Fizjologia – nauka o czynnościach żywego, zdrowego organizmu; stanowi zbiór praw fizjologicznych, jakim podlega cały organizm oraz poszczególne jego układy, narządy, tkanki i komórki.

Organizm człowieka stale : odbiera informacji z otaczającego środowiska, analizuje odebrane sygnały, reaguje na odebrane sygnały.

W odbiorze i przekazywaniu informacji największą rolę odgrywają wyspecjalizowane układy regulacyjne – układ nerwowy, układ hormonalny, układ immunologiczny i ściśle z nimi powiązane czynnościowo wyspecjalizowane narządy zmysłów

Homeostaza – zdolność do zachowania stałego środowisk wewnętrznym mimo zmieniającego się środowiska zew ; najważniejsze parametry wewnętrznego środowiska organizmu :

• temperatura ciała

• pH krwi i płynów ustrojowych (stałe pH)

• ciśnienie osmotyczne

• objętość płynów ustrojowych

• stężenie związków chem w płynach ustrojowych (stałe stężenie jonów)

• ciśnienie tętnicze krwi

• ciśnienie parcjalne tlenu i dwutlenku węgla we krwi

Stężenia zwrotne – regulacja procesów fizjologicznych= ujemne sprzężenie zwrotne – podwyższenie poziomu określonej substancji (czynnika) jest ograniczone przez mechanizmy powodujące obniżenie jego poziomu

Temperatura wew organizmu

• spadek temp wew termogeneza Drzeniowa, bezdrżeniowa, stroszenie włosów, wzrost temp metabolizmu temp właściwa (set point) czyli 37,0 stopni C

• wzrost temp wew utrata ciepła na drodze parowania temp właściwa (set point) czyli 37,0 stopni C

• dodatnie sprzężenie zwrotne – wzrost poziomu określonej subst (czynnika) powoduje uruchomienie mechanizmów, które ten wzrost podtrzymują; np. interakcje między hormonami płciowymi

estrogeny hormon luteinizujący LH (przed owulacją)

estrogeny zwiększone wydzielanie LH zwiększone wydzielanie estrogenów sutek = rozwój pęcherzyka jajnikowego i przygotowanie do owulacji

fizjologiczne systemy kontroli (układy regulacji) złożone z elementów spotykanych w inżynierii

• detektor z pkt nastawczym (np. podwzgórze – wrażliwe)

• jednostka kontrolna (układ nerwowy, analiza zmian)

• system efektorowy (różne rodzaje efektorów)

Sprzężenia zwrotne w organizmie człowieka funkcjonują przez :

• przewodnictwo nerwowe (cyfrowe przetwarzanie inf) np. odruch zgięcia kończyny pod wpływem bodźca mechanicznego

• działanie hormonu (analogowe przetwarzanie inf) np. wydzielanie soku trzustkowego pod wpływem sekretyny

• przewodnictwo nerwowe i działanie hormonu (cyfrowo-analogowe przetwarzanie inf) np. regulacja ciśnienia osmotycznego osocza przez wazopresynę

Fizjologia układu nerwowego.

Układ nerwowy odpowiada za :

• odbieranie, ocenę, przekazywanie, przetwarzanie inf

• gromadzenie inf (pamięć)

• kontrolę prawie wszystkich czynności organizmu

Podział ze względu na czynność

= somatyczny :

• zapewnia łączność organizmu ze środowiskiem zew

• unerwia mięśnie szkieletowe, skórę

• czynności zależne od woli zwierzęcia

= autonomiczny (wegetatywny) :

• współczulny i przywspółczulny

• unerwia mięśnie gładkie, mięsień sercowy, gruczoły wydzielnicze

• kontroluje metabolizm

• czynności niezależne od woli zwierzęcia

Podział pod względem anatomicznym

= układ nerwowy obwodowy – nerwy czaszkowe (12 par), nerwy rdzeniowe (31 par), zwoje i sploty autonomiczne

= układ nerwowy ośrodkowy – skład : rdzeń kręgowy, mózgowie (pień mózgu-rdzeń przedłużony, most, śródmózgowie, układ siatkowy pnia mózgu ; móżdżek ; międzymózgowie ; jądra podstawy mózgu ; kora mózgowa

Neuron – podstawowa jednostka strukturalna i czynnościowa układu nerwowego

- cecha – pobudliwość (zdolność do generowania i przewodzenia impulsów nerwowych)

- cecha neuronu i jego wypustek – jednokierunkowe przewodzenie informacji (ortodromowe : od ciała komórki do zakończeń aksonu)

Dendryt – element neuronu, rozgałęziona(zazwyczaj)struktura, przenosi sygnały otrzymane z innych neuronów przez synapsy do ciała komórki, której jest częścią ; przejmuje inf z receptorów (zgodnie z

kierunkiem) od receptorów do ciała komórki

Neuryt – (akson) – przekazuje informację dalej – w kierunku : od ciała komórki do narządu wykonawczego lub zakończenia synaptycznego

Powstawanie impulsu nerwowego

Pobudzenie i wędrówka impulsu wzdłuż nerwu polega na szybkim przesuwaniu się reakcji fizykochemicznej : zmiana różnicy potencjałów między wnętrzem i zewnętrzną powierzchnią błony komórkowej włókna nerwowego

1. potencjał spoczynkowy błony

Białka – duże rozmiary, mało ruchliwe – stąd ładunek ujemny(z jonów organicznych

Potencjał (-70mV) dla komórki nerwowej

Na+ - 10 x więcej niż w komórce

Cl- - 30 x więcej niż w komórce

K+ - 30 x więcej iż na zewnątrz , bardzo ruchliwe

Potencjał błonowy utrzymuje się przez :

- różnicę stężeń jonów Na+ i K+ po obu stronach błony kom

- selektywną przepuszczalność błony dla jonów Na+ i K+

- czynny transport jonów Na+ i K+ przez błonę w kierunku przeciwnym gradientowi ich stężeń

2. proces depolaryzacji - pobudzenie

Fragment bony całkowicie zdepolaryzowanej

Depolaryzacja :

- otwarcie furtek sodowych – przepuszczalność błony aksonu dla jonów Na wzrasta ok. 500 x (aktywacja sodu)

- przepuszczalność dla jonów K utrzymuje się na poziomie spoczynkowym (więcej Na+ wnika do komórki niż ucieka z niej K+) – zmiana potencjału wewnątrz kom nerwowej z ujemnego na dodatni … trwa to ułamki sekund

3. repolaryzacja – mechanizm pompy sodowo-potasowej

Na zewnątrz przewaga ładunków dodatnich:

Pompa sodowo-potasowa – układ wymieniający jony, usuwa przeciwko gradientowi stężeń jony Na+ z komórki do płynu zewnątrzkomórkowego i jony K+ z zewnątrz do wnętrza komórki

Enzym błonowy adenozynotrifosfataza aktywowana przez sód i potas (Na-K-ATP-aza) – nośnik transportujący jony, umożliwia działanie pompy sodowo-potasowej (energia z rozkładu ATP do ADP w obecności jonów Mg zawartych w płynie wewnątrzkom.

np. drganie powiek, skurcze-obniżenie poziomu Mg) 1 cząst ATP starczy na przeniesienie 2 cząst K i 3 cząst Na

Optymalna praca pompy wymaga :

- stałego dopływu tlenu i subst energetycznych (glukoza)

- stałego odprowadzania CO2 z komórki

- stałej resyntezy ATP z ADP i fosforanu w procesie oddychania komórkowego

- odpowiedniego stosunku kationów K+ do Na+ w płynie zewkom

- odpowiedniej temp do procesów enzymatycznych zewkom (37stopni C)

Zatrzymanie pracy pompy sodowo-potasowej

- wyrównanie stężeń jonów Na i K po obu str błony neuronu zanim różnicy potencjałów elektrycznych

