Przedmiot i zakres badań fizjologii człowieka.

Podstawowe układy ustrojowe człowieka, prawa fizjologiczne organizmu, homeostaza, metabolizm, czynność komórki. Podstawy genetyki - rola DNA.

Czynność układu nerwowego.

Komórka nerwowa, elementy układu nerwowego, podział układu nerwowego, działanie systemu nerwowego jako podsystemu informacyjnego człowieka. Odruchy i stereotypy dynamiczne.

WYBRANE POJĘCIA Z NEUROLOGII Neurologia Neurologia ( z greckiego neuron = nerw) jest to dział medycyny klinicznej, który zajmuje się rozpoznaniem i leczeniem chorób układu nerwowego. Układ nerwowy Ryc.6-1 Schemat ośrodkowego i obwodowego układu nerwowego   Układ nerwowy składa się z ośrodkowego (centralnego) i obwodowego układu nerwowego (Ryc.6-1). Zapewnia on stały kontakt organizmu ze środowiskiem zewnętrznym oraz integrację narządów wewnętrznych. Kontakt ze światem zewnętrznym zapewniają narządy zmysłów, natomiast doznania z narządów wewnętrznych rejestrowane są przez zakończenia czuciowe w poszczególnych narządach. Układ nerwowy uczestniczy w rejestrowaniu, przekazywaniu i analizie napływających pobudzeń z zakończeń czuciowych oraz bierze udział w realizacji prawidłowych reakcji adaptacyjnych na zmieniające się warunki świata zewnętrznego i środowiska wewnętrznego. Podstawowe reakcje adaptacyjne są wrodzone (np. reakcje odruchowe), inne wykształcają się w trakcie życia osobniczego (np. reakcje psychiczne). Podłożem fizjologicznym reakcji odruchowych jest łuk odruchowy (Ryc.6-4). Każdy łuk odruchowy składa się z drogi doprowadzającej, która przewodzi pobudzenia od receptora do ośrodka scalającego (mózg, rdzeń kręgowy) oraz drogi odprowadzającej, przenoszącej pobudzenia do narządu wykonawczego (mięśni, gruczołów wydzielania wewnętrznego). <<< Powrót Komórka nerwowa (neuron) Komórka nerwowa - neuron - jest najważniejszym elementem składowym układu nerwowego. W obrębie komórki nerwowej wyróżnia się ciało komórki i dwa rodzaje wypustek: wypustkę długą (akson) i liczne wypustki krótkie (dendryty) (Ryc.6-2). Aksony przenoszą informacje z ciała komórki do innych komórek nerwowych lub narządów wykonawczych (efektorów), dendryty natomiast przekazują pobudzenia do ciała komórki nerwowej.   Ryc.6-2 Komórka nerwowa Poszczególne komórki nerwowe łączą się ze sobą poprzez złącza (synapsy), które pośredniczą w przekazywaniu informacji. W zależności od rodzaju substancji chemicznej pośredniczącej w przekazywaniu pobudzenia, wyróżnia się synapsy pobudzające i hamujące. Komórkom nerwowym towarzyszą komórki glejowe, które spełniają funkcje pomocnicze (odżywcze, izolacyjne, podporowe) w stosunku do neuronów. <<< Powrót Obwodowy układ nerwowy Obwodowy układ nerwowy tworzą korzenie rdzeniowe i nerwy obwodowe. Układ ten zabezpiecza odbiór doznań czuciowych oraz przewodzi pobudzenia z ośrodków nerwowych (rdzeń, mózg) do narządów wykonawczych (mięśni, gruczołów dokrewnych). Nerwy obwodowe zbudowane są z włókien nerwowych ruchowych, czuciowych i autonomicznych. Włókna ruchowe i autonomiczne przewodzą pobudzenia do narządów wykonawczych (mięśni, gruczołów wydzielania wewnętrznego). Włókna czuciowe są dendrytami i przewodzą pobudzenia do ośrodków nerwowych. Objawy uszkodzenia korzeni rdzeniowych mogą być diagnozowane przez wykonanie zdjęć kręgosłupa (w projekcji przednio-tylnej, bocznej i ewentualnie skośnej). Jeśli istnieje podejrzenie uszkodzenia aparatu więzadłowego (zerwanie więzadeł), wykonuje się dynamiczne zdjęcia kręgosłupa (maksymalne przygięcie i odgięcie kręgosłupa). Uzupełnieniem tych badań może być ocena czuciowych potencjałów wywołanych z odpowiedniego dermatomu (obszaru skóry unerwionego przez określony korzeń rdzeniowy). Uszkodzenie korzeni rdzeniowych najczęściej jest wywołane przez ucisk wypadającego jądra miażdżystego. Pełna ocena usytuowania wypadającego jądra miażdżystego jest możliwa przy pomocy badania tomokomputerowego (TK) lub rezonasu magnetycznego (MRI). Diagnozowanie uszkodzeń nerwów obwodowych opiera się na badaniu elektromiograficznym (EMG) i/lub badaniu szybkości przewodzenia (elektroneurografia). U pacjentów z miastenią wykonuje się stymulację (bodźcem elektrycznym) nerwów obwodowych dla oceny połączenia nerwowo- mięśniowego. <<< Powrót Ośrodkowy układ nerwowy (OUN) Ośrodkowy układ nerwowy (OUN) obejmuje mózgowie (mózg, pień mózgu i móżdżek) oraz rdzeń kręgowy. OUN poddaje rejestracji i analizie pobudzania dopływające z układu obwodowego i zapewnia prawidłową reakcję organizmu na te bodźce. Największą część mózgu stanowią półkule mózgu, które dzieli się na cztery płaty: czołowy, ciemieniowy, skroniowy i potyliczny (Ryc.6-3). Ryc.6-3 Mózgowie podział anatomiczny (A, B, C, D) i ważniejsze obszry czynnościowe (1, 2, 3, 4, 5). I-mózg, II-móżdżek, III-pień mózgu, A-płat czołowy, B-płat ciemieniowy, C-płat skroniowy, D-płat potyliczny. 1-mowa, 2-ruchy dowolne, 3-czucie bólu i dotyku, 4-widzenie, 5-słuch   W oparciu o badania anatomiczne i fizjologiczne ustalono, iż poszczególne płaty związane są z określonymi funkcjami. Płat czołowy związany jest z czynnościami ruchowymi i psychicznymi. Uszkodzenie tego płata jest przyczyną niedowładów lub porażenia kończyn, a w niektórych wypadkach może ujawniać się zaburzeniami cech osobowości. Płat ciemieniowy bierze udział w analizie doznań czuciowych, a następstwem uszkodzenia tego płata jest przeciwstronna niedoczulica. W płacie potylicznym znajdują się ośrodki wzrokowe. Jeśli dojdzie do upośledzenia funkcji tego płata, pacjent będzie odczuwał zaburzenia w polu widzenia. Analiza doznań słuchowych odbywa się w płacie skroniowym. Zewnętrzną powierzchnię półkul mózgowych pokrywa kora mózgowa. Uszkodzenie kory mózgowej może doprowadzić do zaburzeń funkcji związanej z uszkodzonym obszarem (np. niedowład, zaburzenia mowy, niedowidzenie) lub wyzwolić nadmierną aktywność komórek leżących w sąsiedztwie uszkodzenia. Taka nadpobudliwość może być przyczyną wystąpienia napadów padaczkowych. Od komórek nerwowych kory mózgu do struktur pnia mózgu przebiegają włókna łączące, które tworzą istotę białą mózgu. We wnętrzu półkul mózgowych znajdują się skupiska komórek nerwowych, tzw. zwoje podstawy, które regulują napięcie mięśniowe oraz zapewniają kontrolę ruchów zautomatyzowanych. Uszkodzenia zwojów podstawy wyrażają się zaburzeniami ruchowymi i postawy ciała. Pień mózgu stanowi połączenie między półkulami mózgu i rdzeniem kręgowym. W obrębie pnia mózgu znajduje się szereg ośrodków odpowiedzialnych za funkcjonowanie najważniejszych dla życia czynności, jak oddychanie, praca serca, przemiana materii i regulacja temperatury. Móżdżek moduluje napięcie mięśni i wpływa na utrzymanie prawidłowej postawy ciała. Uszkodzenie móżdżku doprowadza do zaburzeń w wykonywaniu ruchów precyzyjnych oraz powoduje trudności w utrzymywaniu równowagi ciała. Rdzeń kręgowy znajduje się w kanale kręgowym i pośredniczy w przekazywaniu pobudzeń czuciowych do mózgu oraz bodźców wykonawczych do nerwów obwodowych. Ryc.6-4 Struktury łuku odruchowego   Na przekroju poprzecznym rdzenia kręgowego (Ryc.6-4) widoczne są skupiska komórek nerwowych (istota szara), które zajmują centralną część rdzenia. Istota szara ułożona jest w kształcie litery "H", tworząc rogi tylne (grzbietowe) i rogi przednie (brzuszne). Do rogów grzbietowych dochodzą korzenie grzbietowe, które pośredniczą w przekazywaniu pobudzeń czuciowych. W rogach przednich zgrupowane są neurony ruchowe, których wypustki unerwiają komórki mięśniowe. Zewnętrzną warstwę rdzenia stanowi istota biała utworzona z włókien nerwowych. Ze względu na złożoną budowę i funkcję ośrodkowego układu nerwowego, ocena jego uszkodzeń musi opierać się na zróżnicowanych metodach badawczych. Wybór odpowiedniej metody zależy od przyczyn uszkodzenia i ich lokalizacji w obrębie OUN, a przede wszystkim od wstępnego rozpoznania neurologicznego. Po urazach czaszki lub kręgosłupa powinny być wykonane zdjęcia RTG przeglądowe dla uwidocznienia szczeliny pęknięcia lub złamania; jeśli istniej podejrzenie obecności krwiaka pourazowego konieczne jest wykonanie badania tomokomputerowego (TK) głowy. W przypadku występowania napadów padaczkowych należy wykonać badanie elektroencefalograficzne (EEG), które powinno być uzupełnione badaniem (TK) głowy dla wykluczenia podejrzenia guza mózgu. W diagnostyce uszkodzeń ośrodkowego układu nerwowego szczególne znaczenie ma obecnie badanie przy pomocy magnetycznego rezonansu jądrowego (MRI). Metoda ta pozwala w sposób niezwykle precyzyjny ocenić uszkodzenia rdzenia kręgowego, pnia mózgu i okolic mózgu przylegających do kości (np. podstawa mózgu, okolica przysadki mózgowej lub móżdżku). Badanie MRI służy również do oceny uszkodzenia istoty białej mózgu, stąd znaczenie tego badania w diagnostyce stwardnienia rozsianego (SM), chorób zwyrodnieniowych mózgu, móżdżku i encefalopatiach. <<< Powrót Układ autonomiczny (wegetatywny) Układ autonomiczny (wegetatywny) kieruje czynnościami narządów wewnętrznych a zwłaszcza funkcją układu sercowo-naczyniowego, oddechowego, pokarmowego i przemiany materii. Układ wegetatywny jest czynnościowo ściśle połączony z układem hormonalnym. Ośrodki sterujące tego układu znajdują się w ośrodkowym układzie nerwowym. Układ ten dzieli się na dwie części: układ współczulny (sympatyczny), układ przywspółczulny (parasympatyczny). Ośrodki układu sympatycznego zlokalizowane są w bocznych rogach rdzenia kręgowego w odcinku piersiowym i lędźwiowym. Ośrodki parasympatyczne znajdują się w międzymózgowiu i odcinku krzyżowym rdzenia kręgowego. Uszkodzenie włókien wegetatywnych wyzwala tzw. bóle kauzalgiczne, które mają charakter piekąco- palący, często nasilają się nocą i słabo reagują na leki przeciwbólowe. <<< Powrót Ukrwienie mózgu Krew doprowadzana jest do mózgu przez 2 tętnice szyjne i 2 tętnice kręgowe. Rozgałęzienia tych tętnic łączą się ze sobą, co zapewnia stały dopływ krwi do mózgu. Mózg otrzymuje znacznie więcej krwi aniżeli inne narządy. Masa mózgu wynosi około 2% ciężaru ciała, przez mózg przepływa jednak aż 15% krążącej krwi. Ten zwiększony dopływ krwi zabezpiecza wystarczającą podaż tlenu i glukozy, które są niezbędne dla utrzymania prawidłowej funkcji mózgu. Wiadomo, iż zapotrzebowanie mózgu na tlen jest 10-krotnie większe niż np. mięśnia sercowego. Mózg zużywa 20% tlenu przyswajalnego przez cały organizm. Prawidłowy przepływ krwi przez mózg zależy w dużej mierze od stanu naczyń mózgowych. Przy pomocy ultrasonografii dopplerowskiej (USG - doppler) można ocenić drożność naczyń i szybkość przepływu krwi w naczyniach doprowadzających krew do mózgu (tętnice szyjne i kręgowe), a także w zakresie naczyń śródczaszkowych (ultrasonografia przezczas zkowa - TCD). Uzupełnieniem badań dopplerowskich są badania przepływu krwi w wybranych obszarach mózgu (emisyjna tomografia komputerowa pojedynczego fotonu - SPECT). <<< Powrót Przewodnictwo nerwowe Jedną z podstawowych właściwości komórek nerwowych jest zdolność do wytwarzania i przewodzenia pobudzeń nerwowych. Szybkość przewodzenia pobudzeń elektrycznych zależy od średnicy włókien nerwowych. Włókna grube A przewodzą impulsy z szybkością 20 - 120 m/sek., włókna średnie B 3 - 15 m/sek., a włókna cienkie C 0,5 - 2,0 m/sek. Nerwy obwodowe zbudowane są z włókien grubych, średnich i cienkich, a szybkość przewodzenia w nerwie obwodowym zależy od ilości poszczególnych włókien tworzących dany nerw. Szybkość przewodzenia w nerwach obwodowych maleje przy obniżaniu temperatury lub w trakcie niedokrwienia nerwu, a także wskutek działania różnych czynników uszkadzających (urazy, zatrucia, zaburzenia przemiany materii np. w cukrzycy). <<< Powrót Opony i płyn mózgowo-rdzeniowy Mózg i rdzeń kręgowy otoczone są przez 3 opony: twardą, pajęczynówkową i miękką. Pomiędzy oponą pajęczynówkową i miękką znajduje się przestrzeń wypełniona płynem mózgowo-rdzeniowym. Podstawowe znaczenie opon i płynu mózgowo-rdzeniowego to ochrona mózgu przed wstrząsami i urazami mechanicznymi. Płyn mózgowo-rdzeniowy może być pobrany do badania przez nakłucie igłą punkcyjną (w okolicy lędźwiowej lub podpotylicznej). Prawidłowy płyn mózgowo-rdzeniowy jest wodojasny przejrzysty i wypływa pod ciśnieniem 100 - 200 mm H2O (1,0 - 2,0 kPa). W płynie mózgowo-rdzeniowym bada się głównie ilość i rodzaj komórek, stężenie białka, glukozy i chlorków. Badanie płynu mózgowo-rdzeniowego ma podstawowe znaczenie w rozpoznawaniu zapaleń mózgu i opon mózgowo-rdzeniowych, oraz krwawienia podpajęczynówkowego (zwłaszcza jeśli nie można wykonać badania tomokomputerowego (TK) głowy, lub wynik jego jest wątpliwy).

