Homeostaza

Zachowanie homeostazy organizmu polega między

innymi na utrzymaniu :

♣ izowolemii ( stała ilość wody )
♣ izojonii ( stała zawartość jonów pod względem

jakościowym i ilościowym)

♣ izotonii ( stałe ciśnienie osmotyczne płynów

♣ izotonii ( stałe ciśnienie osmotyczne płynów

ustrojowych )

♣ izohydrii ( stała zawartość jonów wodorowych –

protonów , czyli stała zawartość kwasów i zasad w
organizmie)

♣ stałej temperatury wewnętrznej ciała

Warunki utrzymywania homeostazy:

1. Musi istnieć mechanizm wykrywający niewielkie

odchylenia od optimum

2. Muszą zostać uruchomione reakcje prowadzące do

wyrównania powstałego odchylenia.

wyrównania powstałego odchylenia.

3. Reakcje te musza zostać przerwane gdy odchylenie od

homeostazy zostaje usunięte

W utrzymywaniu homeostazy biorą udział:

1. Hormony

2. Układ nerwowy

ROLA PODWZGÓRZA

•

Podwzgórze reguluje i kontroluje pracę przysadki mózgowej. To ogniwo
łączące układ nerwowy z hormonalnym.

• HORMON-

związek chemiczny wytwarzany przez
wyspecjalizowane komórki, uwalniany do krwi i tą
drogą transportowany do wielu komórek i
narządów, gdzie reguluje metabolizm i czynność

narządów, gdzie reguluje metabolizm i czynność
tych narządów i tkanek

• Hormon nazywany jest przekaźnikiem

chemicznym, humoralnym, oddziałującym na
komórki poprzez specjalne receptory.

• Zadaniem hormonów jest regulowanie, koordynacja

i kierowanie czynnościami innych komórek danego
ustroju.

• Tworzenie się hormonów i ich wydzielanie zachodzi

w zależności od potrzeb organizmu. Są one

w zależności od potrzeb organizmu. Są one
wydzielane w następstwie swoistych bodźców, przy
czym stopień selekcji jest różny w zależności od siły
bodźców.

Przysadka mózgowa - jest gruczołem dokrewnym,

którego funkcją jest wytwarzanie i wydzielanie

hormonów.

Jest gruczołem nadrzędnym dla czynności

Jest gruczołem nadrzędnym dla czynności

wydzielniczej gruczołów tarczycy, jąder, jajników, i

części korowej nadnerczy

.

PRZYSADKA MÓZGOWA

•

Przysadka mózgowa jest niewielkim gruczołem dokrewnym mieszczącym się
wewnątrz czaszki, w tzw. siodełku tureckim. Ważąc zaledwie 0,5-0,8 g, pełni
kluczową rolę w prawidłowym funkcjonowaniu całego organizmu.

•

Przysadka mózgowa składa się z części nerwowej i części gruczołowej, która
stanowi 70% masy gruczołu.

stanowi 70% masy gruczołu.

•

Płat przedni (gruczołowy), którego sekrecyjna funkcja jest regulowana przez
liberyny i statyny podwzgórza,.

•

Tylny nerwowy płat przysadki nie syntetyzuje hormonów, lecz magazynuje

hormony podwzgórza, wydzielane do krwiobiegu w miarę zapotrzebowania.

CZĘŚĆ PRZEDNIA WYDZIELA:

•

1.

Hormon wzrostu (somatotropina) GH

• 2. Prolaktynę PRL
• 3. Hormon adrenokortykotropowy ACTH
• 4. Hormon tyreotropowy TSH

• 4. Hormon tyreotropowy TSH
• 5. Hormon folikulotropowy FSH
• 6. Hormon luteinizujący LSH

WPŁYW

HORMONÓW

NA PRZEMIANY

METABOLICZNE

•

Schemat ilustrujący
czynności wydzielnicze
przysadki.