- utrata pobudliwości komórki (proces nieodwracalny) w komórkach nerwowych (trwa to od kilku sek do kilku min ; w kom mięśni szkieletowych kilkadziesiąt minut)

Praca pompy – nakład 30 % całego metabolizmu komórek, tkanek pobudliwych

Czynniki wpływające na prędkość przewodzenia impulsu we włóknie nerwowym :

= rodzaj włókna

• włókna mielinowe – posiadają otoczkę mielinową, rdzenne, przewodzenie skokowe (od cieśni do cieśni) , przewodzenie szybsze- do 120 m/s

• włókna bezmielinowe – brak osłonki mielinowej, bezrdzenne, przewodzenie ciągłe wzdłuż nerwu, wolniejsze – 0,5-2m/s

= grubość włókna nerwowego

• włókna grubsze – szybsze przewodzenie impulsu, najgrubsze włókna mielinowe, włókna ruchliwe, do 120m/s, czuciowe 25-60m/s, włókna układu współczulnego 0,85-2,5 m/s

Przewodzenie impulsu we włóknach nerwowych (bezrdzennych) – fala depolaryzacji i repolaryzacji przesuwa się w sposób ciągły

Przewodzenie impulsu we włóknach nerwowych (rdzennych) – skokowe przewodzenie impulsu

• przewężenie Ranviera – największa gęstość kanałów jonowych

• osłonka mielinowa – izolator, mała gęstość kanałów jonowych (brak ruchu jonów przez błonę komórkową)

Temperatura wpływa na przewodnictwo nerwowe

• prędkość rośnie wraz ze wzrostem temp – do 40 stopni C

• powyżej 40 stopni C – zaczyna maleć prędkość stopniowo

• przewodnictwo ustaje

> 50 stopni C (denaturacja białka)

< 5 stopni C (u zwierząt stałocieplnych)

< 0 stopni C (u zwierząt zmiennocieplnych)

Synapsa – przekazywanie impulsu z neuronu na neuron lub narząd wykonawczy odbywa się przez „styki” (czyli synapsę)

Budowa

a. neuron presynaptyczny

b. neuron postsynaptyczny

1. mitochondriom

2. pęcherzyk synaptyczny z mediatorem

3. kanał wapniowy

4. autoreceptor

5. obszar uwalniania neurotransmitera

6.szczelina synaptyczna

7. receptury neurotransmitera (mediatora)

Impuls nerwowy zakończenie presynaptyczne uwalnia z pęcherzyków przy udziale jonów Ca cząst mediatora do szczeliny synaptycznej mediator reaguje z receptorami błony postsynaptycznej wywołując w niej zmiany przepuszczalności jonowej Na i K oraz zmianę potencjału spoczynkowego błony postsynaptycznej (depolaryzację) impuls nerwowy

komórka nerwowa może uwalniać na swych zakończeniach synaptycznych jednocześnie kilka przekaźników chemicznych

mediator po wzbudzeniu potencjału czynnościowego ulega rozkładowi enzymatycznemu lub wtórnej resorpcji w zakończeniach presynaptycznych

przejście impulsu przez synapsę trwa ok. 0,5-1 m/s – tzw opóźnienie synaptyczne

Mediatory pobudzające – depolaryzują błony postsynaptyczne

- acetylocholina, adrenalina, noradrenalina, serotonina, dopomina, kwas asparaginowy i glutaminowy

Mediatory hamujące – hiperpolaryzują błony postsynaptyczne

- kwas gammaaminomasłowy, glicyna, beta alanina

Mediator hamujący zwiększa przepuszczalność tylko dla jonów K+ i Cl- hiperpolaryzacja błony postsynaptycznej (potencja bardziej ujemny) ; błona staje się mniej pobudliwa i trudno wywołać w niej potencjał czynnościowy

Rodzaje połączeń synaptycznych

= nerwowo-nerwowe – połączenia między dwoma kom nerwowymi

= nerwowo-mięśniowe – połączenie między kom nerwową i mięśniową

= nerwowo-gruczołowe – połączenie między kom nerwową i gruczołową

Podział synaps nerwowo-nerwowych ze względu na umiejscowienie ich na neuronach

• aksono-aksonalne

• aksono-somatyczne

• aksono-dendrytyczne

• dendryto-dedrytyczne ( w opuszce węchowej i we wzgórzu)

Synapsa nerwowo-mięśniowa

1. akson

2. połączenie synaptyczne

3.mięsień szkieletowy

4.mikrofibryla

Ośrodkowy układ nerwowy

1. mózgowie

2. ośrodkowy układ nerwowy

3. rdzeń kręgowy

Układ nerwowy wegetatywny (autonomiczny)

• unerwia mięśnie gładkie, wszystkie narządy wew, naczynia krwionośne, serce, gruczoły wydzielania wew i zew

• reguluje metabolizm tkanek i kom organizmu

• rozsiany w całym organizmie człowieka

• nie jest związany ze świadomością, nie podlega woli

• brak ścisłej lokalizacji w ośrodkowym układzie nerwowym

• dwuneuronowa droga odśrodkowa dla impulsów (włókno przedzwojowe, zwój obwodowy, włókno zazwojowe)

• włókna przedzwojowe – włókna mielinowe, mediator – acetylocholina ( ACh)

• włókna zazwojowe – bezmielinowe, mediatory : noradrenalina (NA) w układzie współczulnym, acetylocholina (ACh) w układzie przywspółczulnych ciągły stan napięcia czynnościowego

• układ współczulny (sympatyczny) i przywspółczulny (parasympatyczny) – działanie antagonistyczne

• wszystkie narządy unerwiane przywspółczulnie mają unerwienie współczulne, ale nie wszystkie narządy unerwiane współczulnie mają unerwienie przywspółczulne (tętnice i żyły)

1. Układ współczulny:

• Działanie rozległe: (1 akson przedzwojowy -> 15 aksonów pozazwojowych) – układ dnia

• Przygotowanie organizmu do wzmożonej aktywności (praca, ucieczka, stres, strach)

• Uruchomienie zapasów energetycznych organizmu i wzmożenie przemian katabolicznych

• Mediator zazwojowy: NA (Noradrenalina)

1. Układ przywspółczulny:

• Działanie lokalne (1 akson przedzwojowy -> 2 aksony pozazwojowe) – układ nocy

• Aktywny w czasie snu (spokój, odpoczynek, regeneracja)

• Wzmożenie trawienia i przemiany anaboliczne -> gromadzenie i odnawianie źródeł energetycznych ustrojów

• Mediator zazwojowy: ACh (Acetylocholina)

Mediatorem przedzwojowym dla obu: Adrenalina .

Międzymózgowie:

• Podwzgórze:

• Ośrodek pokarmowy (głodu i sytości, pragnienia)

• Ośrodek termoregulacji (utraty i produkcji ciepła)

• Ośrodek czynności rozrodczych

• Ośrodek agresji i ucieczki

• Redukcja hormonów (cytopresyna??? I oksytocyna) i receptorów uwalniających

• Wzgórze:

• Stacja przekaźnikowa, przez którą przechodzą do kory mózgowej wszystkie impulsy oprócz impulsów węchowych

• Docierają tu wrażenia dotyku, ciepła, zimna, czucia zwłaszcza bólu

• Uszkodzenie prowadzi do: upośledzenie widzenia, czucia bólu, dotyku

• Nadwzgórze:

• Przypuszczalnie ośrodek czynności wegetatywnych

Kresomózgowie (telencephalon).

• U człowieka najwyższy stopień rozwoju

• Złożone z 2 półkul + ciało modzelowate (spoidło wielkie mózgu, istota biała)

Kora mózgowa (istota szara)

• Stanowi zewnętrzną część półkul mózgowych (ok. 10 mln komórek) – warstwa odbiorcza

• Pod korą występuje istota biała utworzona z włókien nerwowych:

• Włókna asocjacyjne (kojarzeniowe),

• Spoidłowe (komisularne),

• Projekcyjne (rzutowe).

