FIZJOLOGIA - ĆWICZENIA
I. BŁONY PLAZMATYCZNE I TRANSPORT
Fizjologia - nauka o czynnościach żywego organizmu. Cała istota procesów fizjologicznych sprowadza się do procesów metabolicznych:
- katabolicznych - rozkład
- anabolicznych - synteza
Cytofizjologia - zajmuje się procesami zachodzącymi w obrębie komórki.
Błona komórkowa (plazmatyczna) - nadaje kształt komórce; jest selektywna (półprzepuszczalna); zbudowana jest z białek, lipidów(głównie fosfolipidy) i cukrów; jest strukturą płynnej mozaiki; nie jest strukturą jednolitą, aktywnie się zmienia. Białka, które wchodzą w skład błony to:
- integralne
- powierzchniowe
Podział białek ze względu na funkcje:
- strukturalne - wchodzą w skład struktury
- nośnikowe - transportujące:
*transport aktywny
*dyfuzja ułatwiona
*kanały jonowe
- enzymatyczne
- o charakterze receptorowym
- glikoproteiny
Transport przez błony:
- bierny i czynny transport jonów i substancji niejonowych
- pobieranie przez komórkę substancji odżywczych
- wydzielanie szkodliwych lub zbędnych substancji, ale też substancji aktywnych (enzymy)
- utrzymanie optymalnego stężenia ważnych dla życia jonów
- reakcje komórki na różne bodźce pochodzące z otoczenia
Transport przez błony:
- małe cząsteczki:
*transport aktywny
*transport bierny:
~dyfuzja prosta
~dyfuzja ułatwiona
~osmoza
-duże cząsteczki:
*egzocytoza
*endocytoza:
~pinocytoza
~fagocytoza
Dyfuzja prosta - przebieg zgodnie z zasadą dążności do wyrównania różnic stężeń. Cząstki przechodzą przez błonę z obszaru o większym stężeniu do miejsca o mniejszym stężeniu, tym szybciej im większa różnica stężeń (np. transport etanolu, tlenu, CO2). Ilość substancji transportowanej z udziałem nośników zależy od:
- szybkości wiązania substancji z nośnikiem
- liczby białek nośnikowych w błonie
- tempa, w jakim zachodzą zmiany konformacyjne nośników białkowych
Cechy układów transportowych z udziałem nośników:
- stereospecyficzność - swoistość
- nasycenie
- współzawodnictwo
Dyfuzja ułatwiona - cząsteczki (np. glukozy) są przenoszone przez błonę przy udziale białka nośnikowego. Cząsteczka łączy się z odpowiednim nośnikiem, po przeniesieniu na druga stronę błony nośnik zostaje uwolniony i może przenieść kolejną cząsteczkę. Taki transport nie wymaga nakładu energii.
Osmoza - proces, w którym cząsteczki rozpuszczalnika dyfundują do obszaru o wyższym stężeniu substancji rozpuszczonej, dla której błona jest nieprzepuszczalna. Ciśnienie niezbędne do zatrzymania przepływu rozpuszczalnika to ciśnienie osmotyczne roztworu.
Transport aktywny - wymaga nakładu energii, zachodzi wbrew gradientowi stężeń (transport aminokwasów, cukrów):
- transport pierwotny - dotyczy jednego typu substancji
- transport wtórny - występuje, gdy transport aktywny jednej substancji stwarza niezbędny gradient chemiczny lub elektryczny do transportu drugiej substancji (glukoza, aminokwasy w jelitach)
Rodzaje transportu:
- uniport - transport jednej cząsteczki
- symport - transport jednej cząsteczki jednocześnie z drugą w jednym kierunku
- antiport - transport jednej cząsteczki równocześnie z drugą w przeciwnym kierunku
Transport pęcherzykowy - duże cząsteczki (np. białka, wielocukry, bakterie) transportowane są drogą:
- egzocytozy - usuwane są komórki zbędne lub szkodliwe
- endocytozy:
*pinocytoza („picie komórkowe”) polega na pobieraniu przez komórkę pojedynczych cząstek w roztworze wodnym i substancji płynnych
*fagocytoza („pożeranie komórkowe”) - komórka pobiera większe cząstki
Potencjał błonowy - w jego utrzymaniu największą rolę odgrywają jony potasowe, sodowe, chlorowe. Bierze tu udział pompa sodowo-potasowa.
Potencjał spoczynkowy - różnica miedzy potencjałem wewnątrzkomórkowym i zewnątrzkomórkowym.
Funkcje pompy sodowo-potasowe:
- transport Na+ i K+ wbrew gradientowi stężeń
- utrzymanie różnicy stężeń jonów Na+ i K+
- podtrzymywanie potencjału spoczynkowego
- utrzymanie stałej objętości komórki
- napęd dla transportu czynnego
Optymalna praca pompy zależy od:
- stałego dopływu O2 i substancji energetycznych do komórki i odpływu CO2
- stałej resyntezy ATP (oddychanie komórkowe)
- odpowiedniego stężenia jonów Na+ i K+ na zewnątrz i wewnątrz komórki
- stałej i optymalnej do procesów enzymatycznych temperatury 37 st. Celsjusza
Homeostaza - zdolność do utrzymania równowagi w organizmie (między płynem wewnątrz- i zewnątrzkomórkowym). Mechanizmy, które biorą udział w homeostazie dzielimy na fizjologiczne i behawioralne.