Hormon wzrostu (somatotropina) GH

pobudza wzrost u dzieci

przyspiesza syntezę białek, podwyższa poziom przemian metabolicznych,

powoduje wydłużanie kości, wpływa na gospodarkę wodną (zwiększa jej
wydzielanie)

pobudza przyswajanie aminokwasów i zwiększa syntezę białka.

Nadmierne wydzielanie somatotropiny w okresie wzrostu prowadzi do tzw.

Nadmierne wydzielanie somatotropiny w okresie wzrostu prowadzi do tzw.

gigantyzmu

Niedobór hormonu wzrostu u dzieci prowadzi do karłowatości przysadkowej.

U osób dorosłych do akromegalii (powiększenie rąk, stóp i części kostnych

twarzy, z charakterystycznym uwydatnieniem żuchwy i „pogrubieniem” rysów
twarzy).

Prolaktyna (PRL)

 Powoduje wydzielanie mleka, wydzielana tylko w czasie snu
 Hamuje uwalnianie hormonu folikulotropowego (FSH) i luteinizującego

(LH), przez co hamuje owulacje podczas połogu i ciąży.

Hormon adrenokortykotropowy ACTH

 Oddziałuje na korę nadnerczy, stymulując ją do wydzielania

hormonów.

 Niedoboru ACTH prowadzi do groźnej dla życia niedoczynności kory

nadnerczy

 Nadmiar ACTH prowadzi do nadczynności kory nadnerczy (tzw.

 Nadmiar ACTH prowadzi do nadczynności kory nadnerczy (tzw.

choroba Cushinga)

Hormon tyreotropowy TSH

• Działa przede wszystkim na tarczycę, wywołując jej

powiększenie, zwiększone unaczynienie i
pobudzenie wytwarzania oraz uwalniania do krwi
hormonów tarczycowych.

Hormon folikulotropowy FSH

• Hormon, który u kobiet pobudza dojrzewanie

pęcherzyków w jajnikach i wzmaga wytwarzanie
estrogenów, natomiast u mężczyzn powoduje
powiększenie cewek nasiennych i pobudza
wytwarzanie plemników.

wytwarzanie plemników.

Hormon luteinizujący LSH

• U kobiet reguluje cykl miesiączkowy. U

mężczyzn stymuluje jądra do produkcji
testosteronu.

Mechanizm sprzężenia zwrotnego na osi: przysadka

mózgowa - gruczoł podległy (obwodowy)

Działanie katecholamin na tkanki i narządy

HORMONY – RDZEŃ NADNERCZA

Aminy katecholowe działają na komórki docelowe

Hormony rdzenia nadnerczy

Aminy katecholowe działają na komórki docelowe
poprzez receptory adrenergiczne α

1 i

α

2

β1i β2

ORGAN

RECEPTOR

EFEKTY

Mięsień szkieletowy

β2

Zwiększenie rozpadu
glikogenu

Skóra

α1

Zwiększone wydzielanie potu

HORMONY – RDZEŃ NADNERCZA

Hormony rdzenia nadnerczy

Tkanka tłuszczowa

β1

Rozpad (lipoliza)

Wątroba

α1i β2

Rozpad glikogenu

Trzustka

Β2

α1

Wydzielanie insuliny i
glukagonu

Hamowanie wydzielania
insuliny i glukagonu

Przewód pokarmowy

α1i β2

Zmniejszenie motoryki jelit,
skurcz zwieraczy

Zachowanie homeostazy organizmu polega między

innymi na utrzymaniu :

♣ izowolemii ( stała ilość wody )
♣ izojonii ( stała zawartość jonów pod względem

jakościowym i ilościowym)

♣ izotonii ( stałe ciśnienie osmotyczne płynów

♣ izotonii ( stałe ciśnienie osmotyczne płynów

ustrojowych )

♣ izohydrii ( stała zawartość jonów wodorowych –

protonów , czyli stała zawartość kwasów i zasad w
organizmie)

♣ stałej temperatury wewnętrznej ciała

Człowiek jest organizmem stałocieplnym

Temperatura wewnętrzna powinna być

utrzymana w stałym, wąskim zakresie do 37

o

C

Termoregulacja to dostosowanie ilości ciepła wytworzonego w

organizmie i ciepła wymienionego miedzy organizmem i otoczeniem

do potrzeb bilansu cieplnego w sposób zapewniający utrzymanie

do potrzeb bilansu cieplnego w sposób zapewniający utrzymanie

homeostazy cieplnej w zmiennych warunkach środowiska

W regulacji stałości środowiska udział biorą:

 układ nerwowy autonomiczny

układ krążenia

nerki

nerki

układ oddechowy

układ humoralny

OŚRODEK KONTROLI W O.U.N.