Płaty kory mózgowej i ośrodki korowe.

• Płat czołowy: pola ruchowe i częściowo czuciowe, psychiczne, pola węchowe

• Płat skroniowy: pola słuchowe, smakowe

• Płat ciemieniowy: pola czuciowe, równowaga

• Płat potyliczny: pola wzrokowe

Okolice przedczołowe kory mózgowej:

• Część płata czołowego leżąca najbardziej z przodu

• Siedlisko wyższych czynności mózgu (intelekt, inteligencja, sfera moralna człowieka, abstrakcyjne myślenie, przewidywanie, hamowanie popędów i emocji)

• Usunięcie okolic przedczołowych -> działanie impulsywne, utrata zasad moralnych i poczucia wstydu

Narządy zmysłów.

Wzrok.

• Oko – narząd wzroku, wysoko zorganizowany analizator zmysłowy, którego czynności polegają na odbieraniu wrażeń promieniowania świetlnego.

Budowa narządu wzroku.

• Gałka oczna (zapewnia warunki optyczne umożliwiające dotarcie promieni świetlnych do receptorów nerwowych i skupienie ich w pomniejszonym obrazie)

• Nerw – przewodzenie impulsu wzrokowego do mózgu

• Pola wzrokowe – w korze mózgowej

Budowa gałki ocznej.

1. Warstwa zewnętrzna (ściana gałki ocznej)

• Rogówka (część przednia) błona przezroczysta, przepuszczalna dla światła

• Twardówka= białkówka (w pozostałej części) warstwa ochronna dla gałki ocznej, zmiana barwy wraz z wiekiem (niebieska -> szara -> żółta)

• Pole sitowe – przejście włókien nerwowych (nerw wzrokowy)

Brak własnych naczyń krwionośnych i limfatycznych.

2. Warstwa środkowa – naczyniówka – zawiera liczne naczynia krwionośne (pochodne tętnicy oczne)

• Ciało rzęskowe (na granicy twardówki z rogówką)

• Tęczówka z otworem źrenicznym – reguluje ilość światła wchodzącego do wnętrza gałki ocznej, różna barwa ( żółta, zielona, niebieska, brązowa, prawie czarna)

3. Warstwa wewnętrzna – siatkówka – część nerwowa gałki ocznej

• Część wzrokowa (tylna) – zachowana wrażliwość na światło

• Część ślepa – (przednia)

Komórki światłoczułe siatkówki (receptory)

• Pręciki (wysokie i smukłe) – fotoreceptory nocne, widzenie nocne nie zapewnia widzenia barw.

• Czopki (kształt buteleczek) – fotoreceptory dzienne, przedmiotowe, widzenie barwne

• Plamka żółta – (zredukowana liczba warstw siatkówki) – tylna część siatkówki, na osi wzrokowej, duże zagęszczenie komórek światłoczułych, najwrażliwsze miejsce siatkówki, najostrzejsze widzenie

• Plamka ślepa – część siatkówki niewrażliwa na światło pozbawione komórek światłoczułych.

Siatkówka jest zbudowana z 10 warstw, (neurony o komórki podporowe).

• Komórki receptorowe (pręciki i czopki) – w najgłębszej warstwę siatkówki -> wytrącanie znacznej części energii świetlnej przy przejściu przez 10 warstw -> tylko 10% kwantów energii docierającej do siatkówki oka przenika do komórek receptorowych.

Pręciki i czopki siatkówki człowieka:

• Każdy pręcik i czopek działa, jako oddzielny światłoczuły element

• Oko ludzkie -> 120 mln pręcików i 6 mln czopków -> obraz podzielony na 126 mln oddzielnych fragmentów.

4. Gałka oczna – wypełniona ciałkiem szklistym i cieczą wodnistą

• Komora przednia oka

• Komora tylna oka ( w środku z soczewką)

Soczewka – dwuwypukła, duża elastyczność -> może zmieniać wypukłość swoich kształtów tzn. zdolność akomodacji (przedmioty bliższe i oddzielone są widziane ostro i wyraźnie)

Budowa gałki ocznej.

Czynności optyczne gałki ocznej, fizjologia widzenia.

• Pręciki: widzenie czarno – białe

• Purpurowy fotopigment (rodopsyna) ->światło o długości fali 500 nm.

• Rodopsyna = opsyna (białko) + 11-cis-retinen (pochodna witaminy A)

• Światło -> rodopsyna -> lumirodopsyna (11-trans-retinen + opsyna)

Opsyna wyzwala impuls nerwowy w pręcikach 11-trans-retinen przechodzi w formę cis i ponownie (w ciemności) łączy się z opsyną.

• Czopki: widzenie barw + ostrość widzenia

Barwnik jodopsyna (fiolet wzrokowy) - zbudowana z opsyny czopkowej i retinalu

W zależności od budowy opsyny wyróżnia się:

• Czopki niebieskoczułe (420-440nm)

• Czopki zielonoczułe (530-540nm)

• Czopki czerwono żółto czułe (660-680nm)

• Barwa biała – równoczesne drażnienie 3 rodzajów czopków

• Brak drażnienia czopków – barwa czarna

Układ optyczny oka.

• Struktury i płyny załamujące promienie świetlne: rogówka, soczewka, ciałko szkliste, płyn wodnisty – różne współczynniki załamania światła

• Promienie świetlne wpadające do oka są tak załamywane, aby obraz na siatkówce powstał w plamce żółtej

• Obraz powstający na siatkówce jest rzeczywisty, pomniejszony i odwrócony (soczewka odwraca obraz)

Akomodacja oka.

• Odruchowe nastawianie się oka -> zwiększona siła załamywania układu optycznego oka, następuje odruchowo -> zmiana kształtu soczewki w czasie patrzenia na przedmioty bliskie

• Patrzenie na przedmioty oddalone – mięsień rzęskowy jest rozkurczony a soczewka spłaszczona

• Patrzenie na przedmioty z bliska – mięsień rzęskowy napięty soczewka w kształcie kulistym, rozróżnianie drobnych szczegółów oglądanego obrazu, szybkie męczenie oka (czytanie drobnego tekstu).

• Maksymalne zwiększenie krzywizn soczewki -> siła załamywania zwiększa się o około 12 dioptrii.

• Dziecko 8 letnie ->najbliższy punkt widzenia: 8,6 cm od rogówki

• Z wiekiem -> mięsień rzęskowy, torebka rzęskowa: tracą sprężystość, soczewka traci elastyczność-> oddalanie najbliższego punktu widzenia od rogówki

Oko miarowe.

• Układ optyczny skupia promienie świetlne równoległe na siatkówce.

Oko niemiarowe.

• Układ optyczny oka skupia promienie świetlne równoległe przed lub za siatkówką (oko krótkowzroczne lub oko nadwzroczne).

Przewodzenie impulsów wzrokowych.

• Receptory wzrokowe (czopki i pręciki) siatkówki oka reagują na kwanty energii świetlnej w zakresie określonej długości fal (400-750nm) >

• Komórki dwubiegunowe -> neurony zwojowe -> nerw wzrokowy

• W pręcikach i czopkach siatkówki oka odbywa się przetwarzanie informacji chemicznej w bioelektryczną (zakodowanie informacji w impulsach nerwowych o bardzo różnej częstotliwości)

• Droga przewodzonego impulsu:

• Siatkówka

• Nerw wzrokowy

• Skrzyżowanie wzrokowe

• Droga wzrokowa

• Ciało kolankowate boczne wzgórza

• Kora wzrokowa (płat potyliczny)

• W korze mózgowej następuje odtwarzanie obrazu otoczenia

• Nerwy wzrokowe mają połączenie z ciałami czworaczymi przednimi śródmózgowia (ośrodki odruchów orientacyjnych na bodźce świetlne)

Zmysł słuchu.

Zmysł słuchu człowieka.