Czynność układu krążenia.

Funkcje krwi w organizmie człowieka. Składniki i diagnostyka krwi. Tętno i ciśnienie krwi. Grupy krwi. Krążenie podczas pracy. Choroby układu krążenia.

Sklad krwi:

Prawidłowy erytrocyt jest okrągłą, dwuwklęsłą w środku komórką o średnicy zaledwie 6-9 m. Taka budowa pozwala na łatwe odkształcanie się etytrocytów przy przechodzeniu przez bardzo wąskie naczynia włosowate. Na poniższej fotografii widoczne sa prawidlowe erytrocyty.

Płytki krwi czyli trombocyty są odpowiedzialne za prawidłowe krzepnięcie krwi. Ich liczba wynosić powinna 150 - 400 tys. w 1 mm³. Są to małe, mniejsze od erytrocytów komórki, pozbawione jąder komórkowych, przylegające w miejscu uszkodzenia do ściany naczynia krwionośnego. Dzięki nagromadzeniu płytek, dochodzi do "tymczasowego" naprawienia ściany naczynia przez tzw czop płytkowy, co skutkuje zatrzymaniem krwawienia z uszkodzonego naczynia. Na zdjęciu widocznych jest osem prawidłowych płytek krwi (fioletowe) pośród licznych krwinek czerwonych

Leukocyty (tzw. krwinki białe) stanowią niejednorodną grupę komórek. Najliczniejsze wśród nich są granulocyty obojętnochłonne (55-75% wszystkich leukocytów), do zadań których należy pochłanianie (tzw. fagocytoza) drobnoustrojów, które wtargnęły do organizmu i unieszkodliwienie ich. Zdjęcie przedstawia granulocyt obojętnochłonny w otoczeniu licznych krwinek czerwonych.