II. UKŁAD NERWOWY
Układ nerwowy:
- układ somatyczny:
*centralny ( ośrodkowy)
*obwodowy
- układ autonomiczny (wegetatywny):
*współczulny
*przywspółczulny
Ośrodkowy układ nerwowy (centralny) - jest odpowiedzialny za analizę odebranych bodźców oraz podejmowanie decyzji o reakcji; składniki: mózg i rdzeń kręgowy. Zasadnicze elementy budowy:
- istota biała - wypustki neuronów (leży obwodowo)
- istota szara - zgrupowane perikariony komórek nerwowych (leży centralnie)
Mózgowie obejmuje mózg, móżdżek i pień mózgu. Położone jest w jamach czaszki o otoczone oponami mózgowo-rdzeniowymi (twarda, pajęczynowata, naczyniowa). W jamie podpajęczynówkowej znajduje się płyn mózgowo-rdzeniowy.
Mózg:
- kresomózgowie
- międzymózgowie
- śródmózgowie
- móżdżek
- rdzeń przedłużony - ośrodek oddechowy, naczynioworuchowy, przemiany materii
Obwodowy układ nerwowy składa się z:
- 12 par nerwów odchodzących od mózgu, tzw. nerwów mózgowych (błędny - jedyny wychodzący poza czaszkę)
- 31 par nerwów odchodzących od rdzenia kręgowego
Autonomiczny układ nerwowy: nerw autonomiczny składa się z włókna przedzwojowego i zazwojowego.
Układ przywspółczulny, parasympatyczny - odpowiada za odpoczynek organizmu i poprawę trawienia. Neurotransmiterem jest acetyloholina.
Układ współczulny - neuroprzewodnikiem włókien przedzwojowych jest acetyloholina, zazwojowych - noradrenalina. Zwalnia, zatrzymuje akcję serca, zwęża mięśnie oskrzeli. Odpowiada za przygotowanie organizmu do walki bądź ucieczki, jest aktywny w czasie stresu: szybsza praca serca, wzmożone wydzielanie gęstej śliny, rozszerzenie źrenic, stroszenie włosów, wydzielanie potu na dłoniach, podwyższenie ciśnienia tętniczego.
Neuron = komórka nerwowa; ze względu na kształt wyróżniamy:
-wielobiegunowe
-dwubiegunowe
- pozornie jednobiegunowe
Ze względu na funkcje neurony dzieli się na:
- motoryczne (ruchowe)
- czuciowe
- wstawkowe (pośredniczące)
Potencjał czynnościowy - przejściowa zmiana potencjału błonowego komórki, związana z przekazywaniem informacji.
Bodziec podprogowy - nie ma wystarczającej siły, aby doprowadzić do depolaryzacji błony.
Bodziec nadprogowy - o sile, która zawsze wywołuje depolaryzację.
Bodziec progowy - ma siłę minimalną potrzebną do depolaryzacji.
Zasada „wszystko albo nic”: do zapoczątkowania potencjału czynnościowego niezbędny jest bodziec o intensywności wystarczającej do zdepolaryzowania neuronu powyżej określonej wartości progowej; wszystkie potencjały czynnościowe w danej komórce mają tą samą wielkość.
Okres refrakcji bezwzględnej - komórka jest w stanie braku możliwości reagowania na bodźce.
Okres refrakcji względnej - tylko bodźce nadprogowe są w stanie wzbudzić potencjał progowy.
Przewodzenie impulsów we włóknach:
- w sposób ciągły - we włóknach bezmielinowych
- w sposób skokowy (szybszy) - we włóknach mających osłonkę mielinową
Szybkość przenoszenia potencjału czynnościowego zależy od grubości włókna nerwowego, a nie od siły bodźca (najszybciej przewodzą grube włókna mające osłonkę mielinową).
Odruch - odpowiedź efektora wywołana przez bodziec działający na receptor i wyzwolona za pośrednictwem układu nerwowego.
Łuk odruchowy - droga jaką przebywa impuls nerwowy od receptora do efektora.
Podział odruchów:
- bezwarunkowe (wrodzone) - zachodzą automatycznie
- warunkowe (nabyte) - nabyte podczas życia, wyuczone, nawyk, charakteryzują się zmiennością.
Elementy łuku odruchowego:
- receptor
- włókno aferentne (dośrodkowe, czuciowe)
- ośrodek nerwowy
- włókno eferentne (odśrodkowe, ruchowe)
- efektor
III. UKŁAD MIĘŚNIOWY
Mięśnie szkieletowe
Poprzecznie prążkowany (szkieletowy) zbudowany z tysiąca wielojądrzastych komórek mięśniowych - związki włókien mięśniowych - tworzą pęczki
- pracują zależnie od woli
- szybko ulegają zmęczeniu
- skurcze krótkotrwałe i szybkie
Budowa:
- włókno mięśniowe
- włókienka mięśniowe (miofibryle)
- filamenty grube (miozyna)
- filamenty cienkie (aktyna, tropomiozyna, troponina)
Sarkomer - podstawowa jednostka czynnościowa mięśnia szkieletowego. Tworzą szeregowo ułożone segmenty włókienek mięśniowych. W obrębie sarkomeru można wyróżnić odcinki anizotropowe (prążek A ciemniejszy) i izotropowe (prążek I jaśniejszy) zależne od zdolności załamywania światła.
