Przenoszenie gazów przez krew - wymiana gazów w płucach odbywa się na zasadzie dyfuzji wywołanej różnicą ciśnień parcjalnych gazów występujących w powietrzu pęcherzykowym i we krwi żylnej, dopływającej do płuc.
Ciśnienie parcjalne - to ciśnienie wywierane przez każdy ze składników mieszaniny gazów. Gaz w mieszaninie ma takie ciśnienie, jakie miałby występując pojedynczo. Gaz przenika zawsze ze środowiska o wyższym ciśnieniu do środowiska, w którym ciśnienie parcjalne jest niższe. Ciśnienie parcjalne tlenu w powietrzu pęcherzykowym jest wyższe niż ciśnienie tego gazu we krwi żylnej. Ciśnienie CO2 we krwi jest wyższe niż w pęcherzyku płucnym.
Szybkość dyfuzji zależy od:
Różnicy stężeń po obu stronach błony pęcherzykowo - włośniczkowej,
Pola powierzchni dyfuzji,
Pojemności dyfuzyjnej, która zależy od rozpuszczalności gazów w wodzie.
Oddychanie tkankowe (wewnętrzne) - polega na odłączeniu elektronów wodoru i przeniesieniu ich na tlen. Wodór i tlen przyjmuje postać jonową. Powstaje woda, która jest kolejnym procesem na etapie utleniania. Wytwarzana energia jest wykorzystywana do przemiany kwasów organicznych. Dopływ tlenu do komórek jest ciągły i dostosowany do aktualnego zapotrzebowania.
Regulacja układu oddechowego - czynnościami układu oddechowego zarządza ośrodek oddechowy znajdujący się w rdzeniu przedłużonym. Ośrodek wdechu pobudzany jest przez CO2 znajdujący się we krwi. Wzrost CO2 i O we krwi spowoduje nasilenie procesu oddychania, zaś ich spadek spowolni oddychanie. MECHANIZMY NERWOWE REGULUJĄCE ODDYCHANIE:
1.Odruch Heringa-Breuera polega na tym, że wdech wywołany jest pobudzeniem ośrodka wdechu przez CO2 krążący we krwi. Później impulsy są wysyłane z błony pęcherzyka do rdzenia przedłużonego - następuje wydech.
2.Ośrodek pneumotoksyczny - jego zadaniem jest utrzymanie rytmiczności wdechów i wydechów. Ośrodek ten znajduje się w tworze siatkowym mózgu.
Fizjologia układu pokarmowego - organizm przetwarza przez obróbkę mechaniczną i chemiczną substancje pokarmowe, przy czym wytwarza energię, która jest wykorzystywana do czynności życiowych. Inne składniki pokarmowe są przekształcane na materiał budulcowy, z substancji pokarmowych powstają produkty, uwalniane z organizmu przez wydalanie. Odżywianie obejmuje: przyswajanie pokarmów, trawienie, wchłanianie składników pokarmowych i wody, przyswajanie składników pokarmowych. PRZYJMOWANIE POKARMÓW - układ pokarmowy przyswaja pokarmy dostarczone do organizmu i poddaje je obróbce za pomocą narządów przewodu pokarmowego. GRYZIENIE - pokarmy wprowadzone do jamy ustnej w odpowiednio małych kawałkach. ŻUCIE - rozdrabnianie pokarmów i mieszanie ich ze śliną.
FAZY POŁYKANIA:
1.Ustno - gardłowa - kęs przechodzi z jamy ustnej do gardła.
2.Gardłowo - przełykowa - pokarm przechodzi przez gardło do przełyku.
3.Przełykowo -żołądkowa - pokarm przechodzi przez przełyk do żołądka. Szybkość przechodzenia zależy od konsystencji pokarmu oraz pozycji ciała.
Żołądek - pokarmy płynne spływają wzdłuż krzywizny żołądka do części oddźwiernikowej, o konsystencji stałej początkowo wypełniają trzon żołądka, potem dno żołądka. Pierwsze kęsy powodują rozkurcz mięśni ściany żołądka, potem skurcze wracają i mieszają treść pokarmową z sokiem żołądkowym i przesuwają ją w kierunku oddźwiernika. RODZAJE AKTYWNOŚCI RUCHOWEJ BŁONY MIĘŚNIOWEJ: 1. Okres osłabienia i napięcia błony mięśniowej żołądka, 2. Skurcze perystaltyczne .