Do funkcji krwi należy:

 przenoszenie tlenu, niezbędnego do życia każdej komórki organizmu, z płuc do wszystkich tkanek i narządów (rolę tę pełnią erytrocyty)

 przenoszenie dwutlenku węgla, powstającego jako uboczny produkt przemiany materii, z tkanek i narządów do płuc, w których zostaje wydalony z ogranizmu wraz z wydychanym powietrzem (rolę tę pełnią erytrocyty)

 przenoszenie substancji odżywczych, mikroelementów i witamin wchłoniętych w jelicie do wszystkich tnakek i narządów (rolę tę pełnią białka osocza)

 obrona organizmu przed drobnoustrojami chorobotwórczymi (dokonywana przez leukocyty)

 hamowanie krwawienia, do którego dochodzi np. po zranieniu (z udziałem płytek krwi i osoczowych białek krzepnięcia).

Grupy krwi:

Pomimo, że prawidłowe erytrocyty są z wyglądu identyczne u wszystkich ludzi, to różnią się między sobą w znacznym stopniu. Są na nich zawarte pewne charakterystyczne białka, które określa się mianem antygenów grup krwi. Istnieje szereg układów grupowych krwi. Najważniejszymi jest układ grup głównych (AB0) i układ Rh. Ze względu na obecność lub brak substancji A i B na krwinkach czerwonych rozróżnia się cztery główne grupy krwi: grupa A (40% ludności w Polsce, występuje substancja A), grupa B (12%, występuje substancja B), grupa AB (8%, występuje substancja A i B) oraz grupa 0 (40%, brak substancji A i B na krwinkach). Każda z tych grup może posiadać substancję z układu grupowego Rh - antygen D, daną osobę określa się wtedy jako Rh-dodatnią. Przeciwnie, u osoby Rh-ujemnej, substancja D nie występuje. Oznaczenie grup krwi ma podstawowe znaczenie przy doborze krwi do przetoczeń wymaganych np. w trakcie wielu zabiegów operacyjnych lub podczas leczenia chorów krwi. W razie potrzeby podawać trzeba krew identyczną w zakresie przynajmniej tych dwóch układów, a więc osobie z grupą krwi A Rh+ należy podać krew A Rh+. Grupa krwi jest niezmienna w ciągu życia, jedynie sporadycznie, po przeprowadzeniu allogenicznego przeszczepu szpiku (od rodzeństwa lub dawcy niespokrewnionego), może dojść (choć nie musi) do zmiany grupy krwi u biorcy przeszczepu.

WYBRANE POJĘCIA Z KARDIOLOGII
Kardiologia (z greckiego kardia = serce) zajmuje się rozpoznawaniem i leczeniem chorób serca oraz układu krążenia.

Układ krążenia krwi

Ryc.1-1 Układ krążenia krwi (Ż-żyła, T-tętnica)

Układ krążenia krwi składa się z naczyń krwionośnych (tętnic, żył, naczyń włosowatych) i serca (Ryc.1-1). Tętnice są naczyniami, którymi płynie krew z serca na obwód, do wszystkich części ciała, natomiast żyłami krew powraca z obwodu ponownie do serca. Wyróżnia się dwa układy (krążenia) przepływu krwi w organizmie: duży i mały (płucny). W dużym układzie krążenia krew utlenowana (bogata w tlen) wypływa z lewej komory serca do tętnic, a następnie przechodząc przez sieć naczyń włosowatych we wszystkich narządach ciała, powraca jako krew nieutlenowana (uboga w tlen) do prawego przedsionka serca. W małym układzie krążenia krew nieutlenowana wypompowywana jest z prawej komory do tętnic płucnych, rozgałęzia się w sieć naczyń włosowatych w płucach i powraca żyłami płucnymi, jako krew utlenowana, do lewego przedsionka serca.

Budowa serca

Ryc.1-2 Schemat budowy serca. Do jamy lewego przedsionka serca dochodzą także dwie żyły płucne (nie zaznaczone na rycinie)

Serce jest pompą ssąco-tłoczącą, położoną w klatce piersiowej w części określanej anatomicznie jako śródpiersie środkowe. Z zewnątrz otoczone jest workiem zwanym osierdziem. Serce jest mięśniem o specyficznej, właściwej tylko dla niego budowie, zupełnie różnej od mięśni szkieletowych, czy też mięśniówki np. jelit. Serce jest podzielone na cztery części: dwie górne nazywane są przedsionkami, a dwie dolne komorami (ryc. 1-2). Od wewnątrz jamy serca wyściełane są warstwą tkanki łącznej zwanej wsierdziem. Pojemność wszystkich jam serca wynosi 500-750 ml.

Lewą część serca, tj. przedsionek lewy i komorę lewą, określa się jako "serce lewe" lub tętnicze, część zaś prawą tj. przedsionek prawy i prawą komorę jako "serce prawe" lub żylne, z uwagi na rodzaj krwi przepływającej przez te części serca. Przedsionki serca mają ścianę znacznie cieńszą od ścian komór. Przedsionki (prawy od lewego) i komory (prawa od lewej) oddzielone są przegrodą (przedsionkową i komorową), natomiast przedsionek prawy łączy się z prawą komorą przez zastawkę trójdzielną, a lewy z lewą komorą przez zastawkę dwudzielną (mitralną). Prawy przedsionek otrzymuje krew odtlenowaną powracającą żyłami z całego ciała i dostarcza ją przez zastawkę trójdzielną do prawej komory. Prawa komora pompuje krew przez zastawkę tętnicy płucnej do tętnicy o tej samej nazwie i następnie do płuc. Do lewego przedsionka utlenowana krew wpływa żyłami płucnymi i następnie przepływa przez zastawkę mitralną do lewej komory. Lewa komora pompuje krew przez zastawkę aortalną do głównej tętnicy zwanej aortą i dalej naczyniami do całego ciała. Między jamami serca oraz między jamami serca i dużymi naczyniami znajdują się zastawki serca. Powstały one ze zdwojenia blaszek wsierdzia i stanowią jakby "wentyle" regulujące przepływ krwi przez serce.

Naczynia serca (naczynia wieńcowe)

Aby pracować w sposób ciągły, serce również potrzebuje tlenu i substancji odżywczych. Im bije ono szybciej np. podczas wysiłku lub zdenerwowania, tym więcej potrzebuje tlenu. Odpowiednią dostawę tlenu i substancji odżywczych zapewniają sercu tętnice wieńcowe (prawa i lewa), których początek znajduje się tuż ponad zastawką aorty w jej opuszce, a następnie oplatają mięsień sercowy i dzieląc się na drobne gałązki wnikają w jego głąb, dostarczając substancji odżywczych do komórek mięśnia sercowego. Przez serce przepływają dwa prądy krwi: krążenie przez jamy serca i krążenie wieńcowe, zaopatrujące ściany serca. Krążenie wieńcowe odznacza się m.in. tym że:

mięsień sercowy jest zaopatrywany przez niezwykle bogatą sieć naczyń wieńcowych, przy przeroście mięśnia sercowego sieć naczyń włosowatych nie zwiększa się i mięsień jest wówczas względnie gorzej zaopatrzony w krew, naczynia wieńcowe mają zdolność tworzenia krążenia obocznego, omijającego miejsca przewężone lub zamknięte, co w wielu wypadkach decyduje o życiu, zwłaszcza w przypadkach nagłego zamknięcia światła większej gałęzi lub pnia tętnicy wieńcowej.

Czynność elektryczna serca

Ryc.1-3 Układ przewodzący serca

Serce nigdy nie znajduje się w spoczynku, poza krótkimi, powtarzającymi się okresami, kiedy komory lub przedsionki znajdują się w okresie rozkurczu. Prawidłowa czynność serca zależy w dużym stopniu od impulsów elektrycznych powstających w nim samym, niezależnie od układu nerwowego. Układ nerwowy wpływa na jego czynność głównie przez przyspieszanie, bądź zwalnianie akcji serca. Serce człowieka posiada zdolność wytwarzania bodźców elektrycznych, które rozchodząc się w sercu, pobudzają je do skurczu.

Wyspecjalizowana w układ przewodzący tkanka mięśnia sercowego, tzw. tkanka nerwowo-mięśniowa, układa się w dwa węzły: zatokowy i przedsionkowo-komorowy i odchodzące od nich włókna (ryc. 1-3). W warunkach fizjologicznych bodźce do skurczów mięśnia sercowego powstają w węźle zatokowo-przedsionkowym. Jest on głównym rozrusznikiem serca, a impulsy w nim powstałe rozchodzą się do przedsionków i następnie przez węzeł przedsionkowo-komorowy do komór, pobudzając je do skurczu. Impulsy te przewodzone są również przez inne tkanki aż na powierzchnię skóry, gdzie można je zarejestrować w postaci elektrokardiogramu. Zaburzenia w przewodzeniu bodźców w sercu mogą być przyczyną bloków przewodnictwa, natomiast nieprawidłowa czynność rozrusznika zatokowego lub wzmożona, patologiczna pobudliwość pozazatokowych ośrodków bodźcotwórczych, są przyczyną zaburzeń rytmu serca, które odczuwać można w postaci napadów kołatania, niemiarowego bicia serca, kłucia serca. Do rejestracji zaburzeń rytmu i przewodnictwa najczęściej wykorzystuje się zwykły spoczynkowy zapis EKG, rejestrację 24-godz. EKG metodą Holtera, próbę wysiłkową, zapis EKG z wnętrza serca.