Przednia część
podwzgórza
–eliminacja ciepła

Tylna część
podwzgórza
–zachowanie ciepła

–eliminacja ciepła

–zachowanie ciepła

Odchylenie od punktu

„set point” 37o C

Temperatura otoczenia + temperatura wnętrza ciała

TERMORECEPTORY

I

TERMODETEKTORY

zlokalizowane są głównie w skórze
(górne drogi oddechowe, odc.

Zlokalizowane są w

(górne drogi oddechowe, odc.
przewodu pokarmowego, mięśnie
szkieletowe)

-receptory ciepła

-receptory zimna

-Reagują nie tylko na wielkość
zmiany temperatury, ale jej szybkość

przedniej części podwzgórza

oraz rdzeniu kręgowym

Tylna część pnia mózgu

DZIAŁANIE UKŁADU TERMOREGULACJI W

OŚRODKOWYM UKŁADZI ENERWOWYM

(O U N) ODBYWA SIĘ NA ZASADZIE

(O U N) ODBYWA SIĘ NA ZASADZIE

SPRZĘŻENIA ZWROTNEGO

DZIAŁANIE UKŁADU TERMOREGULACJI W

OŚRODKOWYM UKŁADZI ENERWOWYM

(O U N) ODBYWA SIĘ NA ZASADZIE

SPRZĘŻENIA ZWROTNEGO

Termoreceptory skóry

Termoreceptory podwzgórza

Neutralny punkt termiczny 33-34

o

C

Neutralny punkt termiczny 37

o

C

OŚRODEK KONTROLI W O.U.N.

EFEKTORY

Produkcja ciepła

Izolacja powłok ciała

Temperatura

Termoreceptory

Sekrecja potu

Zachowanie

Odchylenie od „set point”

Temperatura

Wewnętrzna

Termodeektory

Wzrost lub obniżenie temperatury wewnętrznej o 2

o

C

zakłóca podstawowe procesy metaboliczne i upośledza

funkcjonowanie komórek i narządów.

Wzrost temperatury wewnętrznej o 3

o

C powyżej normy

powoduje upośledzenie funkcji psychicznych i

fizycznych

Wymiana ciepła odbywa się na cztery podstawowe sposoby:

konwekcji – czyli przenoszenia ciepła na skutek ruchu cieczy lub gazu

ze środowiska cieplejszego do zimniejszego,

przewodzenia , które zależy od różnicy temperatury pomiędzy

powierzchniami pozostającymi w bezpośrednim kontakcie,

powierzchniami pozostającymi w bezpośrednim kontakcie,

promieniowaniem – emitowanego nie tylko przez słońce i

urządzenia grzewcze, ale również przez powierzchnię ciała,

parowania potu , które odgrywa główną rolę w eliminacji ciepła

zarówno przy obciążeniu ciepłem egzogennym (ekspozycje do gorąca),
jak i endogennym (np. wysiłek fizyczny).