Rodzaje skurczów mięśni:
- izotoniczny ( zmienia się długość mięśni aprzy stałym poziomie napięcia mięśniowego - wynikiem skurczu jest ruch)
- izometryczny (wzrasta napięcie mięśnia przy zachowaniu jego stałej długości - wynikiem nie jest ruch ale utrzymywanie części ciała w stałym położeniu np. trzymanie ciężarów, skurcz ten nazywany jest ze względu na utrzymanie ciepłoty ciała - dreszcze)
- auksotoniczny (zmiana długości i napięcia mięśni np. przy chodzeniu i bieganiu)
Synapsa nerwowo - mięśniowa
Synapsa - miejsce komunikacji błony kończącej akson z błoną komórkową drugiej komórki. Impuls nerwowy jest przeniesiony z jednej komórki na drugą przy udziale substancji o charakterze neuromediatora - mediatora synaptycznego (synapsy chemiczne) lub na drodze impulsu elektrycznego (synapsy elektryczne)
Rodzaje synaps:
- nerwowo-nerwowe
- nerwowo-mięśniowe
- nerwowo-gruczołowe
Przebieg synapsy chemicznej:
- impuls nerwowy
- depolaryzacja błony presynaptycznej
- ACH (acetylocholina) uwolniona z pęcherzyków synaptycznych do szczeliny
- ACH + receptor w błonie postsynaptycznej
- błona synaptyczna zdepolaryzowana
- błona komórkowa zdepolaryzowana
- skurcz mięśnia
IV. KREW
Krew - płynna tkanka łączna wypełniająca łożysko krwionośne, odgraniczona od innych tkanek organicznych warstwą śródbłonka naczyniowego.
Całkowita objętość krwi TBU w organizmie przeciętnego człowieka 5-5,5 l (70ml/kg) i jest to w przybliżeniu 1/13 do 1/12 wagi ciała 6-7% masy ciała.
Płyny ustrojowe skład:
- krew
- chłonka
- płyny tkankowe
Funkcje krwi:
- utrzymanie stałego środowiska wewnętrznego - homeostaza
- oddychanie
- odżywianie
- czynności hydrodynamiczne, wyrównanie ciśnienia osmotycznego (izoosmia) i stężeniu jonów H+ (izohydra)
- udział w mechanizmach obronnych ustroju
- transport witamin i hormonów
- regulacja temperatury ciała
Skład krwi:
Krew:
- elementy upostaciowione: krwinki czerwone, krwinki białe, płytki krwi
- osocze: białka, pozabiałkowe składniki, lipidy
Elementy upostaciowione (elementy morfotyczne) stanowią mniej niż 50% objętości krwi.
Erytrocyty - krwinki czerwone:
Bezjądrzaste komórki spłaszczone na podobieństwo dysku i dwustronnie wklęsłe.
Podstawową funkcją jest transport O2 z płuc do tkanek dzięki zawartości hemoglobiny.
Powstają w procesie eryfropoezy średni czas życia w krwioobiegu - 120 dni. Rozpad krwinek zachodzi głównie w makrofagach śledziony i częściowo wątroby oraz szpiku.
Hemoglobina - Hb - czerwony barwnik krwi zbudowany z białka globiny składający się z 4 łańcuchów polipeptydowych oraz z 4 cząsteczek hemu. Każdy łańcuch peptydowy połączony jest z 1 cząsteczką hemu.
Hem - zawiera atom żelaza Fe2+ wiąże się z jedną cząsteczką tlenu tworząc oksyhemoglobinę
Stopień wysycenia Hb tlenem zależy od:
- prężności tlenu
- temperatury
- prężności dwutlenku węgla
- pH
Krzywa dysocjacji hemoglobiny
- methemoglobina - hemoglobina zawiera żelazo + 3 stopień utleniania niezdolna do przenoszenia tlenu
- karboksylohemoglobina - hemoglobina przenosząca tlenek węgla
Erytropoeza - hematopoeza
Zachodzi w czerwonym szpiku kostnym kości płaskich (mostek, żebra, kości biodrowe), trzonów kręgów i nasad kości długich.
Erytropoeza jest regulowana przez stężenie erytropoetyny (EPO) we krwi . EPO jest wytrzarzane w nerkach (90-95%) i wątrobie (5-10%) najsilniej w stanie hipoksji (niedotlenienie).
Na proces erytropoezy wpływa także stężenie cyjanokobalaminy (Wit B12) oraz kwasu foliowego które wpływają na syntezę DNA i tkance krwiotwórczej.