• Prawidłowe słyszenie określają dwa parametry: częstotliwość i natężenie dźwięku

• Wrażliwy na drgania o częstotliwości od ok. 16 do ok. 20.000 Hz (10 i pół oktawy)

• Częstotliwości obejmujące mowę człowieka zawarte są między 300 – 3000 Hz

• Najlepiej słyszalne są tony od 500 do 4000 Hz.

Próg słyszenia – najmniejsze natężenia danego tonu, przy którym jest on słyszalny przez badanego

Górną granicę słyszenia – stanową natężenia, przy których występuje uczucie bólu (120-140 dB) – uszkodzenie narządu spiralnego.

Pole słyszenia człowieka – obraz zawarty pomiędzy progiem słyszenia i górną granicą słyszenia.

Budowa ucha. (rysunek)

Ucho zewnętrzne.

• Małżowina uszna i przewód słuchowy zewnętrzny sięgający błony bębenkowej.

• Błona bębenkowa oddziela ucho zewnętrzne od ucha środkowego

• Zbita tkanka włóknista przymocowana od środka do rękojeści młoteczka

• Drgająca pod wpływem fal dźwiękowych (odpowiednio do ich amplitudy i częstotliwości) przekazuje drgania na układ kosteczek ucha środkowego.

Ucho środkowe.

• Jama bębenkowa z układem kosteczek: młoteczek, kowadełko, strzemiączko.

• Kosteczki – układ mechaniczny przenoszący drgania błony bębenkowej na błonę okienka owalnego ucha środkowego.

• Trąbka słuchowa – łącząca ucho środkowe z jamą gardłowo – nosową (wyrównanie ciśnień powietrza po obydwu stronach błony bębenkowej zabezpieczając ją przed pęknięciem)

Ucho wewnętrzne.

• Błędnik kostny i błędnik błoniasty

• Błędnik kostny: przedsionek, przewody półkoliste i ślimak (cachlea)

• Człowieka: 2,5 do 2,75 zwoju kanału spiralnego ślimaka.

• Przestrzeń między błędnikiem kostnym i błoniastym wypełnia perilimfa.

• Kanały półkoliste – narząd równowagi i orientacji przestrzennej

• W błędniku błoniastym (wypełniony endolimfą) na błonie podstawnej znajduje się narząd receptorowy zmysłu słuchu: narząd spiralny Cortiego –skupisko rzęsatych komórek receptorowych (przetworzenie energii mechanicznej na impulsy elektryczne)

• Komórki rzęsate – (zawierają włoski słuchowe) tworzą synapsy z włóknami nerwu przedsionkowo – ślimakowego (VIII para nerwów czaszkowych)

Fale dźwiękowe.

• Fale dźwiękowe -> Drgania błony bębenkowej -> drgania kosteczek słuchowych -> zmiany ciśnienia w perilimfie i endolimfie -> drażnienie komórek rzęsatych ->depolaryzacja błony komórek rzęsatych – impuls nerwowy

• Głośność dźwięku – związana z amplitudą fali akustycznej

• Wysokość dźwięku – związana z częstotliwością, tj. z liczbą fal w jednostce czasu

Przewodzenie impulsów słuchowych.

Zwój spiralny ślimaka -> most -> śródmózgowie -> wzgórze -> kora mózgu – pola słuchowe w płacie skroniowym

Wzorce impulsacji „przetłumaczone” zostają w korze słuchowej na odczucia związane z częstotliwością (wysokością) i natężeniem (głośnością) dźwięku.

Fizjologia układu krążenia.

Podstawową czynnością układu jest zapewnienie przepływu krwi w naczyniach.

Układ krążenia jest niezbędny do zapewnienia następujących funkcji:

• Transport tlenu, substancji odżywczych, substancji regulujących (hormonów, enzymów) do tkanek

• Usuwanie CO2 i produktów przemiany materii ze wszystkich tkanek organizmu

• Regulacja temperatury organizmu poprzez skórną regulację przepływu krwi

• Udział w reakcjach odpornościowych organizmu – transport przeciwciał, leukocytów do miejsca infekcji

Obieg krwi:

• Duży – krew utlenowana -> lewa komora serca -> aorta-> tętnice -> tętniczki -> naczynia włosowate -> narządy i tkanki ( z wyjątkiem płuc) -> krew odtlenowana -> żyłki, żyły, żyły czcze prawy przedsionek

• Mały -> krew odtlenowana -> prawa komora -> tętnice płucne -> naczynia włosowate -> płuca -> krew utlenowana -> żyłki, żyła płucna -> lewy przedsionek

Przepływ krwi przez poszczególne narządu w obiegu dużym:

• 5% naczynia wieńcowe serca

• 15% mózg

• 15% mięśnie

• 35% trzewia

• 20% nerki

• 10% skóra, kościenne tkanki

Warunkiem przepływu krwi jest istnienie i utrzymywanie stałej różnicy ciśnień na całej długości przepływu (wyrównanie ciśnień = ustanie krążenia)

Cel krążenia:

Zapewnienie przepływu krwi przez sieć naczyń włosowatych (dyfuzja, filtracja, resorpcja) – aktywny w metabolizmie ustroju obszar naczyniowy.

Serce = pompa

Tętnice i żyły = przewody doprowadzające i odprowadzające.

Człowiek dorosły w stanie spoczynku:

• Cykl pracy serca: 72/minutę (60-80/min.) (rytm fizjologiczny)

• Czas trwania cyklu: 0,8 sekundy z tego: 0,1s – skurcz przedsionków, 0,3s. – skurcz komór, 0,4s. –pauza

Rytm fizjologiczny – tzw. rytm zatokowy narzucony przez węzeł zatokowo – przedsionkowy

Przyśpieszenie czynności skurczów serca odbywa się kosztem skrócenia czasu rozkurczu serca.

Budowa serca.

• Nasierdzie (błona pokrywająca serce od zewnątrz)

• Osierdzie (worek osierdziowy)

• Jama osierdziowa (wypełniona płynem, ochrona serca przed otarciami podczas pracy)

• Wsierdzie – pokrywa ściany komór, przedsionków przechodzi w błonę wyścielającą wnętrze naczyń

• Śródsierdzie – właściwy mięsień sercowy

• Przegroda śródsercowa – dzieli serca na część lewą i prawą

Zastawki:

• Żaglowe – między przedsionkami i komorami (dwudzielna LK i LP trójdzielna PK i PP)

• Półksiężycowate – u ujścia aorty i tętnicy płucnej

• Zastawki – warunkują jednokierunkowy przepływ krwi

Charakterystyka mięśnia sercowego:

• Tkanka mięśniowa poprzecznie prążkowana

• Czynność automatyczna (nie podlega woli zwierzęcia)

• Centralnie ułożone jądro więcej mitochondriów

• Komórki mięśnia sercowego (kardiocyty) – ułożone szeregowo w pączki i połączone poprzez mostki protoplazmatyczne (wstawki) – zmniejszenie oporu elektrycznego dla fali depolaryzacji, płynne przemieszczanie się impulsu wzdłuż przedsionków i komór -> zespolenie (syncytium przedsionkowe i komorowe) działająca jak jedna wielka komórka

• Praca wg prawa „wszystko albo nic” – na podnietę progową serce reaguje skurczem maksymalnym i nie zwiększa siły skurczu pod wpływem podniet nadprogowych

• Dłuższy w stosunku do mięśnia szkieletowego okres refrakcji bezwzględnej (cały skurcz serca) 0,2 – 0,3s

Wyrzut serca.

• Objętość wyrzutowa serca – ilość krwi wyrzucana do tętnic (aorty i tętnicy płucnej ) przy każdorazowym skurczu komór jednakowa w obu komorach

• Dorosły mężczyzna 70 kg m.c. w spoczynku: 75ml (w czasie 1 cyklu pracy serca)

• Objętość zalegająca 50 ml (krew pozostała w każdej komorze w końcu skurczu)

• Frakcja wyrzutowa = 75ml +50ml =120ml (dobry wskaźnik stanu czynnościowego mięśnia lewej komory serca.