Regulacja hormonalna.

Hormony tarczycy

Tarczyca wytwarza hormony, tyroksynę (T4) i trijodotyroninę (T3), pobudzające metabolizm ustroju, utlenianie i wytwarzanie ciepła w organizmie oraz metabolizm cholesterolu. Oprócz tego, hormony tarczycy pobudzają kurczliwość i pobudliwość włókien mięśniowych, rozwój ośrodkowego układu nerwowego oraz czynność mięśnia sercowego. Trzeci z hormonów tarczycy, kalcytonina, wspomaga wbudowywanie wapnia w tkankę kostną (ma to istotne znaczenie dla rozwoju dzieci).
W warunkach fizjologicznych wydzielanie hormonów tarczycy: tyroksyny i trijodotyroniny, jest precyzyjnie regulowane przez wydzielany przez przysadkę mózgową - hormon tyrotropowy (TSH). Regulacja wydzielania hormonów opiera się na mechanizmie sprzężenia zwrotnego: TSH pobudza wydzielanie T4 i T3, które z kolei hamują (zwrotnie) wydzielanie TSH

Hormony przytarczyczne

Kalcytonina zatem przyczynia się do zachowania homeostazy (stałości środowiska wewnętrznego) wapniowo - fosforanowej. Organizm dysponuje trzema głównymi hormonami kalcytropowymi, "dbającymi" o zapewnienie prawidłowych stężeń wapnia, fosforu (także magnezu) w surowicy krwi i płynach ustrojowych. Są to: kalcytonina, parathormon i aktywne metabolity witaminy D.

Hormon komórek C tarczycy, hormon przytarczyc i witaminę D omówimy łącznie, ponieważ współuczestniczą one w regulacji gospodarki wapniowo - fosforowej organizmu i odgrywają dużą rolę w patogenezie i leczeniu wielu schorzeń tkanki kostnej - tzw. chorobach metabolicznych kości.

Komórki C tarczycy i ich hormon - kalcytonina

W tarczycy, poza komórkami wytwarzającymi znane nam już hormony - tyroksynę i trójjodotyroninę, znajdują się tzw. komórki okołopęcherzykowe, inaczej zwane komórkami C. Wytwarzają one kalcytoninę. Produkcją tego hormonu nie steruje przysadka mózgowa, jak ma to miejsce w przypadku pozostałych hormonów tarczycy.

U człowieka kalcytonina powstaje nie tylko w tarczycy. Komórki C można znaleźć także w przytarczycach, grasicy, w skupiskach położonych wzdłuż dużych naczyń.

Kalcytonina odgrywa istotną rolę w regulacji poziomu wapnia i fosforu we krwi, a jej wytwarzanie i wydzielanie zależy od poziomu wapnia w surowicy.

Bodźcem do wydzielania kalcytoniny jest wzrost stężenia wapnia we krwi. Spadek jego stężenia prowadzi natomiast do zahamowania powstawania kalcytoniny w komórkach C.

Kalcytonina działa na tkankę kostną, hamując jej resorpcję (rozpuszczenie macierzy kostnej przez komórki kościogubne - osteoklasty), czego skutkiem jest zablokowanie uwalniania wapnia z kości do krwi. Zwiększa też ona wydalanie wapnia i fosforu przez nerki oraz zmniejsza wchłanianie wapnia w jelicie cienkim.

Wszystkie te mechanizmy prowadzą do obniżenia stężenia wapnia we krwi.

Przytarczyce i ich hormon - parathormon

Przytarczyce to małe gruczoły dokrewne (przeciętne wymiary każdej wynoszą 6,5 x 6,0 x 3 mm), umiejscowione najczęściej za tarczycą w okolicy jej biegunów: po jednej za biegunem górnym płata prawego i lewego i po jednej za biegunami tylnymi obu płatów.

Ponad 80% ludzi ma 4 przytarczyce, u pozostałych może ich być 3, 5, 6 lub 2. Nie zawsze są one położone za tarczycą, czasem znajdują się wewnątrz tarczycy lub w śródpiersiu. Przytarczyce produkują parathormon, który, podobnie jak kalcytonina, ma zapewnić homeostazę wapniowo-fosforanową.

Wytwarzanie parathormonu nie podlega kontroli przysadki, lecz - podobnie jak w przypadku komórek C - zależy od poziomu wapnia w surowicy.

Jednak tutaj zależność jest odwrotna niż dla komórek C i kalcytoniny. Wzrost stężenia wapnia hamuje wydzielanie parathormonu, natomiast spadek jest bodźcem do jego wytwarzania i wydzielania.

Pod wpływem parathormonu dochodzi do zwiększenia resorpcji kości przez osteoklasty (komórki kościogubne) i uwalniania wapnia z magazynów kostnych do krwi. Działając na nerki, hormon ten nasila wchłanianie zwrotne wapnia, a zmniejsza wchłanianie zwrotne fosforu, czyli prowadzi do mniejszej utraty wapnia z moczem, a zwiększa utratę fosforu.

Parathormon nasila wytwarzanie w nerkach aktywnej postaci witaminy D, co w efekcie również prowadzi do podwyższenia stężenia wapnia we krwi.

Biochemicznym efektem działania parathormonu jest więc podwyższenie poziomu wapnia i obniżenie stężenia fosforu w surowicy.

Warto jednak uświadomić sobie, że kalcytonina i parathormon, dążąc do zachowania homeostazy wapniowej, mogą "krzywdzić" pewne tkanki czy narządy. Na przykład parathormon dla doprowadzenia do normalizacji poziomu wapnia może istotnie niszczyć kość, nasilając jej resorpcję dla uwolnienia wapnia. Można by powiedzieć, że wykonując "swoją robotę", nie liczy się on zupełnie z funkcją podporową kości i traktuje ją wyłącznie jako magazyn wapnia. Może to mieć istotne reperkusje kliniczne.

Witamina, która jest hormonem

Wiemy, że witaminy - to niezbędne dla przemiany materii substancje, których organizm sam nie potrafi wytworzyć. Do niedawna tak klasyfikowano też witaminę D.

Ostatnio jednak zalicza się ją, a ściśle mówiąc, jej aktywną pochodną - 1,25(OH) D3 - do hormonów.

Jest to jeden z tzw. hormonów kalcytropowych, związanych z gospodarką wapniową organizmu, tak jak kalcytonina i parathormon.

Witamina D3 (cholekalcyferol) pochodzi z dwóch źródeł: pokarmu (ryby, jaja, wątroba, produkty mleczne), z którego zostaje wchłonięta w przewodzie pokarmowym, lub powstaje w skórze pod wpływem promieniowania ultrafioletowego ze światła słonecznego.

Przyjęta z pokarmem lub wytworzona w skórze witamina D jest następnie przetwarzana w wątrobie i nerkach (zostają do niej przyłączone dwie grupy hydroksylowe, co daje aktywny metabolit, 1,25 (OH) cholekalcyferol).

Zadaniem witaminy D w organizmie jest regulacja białka jelitowego umożliwiającego wchłanianie wapnia. Zwiększa ona również wchłanianie fosforu w jelitach. Witamina D "współpracuje" z parathormonem, który nasila powstawanie jej czynnej postaci w nerkach.

Od obecności witaminy D zależy odpowiedni poziom wapnia i fosforu w organizmie.

Ma ona kolosalne znaczenie w zapewnieniu prawidłowej mineralizacji tkanki kostnej.

Podsumowując, możemy stwierdzić, że organizm dysponuje trzema głównymi hormonami kalcytropowymi, "dbającymi" o zapewnienie prawidłowych stężeń wapnia, fosforu (także magnezu) w surowicy krwi i płynach ustrojowych. Są to: kalcytonina, parathormon i aktywne metabolity witaminy D. Działają one poprzez wpływ na tkankę kostną, jelita i nerki.

Nadmiar i niedobór hormonów kalcytropowych

Z kalcytoniną na ogół nie ma problemów, ponieważ komórek C jest w organizmie dużo i raczej trudno o sytuację, w której wszystkie uległyby jakiejś dysfunkcji.

Niedoczynność przytarczyc (niedobór lub brak parathormonu) - najczęściej zdarzająca się po przypadkowym usunięciu przytarczyc w czasie operacji wola tarczycy - prowadzi do spadku poziomu wapnia we krwi i objawów tężyczki (nadmierne skurcze mięśni). Leczy się ją aktywnymi metabolitami witaminy D i solami wapnia.

Nadczynność przytarczyc, spowodowana guzem gruczołu przytarczycznego, jest przyczyną wzrostu stężenia wapnia we krwi (co wywołuje groźne zaburzenia funkcji mózgu) i niszczenia kości mogącego prowadzić do złamań. Leczy się ją operacyjnie (usunięcie guza).