Hematokryt (licz hematokrytowa HCT) wyrażany w % stosunek między objętością krwinek czerwonych a objętości krwi całej. Spadek może świadczyć o przewodnieniu albo niedokrwistości, zwiększenie występowania w nadkrwistości (czerwienica).
Podwyższony poziom świadczy najczęściej o odwodnieniu lub jest wynikiem nadprodukowania erytrocytów.
Leukocyty - krwinki białe obejmują:
- granulocyty - zawartość ziarnistości w cytoplazmie powstają w szpiku krwinek czerwonych
- limfocyty - o małej ilości cytoplazmy powstają w węzłach chłonnych, śledzionie, grasicy, szpiku, migdałkach oraz grudkach chłonnych przewodu pokarmowego
- monocyt - największe krwinki o obfitej cytoplazmie powstające głównie w szpiku i śledzionie.
Limfocyty i monocyty należą do agranulocytów.
Granulocyty
W zależności od pochłaniania określonych barwników są 3 rodzaje :
- neutrofile - ziarnistości obojętnochłonne
- eozynofile- ziarnistości kwasochłonne
- bazofile - ziarnistości zasadochłonne
Limfocyty
Komórka ukł odpornościowego należące do leukocytów zdolne do swoistego rozpoznawania antygenów. Zawiera duże jądro i wąski rąbek zasadochłonnej cytoplazmy.
Limfocytopoeza
Zachodzi w tkankach limfoidalnych centralnych (szpik grasica) oraz obwodowych (węzły chłonne, grudki chłonne błon śluzowych, śledziona)
Monocyty
Mają zdolności wydostawania się poza światło naczyń krwionośnych (diapedeza)oraz szybkiego ruchu pełzakowatego. Po przejściu z krwi do tkanki stają się ,makrofagami, wykazują silne właściwości fagocytujące określane jako komórki żerne oczyszczają krew ze skrawków obumarłych tkanek oprócz bakterii, produkują interferon który hamuje namnażanie się wirusów.
Trombocyty (płytki krwi)
Wytwarzane z megakariocytów w szpiku, żyją w krwi 4-5 dni uczestniczą w hemostazie.
Hemostaza
Całokształt mechanizmów zapobiegający wypływaniu krwi z łożyska naczyniowego a zarazem zapewniających jej przepływ w układzie krwionośnym.
Wzór Schellinga (leukogram)
- neutrofile z jądra pałeczkowatego 1-5%
- neutrofile z jądra podzielnego 40-70%
- eozynofile 1-3%
- bazofile 0-1%
V. UKŁAD KRĄŻENIA
Mięsień sercowy
- rodzaj mięśnia poprzecznie prążkowanego występujący jedynie u kręgowców
- włókna jedno lub dwu jądrzaste, jądra położone centralnie
- włókna rozgałęzione połączone wstawkami
- automatyzm pracy serca
- skurcze nie podlegające naszej woli (wpływ układu autonomicznego i hormonalnego)
Układ przewodzący serca:
Komórka mięśnia serca - kardiomiocyty charakteryzują się automatyzmem zdolne do samoistnego rozprzestrzeniania się fali pobudzających w mięśniówce serca
Komórki układu przewodzącego maja zdolność spontanicznej, rytmicznej depolaryzacji, najszybciej pobudzają się komórki węzła zatokowo - przedsionkowego.
Dlatego rytm pracy serca czyli ilość jego uderzeń na minutę określana jest aktywnością węzła zatokowo - przedsionkowego.
Układ bodźcowo - przewodzący obejmuje kolejno:
- węzeł zatokowo - przedsionkowy (rozrusznik serca)
- pęczki międzywęzłowe
- węzeł przedsionkowo - komorowy
- pęczek Hisa
- miocyt układu przewodzącego ( Purkiniego)
Cykl pracy serca:
Rozkurcz komór
- spadek ciśnienia zastawki zamknięte
- otwarcie zastawek przedsionków komorowych
- okres szybkiego wypełniania się komór
- skurcz mięśni przedsionków
- krew wtłaczana do komór przez otwarte ujścia przedsionkowo - komorowe
Skurcz komór
- zamknięcie zastawek przedsionkowo - komorowych
- wzrost ciśnienia krwi w komorach
- otwarcie zastawek półksiężycowatych
- wtłaczanie krwi do zbiorników tętniczych
EKG
Depolaryzacja komórek mięśnia przedsionków i komór wiąże się z wędrówką dużej liczby jonów przez błony czemu towarzyszą zmiany ładunków elektrycznych na powierzchni serca. Mogą być one odebrane za pomocą przystawienia elektrod bezpośrednio do serca lub powierzchnią skóry.
Elektrokardiografia
Zabieg diagnostyczny wykonywany w medycynie w celu rozpoznania choroby serca.