• Pojemność minutowa serca – ilość krwi tłoczonej przez 1 z komór serca do tętnicy w ciągu minuty (objętość wyrzucana * ilość skurczów serca/min)

75ml * 72 = 5,4l/min

• Wskaźnik sercowy – pojemność minutowa serca w spoczynku przeliczana na 1m2 powierzchni ciała

3,2l/min/1m2

Czynniki wpływające na objętość wyrzutową:

• Siła skurczu mięśniowego (więcej krwi dopływa do serca -> większe jego wypełnienie -> rozciągnięcie mięśnia -> większy skurcz = prawo Sterlinga)

• Ciśnienie krwi w naczyniach tętniczych ( 1 ciśnienie w zbiorniku tętniczym dużym -> objętość wyrzutowa)

• Osoby wytrenowane – wzrost objętości minutowej to wynik wzrostu objętości wyrzutowej, nieznaczny wzrost czynności skurczów

• Osoby niewytrenowane – wzrost objętości minutowej to wynik wzrostu luczby skurczów/ min (skracanie fazy pauzy)

Regulacja pracy serca:

1. Regulacja nerwowa – ośrodek zwalniający pracę serca (rdzeń przedłużony), nerw błędny (acetylocholina), unerwia przedsionki serca

• Ośrodek przyśpieszający pracę serca + pierwsze segmenty rdzenia kręgowego, nerwy współczulne (noradrenalina) unerwia przedsionki i komory

1. Autoregulacja – bodźce z preso i chemoreceptorów łuku aorty i zatoki szyjnej

• Wzrost ciśnienia krwi -> pobudzenie presoreceptorów -> zwolnienie akcji serca (odruchy depresyjne) wzrost zawartości jonów wodorowych i dwutlenku węgla i kwaśnych produktów przemiany materii -> pobudzenie chemoreceptorów -> przyśpieszenie akcji serca (odruchy presyjne)

1. Regulacja humoralna (hormonalna)

Pobudzająca: adrenalina (rdzeń nadnerczy), tyroksyna (tarczyca), glukagon (trzustka)

Hamująca: insulina (trzustka)

Krążenie wieńcowe – własny układ krążenia

• Tętnice wieńcowe prawa i lewa ( 85% krążenia wieńcowego)

• Żyły wieńcowe – układ żylny powierzchniowy (60%) układ żylny głęboki (40%)

• Naczynia włosowate – bardzo dobrze rozbudowana sieć na 1 komórkę mięśniową przypada jedno naczynie włosowate ; w czasie spoczynku tylko 20 % naczyń włosowatych jest otwartych

Przepływ krwi przez naczynia wieńcowe (lewa tętnica) zależą od:

• Okresu cyklu pracy serca i od ciśnienia w aorcie (rozkurcz) swobodny przepływ, skurcz, gwałtowne zmniejszenie przepływu

• Przyśpieszenie częstości skurczów serca -> przepływ krwi w lewej tętnicy wieńcowej zostaje zmniejszony lub zatrzymany -> niedotlenienie mięśnia sercowego

Regulacja krążenia wieńcowego:

• Układ przywspółczulny (nerw błedny) -> zwężenia naczyń krwionośnych, zmniejszenie przepływu krwi;

• Układ współczulny -> rozszerzenie naczyń krwionośnych wieńcowa tych, zwiększanie przepływu krwi

• Wysiłek-> przyśpieszona akcja serca, spadek ciśnienia parcjalnego tlenu -> wzrost przepływu krwi w krążeniu wieńcowym

Serce.

Stanowi 0,5% masy ciała – zużywa 10% dostarczanego do organizmu tlenu.

Źródło energii dla mięśnia sercowego:

• Glukoza

• Kwas mlekowy

• Wolne kwasy tłuszczowe

• Ciała ketonowe

Krążenie krwi w naczyniach krwionośnych: czas krążenia (czas pełnego obiegu) – 25-30 skurczów serca.

Tętnice – zbiornik wysokociśnieniowy i niskoobjętościowy: mieszczą ok. 15% całkowitej objętości krwi krążącej:

• Duże tętnice – naczynia sprężyste

• Małe tętnice – dobrze rozbudowana mięśniówka gładka

Żyły – zbiornik niskociśnieniowy i wysokoobjętościowy: mieszczą ok. 50-70% krążącej krwi (magazyn krwi)

• Cieńsze, bardziej wiotkie ściany, mniej włókien sprężystych

• Łatwość zapadania

• W żyłach kończyn – zastawki zapobiegają cofaniu się krwi, brak zastawek w żyłach mózgowych, nerek, wątroby, płuc i narządów rozrodczych.

Ciśnienie w jamach serca i zbiornikach tętniczych.

Miejsce pomiaru	Ciśnienie
	Rozkurczowe
	SI: kPa
Przedsionek prawy	0
Komora prawa	0
Zbiornik tętniczy prawy	0,9
Przedsionek lewy	0
Komora lewa	0
Zbiornik tętniczy duży	9,3

1kPa * 7,50062 = mmHg

Rozkład ciśnienia krwi w łożysku krwionośnym:

• Ciśnienie skurczowe –systoliczne

• Ciśnienie rozkurczowe – diastoliczne

• Systole = skurcz serca

• Diastole = rozkurcz serca

• Największy spadek ciśnienia w małych tętniczkach i naczyniach przedwłosowatych (naczynia oporowe) – maleje przekrój naczyń, rośnie liczba rozgałęzień, na wysokości małych tętnic zanika różnica między ciśnieniem skurczowym i rozkurczowym

Wartość ciśnienia na różnych odcinkach układu krążenia.

• Tętnica ramieniowa – skurczowe 120mmHg, rozkurczowe 80-70 mmHg

• W miarę oddalania się od serca różnice między cisnieniem skurczowym i rozkurczowym maleje, całkowicie zanikają w tętniczkach przedwłosowatych.

• Tętniczki przedwłosowate – 30mmHg

• Naczynia włosowate – 30-20mmHg

• Żyłki – 20-10mmHg

• Żyły – 10-0mmHg

• Żyły wpadające do prawego przedsionka <0mmHg

Prawidłowe ciśnienie krwi u człowieka mierzona w tętnicy ramieniowej 120/80

Ciśnienie u człowieka w pozycji leżącej -> średnie ciśnienie w zbiorniku tętniczym dużym -> 90mmHg

Rozkład ciśnienia na różnych wysokościach w zbiorniku dużym w pozycji stojącej: ciśnienie tętnicze powyżej serca opada, a poniżej wzrasta o 0,75mmHg na każdy centymetr różnicy pomiarów.

Średnie ciśnienie:

• Na poziomie ujścia LK do aorty = 100mmHg

• W tętnicach głównych = 70mmHg

• W tętnicach stopy = 200mmHg

Tętno:

• Rytmiczne ponoszenie i zapadanie się ścian tętnic (wyrzut krwi do komory -> rozciągnięcie scian tętnicy -> skurcz ścian tętnic -> tętno)

• Prędkość rozchodzenia się fali tętna 5-9 m/s (elastyczne ściany maczyń krwionośnych -> spowolnienie fali tętna)

• Prędkość rozchodzenia się tętna nie równa się prędkości przepływu krwi (0,5m/s)

• Miejsce pomiaru tętna na tętnicy: szyjnej, udowej, promieniowej.

