
100 ml кръвна плазма свързва 0.3 ml O₂
100 ml кръв съдържат 15-16 гр. хемоглобин.
Следователно основният начин за пренасяне на кислород е чрез хемоглобина от еритроцитите, който образува нетрайно съединение с кислорода - оксихемоглобин.
Дисоциация на оксихемоглобина
Насищането на кръвта с O₂ зависи от pO₂ - парциалното налягане на O₂ и има S-образна форма
Зависи от pH - при увеличаване на киселинността е необходимо по-високо pO₂ за свързване на O₂ с хемоглобина. По-високото pH изисква по-ниско pO₂
Зависи от температурата - при увеличаване на температурата е необходимо по-високо pO₂
Отдаване на кислорода в тъканите.
Отдаването става чрез дифузия и зависи от pO₂
Усвояването на O₂ от тъканите се нарича утилизация или консумаця
Кислородната консумация:
При покой е 5-6 ml/kg/min
При физическа работа е 35-45 ml/kg/min
Обмяна и транспорт на CO₂
Пренасяне на CO₂ чрез кръвната плазма (около 70% от общия)
физически разтворен в плазмата CO₂
под формата на въглена киселина; разтворения CO₂ бавно се хидратира и образува въглена киселина (H₂CO₃)
свързан с аминогрупите на плазмените белтъци
Форми на пренасяне на CO₂ чрез еритроцитите
минимални количества се разтварят в течната среда на еритроцитите
в еритроцитите също настъпва хидратация на CO₂ до въглена киселина, но процесът протича много по-бързо поради ензима карбоанхидраза
в хемоглобиновата молекула има аминогрупи, които се свързват с H₂CO₃
Регулация на дишането
Нервна регулация
Система за волеви контрол - кората на главния мозък изпраща импулси чрез кортикоспиналните пътища към дихателните мотоневрони.
Система за автоматично дишане - намира се в моста и продълговатия мозък, като от там тръгват еференти към дихателлните мотоневрони.
Структури в продълговатия мозък
Вентрална респираторна група (ВРГ) - Състои се от I-неврони и E-неврони. Център, генериращ дихателния ритъм. Осигурява цикличността на вдишване и издишване. Когато I-невроните се активират, серия импулси достигат до мотоневроните в гръбначния мозък, иневриращи междуребрените мускули и диафрагмата. Активирането на E-невроните спира тези импулси и издишването става пасивно. Отнася се за спокойно, неволево издишване.
Дорзална респираторна група - Интегрира входове от периферните стреч и хеморецептори, и обменя информацията с ДРГ. При вдишване механорецепторите за разтягане в белите дробове изпращат потискащи импулси към дихателния център, като при определено разтягане вдишването се прекратява. Нарича се инфлационен рефлекс на Херинг-Броер. Следва пасивно издишване.
Структури в моста. Променят активността на невроните в медулата, като омекотяват прехода между вдишване и издишване. Респираторната група и други центрове в моста изпращат импулси към ВРГ, повлияващи ритъма на генериране на дихателни движения при някои активности - като говор, сън и физически упражнения. Вероятно като ДРГ получават импулси от по-висшестоящи нервни центрове и различни сетивни рецептори.
Хипоталамус. Заедно с лимбичната система променя честотата и дълбочината на дишане при емоции, болка и други чрез сигнали към дихателните центрове. Увеличава телесната температура, увеличава дихателната честота.
Коров контрол. Волеви контрол на честота и дълбочина на дишането. Моторната кора изпраща сигнали до мотоневроните на дихателната мускулатура директно заобикаляйки медуларните центрове. При критично високи нива на pCO₂ в кръвта, контролът се поема от медуларните центрове.
Генериране на дихателния ритъм
ℹ️ Едната хипотеза приема, че съществува реципрочно подтискане на междинни невронни мрежи в продълговатия мозък. Другата хипотеза допуска съществуването на пейсмейкърни клетки, имащи автоматичен ритъм.
00:53:45
II. Химическа регулация
Осъществява се от хеморецептори, реагиращи на промяна в нивата на CO₂, O₂ и H⁺ в артериалната кръв. Намират се в:
продълговатия мозък - централни хеморецептори
дъгата на аортата и каротидните артерии - периферни хеморецептори
pCO₂ - в артериалната кръв е 40 mmHg и се поддържа в рамките на ± 3mmHg. CO₂ преминава кръвно-мозъчната бариера, докато H⁺ не може. При повишаване на pCO₂ в мозъка се образува H₂CO₃, която дисоциира и освобождава H⁺, който остава в мозъчното кръвообращение и дразни централните хеморецептори. Дишането се учестява и задълбочава, което довежда до издишване на повече CO₂ и pH се покачва. При понижаване на pCO₂ дишането се потиска и постепенно се натрупва CO₂, а pH се понижава, което отново стимулира центъра на дишането.
pO₂ - периферните хеморецептори са чувствителни към нивата на O₂ в кръвта. Слабото му намаляване оказва слаб ефект върху вентилацията. Намаленото pO₂ повлиява дишането индиректно, чрез повишаване на чувствителността на периферните хеморецептори към pCO₂. Намаляване на pO₂ около и под 60 mmHg става главен стимул за увеличаване на вентилацията.
Артериалното pH. Влияе само върху периферните хеморецептори, тъй като H⁺ не може да преминава кръвно-мозъчната бариера. Намаленото pH увеличава честотата и дълбочината на дишане за да се елиминира CO₂ и H₂CO₃.