Niedobór witaminy D u dzieci powoduje krzywicę, u dorosłych tzw. osteomalację ("rozmiękanie kości" - zaburzenia mineralizacji tkanki kostnej). Leczy się go, podając odpowiednie dawki witaminy D i zalecając korzystanie z kąpieli słonecznych. Wystarczy przebywanie na dworze z odkrytą twarzą i ramionami przez 20-30 minut dziennie w miesiącach wiosenno-letnich, by organizm - "zrobił sobie" zapasy witaminy D na cały rok.

Warto pamiętać, że stałe stosowanie kremów z filtrami UV na odsłonięte części ciała może powodować niedobór witaminy D w organizmie.

Nadmiar witaminy D, czyli zatrucie tą witaminą, jest powodowany nadmierną jej podażą. Leczenie polega na przerwaniu podawania tego preparatu. Czasami konieczne jest farmakologiczne obniżenie nadmiernego poziomu wapnia. Szczególnie często dochodziło do zatrucia witaminą D w czasie leczenia tzw. dawkami uderzeniowymi, co obecnie raczej nie jest praktykowane.

Hormony trzustki:

Wszystkie hormony produkowane przez trzustkę są ważne dla organizmu, bowiem współpracują w utrzymaniu równowagi biochemicznej.

Funkcje trzustki

Trzustka to narząd gruczołowy położony w nadbrzuszu, poprzecznie, za żołądkiem. Składa się z głowy, trzonu i ogona, ma strukturę płatowo-zrazikową. Waży od 60 do 125 gramów, jednak przeważająca część jej masy nie jest gruczołem dokrewnym; nie produkuje hormonów, lecz soki trawienne, które są odprowadzane do przewodu pokarmowego, ściślej mówiąc - do dwunastnicy. Dziennie narząd ten wytwarza 1200-1500 ml soku trzustkowego, zawierającego enzymy trawiące cukry, białka i tłuszcz.
Ta czynność trzustki to jej funkcja egzokrynna, czyli wydzielanie zewnętrzne.

Funkcję endokrynną, czyli produkcję i wydzielanie do krwi hormonów, pełnią komórki zgrupowane w niewielkich skupiskach zwanych wyspami Langerhansa. Wyspy te są rozrzucone w całym narządzie, jest ich około miliona, a ich łączna masa stanowi zaledwie 2% masy całego gruczołu.

W obrębie wysp Langerhansa wyróżniono 3 rodzaje komórek: A, B, i D. W komórkach A wytwarzany jest glukagon, w komórkach B insulina, w D-somatostatyna.

Wszystkie hormony produkowane przez trzustkę są ważne dla organizmu, bowiem współpracują w utrzymaniu równowagi biochemicznej. I tak np. przeciwstawne oddziaływanie insuliny i glukagonu na gospodarkę węglowodanową pomaga w utrzymaniu stałego poziomu glukozy we krwi.

Glukagon ingeruje w przemianę tłuszczów, cukrów i białek. Powoduje rozpad glikogenu i uwolnienie glukozy z zapasów w wątrobie, rozpad tłuszczów (czyli lipolizę) w tkance tłuszczowej i wątrobie, oraz ma wpływ kataboliczny na białka. Szybko i efektywnie podnosi poziom glukozy we krwi, a bodźcem do jego wydzielania jest spadek glikemii.

Jego rola w organizmie to współpraca z insuliną w utrzymaniu równowagi przemiany materii i zachowaniu homeostazy (stałości środowiska wewnętrznego) węglowodanowej. Funkcja somatostatyny zaś polega na hamowaniu uwalniania innych hormonów.

Jednak z klinicznego punktu widzenia zdecydowanie najważniejsza jest insulina. O chorobach spowodowanych nadmiarem lub niedoborem innych hormonów trzustkowych prawie się nie słyszy, należą bowiem one do rzadkich patologii. Dlatego też dalej skupimy się na omówieniu działania insuliny.

Insulina

Insulina jest hormonem o budowie białkowej, a dokładnie - polipeptydowej.
Produkujące ją komórki B zajmują najwięcej miejsca w wyspach Langerhansa, stanowią bowiem 80% ogółu komórek wysp. Insulina jest bardzo ważnym hormonem regulującym zużytkowanie i magazynowanie składników pokarmowych. Reguluje przemianę cukrów, białek i tłuszczów. Osoby chore na cukrzycę, której istotą jest niedobór insuliny, muszą codziennie lub kilka razy dziennie przyjmować insulinę w postaci zastrzyków.

Wpływ insuliny na gospodarkę węglowodanową

Insulina nasila transport glukozy do wnętrza komórek (np. komórek wątrobowych czy mięśniowych). Zwiększa wewnątrzkomórkowe zużytkowanie glukozy, czyli jej spalanie. W wątrobie i mięśniach zwiększa wytwarzanie glikogenu - wielocukru, który jest magazynowany w komórkach i wykorzystywany w razie potrzeby (jeżeli wystąpi niedobór glukozy w płynach ustrojowych czy tkankach, glikogen rozpada się i uwalnia potrzebną glukozę).

Wypadkową tych wszystkich procesów metabolicznych jest obniżenie poziomu glukozy we krwi. Bodźcem do wydzielania insuliny przez komórki B wysp Langerhansa jest wzrost poziomu cukru we krwi, np. po posiłku. Wydzielona przez trzustkę insulina normalizuje ten poziom, czyli tzw. glikemię. Jeśli glikemia obniży się, wydzielanie insuliny ustaje. Dzięki tej samoregulacji (ujemnemu sprzężeniu zwrotnemu między poziomem cukru a wydzielaniem insuliny) nie dochodzi do nadmiernego obniżenia poziomu cukru we krwi.

Podanie insuliny w iniekcji powoduje obniżenie stężenia glukozy we krwi. Jeśli poda się za dużą dawkę tego hormonu, następuje znaczy spadek glikemii, tzw. hypoglikemia (niedocukrzenie), co jest groźne dla życia, powoduje bowiem zaburzenia funkcji, a następnie uszkodzenie komórek mózgowych, które są bardzo wrażliwe na niedocukrzenie.

Wpływ insuliny na przemianę tłuszczów i białek

Insulina nasila syntezę kwasów tłuszczowych. Nasila wytwarzanie trójglicerydów, czyli estryfikację kwasów tłuszczowych do trójglicerydów. Hamuje też lipolizę, czyli rozpad tłuszczów. Efektem jej działania jest magazynowanie tłuszczów w tkankach.

Insulina jest też ważnym hormonem anabolicznym, nasilającym wytwarzanie białka i zarazem hamującym jego rozpad. Zwiększa ona transport aminokwasów (podstawowa jednostka, z której zbudowane są białka) do wnętrza komórek. Intensyfikuje wewnątrzkomórkowe wytwarzanie białka i przez wpływ na przemianę aminokwasów hamuje jego rozpad.

Insulina, oddziałując na procesy metaboliczne, wpływa przede wszystkim na:

• mięśnie, w których umożliwia ona wykorzystanie glukozy jako źródła energii i biosyntezę białka,

• tkankę tłuszczową, gdzie jej głównym zadaniem jest szybkie przekształcanie glukozy w tłuszcz i utrzymanie tego zapasu,

• wątrobę, w której jej wpływ przejawia się w zwiększeniu wytwarzania glikogenu (magazynowanie cukru), trójglicerydów i białek.

Skutki niedoboru insuliny

Niedobór insuliny powoduje głębokie zaburzenia metaboliczne obejmujące przemianę cukrów, białek i tłuszczów. Choroba, w której występuje niedobór lub brak insuliny, nosi nazwę cukrzycy. Pierwszą biochemiczną oznaką cukrzycy jest wzrost poziomu cukru we krwi. Potem dołączają się inne zaburzenia. W wypadku cukrzycy typu 1 (tzw. młodzieńczej), niezbędne jest regularne podawanie insuliny.