Wykres fali tętna:

Fala dykrotyczna – odbicie słupa krwi o zamykającą się zastawkę aorty po skurczu komory -> ponowne rozszerzenie tętnicy

Mikrokrążenie

- naczynia włosowate, drobne żyłki, drobne tętniczki
- długość naczynia włosowatego : 1mm, średnica 10um
- długość wszystkich naczyń włosowatych u człowieka 100 000km, całkowita powierzchnia 1000m²
- naczynia włosowate zawierają ok. 5 % całkowitej krwi krążącej

Budowa naczyń włosowatych:

- śródbłonek (jednowarstwowy nabłonek płaski)- zdolność regeneracji (ciałko żółtem guzy nowotworowe)

- błona podstawna

- brak elementów mięśniowych i unerwienia

Zagęszczenie naczyń włosowatych (ilość /1mm²) zalezy od przemiany materii i zapotrzebowania danego narządu na tlen:

=skóra-50/1mm²
=mięsnie szkieletowe w spoczynku 300-400/1mm² (miesnie szkieletowe pracujące x 20)
= mózg, miesien sercowy (krazenie wiencowe), watroba, nerki 2500-3000/1mm²

W czasie spoczynku około 25% naczyn włosowatych jest otwarta. Pozostałe naczynia tzw rezerwa czynnościowa- uruchamiana w stanach zwiększonego metabolizmu.

Warunki przepływu krwi przez naczynia włosowate:

Arteriole z wenulami łączą się przez: naczynia włosowate, metaerteriole, anastomozy.

Metaarteriole i anastomozy- regulują przepływ krwi przez naczynia włosowate, nie uczestniczą w wymianie odżywczej ( nie pełnią funkcji naczyn włosowatych), zaopatrzone w mięsnie gładkie.

Metaarteriole – odchodzą od nich naczynia włosowate- wystepują zwieracze przedwłośniczkowe.

Anastomozy – zaopatrzone w mięśnie gładkie, duża ilość w skórze.

Warunki fizjologiczne – część krwi zostaje skierowana przez anastomozy, część przez metaarteriole i czesc przez naczynia włosowate>zmiany w zakresie filtracji i resorpcji w naczyniach włosowatych.

Regulacja przepływu krwi i ciśnienia w naczyniach krwionośnych:

- nerwowa - pobudzenie układu współczulnego>zwężenie naczyn i podniesienie cisnienia krwi;

pobudzenie układu przywspółczulnego> rozszerzenie naczyń krwionośnych i spadek ciśnienia krwi.

Ośrodek naczynioruchowy w rdzeniu przedłużonym:

- odruchy depresyjne: podwyższone ciśnienie krwi> presoreceptory zatoki szyjnej i łuku aorty> zwolnienie akcji serca i rozszerzenie naczyń krwionośnych> spadek ciśnienia krwi

-odruchy presyjne: wzrost zawartości h+, CO2, kwaśnych produktów przemiany materii>chemoreceptory luku aorty i zatoki szyjnej> zwężenie naczyń krwionośnych> podwyższenie ciśnienia krwi

- hormonalna – czynniki zwężające naczynia krwionośne i podnoszące ciśnienie krwi: adrenalina, noradrenalina, renina, wazopresyna, serotonina, angiotensyna

Czynniki rozszerzające naczynia krwionośne i obniżające ciśnienie krwi: acetylocholina, histamina, bradykinina, kalikreina.

Układ oddechowy:

Istota procesu oddychania> wyzwolenie energii zgromadzonej w organizmie w postaci związków chemicznych

Oddychanie:

- zewnętrzne- doprowadzenie cząsteczek tlenu do wnętrza komórek: wentylacja płuc, dyfuzja gazów, transport gazów(krew), dyfuzja gazów (krew>komórki tkanek)

- wewnętrzne – cząsteczki tlenu wchodzą w reakcje chemiczne: przebiega w mitochondriach, wytworzenie energii chemicznej i cieplnej, CO2, H2O

Funkcje układu oddechowego:

- wymiana gazowa
- utrzymywanie homeostazy(dostarczanie O2, wydalanie CO2)
- regulacja równowagi kwasowo-zasadowej(eliminacja nadmiaru CO2)
- nawilżanie( udział w gospodarce wodnej), ogrzewanie (udział w termoregulacji) i oczyszczanie powietrza
- odbieranie wrażeń zapachowych (nabłonek węchowy)
- udział w fonacji (krtań)
- udział w reakcjach obronnych organizmu (obecność komórek fagocytującyh tj makrofagów w pęcherzykach płucnych)

Narządy układu oddechowego:

- górne drogi oddechowe: jama nosowa +zatoki przynosowe
- dolne drogi oddechowe: krtań, tchawica, oskrzela-wnikają do odpowiedniego płuca, oskrzeliki, pęcherzyki płucne

Płuca:

Zamknięte w hermetycznej przestrzeni ograniczonej ścianami klatki piersiowej i przeponą.
- opłucna ścienna – błona pokrywająca ściany klatki piersiowej od wewnątrz
- opłucna płucna – błona surowicza pokrywająca płuca
- jama opłucnowa- przestrzeń miedzy błonami

Ciężar płuc:

- mężczyzna – 1300g
- kobieta – 1000g
powierzchnia wymiany w płucach:

- 70-100m²
- 300mln pęcherzyków płucnych
- średnica pęcherzyka: do 0,3 mm
- grubość błony dyfuzyjnej: do 1um

Pęcherzyki płucne

- duże ilości elementów łącznotkankowych elastycznych

- nabłonek oddechowy – wyściela wnętrze pęcherzyków, cienka błona – wymiana gazowa

- surfaktant – substancja wydzielana przez nabłonek oddechowy, zapobiega zapadaniu się scian pęcherzyków podczas wdechu

- oplecione gęstą siecią naczyń włosowatych (ogólna powierzchnia naczyń włosowatych w płucach= 90m²; w naczyniach włosowatych płuc człowieka = 100ml krwi.

Mechanizm wdechu i wydechu:

- możliwy dzięki różnicy ciśnień powietrza atmosferycznego i powietrza w pęcherzykach płucnych
- w jamie opłucnowej panuje stałe ujemne ciśnienie wytworzone przy pierwszym wdechu noworodka
podciśnienie: wdech= -6 mmHg; wydech= do -3mmHg

Wdech- faza czynna oddychania:

Skurcz mięsni wdechowych (przepona i mięsnie międzyżebrowe zewnętrzne)> powierzenie objętości klatki piersiowej> zwiększenie objętości jamy opłucnowej> spadek podciśnienia w jamie opłucnowej do -6mmHg> rozszerzenie płuc> zwiększenie objętości poszczególnych pęcherzyków płucnych> zassanie powietrza z oskrzelików, oskrzeli, tchawicy, jamy nosowej i środowiska zewnętrznego

Wydech – faza bierna oddychania

Na szczycie wdechu: rozkurcz i zwiotczenie mięsni wdechowych> opuszczenie żeber> uniesienie przepony ku górze przez mięsnie tłoczni brzusznej> zmniejszenie objętości klatki piersiowej i jamy opłucnowej>wzrost cisnienia wewnątrzpecherzykowego powyżej ciśnienia atmosferycznego> ruch powietrza z pęcherzyków płucnych na zewnątrz=wydech

Jedynie przy intensywnych oddechach np. zmęczenie wydech następuje przy udziale mięsni międzyżebrowych wewnętrznych i tłoczni brzusznej

Jeśli do jamy opłucnowej dostanie się powietrze> zniesione podciśnienie> zapadniecie się płuc> brak wdechu i wydechu

Liczba oddechów na minutę:

Noworodek ludzki: 40-50
człowiek dorosły: 15-18
pies, kot, królik 20-30
szczur mysz 100-200

Liczba oddechów w spoczynku jest odwrotnie proporcjonalna do masy ciała i wprost proporcjonalna do intensywności przemiany materii.

Regulacja oddychania:

Neurony rdzenia przedłużonego i mostu dostosowują wielkość wentylacji pęcherzykowej do zmiennej aktywności tkanek w celu utrzymania wartości pH ok. 7,4 i optymalnej eliminacji CO2 z ustroju.