Elektrokardiogram
Linia izoelektryczna
Linia pozioma zarejestrowana w czasie gdy w sercu nie ma żadnych pobudzeń/
- załamki - wychylenia od linii izoelektryczna
- odcinki - częstotliwość trwania linii izoelektrycznej
- odstępy - łączny czas trwania odcinków sąsiaduj załamka
Wskaźnik sprawności serca
- objętość wyrzutowa serca - ilość krwi wytłaczanej przez jedną z komór serca do odpowiedniego zbiornika tętniczego
- pojemność minutowa serca - ilość krwi tłoczonej przez jedną z komór serca w czasie 1 min i wynosi w spoczynku ok. 90 ml/s = 5,4 l/min krwi. Pojemność min serca przeliczana na 1m2 powierzchni ciała określa tzw wskaźnik sercowy (średnio 3,2 l)
Tętno - puls
Cykliczne rozciąganie i kurczenie się ścian naczyń krwionośnych spowodowane rytmicznym przepływem krwi. Skurcz komór serca powoduje powstanie tzw fali tętna w tętnicach.
Dorośli 60-80 / min
Dzieci 90-140 / min
Cechy tętna:
- częstość - ilość uderzeń na min
- miarowość
- wypełnienie
- napięcie
- chybkość - szybkość
Ciśnienie tętnicze
Ciśnienie wywierane przez krew na ścianki dużych naczyń tętniczych
Naczynia krwionośne:
- żyły
- tętnice
- naczynia włosowate
Krążenie skórne - funkcje:
- odżywianie tkanek
- przewodzenie ciepła
Rodzaje naczyń:
- tętnice odżywcze
- naczynia włosowate
- żyły
Struktury związane z ogrzewaniem skóry:
- splot żylny
- anastomozy (powierzchnia dłoni, stóp, policzków, nosa, uszu)
Przepływ krwi przez skórę reguluje przez mechanizmy nerwowe.
Skóra zaopatrywana przez włókna układu współczulnego wydzielające noradrenalinę.
VI. UKŁAD ODDECHOWY
Istota procesu oddychania - wyzwolenie energii zgromadzonej w organizmie.
Oddychanie zewnętrzne - doprowadzenie cząsteczek O2 do wnętrza komórek.
Oddychanie wewnętrzne - tzw. wewnątrzkomórkowe, w czasie którego cząsteczki O2 wchodzą w reakcje chemiczne.
W oddychaniu zewnętrznym biorą udział:
- układ oddechowy
- mięśnie szkieletowe (poprzecznie prążkowane)
- krew i układ sercowo - naczyniowy
- ośrodki nerwowe sterujące oddychaniem
Procesy oddychania zewnętrznego:
- wentylacja płuc
- dyfuzja gazów między powietrzem a krwią
- transport gazów za pośrednictwem krwi
- dyfuzja gazów między krwią a komórkami
Wdech - proces aktywny; wzrost objętości klatki piersiowej, spadek ciśnienia - podciśnienie.
Wydech - akt bierny; spadek objętości klatki piersiowej, wzrost ciśnienia - niewielkie nadciśnienie.
Mięśnie wdechowe: przepona, mięśnie międzyżebrowe zewnętrzne (zmieniają wymiar górno-dolnego odcinka klatki piersiowej - ruch przepony), mięśnie międzyżebrowe zewnętrzne (zmieniają wymiar tylko-przedniego oraz bocznego odcinka klatki piersiowej).
Mięśnie wydechowe: międzyżebrowe mięśnie wewnętrzne, mięśnie przedniej ściany brzucha.
Przestrzeń martwa anatomicznie - tworzą ją drogi oddechowe, w których nie ma wymiany gazowej - jama nosowa, gardło, krtań, tchawica, oskrzela i oskrzeliki.
Przestrzeń martwa fizjologicznie - stanowi ją ta część powietrza pęcherzykowego nie podlegająca wymianie gazowej.
Górne drogi oddechowe są odpowiedzialne za ogrzanie, oczyszczenie i nasycenie parą wodną wciąganego powietrza.
Tkanka płucna jest elastyczna, co wiąże się z:
- elementami sprężystymi - sieć włókien elastycznych występujących między pęcherzykami
- napięciem powierzchniowym cienkiej warstwy płynu wyścielającego wnętrze pęcherzyków
Napięcie powierzchniowe - siła powstająca na granicy faz o różnej gęstości cząsteczkowej. Między wilgotną ścianą pęcherzyków a powietrzem występuje granica faz, siły tam powstające generują wysokie napięcie powierzchniowe, które jest obniżane przez surfaktant - ułatwianie oddechu, zapobieganie całkowitemu zapadaniu się pęcherzyków płucnych. W czasie wdechu napięcie powierzchniowe w pęcherzykach wzrasta, a w czasie wydechu maleje, zapobiega to zlepianiu się pęcherzyków w szczycie wydechu. Surfaktant to lipoproteina wydzielana przez pneumocyty typu II (ziarniste).
Dyfuzja gazów przez ścianę pęcherzyków odbywa się zgodnie z gradientem prężności cząsteczek gazów; cząsteczki O2 dyfundują z pęcherzyków do krwi, a CO2 odwrotnie.