W cukrzycy typu 2 (tzw. cukrzycy dorosłych) zdarza się często, że trzustka produkuje sporo insuliny, lecz tkanki są na nią oporne. Ta postać cukrzycy jest leczona lekami zmniejszającymi wchłanianie glukozy w przewodzie pokarmowym, zwiększającymi wydzielanie insuliny przez komórki B trzustki, lub insuliną. Często łączy się dwa leki o różnych mechanizmach działania

Hormony nadnerczy

Nadnercza to dwa gruczoły przylegające do górnych biegunów nerek. Są one płaskimi tworami o przekroju trójkątnym lub półksiężycowatym. Dłuższy wymiar nadnercza wynosi 4-6 cm, krótszy 2-5 cm, grubość jest nierównomierna - 3-6 mm. Masa każdego nadnercza wynosi 4,5-5 g.
Nadnercze składa się z dwóch połączonych ze sobą części, zewnętrznej i wewnętrznej, różnych pod względem budowy i czynności. Część zewnętrzna nosi nazwę kory nadnerczy, wewnętrzna to rdzeń nadnerczy. Kora stanowi główną masę gruczołu - około 90% całego nadnercza. Składa się z trzech warstw o różnej budowie histologicznej: kłębkowatej, pasmowatej i siatkowatej. Wytwarza hormony:

• glukokortykoidy (syntetyzowane w komórkach warstwy siatkowatej i pasmowatej), z których najważniejszy jest kortyzol,

• mineralokortykoidy (w warstwie kłębkowatej), z których najsilniejsze działanie wykazuje aldosteron,

• niewielkie ilości hormonów płciowych - androgenów (w warstwach pasmowatej i siatkowatej)

Rdzeń nadnerczy rozwija się z takich samych komórek zarodkowych, jak układ nerwowy współczulny i produkuje tzw. katecholaminy: adrenalinę i noradrenalinę, które są substancjami obecnymi także w układzie nerwowym.

Nadnercza są niezbędne do życia. Zwierzęta, którym usunięto oba gruczoły nadnerczowe, mogły przeżyć najwyżej kilka dni. Wstrzykiwanie adrenaliny w tej sytuacji nie ratuje życia, natomiast podawanie wyciągów z kory nadnerczy pozwala im przetrwać. Wynika stąd, że narządem niezbędnym do życia jest kora, a nie rdzeń nadnerczy.

Każdy z hormonów nadnerczowych ma do spełnienia pewną szczególną rolę, jednak generalnie mówi się, że są hormonami stresowymi - przygotowują organizm na spotkanie z niebezpieczeństwem i pozwalają na adekwatne zachowanie w sytuacji zagrożenia: walkę lub ucieczkę (z ang. fight or flight, czyli "walcz lub wiej").

Hormony wytwarzane przez korę

Stwierdzono, że dzięki kortykoidom człowiek może zwalczyć różne zaburzenia wewnątrzustrojowe, wytrzymać chłód i wysokie temperatury, znosić ból, przezwyciężyć infekcje i zmobilizować siły do walki. Osoba z niedomaganiem kory nadnerczy nie jest w stanie wytrzymać takich obciążeń.

W trakcie badań nad glukokortykoidami odkryto, że hamują one procesy zapalne i alergiczne. Dzięki tym właściwościom zsyntetyzowany kortyzol zwany hydrokortyzonem i jego rozmaite pochodne znalazły szerokie zastosowanie w wielu dziedzinach medycyny i często są niezbędne w leczeniu różnych schorzeń i ratowaniu życia. Stosuje się je m.in. w leczeniu astmy oskrzelowej, chorób tkanki łącznej, zapobieganiu odrzucenia przeszczepów narządowych.

Należy jeszcze wspomnieć o wpływie tych hormonów na procesy przemiany materii. Duże, farmakologiczne dawki kortyzolu nasilają rozpad i hamują syntezę białka, pobudzają natomiast powstawanie glukozy i tłuszczów. Pobudzają też tworzenie się krwinek czerwonych i białych w szpiku kostnym, powodują zatrzymanie sodu i wody, a zwiększone wydalanie potasu w nerkach.

To ostatnie działanie nie jest bardzo nasilone. Ta funkcja bowiem należy głównie do aldosteronu, głównego mineralokortykoidu kory nadnerczy. Zatrzymanie sodu i wody oraz wzmożone wydalanie potasu to skutek wpływu tego hormonu na transport jonów w komórkach cewek nerkowych.

Brak mineralokortykoidów prowadzi do zagrożenia życia wskutek utraty sodu i zatrzymania potasu. Hormony te mają ogromne znaczenie w utrzymaniu prawidłowej gospodarki wodno-elektrolitowej ustroju, regulacji ciśnienia tętniczego, funkcji układu krążenia, pracy serca i mięśni szkieletowych.

Androgeny powstają w nadnerczach w niewielkiej ilości. Problemem medycznym stają się wtedy, kiedy wytwarzane są w nadmiarze (wskutek zaburzeń genetycznych) lub w wypadku guzów nadnerczy, zakłócających ich produkcję. (Androgeny w większych ilościach wytwarzane są w jądrach i mają zasadnicze znaczenie jako męskie hormony płciowe).

Należy jeszcze przypomnieć o regulacji wydzielania hormonów kory nadnerczy, która pozostaje w ujemnym sprzężeniu zwrotnym z przysadką mózgową. Wydzielanie kortyzolu następuje pod wpływem przysadkowego hormonu adrenokortykotropowego, oznaczanego skrótem ACTH. Narastające stężenie kortyzolu hamuje produkcję ACTH.

Wydzielanie aldosteronu regulowane jest przez wiele różnych hormonów i substancji czynnych biologicznie, w tym ACTH, ASH (przysadkowy hormon pobudzający wydzielanie aldosteronu), reninę, a także przez obniżony poziom sodu w organizmie.

<>Hormony wytwarzane przez rdzeń

Rdzeń nadnerczy produkuje tzw. katecholaminy, przede wszystkim adrenalinę, w mniejszym stopniu noradrenalinę. Na wydzielanie adrenaliny wpływa wiele czynników, przede wszystkim emocjonalnych, np. strach, gniew oraz konieczność mobilizacji do walki lub obrony. Wydzielanie noradrenaliny również następuje pod wpływem różnych czynników, często innych niż te, które zwiększają poziom adrenaliny. Noradrenalina uczestniczy na przykład w utrzymaniu stałego ciśnienia krwi, zapobiegając obniżeniu ciśnienia przy zmianie pozycji ciała z leżącej na siedzącą.

Katecholaminy wpływają na wiele narządów, oddziałując poprzez receptory. Efektem ich działania jest skurcz naczyń tętniczych, przyspieszenie pracy serca i zwiększenie siły skurczu mięśnia sercowego, wzrost ciśnienia tętniczego, rozkurcz oskrzeli. Mają one także duży wpływ na procesy metaboliczne organizmu, np. podwyższenie poziomu cukru we krwi wskutek nasilenia rozpadu glikogenu w wątrobie i mięśniach oraz przez hamowanie wydzielania insuliny w trzustce. Powodują też rozpad tłuszczów, czyli tzw. lipolizę. Umożliwia to uruchomienie zapasów energetycznych w stanach wymagających dużej mobilizacji organizmu.

Adrenalina i noradrenalina są dostępne w postaci farmakologicznej i podawane w stanach zagrożenia życia, przede wszystkim w czasie zabiegów reanimacyjnych oraz w leczeniu wstrząsów alergicznych i ciężkich napadów astmy.

Hormony przysadki mózgowej:

Przysadka mózgowa jest niewielkim gruczołem dokrewnym mieszczącym się wewnątrz czaszki, w tzw. siodełku tureckim. Ważąc zaledwie 0,5-0,8 g, pełni ona kluczową rolę w prawidłowym funkcjonowaniu całego organizmu. Przysadka mózgowa składa się z części nerwowej i części gruczołowej, która stanowi 70% masy gruczołu.

Wydziela ona kilka hormonów wpływających na czynności całego organizmu lub regulujących funkcjonowanie innych gruczołów dokrewnych.

Aktywność wewnątrzwydzielnicza przysadki jest sterowana potrzebami organizmu i pozostaje pod kontrolą centralnego układu nerwowego. Część hormonów przysadkowych jest wydzielana pod wpływem hormonów uwalniających, produkowanych przez część mózgu zwaną podwzgórzem.

Przysadka mózgowa wydziela siedem dobrze poznanych hormonów: hormon wzrostu, hormon tyreotropowy, hormon kortykotropowy, hormon dojrzewania pęcherzyków, hormon luteinizujący, prolaktynę i hormon melanotropowy.

Hormon wzrostu

Przysadka wydziela substancję pobudzającą wzrost, zwaną hormonem wzrostu lub somatotropiną (GH od ang. growth hormone lub STH od ang. somatotropic hormone).

Hormon wzrostu pobudza wzrost u dzieci, a ponadto wywiera wpływ na gospodarkę białkową, tłuszczową i węglowodanową organizmu. Pobudza przyswajanie aminokwasów i zwiększa syntezę białka.

Nadmierne wydzielanie somatotropiny w okresie wzrostu prowadzi do tzw. gigantyzmu (bardzo wysoki wzrost - powyżej 200 cm u mężczyzn i 190 cm u kobiet), a u osób dorosłych do akromegalii (powiększenie rąk, stóp i części kostnych twarzy, z charakterystycznym uwydatnieniem żuchwy i "pogrubieniem" rysów twarzy).

Niedobór hormonu wzrostu u dzieci prowadzi do karłowatości przysadkowej.