Opróżnianie żołądka następuje średnio co 20 s. Fala perystaltyczna po dotarciu do oddźwiernika staje się silniejsza, treść pokarmowa zostaje wciśnięta do dwunastnicy (płynna), stała cofnięta do żołądka. Najdłużej w żołądku pozostają produkty bogate w tłuszcze i białka. Okresowe skurcze występujące na czczo to skurcze głodowe, skurcze trawienne obejmują trzon i część oddźwiernikową, głodowe całą długość żołądka. Treść płynna po opuszczeniu żołądka gromadzi się w górnej części dwunastnicy.
TRAWIENIE POKARMÓW- rozbicie makrocząsteczek na rozpuszczalne monomery, które mogą być wchłonięte do organizmu. Enzymy trawienne zwiększają szybkość rozkładania pokarmów, są wydzielane do światła przewodu pokarmowego tylko w pewnych odcinkach: j. ustnej, żołądku, j. cienkim. PODZIAŁ ENZYMÓW:
Proteolityczne katalizują rozczepianie wiązań peptydowych na dwie grupy:
Proteinazy: pepsyna, trypsyna, chymotrypsyna.
Peptydazy: karboksypeptydaza, aminopeptydaza.
Amylolityczne katalizują rozkład wiązań glikozydowych w cukrach.
Amylaza rozkłada skrobię i glikogen do maltozy,
Maltaza rozszczepia maltozę na dwie cząsteczki glukozy,
Sacharaza rozkłada sacharozę na glukozę i fruktozę,
Laktaza rozszczepia laktozę na glukozę i galaktozę.
Lipolityczne (lipazy) katalizują rozszczepianie w tłuszczach, gdzie następuje odłączenie cząstek kwasów tłuszczowych od cząsteczki glicerolu.
Nukleazy: endonukleazy i egzonukleazy. W zależności od kwasu nukleinowego dzielimy je na: rybonukleazy i deksyrybonukleazy.
Rola kwasu solnego:
Aktywuje pepsynogen i zamienia w pepsynę,
Zakwasza środowisko,
Rozluźnia wiązania aminokwasów w białkach,
Zabija bakterie,
Wywołuje odruchy regulujące wydzielanie soku trzustkowego i żółci.
Skład soku żołądkowego:
śluz nabłonkowy wydzielany przez nabłonek błony śluzowej,
śluz gruczołowy wydzielany przez gruczoły oddźwiernikowe żołądka.
Wydzielanie soku żołądkowego:
1.Faza nerwowa - podczas spożywania posiłków jeszcze przed ich dotarciem do żołądka. 2.Faza mechaniczna - wprowadzony pokarm do żołądka staje się silnym bodźcem, rozciąga ściany żołądka drażniąc receptory czuciowe. 3.Faza humoralna - w części oddźwiernikowej żołądka wydzielany jest hormon zwany gastryną, który przedostaje się do krwi i poprzez nią oddziaływuje na gruczoły ścian żołądka powodując wydzielanie soku.
Trawienie w dwunastnicy - pokarm zostaje zobojętniony przez sok trzustkowy i żółć. Żółć wydzielana jest przez wątrobę w ilości 1l na dobę o słabo alkalicznym odczynie 8-8,6 pH, żółć jest wydzielana w sposób ciągły. Skład żółci: sole żółciowe, barwniki żółciowe, cholesterol, lecytyna, woda i śluz, sole nieorganiczne. Żółć nie jest enzymem, w j. cienkim pobudza perystaltykę, alkalizuje środowisko. Do dwunastnicy wydzielany jest również sok trzustkowy w ilości 500-800 ml na dobę, jego skład: enzymy trawiące białka, cukry i tłuszcze (enzymy proteolityczne, amylolityczne i lipolityczne), elektrolity i białka.