Transport gazów. O2 i CO2 rozpuszczają się w osoczu, jednak ta ilość jest za mała. O2 jest transportowany przy udziale hemoglobiny - oksyhemoglobina. Transport CO2:
- 10% rozpuszczalność w osoczu i cytoplazmie erytrocytów
- 70% w postaci HCO2 (wodorowęglanowy bufor osocza i erytrocytów)
- 20% w postaci karbaminokwasów (CO2 związany z wodnymi grupami aminowymi białek osocza i hemoglobiny
Dyfuzja gazów w tkankach; droga O2:
erytrocyt - osocze - śródbłonek - płyn międzytkankowy - komórka docelowa
Zapotrzebowanie na tlen jest zależne od intensywności metabolizmu wewnątrzkomórkowego.
Regulacja oddechowa. Ośrodek oddechowy jest w rdzeniu przedłużonym:
- ośrodek wdechu - wysyła impulsy do rdzenia kręgowego; neurony wdechu stanowią rozrusznik dla czynności oddechowej
- ośrodek wydechu - pobudza neurony ruchowe unerwiające mięśnie wydechowe
Spirometria - pomiar oddychania (mierzy objętość płuc i ich pojemność oraz przepływy powietrza). Bardzo ważne badanie w diagnostyce chorób układu oddechowego (np. astma).
VII. UKŁAD POKARMOWY
Odżywianie:
- przyjmowanie pokarmu
- trawienie pokarmu
- wchłanianie związków odżywczych i wody
- przyswajanie związków odżywczych i wody
Kontrolę nad przyjmowaniem pokarmu pełni ośrodek pokarmowy, który znajduje się w podwzgórzu i składa się z:
- ośrodka głodu - wzmaga apetyt
- ośrodka sytości - hamuje apetyt
Trawienie - każdy pokarm jest poddany działaniu czynników mechanicznych i chemicznych, co doprowadza go do postaci, w której może być wchłonięty. Węglowodany białka i tłuszcze wymagają obróbki mechanicznej, tak aby enzymy trawienne mogły rozłożyć je na podstawowe wchłaniane substancje - cukry proste, aminokwasy, kwasy tłuszczowe.
Jama ustna - wszystkie pokarmy są tu rozdrabniane i mieszane ze śliną. Ślina jest produkowana (ok. 1,5 l na dobę) przez 3 ślinianki: podjęzykowa, przyuszna, podżuchwowa (produkuje ok. 70% śliny). 99% składu śliny to woda, poza tym: lipaza językowa, amylaza, mucyna, lizozym, laktoferryna, immunoglobina IgA, białka bogate w prolinę. Funkcje śliny:
- ułatwia połykanie
- utrzymuje wilgotność jamy ustnej
- wspomaga mowę
- utrzymuje jamę ustną i zęby w czystości
- rozpuszcza substancje smakowe
Połykanie:
I faza ustno - gardłowa
II faza gardłowo - przełykowa (odruchowa)
III faza przełykowo - żołądkowa (odruchowa)
Funkcje żołądka:
- gromadzi, przechowuje spożywane pokarmy
- trawi pokarmy
- wyjaławia pokarmy
Sok żołądkowy (2,5 - 3 l na dobę) zawiera: kwas solny (niszczy bakterie, trawi białka), enzymy trawienne, śluz (glikoproteina), sole mineralne, wodę.
Komórki żołądka: główne, okładzinowe, śluzowe. W żołądku zahamowane jest trawienie cukrów.
Jelito cienkie: dwunastnica, jelito czcze, jelito kręte. Błona jelita cienkiego pokryta jest kosmkami. Powierzchnia chłonna jelita cienkiego to ok. 200 - 300 m2. sok jelitowy wytwarzany przez gruczoły jelitowe zawiera: aminopeptydazy, enzymy rozkładające kwasy nukleinowe, enzymy rozkładające wielocukry i dwucukry, lipazę.
Sok trzustkowy to wydzielina trawienna trzustki, która zawiera: trypsynogen i hymotrypsynogen, rybonukleazę i dezoksyrybonukleazę, alfa-amylazę, lipazę.
Żółć - wytworzona w wątrobie przez komórki wątrobowe - hepatocyty, gromadzona w pęcherzyku żółciowym gdzie ulega zagęszczeniu (resorpcja wody) i traci część zasad, dlatego zmniejsza się jej pH do wartości 5,0 - 7,4. Odpowiada za emulgację tłuszczy tj rozbicie dużych cząsteczek tłuszczy na mniejsze, bardziej przyswajalne.
Wytwarzana w ilości ok. 0,5 l /na dobę.
Skład żółci:
- sole kwasów żółciowych cholesterol
- barwniki żółciowe - bilirubina
- sole mineralne
- lecytyna
- mocznik
1.Jelito grube:
Końcowa część układu pokarmowego - podział:
Jelito ślepe - kątnica z wyrostkiem robaczkowym leży poniżej ujścia jelita krętego do jelita grubego. Ujście ograniczone zastawką kątniczo - krętniczą zapobiega cofaniu się treści pokarmów.
Jelito ślepe ma kształt worka w dolnym przyśrodkowym odcinku jelita ślepego znajduje się ujście wyrostka robaczkowego który posiada dość grubą ścianę. Zawierają dobrze rozwiniętą mięśniówkę, dużą ilość tkanki limfatycznej.