Hormon tyreotropowy

Hormon tyreotropowy (tyreotropina - TSH od ang. thyroid stimulating hormone) działa przede wszystkim na tarczycę, wywołując jej powiększenie, zwiększone unaczynienie i pobudzenie wytwarzania oraz uwalniania do krwi hormonów tarczycowych.

Pomiędzy tarczycą a komórkami przysadki wytwarzającymi tyreotropinę istnieje tzw. ujemne sprzężenie zwrotne. Polega ono na tym, że nadmiar hormonów tarczycy blokuje wytwarzanie w przysadce TSH, natomiast niedobór hormonów tarczycy powoduje wzrost wydzielania TSH.

Osoby leczące się z powodu nadczynności lub niedoczynności tarczycy wiedzą, jak ważne dla oceny skuteczności leczenia jest oznaczenie we krwi poziomu tyreotropiny.

Jeżeli ktoś z nadczynnością tarczycy ma w trakcie leczenia bardzo niski poziom TSH, oznacza to, że nadczynność tarczycy nie została jeszcze opanowana (przysadka mózgowa jest "zablokowana" przez nadmiar hormonów tarczycowych).

Poziom TSH mieszczący się w granicach normy oznacza, że u pacjenta osiągnięto normalizację funkcji tarczycy.

Osoby z niedoczynnością tarczycy mają bardzo wysoki poziom TSH we krwi, przysadka mózgowa bowiem "usiłuje wymusić" wytwarzanie przez tarczycę większej ilości hormonów, produkuje więc dużo hormonu tyreotropowego.

Patologia przysadki mózgowej może prowadzić do dysfunkcji tarczycy: brak lub niedobór TSH prowadzi do niedoczynności tarczycy, nadmiar - do jej nadczynności.

Sprzężenie zwrotne jest w tych stanach zaburzone i funkcja przysadki nie jest sterowana poziomem hormonów tarczycowych, tarczyca natomiast jest uzależniona od nadmiaru TSH (nadczynność przysadkowa tarczycy) lub niedoboru tyreotropiny (niedoczynność przysadkowa tarczycy).

Hormon kortykotropowy

Hormon kortykotropowy (ACTH od ang. adrenocorticotropic hormone) oddziałuje na korę nadnerczy, stymulując ją do wydzielania hormonów. W razie niedoboru ACTH dochodzi do groźnej dla życia niedoczynności kory nadnerczy. Nadmiar ACTH prowadzi do nadczynności kory nadnerczy (tzw. choroba Cushinga).

Gonadotropiny

Przysadka mózgowa wytwarza trzy rodzaje hormonów wpływających na funkcję narządów płciowych (hormonów gonadotropowych):

1) folitropinę (folikulostymulina, FSH od ang. follicle-stimulating hormone), hormon, który u kobiet pobudza dojrzewanie pęcherzyków w jajnikach i wzmaga wytwarzanie estrogenów, natomiast u mężczyzn powoduje powiększenie cewek nasiennych i pobudza wytwarzanie plemników,

2) hormon luteinizujący (LH), który u kobiet pobudza jajeczkowanie (owulację), natomiast u mężczyzn stymuluje wydzielanie testosteronu w jądrach.

Poziom FSH i LH u kobiet zmienia się w czasie cyklu miesięcznego. U mężczyzn wydzielanie gonadotropin utrzymuje się na stałym poziomie.

W przypadku uszkodzenia gruczołów płciowych (jajników u kobiet, jąder u mężczyzn) poziom hormonów gonadotropowych we krwi jest podwyższony.

Niedomoga przysadki w zakresie wydzielania gonadotropin prowadzi wtórnie do hipogonadyzmu, czyli niedostatecznej funkcji jajników czy jąder.

3) prolaktynę, czyli hormon laktogenny, wpływający na rozpoczęcie i podtrzymanie laktacji u ssaków.

U ludzi w warunkach fizjologicznych wysoki poziom prolaktyny jest charakterystyczny dla ciąży i okresu karmienia.

Hormon melanotropowy

Hormon melanotropowy (MSH od ang. melanocyte stimulating hormone) wpływa na czynność melanocytów (czyli komórek barwnikowych), powodując zwiększenie się ziarnistości melaniny i wzrost zabarwienia skóry.

Funkcjonowanie układu pokarmowego.

Racjonalne odżywianie. Elementy dietetyki. Omówienia podstawowych składników odżywczych i elementy biochemii przemian metabolicznych.

WYDZIELANIE SOKÓW TRAWIENNYCH I ICH ROLA.

Soki trawienne są wydzieliną licznych gruczołów przewodu pokarmowego. W ich skład poza wodą wchodzą enzymy, elektrolity i różne składniki organiczne oraz nieorganiczne. Przewód pokarmowy wydziela w ciągu doby ok. 9 l soku.

W jamie ustnej wydziela się ślina. Ten sok trawienny wydzielany jest przez ślinianki przyuszne, podżuchwowe i podjęzykowe oraz przez liczne komórki rozsiane w całej jamie ustnej. Ślinianki wydzielają w ciągu doby ok. 1,5 l śliny, której główną funkcją jest nawilżanie jamy ustnej i spożywanych suchych pokarmów, a także ułatwienie ich połykania. Znaczenie higieniczno-obronne śliny polega na wypłukiwaniu z jamy ustnej resztek pokarmów oraz na jej działaniu bakteriobójczym, ponieważ składniki śliny niszczą bakterie dostające się do jamy ustnej. Ponadto zawarty w ślinie enzym, nazywany amylazą, trawi skrobię, rozkładając ją na cukry proste. Pokarm rozdrobniony w jamie ustnej i zmieszany ze śliną zostaje uformowany w kęs, który za pomocą języka dostaje się do gardła, a stąd przez przełyk do żołądka.

Żołądek wydziela w ciągu doby ok. 2,5 l soku, będącego wodnym roztworem kwasu solnego i enzymów. Zawarte w soku żołądkowym enzymy trawią białka i tłuszcze. Kwas solny, wydzielany przez komórki okładzinowe błony śluzowej żołądka, spełnia wiele ważnych funkcji. Zakwaszona treść żołądkowa aktywuje wydzielaną przez żołądek pepsynę, która jest enzymem trawiącym białko. Żołądkowy kwas solny zabija bakterie, dostające się wraz z pożywieniem do żołądka. Ponadto kwaśna treść przedostawszy się z żołądka do dwunastnicy pobudza jej błonę śluzową do wydzielania hormonów jelitowych, a głównie sekretyny i cholecystokininy. Hormony te wzmagają wydzielanie soku trzustkowego i żółci. Żołądek wydziela znaczne ilości śluzu, który chroni jego błonę śluzową przed uszkodzeniem przez kwas solny i pepsynę. Najsilniejszym bodźcem pobudzającym żołądek do wydzielania soku jest pokarm, a szczególnie białkowy. Wydzielanie przez żołądek kwasu solnego i pepsyny jest silnie pobudzane przez gastrynę, hormon wytwarzany w części odźwiernikowej żołądka.

Gastryna wydziela się głównie pod wpływem rozciągania żołądka przez pokarm. Poza pokarmem i gastryną pobudzający wpływ na wydzielanie soku żołądkowego wywiera podrażnienie nerwów błędnych, których zakończenia znajdują się w ścianie żołądka.

Zdrowa błona śluzowa żołądka, pokryta warstwą śluzu, stanowi barierę ochronną nieprzepuszczalną dla drażniącego soku żołądkowego. Jednakże takie substancje jak: alkohol etylowy, kwas acetylosalicylowy (Polopiryna) lub żółć, która dostaje się niekiedy z dwunastnicy do żołądka oraz inne czynniki rozpuszczają warstwę śluzu i w ten sposób uszkadzają barierę ochronną błony śluzowej. W tych warunkach kwas solny z pepsyną atakuje błonę śluzową żołądka, prowadząc do powstawania w żołądku nadżerek. Jeżeli czynniki uszkadzające działają często i długo, to nadżerki błony śluzowej nie mogą się wygoić i na ich podłożu powstają owrzodzenia żołądka.

Wątroba wytwarza i wydziela do krwi prawie wszystkie białka osocza oraz enzymy, a wśród nich czynniki odpowiedzialne za krzepnięcie krwi. Niewydolność wątroby prowadzi do zaburzenia krzepliwości krwi i do masywnych krwawień. Wątroba magazynuje glikogen, czyli spolimeryzowaną glukozę oraz tłuszcze, witaminy i żelazo. Filtruje ona napływającą z przewodu pokarmowego krew, zatrzymując i magazynując w swoich komórkach cukry, tłuszcze i produkty trawienia białek oraz inne składniki niesione przez krew i chłonkę. Zmagazynowane w wątrobie substancje są następnie uwalniane i poprzez krew dostają się do komórek całego organizmu.