Ośrodek oddechowy w rdzeniu przedłużonym: część przednia – ośrodek wdechu, część tylna – ośrodek wydechu

Rytm oddychania zmienia się pod wpływem podrażnienia chemoreceptorów zatoki szyjnej i łuku aorty przez CO2, H+ i O2 zawarte w krwi> pobudzenie ośrodka oddychania> utrzymanie stałego pH krwi.

Zniszczenie neuronów OUN powyżej mostu nie znosi procesu oddychania.

Pojemność płuc:

Pojemność całkowita płuc: mężczyzna > 6l, kobieta 4,2 l
pojemność życiowa płuc: mężczyzna > 4,5 l, kobieta 3,2 l, wytrenowany sportowiec 6-7 l

Pojemność życiowa płuc 4000ml

Pojemność oddechowa – powietrzne pobierane do płuc przy spokojnym wdechu; 500ml (powietrze oddechowe 350ml +powietrze przestrzeni martwej anatomicznej 150ml)
pojemność rezerwowa wdechowa (powietrze uzupełniające) – powietrze pobrane do płuc po normalnym wdechu przy maksymalnym wdechu: 2500ml
pojemność rezerwowa wydechowa (powietrze zapasowe) – powietrze usunięte z płuc przy maksymalnym wydechu po normalnym wydechu 1000ml

Powietrze zalegające 1200ml – powietrze pozostające w płucach po maksymalnym wydechu

Powietrze zapadowe- można je usunąć poprzez odmę

Powietrze pęcherzykowe – nie można usunąć z płuc, dostaje się do płuc przy pierwszym wdechu noworodka

Całkowita pojemność płuc= pojemność zyciowa pluc+powietrze zalegające

Przestrzeń martwa: część układu oddechowego, w której nie zachodzi wymiana gazowa

- anatomiczna przestrzeń martwa – brak warunków anatomicznych do wymiany gazowej ( brak pęcherzyków płucnych); górne i dolne drogi oddechowe; rola fizjologiczna: ogrzanie, nawilżenie, oczyszczenie powietrza z pyłów; skład chemiczny zbliżony do powietrza atmosferycznego ok. 150ml

- fizjologiczna przestrzeń martwa – stanowią ja pęcherzyki płucne, w których nie zachodzi wymiana gazowa z powodu np. zbyt małego lub braku przepływu krwi

Wentylacja minutowa płuc – PV,MV

- ilość powietrza przechodzącego przez płuca w czasie 1 minuty
- iloczyn częstości oddychania oraz objętości oddechowej
- w spoczynku: 16 oddechów/min x 0,5 l/oddech = 8l/min
- wartości max dla PV: osoba nietenująca: PV max=50x2=100 l/min

Transport gazów:

- O2 – krwinki czerwone (Hb +O2> oksyhemoglobina), 1j Hb przyłącza 1,34 O2
- CO2 – krwinki czerwone – odbiorca CO2 w przejsciu przez naczynia włosowate, 10% CO2, transportowane jest z HB (karbaminohemoglobina), 20% w osoczu krwinki.
osocze krwi – 70% ( w postaci wodorowęglanów sodu)

Hemoglobina

- transport tlenu z płuc do tkanek
- udział w transporcie CO2 z tkanek do płuc

1 g Hb może przyłączyć 1.34 O2

Stopień wysycenia hemoglobiny tlenem: równowaga pomiędzy wiązaniem hemoglobiny z O2 i uwalnianiem O2 z oksyhemoglobiny zależy od:

- ciśnienia parcjalnego tlenu : wzrost prężności O2 w krwi> wzrost wysycenia Hb tlenem, zmniejszona prężność O2> dysocjacja HbO2
- temperatura krwi: wzrost> dysocjacja HbO2 tkanki, spadek> wiązanie O2 płuca
- ciśnienia parcjalnego CO2 : wzrost>dysocjacja HbO2 tkanki
- stężenia jonów wodorowych pH: zmniejszenie pH> dysocjacja HbO2 (tkanki: kwaśne produkty przemiany materii)

Stopień wysycenia Hb tlenem w zależności od ciśnienia parcjalnego tlenu we krwi:

- wiązanie O2 jest stabilne przy ciśnieniu parcjalnym O2 60-100mmHg
- dysocjacja HbO2 łatwo zachodzi przy ciśnieniu parcjalnym O2 20-40 mmHg tkanki

Większa prężność CO2 w krwi> mniejszy stopień wysycenia Hb O2
wysoka prężność CO2 w tkankach> rozpad oksyhemoglobiny

Płuca: wysoka prężność O2 w krwi naczyń włosowatych 100mmHg, niska prężność CO2 40mmHg, niższa w porównaniu do innych tkanek temperatura 35 stopi (warunki sprzyjające wiązaniu tlenu przez hemoglobinę

Skład powietrza wydychanego i wdychanego %

Tlen dwutlenek wegla azot i gazy szlachetne

Wdychane 21 0,04 78

Wydychane 16 4,00 79

Przestrzeni martwej 20 0,04 74

Układ wydalniczy

1. funkcje nerek

Wydalnicza- usuwanie z organizmu koncowych produktow przemiany materii (H2O, mocznik, amoniak, kwas moczowy, kreatyna, kreatynina) oraz nieprzyswajalnych lub toksycznych substancji pochodzenia egzogennego.

Regulacyjna – utrzymanie homeostazy wewnątrzustrojowej

- izojonia – stały skład elektrolitów
- izotonia – stałe ciśnienie osmotyczne płynów ustrojowych
- izohydra – stałe stężenie jonów wodorowych w płynach ustrojowych (rownowaga kwasowo-zasadowa)
- izowolemia – stała objętość płynów ustrojowych

- endokrynna – produkcja hormonów (renina, prostaglandyny, kalcytriol, erytropoetyna) lub ich prekursorów; degradacja hormonów i innych substancji biologicznie czynnych ( insulina, glukagon, aldosteron, progesteron angiotensyna, wazopresyna, prostaglandyny)

2. położenie nerek

W jamie brzusznej w okolicy lędźwiowej, po obu stronach kręgosłupa.

Nerka człowieka:

- 120-200g
- długość 10-12 cm
- szerokość 5-7 cm
- grubość 3-4 cm

3. Budowa makroskopowa nerki

- budowa zrazikowa
- dwie warstwy: kora(zew) i rdzeń (wew) zbudowany z piramid nerkowych
- kielichy nerkowe
- miedniczka nerkowa

4. Nefron – podstawowa jednostka strukturalna i czynnościowa nerki

Miejsce powstawania moczu, w nerce człowieka ok. 1 mln nefronów, 30% w pełni sprawnych-> prawidłowa czynność wydalnicza.

Budowa nefronu

- ciałko nerkowe (ciałko Malpighiego, kłębuszek nerkowy)
- kanaliki nerkowe( kanalik bliższy-proksymalny, pętla nefronu i ramię zstępujące i wstępujące, kanalik dalszy- dystalny

Kanaliki dystalne> kanaliki zbiorcze>kanaliki wyprowadzające> przewody brodawkowe> miedniczka nerkowa

Kłębuszek nerkowy

Naczynia włosowate otoczone torebką Bowmanna
torebka Bowmanna zbudowana z nabłonka jednowarstwowego płaskiego
w jamie torebki gromadzi się przesącz krwi tzw mocz pierwotny.
błona filtracyjna.