2. Okrężnica:
- wstępująca
- poprzeczna
- zstępująca
- esowata
3. odbytnica
Udział jelita grubego w procesie trawienia jest niewielki, sok wydzielany przez śluzówkę jelita grubego zawiera dużo mucyny - odczyn słabo alkaliczny i nie zawiera enzymów. Enzymy przechodząc do jelita grubego z miazgą pokarmową z jelita cienkiego.
W jelicie grubym zachodzą 4 procesy:
- zwrotne wchłanianie wody z treści jelita grubego
- wchłanianie elektrolitów witamin i aminokwasów
- formowanie kanału i czasowe magazynowanie nie strawionych produktów
- namnażanie drobnoustrojów wytwarzających substancje niezbędne (witaminy) oraz toksyczne (amoniak)
Trzustka
Budowa anatomiczna:
- głowa
- trzon
- ogon
Komórki wchodzące w skład trzustki:
- komórka B (β) produkcja insuliny
- komórka A (α) glukagon
- komórka D samatostatyna
Enzymy trawienne wyrzelane przez trzustkę:
- amylaza trzustkowa - cukier
- trypsynogen - białko
-chymotrypsynogen - białko
- elastaza - białko
- lipaza - tłuszcze
- nukleazy - rybonukleaza i deoksyrybonukleaza - kwasy nukleinowe
- karboksypeptydaza- białko peptydy
Wątroba
Funkcje:
- filtr
- magazynowanie
- czynności wewnątrzwydzielnicze
- czynności wewnątrzwydzielnicze
Neutralizacja toksyn (alkoholi i innych używek wybranych leków głównie barbituranów) toksyczny amoniak przekształca w mocznik wykorzystując cykl ornitynowy.
Odpowiada za:
- metabolizm (przekształcanie puryny w kwas moczowy, cukry w glukozę, jej nadmiar w glikogen w tłuszcz (które magazynuje) aminokwasy metabolizuje w tłuszcze)
- magazynowanie (np. żelazo Wit. A, D, E, niewielki ilości Wit. B12,C uwalnia w razie potrzeby)
- wydzielanie (produkuje i magazynuje niektóre białka surowicy, enzymy wytwarzają żółć)
U płodu wątroba pełni funkcje krwiotwórczą.
Wchłanianie w przewodzie pokarmowym:
Substancje odżywcze po ich rozłożeniu do związków prostych przez enzymy soków trawiennych, oraz woda, sole mineralne i witaminy są wchłaniane do krwi lub chłonki. Mechanizm pochłaniania polega na dyfuzji lub aktywnym transporcie a odcinkiem przewodu pokarmowego w którym najwięcej wchłaniane jest przez jelito cienkie a szczególnie jelito czcze.
Związki dobrze rozpuszczają się w tłuszczach mogą być wchłaniane z każdego odcinka przewodu pokarmowego.
Wchłanianie cukrów:
Enzymy amylolityczne (środowisko obojętne lub zasadowe)
Amylazy - śliowe, trzustkowe, jelitowe
Oligosacharydazy - maltaza, sacharydaza, laktaza
Węglowodany wchłaniają się w postaci monosacharydów heksoz i pentoz w dwunastnicy i jelicie czczym większość monosacharydów zwłaszcza glukoza, galaktoza jest wchłaniana na zasadzie transportu aktywnego (wbrew gradientów i stężeń).
Trawienie i wchłanianie białek i kwasy nukleinowego:
Enzymy: pepsyna, trypsyna, chymotrypsyna, elastaza (endopeptydazy) karoksy i aminopeptydazy (egzopeptydazy).
W jelicie cienkim podlegają wchłanianiu produktów trawienia białek egzogennych (w pokarmach) oraz białek endogennych występujących w sokach trawiennych i w złuszczonych komórkach nabłonków przewodu pokarmowego.
D-aminokwasy: dyfuzja bierna
L-aminokwasy: aktywny transport
Kwas nukleinowy: rozkład przez wiele enzymów trawiennych (nukleazy) do pentoz , zasada azotowa (transport aktywny) fosforanów wchłaniane w jelicie.
Trawienie i wchłanianie tłuszczy:
Enzymy: lipaza ślinowa, żołądkowa, trzustkowa
Tłuszcze hydrolizowane w przewodzie pokarmowym do monoglicerydów i wolnych kwasóe tłuszczowych i w tej postaci wnikaja do enterocytów.
Cholesterol spożywczy w pokarmie zostaje zemulgowany w obecności soli kwasów żółciowych i zestryfikowany z wolnymi kwasami tłuszczowymi, następnie dostaje się do enterocytów gdzie tworzy chylomikrony i w tej postaci trafia do naczyń chłonnych.
Wchłanianie witamin:
- rozpuszczane w wodzie są szybko wchłaniane do krwi
- rozpuszczane w tłuszczach A, D, E, K są wchłaniane w obecności tłuszczów i żółci
- B12 wchłaniane wyłącznie w jelicie krętym
Wchłanianie wody i soli mineralnych:
Cząsteczki wody bez przeszkód dyfundują przez nabłonek do żołądka i jelita w obu kierunkach zgodnie z gradientem stężeń.