Trypsynogen w j. cienkim pod wpływem enzymu enterokinazy zmienia się w trypsynę. Enterokinaza wydzielana jest przez gruczoły dwunastnicy wówczas, gdy w dwunastnicy jest sok trzustkowy.
Chymotrypsyna zamieniona na enzym pod wpływem trypsyny działa na inne wiązania białek niż trypsyna oraz trawi kazeinę szybciej niż trypsyna.
Peptydazy - to enzymy trawiące peptydy powstające w wyniku trawienia przez trypsynę i chymotrypsynę.
Mechanizmy regulujące wydzielanie soku trzustkowego: 1. Faza nerwowa - widok pokarmu lub rozmowa o nim są pierwszym bodźcem warunkowym, bodźcem bezwarunkowym jest podrażnienie receptorów jamy ustnej przez pokarm. 2. Faza humoralna - pod wpływem zakwaszonej treści żołądkowej wyzwala się w śluzówce dwunastnicy sekretyna, która po przedostaniu się do krwi działa na gruczoły trzustkowe, powodując wydzielanie soków.
WCHŁANIANIE odbywa się w różnych odcinkach przewodu pokarmowego, najwięcej składników wchłania się w jelicie czczym (odcinku j. cienkiego). Wyróżniamy dwa rodzaje transportu: 1. Bierny - nie wymaga zużycia energii, zaliczamy tu: a)filtrację polegającą na przenikaniu przez błoną rozpuszczalnika i ciała rozpuszczonego o średnicy mniejszej niż pory w błonie, zachodzi dzięki różnicy ciśnień hydrostatycznych. B) dyfuzja przebiega na zasadzie dążności do wyrównania stężeń. C) osmoza polega na przenikaniu rozpuszczalnika przez błonę półprzepuszczalną w stronę stężonego roztworu. D) dyfuzja ułatwiona dotyczy substancji nierozpuszczalnych w tłuszczach. 2. Aktywny - najszybsza forma, wymaga obecności przenośników w błonach swoistych dla różnych substancji oraz energii pochodzącej z rozkładu ATP.
Związki chemiczne rozpuszczalne w lipidach mogą być wchłaniane z każdego odcinka przewodu pokarmowego. W j. ustnej są wchłaniane substancje łatwo dyfundujące i drobne, np. nikotyna, nitrogliceryna, alkohol, hormony podawane jako leki i trucizny. W żołądku alkohol, strychnina, jod, a trudniej sól, woda i glukoza. W j. grubym woda, niektóre sole mineralne i witaminy, a także alkohol, leki narkotyki oraz niewielkie ilości glukozy i aminokwasy. Wchłanianie witamin w j. grubym jest istotne dla organizmu, ponieważ żyją w nim bakterie wytwarzające związki chemiczne, których człowiek nie zsyntetyzuje sam.
Wchłanianie cukrów - w dwunastnicy i jelicie czczym w postaci cukrów prostych, przenoszone są na zasadzie transportu aktywnego (glukoza i galaktoza), fruktoza wchłaniana jest dzięki dyfuzji ułatwionej.
Wchłanianie tłuszczów - kwasy tłuszczowe i gliceryna są przenoszone na zasadzie transportu aktywnego przy udziale żółci. Dyfundują w postaci niezmienionej przez komórki nabłonka jelitowego do krwi.
Wchłanianie białek i kwasów nukleinowych - produkty rozpadu białek są wchłaniane w j. cienkim w obecności jonów sodowych na zasadzie transportu aktywnego, zasady purynowe i pirymidowe są aktywnie przenoszone przez błony nabłonka jelitowego.
Wchłanianie witamin, soli mineralnych i wody - witaminy A, D, E , K są wchłaniane w obecności tłuszczów i żółci, zaś witaminy rozpuszczalne w wodzie łatwo wchłaniają się do krwi (wyjątek B12, która wchłania się w j. krętym pod wpływem czynnika krwiotwórczego wytwarzanego w żołądku. Elektrolity są wchłaniane aktywnie i biernie. Woda wchłania się częściowo z żołądka i w największym stopniu z j. grubego, wchłaniana jest na zasadzie gradientu ciśnienia osmotycznego.