5. ukrwienie nerek

Najobficiej ukrwiony narząd w organizmie (w stosunku do swojej masy)
Przepływ krwi przez obie nerki: w spoczynku 1,2 l krwi/minutę = 20% objętości min. Serca
w ciągu doby: 1730 l krwi co 3-4 minut każda cząstka krwi odbywa krążenie nerkowe
przepływ krwi: kora 80%, rdzeń 20%

1. tętnica nerkowa (odchodzi od aorty)
2. Tętnice miedzy płatowe
3. Tętnice łukowate
4. Tętnice międzypłacikowe
5. Tętniczki doprowadzające
6. Naczynia włosowate kłębka (filtracja osocza)
7. Tętniczka odprowadzająca
8. Naczynia włosowate oplatające kanaliki
9. Żyłki
10. Żyła nerkowa

6. sieć dziwna tętniczo-tętnicza

Tętniczka doprowadzająca(krew utlenowana)> naczynia włosowate klębka> tętniczka odprowadzająca

Światło tętniczki doprowadzającej > światło tętniczki odprowadzającej> ciśnienie w naczyniach włosowatych kłębka= 55mmHg (pozostałe naczynia włosowate 20-30 mmHg)

7. autoregulacja krążenia

Ukrwienie nerek nie ulega zmianom przy ciśnieniu tętniczym krwi 90-180 mmHg

Zależność przepływu krwi przez nerki > ciśnienie tętnicze krwi< 90mmHg(przepływ maleje) lub >180mmHg (przepływ wzrasta)

8. Unerwienie nerek

Układ wegetatywny decyduje o ilości i rozmieszczeniu krwi w nerkach

W nerwach nerkowych przeważają włókna adrenergiczne układu współczulnego

- nerwy współczulne (adrenergiczne) znaczne obkurczanie tętniczych naczyń nerkowych>zmniejszenie przepływu krwi przez nerki> zmniejszenie filtracji i obniżenie diurezy

- nerwy przywspółczulne (nerw błędny) rozkurcz naczyń> zwiększenie przepływu krwi i diurezy

9. mechanizm wytwarzania moczu

1. filtracja kłębkowa (sączenie)
2. Wchłanianie kanalikowe (resorpcja)
3. Wydzielanie kanalikowe (sekrecja)

• Filtracja kłębkowa- przechodzenie przez błonę filtracyjną kłębków z osocza krwi do przestrzeni kłębka wody oraz wszystkich substancji drobnocząsteczkowych> powstawanie moczu pierwotnego

Czynniki wpływające na wielkość filtracji kłębkowej
- całkowita powierzchnia filtracyjna wszystkich kłębków 1,5m, czynne wszystkie kłębki
- przepuszczalność błony filtracyjnej – nie przepuszcza elementów morfotycznych krwi i białek z wyj albumin, stany chorobowe> zwiększenie przepuszczalności błony> przenikanie białek z osocza i wydalanie ich z moczem
- Ciśnienie filtracji Pf – czynnik napędowy filtracji Pf=Ph-(Po+Pt). Ph- ciśnienie hydrostatyczne w naczyniach włosowatych kłębka. Po- ciśnienie onkotyczne osocza krwi . Pt- ciśnienie hydrostatyczne we wnętrzu torebki kłębka.

Ph= 55mmHg – niezmienne przy zmianach ciśnienia tętniczego 90-180 mmHg; spadek Ph poniżej 90mmHg> zmniejszenie filtracji kłębkowej

Po= 25mmHg – zależne od stężenia białek w osoczu krwi, w warunkach prawidłowych stałe

Pt= 15mmHg

Po i Pt utrudniają filtracje

W warunkach fizjologicznych Pf=55mmHg-(25mmHg+15mmHg) Pf=15mmHg

U dorosłego człowieka:

180 l moczu pierwotnego/dobę = 125ml/min
mężczyzna 180l/dobę=125ml/min
kobieta 160l/dobę=110ml/min

1-2 l moczu ostatecznego/dobę > 178-179 l moczu pierwotnego ulega wchłanianiu zwrotnemu w kanalikach

Całkowita ilość wody u człowieka o m. c 70 kg wynosi ok. 45 litrów> cała zawartość wody ustrojowej ulega 4 krotnie przesączaniu i wchłanianiu zwrotnemu w ciągu doby.

10. podział substancji ze względu na procesy jakim podlegają w kanalikach

- nie są wchłaniane ani wydzielane= przechodzą do moczu ostatecznego w ilości w jakiej zostały przefiltrowane w kłębkach np. insulina.
- całkowicie wchłaniane np. glukoza
- częściowo wchłaniane np. sód, mocznik
- wydzielone przez nabłonek kanalików np. kwas PAH paraaminohipurowy
- wchłaniane i wydzielane np. potas ( wchłaniany w kanaliku proksymalnym, wydzielany w kanaliku dystalnym)

• Resorpcja kanalikowa- wchłaniane zwrotne – chroni ustrój przed nadmierną utratą wody i składników stałych, skład moczu pierwotnego nierówna się składu moczy ostatecznego

1. bierne – uwarunkowane różnicami występującymi pomiędzy moczem a przestrzenią około kanalikową

- ciśnienia osmotycznego (woda)

- potencjału elektrycznego (chlor)

- stężenia poszczególnych składników (mocznik)

2. czynne – transport składników wbrew istniejącej różnicy stężeń i wbrew potencjału elektrycznemu, nakład energii, wykorzystanie przenośników chemicznych i enzymów, zachodzi głownie w kanalikach proksymalnych np. glukoza, aminokwasy, sód, fosforany

Wielkość czynnego wchłaniania zwrotnego jest ilościowo ograniczona np. energią, ilością transporterów

Maksymalna zdolność resorpcji dla glukozy = 350mg/min

Próg nerkowy- progowe maksymalne stężenie składnika w krwi, po przekroczeniu którego zaczyna się on pojawiać w moczu ostatecznym

Próg nerkowy dla glukozy = 180mg% poniżej stężenia progowego glukoza jest całkowicie wchłaniania w kanalikach nerkowych i nie stwierdza się jej w moczu ostatecznym.

• Wydzielanie kanalikowe (sekrecja)

1. bierne – zgodne z gradientem stężeń(dyfuzja) np. słabe zasady (sole aminowe) i słabe kwasy (salicylowy) warunkowane stężeniem jonów wodorowych w płynie kanalikowym.

pH plynu kanalikowego 5> dyfuzja słabych zasad z przestrzeni około kanalikowej do światła kanalika

pH plynu kanalikowego 8> dyfuzja słabych kwasów z przestrzeni około kanalikowej do światła kanalika.

2. czynne – konieczny nakład energii oraz układy transportujące np. PAH, penicylina, sulfonamidy, kreatynina, amoniak, H+, K+

Wielkość czynnego wydzielania jest ilościowo ograniczona: maksymalna zdolność sekrecji dla PAH = 80mg/min

11. Pośrednia metoda badania czynności nerek

- oznaczanie współczynnika oczyszczania osocza- KLIRENS (c )

- określa losy składników w kanalikach nerkowych

KLIRENS c – hipotetyczna objętość osocza krwi, która zostaje całkowicie oczyszczona przez nerki z danego składnika w jednostce czasu- dotyczy sub egzo i endogennych

C= UxV/P

C- klirens osocza ml/min

U – stezenie substancji w moczu mg/ml

V – ilość wydalonego moczu ml/min

P – stężenie sub w osoczu krwi mg/ml

12. Insulina – filtrowana w kłębkach, nie ulega sekrecji ani resorpcji w kanalikach; stezenie insuliny w przesączu-stezenie w osoczu=ilość przefiltrowanego osocza=miara kłębuszkowego sącznia

C insuliny = 125mg/ml x 1ml/min // 1mg/ml == 125 ml/min

13. Glukoza : całkowicie wchłaniana w kanalikach – brak glukozy w moczu ostatecznym , U=O

C glukozy =0

C glukozy <Cx<C insuliny> czesciowa resorpcja lub przewaga resorpcji nad sekrecją kanalikową(mocznik, sód fosforany)

Cx> od C insuliny > dodatkowa sekrecja lub przewaga sekrecji nad resorpcją kanalikową (potas, kreatynina, PAH)

Aparat przykłębkowy:

Budowa:

-Poduszeczka biegunowa- zróżnicowane czynnościowo i morfologicznie komórki w ścianie tętniczki doprowadzającej

-plamka gęsta – zmieniona struktura nabłonka kanalika dystalnego

Rola fizjologiczna > synteza RENINY> regulacja czynności nerek