Jony wapienne magnezowe żelazowe są aktywne transport przez nabłonek górnego odcinka jelita cienkiego. Jony żelaza Fe2+ w komórkach jelita wiążą się z białkiem apoferrytyną i są tam magazynowane w postaci ferrytyny uwalniane do krwi podczas nasilonej syntezy hemoglobiny.
Wchłanianie:
Jama ustna:
- cyjanek
- nikotyna
- alkohol
- hormony
2. Jelito grube:
- woda
- alkohol
- niektóre leki (paracetamol, piramidon)
- narkotyki
- witaminy z grupy B (B1), K i H
3. Żołądek:
- alkohol
- salicylany (polopiryna S)
- cyjanek
VIII. UKŁAD ROZRODCZY
Jajniki
Nardząd parzysty leżący wewnątrz jamy otrzewnej przy bocznych ścianach miednicy. Górne bieguny jajników objęte są przez jajowody, u dojrzałej kobiety ma kształt spłaszczonej elipsy o wielkości średnio 3x2x1cm.
Funkcje:
-wytwarzanie komórek jajowych
- wydzielanie żeńskich hormonów płciowych - estrogenów, progesteronu, inhibiny.
Estrogeny:
(estradiol, estron, estriol) sterydowe hormony płciowe żeńskie, są wytwarzane w ciągu całego życia kobiety, u mężczyzn ich niedobór w jądrach może wpłynąć na płodność. Estrogeny u kobiety są wydzielane przez jajniki, u mężczyzn są syntetyzowane w jądrach i korze nadnerczy.
Hormon FSH (folikulotropowy) wydzielany przez przysadkę mózgową reguluje wydzielanie estrogenów.
PODWZGÓRZE
PRZYSADKA MÓZGOWA
FSH (folikulotropowy) LH (rutenizujący)
jajeczkowanie działanie testosteronu testosteron jajeczkowanie lutenizacja
estrogeny spermatogeneza ciałka żółtego
Działanie estrogenu:
Wpływają na wiele cech i funkcji organizmu szczególnie kobiecego.
W zakresie budowy ciała odpowiedzialny za:
- kształtowanie się żeńskich I, II i III rzędowych cech płciowych
W zakresie procesów biochemicznych są odpowiedzialne za:
- gospodarkę lipidową - zwiększają poziom dobrego cholesterolu HDL, a obniżają złego LDL
- gospodarkę lipidową - zwiększają odkładanie Ca w kościach
- zwiększenie syntezy białek estrogennych np. wiążących hormonów tarczycy i nadnerczy
- zwiększenie krzepliwości krwi
- przyrost i zwiększenie pobudliwości mięśni gładkich macicy i jajowodów
Patologia w wydzielaniu estrogenu:
Nadmiar:
- zaburzenia cyklu miesiączkowego
- przyrost masy ciała, powiększenie piersi
- zwiększenie prawdopodobieństwa zatorów, zakrzepów
- obrzęki, zastój wody i Na+
- zaburzenia funkcji wątroby
Niedobór:
- niepłodność
- zanik II i III rzędowych cech płciowych (hirsutyzm, męska sylwetka)
- osteoporoza
Progesteron (luteina)
Najważniejszy hormon wydzielany przez gonady (jajniki i jądra) u kobiet najważniejszy hormon sterydowy (poziom wzrasta w drugiej połowie cyklu) oraz w ciąży (wytwarzany przez ciałko żółte i łożysko).
Progesteron a ciążka
Hormon niezbędny do utrzymania ciąży, gdyż:
- hamuje odpowiedź immunologiczną matki na antygeny płodu
- przygotowuje gruczoł sutkowy do laktacji
- zatrzymuje wodę - obrzęki
- zmniejsza wrażliwość macicy na oksytozę
- przebarwienia skóry (ostuda)
- rozszerzenia żyły
Inhibina
Substancja peptydowa hamująca syntezę i wydzielanie FSH (hormon folikulotropowy).
U kobiet inhibina produkowana przez warstwę ziarnistą pęcherzyka dominującego, ciałko żółte, łożysko i przysadkę.
U mężczyzn inhibina produkowana przez komórki Sertoliego (komórki podporowe - wspomagają i kontrolują proces spermatogenezy)
Cykl miesięczny:
Cykl regularnych zmian w organizmie kobiet ( po pokwitaniu i przez przekwitaniem).
Etapy (na średnio 28 dni):
- menstruacyjna 4-6 dni
- faza folikularna ok. 9 dni
- faza owulacyjna 1 dzień
- faza lutealna ok. 14 dni
Menarche - wystąpienie u dziewczyny pierwszej miesiączki (zakończony proces pokwitania).
Menopauza - ostatnia miesiączka życia kobiety.
Zapłodnienie - połączenie się jąder kom rozrodczych męskiej i żeńskiej w wyniku czego powstaje nowa komórka - zygota.
Zaplemnienie - wprowadzenie plemników do cyklu rozrodczego (u ssaków wprowadzenie spermy do dróg rodnych samicy).
22