Współpraca układów narządów podczas wysiłku fizycznego: skąd mięśnie biorą energię (biologia, klasa 7)

Bieg na WF-ie wygląda prosto: nogi się ruszają i tyle. Tymczasem w środku organizmu pracuje w tym czasie cała „załoga”: mózg wydaje komendy, płuca łapią tlen, jelita podsyłają glukozę, serce rozwozi to wszystko krwią, a nerki sprzątają odpady. W tej ściądze pokazujemy, co dokładnie robi każdy układ narządów podczas wysiłku fizycznego i dlaczego mięśnie nie ruszą się bez pomocy pozostałych.

W skrócie: ruch lokomocyjny (przemieszczanie się, wykonywanie czynności) to przede wszystkim praca układu ruchu. Mięśnie potrzebują energii, którą ich mitochondria wytwarzają w procesie oddychania tlenowego z glukozy (z układu pokarmowego) i tlenu (z układu oddechowego). Układ krążenia jest łącznikiem: transportuje gazy oddechowe, produkty trawienia i produkty przemiany materii. Mięśnie zaczynają pracować dopiero na sygnał z układu nerwowego, który reaguje na informacje z narządów zmysłów. Układ wydalniczy gromadzi na krótko zbędne produkty przemiany materii, aby je usunąć.

Skąd mięśnie biorą energię?

Aby mięśnie mogły pracować, potrzebują energii. Produkują ją mitochondria komórek mięśniowych w procesie oddychania tlenowego. Substratami tego procesu są glukoza i tlen: glukoza jest dostarczana z układu pokarmowego (powstaje podczas trawienia), a tlen – z układu oddechowego. Produktem ubocznym jest dwutlenek węgla, który organizm usuwa podczas wydechów. Podczas ruchu oddychanie tlenowe w mięśniach szkieletowych przebiega bardzo intensywnie, dzięki czemu mięśnie otrzymują dużo energii.

Co robi każdy układ podczas wysiłku – tabela

Układ	Rola podczas wysiłku fizycznego
ruchu	część czynna to układ mięśniowy, część bierna – układ szkieletowy; kurczące się mięśnie szkieletowe poruszają kośćmi, do których są przyczepione
nerwowy	pobudza mięśnie szkieletowe do ruchu, wysyłając sygnały nerwowe; reaguje na informacje z narządów zmysłów
oddechowy	zwiększa intensywność wymiany gazowej w płucach (częstsze wdechy i wydechy), aby zapewnić komórkom mięśniowym tlen do oddychania tlenowego; podczas wydechów usuwa dwutlenek węgla
pokarmowy	dzięki trawieniu dostarcza proste związki, np. glukozę – substrat oddychania tlenowego
krążenia	łącznik między układami: krew dostarcza do komórek składniki pokarmowe i tlen, a odbiera produkty przemiany materii
wydalniczy	na krótko gromadzi zbędne produkty przemiany materii, aby je usunąć z organizmu

Układ krążenia – łącznik

Dlaczego podręcznik nazywa układ krążenia łącznikiem? Bo glukoza z jelit i tlen z płuc nie trafiłyby do mięśnia uda bez transportu. To krew przenosi gazy oddechowe (tlen do komórek, dwutlenek węgla z komórek), produkty trawienia i produkty przemiany materii. Im intensywniejszy wysiłek, tym więcej tlenu i glukozy trzeba dowieźć i tym więcej dwutlenku węgla odebrać – dlatego podczas ruchu serce bije szybciej. O tym, jak dokładnie krew wymienia substancje z komórkami, przeczytasz w ściądze o naczyniach włosowatych.

Kto daje sygnał do startu?

Mięśnie nie kurczą się same z siebie. Podejmują pracę wtedy, gdy otrzymają odpowiednie sygnały z układu nerwowego. Układ nerwowy reaguje z kolei na informacje przekazywane przez narządy zmysłów – na przykład widzisz piłkę, słyszysz gwizdek, i dopiero wtedy mózg wysyła polecenie do mięśni nóg. Kolejność jest więc taka: narządy zmysłów → układ nerwowy → mięśnie szkieletowe → kości.

Sprzątanie po wysiłku

Intensywna praca mięśni oznacza intensywną przemianę materii, a więc więcej zbędnych produktów. Dwutlenek węgla wychodzi przez płuca, a pozostałe zbędne produkty przemiany materii odbiera krew i przekazuje do układu wydalniczego, który gromadzi je na krótko, aby usunąć z organizmu.

Jak zapamiętać?

• Glukoza z brzucha, tlen z płuc, energia z mitochondrium – trzy słowa, które otwierają każde zadanie z tego tematu.
• Układ krążenia = kurier: wozi tlen i glukozę do mięśni, a dwutlenek węgla i odpady z mięśni.
• Układ nerwowy = trener z gwizdkiem: bez jego sygnału mięsień się nie ruszy.
• Układ ruchu: mięśnie czynne, kości bierne.
• Wydech = wyrzucenie dwutlenku węgla, niepotrzebnego produktu oddychania tlenowego.

Przeczytaj też

• Aktywność fizyczna dzieci i młodzieży: dlaczego ruch rozwija, ile się ruszać, po co rozgrzewka
• Osoba trenująca a nietrenująca: jak organizm reaguje na wysiłek, przetrenowanie i doping
• Badanie wydolności fizycznej: wskaźnik sprawności i krzywa odnowy tętna krok po kroku
• Naczynia włosowate a komórki – wymiana substancji
• Karty pracy „Aktywność fizyczna a układ krążenia” – 3 poziomy (PDF)
• Krew – skład, funkcje, grupy krwi – karty pracy, 3 poziomy
• Serce – budowa i praca – karty pracy, 3 poziomy
• Budowa układu krążenia – karty pracy, 3 poziomy
• NaCoBeZU: układ krążenia – co trzeba umieć na sprawdzian
• Wszystkie materiały z działu „Układ krwionośny i odpornościowy”

Najczęstsze pytania

Które układy narządów współpracują podczas wysiłku fizycznego?

Układ ruchu (mięśniowy i szkieletowy), układ nerwowy, układ oddechowy, układ pokarmowy, układ krążenia i układ wydalniczy. Układ nerwowy daje sygnał, pokarmowy dostarcza glukozę, oddechowy tlen, krążenia transportuje je do mięśni i odbiera zbędne produkty, a wydalniczy je usuwa.

Skąd mięśnie biorą energię do pracy?

Energię wytwarzają mitochondria komórek mięśniowych w procesie oddychania tlenowego. Substratami są glukoza (z układu pokarmowego) i tlen (z układu oddechowego).

Dlaczego układ krążenia nazywa się łącznikiem między układami?

Bo krew transportuje gazy oddechowe, produkty trawienia i produkty przemiany materii pomiędzy układami – dostarcza komórkom składniki pokarmowe i tlen, a odbiera od nich zbędne produkty.

---

Kto przygotował ten materiał? Magdalena i Mateusz Kwiecień – twórcy Kwiecień Academy. Na Zadanie na dziś pierwszy PDF na konto jest gratis, kolejne pobierzesz w pakietach od 5 zł. Strona jest w budowie, nowe ćwiczenia dodajemy na bieżąco.