Wymiana ciepła odbywa się
na cztery podstawowe
sposoby:

1. konwekcja

– czyli

1. konwekcja

– czyli

przenoszenie ciepła na skutek
ruchu cieczy lub gazu ze
środowiska cieplejszego do
zimniejszego

Wymiana ciepła odbywa
się na cztery podstawowe
sposoby:

2. przewodzenie

, które

zależy od różnicy

zależy od różnicy
temperatury pomiędzy
powierzchniami
pozostającymi w
bezpośrednim kontakcie,

Wymiana ciepła
odbywa się na cztery
podstawowe sposoby:

3. promieniowanie

–

3. promieniowanie

–

ciepło

emitowane nie

tylko przez słońce i
urządzenia grzewcze,
ale również przez
powierzchnię ciała,

4. parowanie

np. potu,

które odgrywa główną
rolę w eliminacji ciepła
zarówno przy
obciążeniu ciepłem
egzogennym

egzogennym
(ekspozycje do gorąca),
jak i endogennym (np.
wysiłek fizyczny).

utajone ciepło parowania
wody

-1 litr to około 580 kcal

Anastomozy tętniczo-żylne -połączenia między tętniczkami, a żyłkami :
decydują on dynamice obwodowego przepływu krwi

Ciepło jest ubocznym produktem przemiany materii

Im tempo metabolizmu jest wyższe tym większa produkcja ciepła

Wysiłek fizyczny

100 % wydatkowanej energii

25 % Energia
mechaniczna

75 % Energia

cieplna

Ilość wytworzonego ciepła w czasie wysiłku fizycznego może się
zwiększyć nawet dziesięciokrotnie ( a nawet 20-krotnie w
stosunku do wartości spoczynkowych)

Teoretycznie może to spowodować przyrost temperatury
wewnętrznej o 1

o

C na każde 5-7 min wysiłku

Rozpraszanie ciepła do otoczenia

Podwyższenie temperatury ciała powoduje uruchomienie
szeregu reakcji termoregulacyjnych, które poprzez zwiększone
oddawanie ciepła do otoczenia zapobiegają przegrzaniu
organizmu.

Należą do nich :

Należą do nich :

-reakcje naczyniowo ruchowe

-wzrost skórnego przepływu krwi,

-przyśpieszenie akcji serca

- aktywacja gruczołów potowych

CZYNNIKI SPRZYJAJĄCE POWSTANIU ZABURZEŃ TERMOREGULACYJNYCH :

CZYNNIKI NABYTE :

•Odwodnienie

•Infekcje przebyte wcześniej (biegunka wymioty, schorzenia górnych dróg oddechowych)

•Otyłość

•Niedobór snu

•Niektóre leki i używki

•Schorzenia przewlekłe : cukrzyca, choroby układu krążenia, nadczynność tarczycy

HIPERTERMIA

Z

N

A

K

I

O

S

T

R

E

Z

G

A

W

C

Z

E

skurcze
mięśniowe

Schłodzenie ,
zbladnięcie skóry
Słabość

Przyspieszony puls
Gorąca i sucha skóra
Zawroty głowy

Zmęczenie
Pragnienie
Obfite pocenie

Bóle głowy
Chłód , „gęsia skórka”
Zaburzenia w poceniu się

C

H

O

R

O

B

A

C

I

E

P

L

N

A

WZRASTAJĄCE DOLEGLIWOŚCI

Z

N

A

K

I

O

S

T

R

E

Z

G

A

W

C

Z

E

skurcze cieplne

wyczerpanie cieplne

Udar cieplny

mięśniowe

Słabość

Zawroty głowy

Obrona przed odwodnieniem

Wzrost stężenia

osmolarności

Wzrost stężenia

osmolarności

płynu mózgowo-

rdzeniowego

Oddziaływanie

angiotensyny

ADH

osmolarności

osocza

angiotensyny

Gorączka

regulacja temperatury wewnętrznej ciała na wyższym o kilka stopni poziomie,
wynikającym z przestawienie temperatury neuronów ośrodków termoregulacji do
wyższych wartości

Pirogeny egzogenne - toksyny chorobotwórczych bakterii wirusówi pierwotniaków
pirogeny egzogenne, powodują uwalnianie
pirogenów endogennych - wyzwalają zespoły objawów
powodujące podwyższenie temperatury wewnętrznej

gorączka powoduje:

+ hamowanie ich rozwoju i stymulacja fagocytozy i reakcji

odpornościowych

- zmiany neurohormonalne, immunologiczne i behawioralne

powodujące podwyższenie temperatury wewnętrznej

HIPOTERMIA

CZTERY STREFY WPŁYWU ZMIENIAJACEJ SIĘ
TEMPERATURY OTOCZENIA:

1. STREFA KOMFORTU CIEPLNEGO

2. STREFA CHŁODU

3. STREFA ZIMNA

3. STREFA ZIMNA

4. STREFA NIETOLEROWANEGO ZIMNA

UTRATA CIEPŁA Z OKOLIC GŁOWY MOŻE STANOWIĆ
POŁOWĘ SPOCZYNKOWEJ PRODUKCJI CIEPŁA

KRĄŻENIE KRWI W SKÓRZE TWARZY NIE ULEGA ZMIANOM
ZWIĄZANYM Z ODRUCHOWYM ZWĘŻANIEM NACZYŃ W
ODPOWIEDZI NA ZIMNO

MECHANIZMY PRODUKCJI CIEPŁA

1. TERMOGENEZA BEZDRŻENIOWA- WZROST NAPIĘCIA MIĘŚNI
SZKIELETOWYCH

2. DRŻENIE MIĘŚNIOWE TERMOGENEZA DRŻENIOWA

MECHANIZMY PRODUKCJI CIEPŁA

1. TREMOGENEZA BEZDRŻENIOWA-

Pobudzana jest przez współczulny układ nerwowy (wzrost

noradrenaliny we krwi)

Sekrecja innych hormonów o działaniu ciepłotwórczym: glukagon,

trójjodotyronina. Hormony te powodują wzrost tempa
przemiany materii.

MECHANIZMY PRODUKCJI CIEPŁA

2. DRŻENIE MIĘŚNIOWE TERMOGENEZA DRŻENIOWA

(pojawia się po 2 min ekspozycji na zimno, może zwiększać 5 x
tempo przemiany podstawowej)

tempo przemiany podstawowej)

Zachowanie homeostazy organizmu polega między

innymi na utrzymaniu :



izowolemii (stała ilość wody)



izojonii (stała zawartość jonów pod względem
jakościowym i ilościowym)



izotonii (stałe ciśnienie osmotyczne płynów



izotonii (stałe ciśnienie osmotyczne płynów
ustrojowych)



izohydrii ( stała zawartość jonów wodorowych –
protonów , czyli stała zawartość kwasów i zasad w
organizmie)



stałej temperatury wewnętrznej ciała

Zachowanie homeostazy wiążę się z utrzymaniem
fizjologicznych wielkości przestrzeni wodnych oraz ciśnienia
osmotycznego

REGULACJA RÓWNOWAGI BILANSU WODNEGO

1. UKŁAD PRAGNIENIA
2. NERWOWO-HORMONALNA KONTROLA WYDALANIA WODY

U k ł a d p r a g n i e n i a

OŚRODKI nerwowe położone w :
Korze mózgu, podwzgórzu, ciele migdałowatym
Otoczeniu III komory mózgu

Zawartość wody w organizmie

Mężczyźni

Mężczyźni

Kobiety

Kobiety

Noworodki

Noworodki

Woda całkowita

Woda całkowita

60 %

60 %

54%

54%

75%

75%

Woda

Woda
wewnątrzkomórkowa

wewnątrzkomórkowa

45 %

45 %

35 %

35 %

48 %

48 %

wewnątrzkomórkowa

wewnątrzkomórkowa

Woda

Woda
zewnątrzkomórkowa

zewnątrzkomórkowa

17 %

17 %

15%

15%

28%

28%

% całkowitej masy ciała

% całkowitej masy ciała

Całkowita ilość wody w organizmie

Rozmieszczenie całkowitej ilości wody [TBW] jest następujące :

•Mięśnie 50%

•Skóra (20%)

•Inne narządy (20%)

•Krew 10%

Mężczyzna o masie ciała 70kg ma:

•całkowitą objętość wody ok. 42 l,

•objętość wody wewnątrzkomórkowej 30,8 l
•objętość wody zewnątrzkomórkowej 11,2 l [objętość wody osocza 3,5l,

a płynu śródmiąższowego 7,7 l

Zawartość wody w organizmie

Całkowita masa ciała =Masa tkanki tłuszczowej + beztłuszczowa masa ciała (LBM)