Wątroba ponadto odgrywa ważną rolę w odtruwaniu (detoksykacji) organizmu. Wychwytuje ona z krwi szkodliwe produkty powstałe w wyniku przemiany materii oraz niektóre leki i trucizny, a także hormony wydzielane w nadmiarze. Wszystkie te substancje są zobojętniane w komórkach wątrobowych, a następnie wydalane do żółci jako nieszkodliwe.

Wątroba produkuje i wydziela do dwunastnicy żółć. Wytworzone w hepatocytach składniki żółci wydalane są do kanalików żółciowych, a stąd do drobnych przewodów żółciowych, które w końcu tworzą jeden wspólny przewód odprowadzający żółć do dwunastnicy. Przewód żółciowy jest połączony dodatkowym przewodem z pęcherzykiem żółciowym. Pęcherzyk żółciowy ma kształt gruszkowaty i pojemność ok. 80 ml. W okresie międzytrawiennym spływa do niego żółć z wątroby i jest tam magazynowana i zagęszczana, gdyż ściany pęcherzyka pochłaniają znaczną część wody zawartej w żółci. Dlatego też zgromadzona w pęcherzyku żółć jest gęsta i wykazuje dziesięciokrotnie większe stężenie podstawowych składników niż żółć wątrobowa. Ten pęcherzykowy zapas żółci jest wykorzystywany w czasie zwiększonego zapotrzebowania na ten sok, np. po obfitym posiłku, zwłaszcza tłuszczowym. Dobowe wydzielanie żółci przez wątrobę dochodzi do 1 l.

Żółć odgrywa podstawową rolę w trawieniu i wchłanianiu tłuszczów. Najważniejszymi jej składnikami są kwasy żółciowe i barwniki żółciowe. Tłuszcze pod działaniem kwasów żółciowych tracą napięcie powierzchniowe i rozpadają się na drobniutkie kuleczki. Ta detergencyjna czynność żółci umożliwia enzymom dostęp do tłuszczów i ich trawienie. Ponadto składniki żółci są konieczne do wchłaniania produktów trawienia tłuszczów z jelit.

Wątroba jest konieczna do życia i rozległe jej uszkodzenie lub wycięcie prowadzi po kilkunastu godzinach do śmierci wśród objawów zatrucia organizmu.

Trzustka to najbardziej aktywny gruczoł trawienny, w ciągu doby wydziela ok. 2,5 l soku. Sok trzustkowy zawiera dużą ilość enzymów, które trawią cukry, tłuszcze i białka. Trzustkę drenuje system rozgałęzionych kanalików, łączący się ostatecznie w dwa przewody trzustkowe - główny przewód trzustkowy (Wirsunga) i przewód trzustkowy dodatkowy (Santoriniego). Tymi drogami uchodzą do dwunastnicy produkty części zewnątrzwydzielniczej trzustki. Duża ilość zasad zawartych w tym soku neutralizuje napływającą do dwunastnicy kwaśną treść żołądkową.

Czynnościowo narząd ten można podzielić na: cześć zewnątrzwydzielniczą (stanowiącą około 97% masy narządu) produkującą około 10 enzymów trawiących białka, węglowodany i tłuszcze oraz część wewnątrzwydzielniczą (związaną z wyspami trzustkowymi o różnej wielkości - począwszy od kilku komórek do struktur o średnicy 3 mm) produkującą hormony. Na powierzchni trzustki rozsiane są drobniutkie skupiska komórek nazywane wyspami trzustkowymi. Część wewnątrzwydzielnicza trzustki jest utworzona z komórek typu B (beta), które wydzielają do krwi insulinę komórek A (alfa) wydzielających glukagon, komórek D (delta) wydzielających somatostatynę i komórek PP produkujących polipeptyd trzustkowy.

Głównym zadaniem tych hormonów jest regulacja gospodarki cukrem w organizmie. Insulina jest najważniejszym hormonem trzustkowym. Brak insuliny lub jej niedostatek prowadzi do cukrzycy. Dochodzi wówczas do nagromadzenia we krwi dużej ilości cukru, którego część dostaje się do moczu, a jednocześnie występuje brak cukru w komórkach całego organizmu. Insulina bowiem jest konieczna do transportowania cukru z krwi do komórek. Dłużej utrzymujący się niedostatek insuliny prowadzi do groźnych dla życia zaburzeń przemiany materii na skutek braku glukozy w komórkach, koniecznej do prawidłowych procesów metabolicznych.

Funkcjonowanie układu oddechowego w procesie pracy.

Powiązanie czynności układu krążenia z układem oddechowym podczas pracy.

Wymiana (dyfuzja) tlenu i dwutlenku węgla w płucach

Jedynie w pęcherzykach płucnych ma miejsce proces wymiany gazów. Czynnikiem decydującym o dyfuzji jest istnienie różnicy ciśnień parcjalnych (cząstkowych) gazu po obu stronach błony pęcherzykowo-włośniczkowej, czyli dyfuzja odbywa się zgodnie z różnicą ciśnień parcjalnych (cząstkowych) gazu (zgodnie z gradientem ciśnień). Cząsteczki tlenu dyfundują (przechodzą) ze światła pęcherzyków do krwi włośniczek, ponieważ w powietrzu pęcherzykowym ciśnienie parcjalne (cząstkowe) tlenu jest większe (100 mm Hg) niż we krwi żylnej włośniczek (40 mm Hg), dopływającej od strony tętnicy płucnej.
W przeciwnym kierunku, tj. z osocza krwi i krwinek czerwonych włośniczek płucnych do światła pęcherzyków przechodzą (dyfundują) cząsteczki dwutlenku węgla, ponieważ we krwi żylnej dopływającej do włośniczek płucnych ciśnienie parcjalne dwutlenku węgla jest większe (46 mm Hg) niż w powietrzu pęcherzykowym (40 mm Hg). Krew po przepłynięciu włośniczek płucnych staje się krwią bogatą w tlen (utlenowaną). Szczegółowe informacje o przepływie krwi przez płuca zostały opisane w działach: "Anatomia i fizjologia układu krążenia" i "Badania układu krążenia".

Mechanika oddychania

Rytmiczne ruchy oddechowe klatki piersiowej - oddechy (około 16 na min. w spoczynku) powodują wentylację płuc (przewietrzanie). Każdy oddech (czyli cykl oddechowy) składa się z wdechu (fazy wdechowej) oraz wydechu (fazy wydechowej), w czasie których do pęcherzyków płucnych jest wciągane powietrze atmosferyczne.
W czasie wdechu skurcz (praca) mięśni wdechowych: przepony, mięśni międzyżebrowych zewnętrznych, pokonuje opory elastyczne i nieelastyczne płuc i klatki piersiowej oraz opory dróg oddechowych dla przepływającego przez nie powietrza. Pokonanie oporów powoduje przesunięcie przepony w dół oraz ruch żeber i mostka ku górze i na zewnątrz, co wywołuje wdechowe powiększenie wymiarów klatki piersiowej, a więc zwiększenie objętości jamy klatki piersiowej. Sprężyste napięcie (pociąganie) ścian klatki piersiowej działające na zewnątrz obniża ciśnienie ujemne w jamie opłucnej w stosunku do ciśnienia atmosferycznego. Obniżone ciśnienie działa na opłucną płucną (pokrywającą płuco), powodując podążanie jej za opłucną ścienną (wyścielającą wewnętrzną powierzchnię klatki piersiowej). W konsekwencji płuca ulegają rozciągnięciu, zwiększają swoją objętość, co powoduje napływ powietrza do płuc tak długo, aż ciśnienie śródpęcherzykowe zrówna się z ciśnieniem atmosferycznym (rozprężanie się płuc).
Na szczycie wdechu mięśnie wdechowe rozkurczają się, przepona przesuwa się ku górze i klatka piersiowa stopniowo zmniejsza się (zapada), co doprowadza do zmniejszenia objętości klatki piersiowej. Ciśnienie ujemne w jamie opłucnej staje się mniej ujemne, sprężyste napięcie płuc (pociąganie płucne) działające do wewnątrz powoduje elastyczne zapadanie się płuc, a więc zmniejszanie objętości płuc. W pęcherzykach płucnych ciśnienie wzrasta powyżej ciśnienia atmosferycznego, co skierowuje przepływ powietrza w drogach oddechowych na zewnątrz. Spokojny wydech jest aktem biernym, natomiast w czasie nasilonego wydechu kurczą się mięśnie międzyżebrowe wewnętrzne oraz mięśnie przedniej ściany brzucha (zwiększenie ciśnienia śródbrzusznego - działanie tzw. tłoczni brzusznej), co zmienia ciśnienie w jamie opłucnej na dodatnie. W czasie swobodnego wdechu do dróg oddechowych dostaje się około 500 ml powietrza, stanowiącego objętość oddechową; z tej objętości do pęcherzyków płucnych dostaje się około 350 ml, a pozostałe 150 ml wypełnia drogi oddechowe, czyli tzw. przestrzeń martwą anatomiczną, w której nie ma wymiany gazów.

---