Zawartość tłuszczu% = 100 – (zawartość procentowa TBW ÷ 0,7)

70% beztłuszczowej masy ciała stanowi woda

Zawartość wody w tkance tłuszczowej jest bardzo mała , nie przekracza 10% jej masy

Zawartość tłuszczu% = 100 – (zawartość procentowa TBW ÷ 0,7)

Na LBM składają się : kości 15%, tłuszcz 10%, tkanki 75%

Całkowita ilość wody w organizmie

Osocze

63%

37%

Płyn

międzykomórkowy

Woda wewnątrzkomórkowa

Woda zewnątrzkomórkowa

Woda „transkomórkowa”

Limfa

międzykomórkowy

Bilans wodny

Utrata wody:

-przewód pokarmowy

200ml,

-układ oddechowy

400ml

-Skóra

500ml,

-Nerki

1500ml

Przyjmowanie wody [zysk] :

-woda

1300ml,

- woda z pokarmem

1000ml

-Woda metaboliczna

300ml,

[1g węglowodanów-0,6ml wody]
[1g białek -0,4ml wody ]

SUMA

2600ml

[1g białek -0,4ml wody ]
[1g tłuszczu -1,0ml wody]

SUMA

2600ml

Bilans wodny

Zachowanie równowagi bilansu wodnego organizmu jest pochodną:

• Zachowania stałej objętości wody (zmienna regulowana niezależnie)

• Zachowania stałej zawartości elektrolitów (chlorku sodowego i potasowego i
wtórnie związanej z nimi osmotycznie wody)

Całkowita osmolalność ustroju jest wprost proporcjonalna do całkowitej łącznej ilości
sodu i potasu w ustroju podzielonej przez całkowitą objętość wody w organizmie .

12mmol/l Na

+

Na

+

142 mmol/l

Błona

Środowisko
Wewnątrzkomórkowe ICF

Środowisko
Zewnątrzkomórkowe ECF

+

-

Aniony
organiczne

3Na

+

10 mmol/l Cl

-

160 mmol/l K

+

Cl

-

114 mmol/l

K

+

5mmol/l

Błona

2 K

+

Jony sodowe pełnią kluczową role w zachowaniu objętości płynu
zewnątrzkomórkowego ECF . Mechanizmy kontrolujące gospodarkę jonami Na+ są
kluczowymi mechanizmami utrzymującymi objętość ECF

Przyjmowanie wody

Równowaga bilansu

wodnego

Niedobór wody

wzrost ciś. Osmot.

spadek objętości

Receptory

objętościowe

Osmodetektory

podwzgórza

Osmoreceptory

układu wrotnego

Pragnienie

+

+

Fizjologiczna kontrola bilansu wodnego

ADH -nerki – resorpcja lub

wydalanie wody

Przyjmowanie wody

wodnego

Nadmiar wody

spadek ciś. osmot.

wzrost objętości

Osmoreceptory ukł.

wrotnego

Receptory

objetościowe

Osmodetektory

podwzgórza

Pragnienie

-

-

wydalanie wody

Schemat działania hormonu antydiuretycznego ADH i

regulacji jego wydzielania przez zmiany osmolalności

osocza oraz objętości krwi krążącej

Wzrost

osmolalności

osocza

Bezpośrednia informacja z

osmoreceptorów

Wzrost

częstości

wyładowań

elektrycznych w
wytwarzających

ADH

komórkach

neurosekrecyjn

ych

Wzrost wydzielania

Wzrost

Spadek objętości krwi

krążącej

Spadek częstości

wyładowań

elektrycznych w

baroreceptorach

żylnych i tętniczych

Wzrost wydzielania

ADH

Wzrost

przepuszczalności

kanalików zbiorczych

dla wody

Reabsorbcja wody

Spadek wydalania

wody

Wzrost

stężenia ADH

w osoczu