FUNKCJE UKŁADU ODDECHOWEGO

Układ oddechowy dzielmy na:

1. Górne drogi oddechowe

-jama nosowa

-gardło

2. Dolne drogi oddechowe:

-krtań

-tchawica

-oskrzela

3. Płuca

Istotą procesu oddychania jest wyzwolenie energii nagromadzonej w organizmie. Do wyzwolenia energii ze związków chemicznych niezbędny jest tlen atmosferyczny.

Oddychanie dzieli się na:

1) oddychanie zewnętrzne- polega na wprowadzeniu, cząst tlenu do wnętrza komórek

2) oddychanie wewnętrzne- wewnątrzkomórkowe w czasie, którego cząst tlenu wchodzą w reakcje chemiczne.

1.Oddychanie zewnętrzne- jest n procesem złożonym, w którym biorą udział:

-uk.oddechowy

-mięśnie poprzecznie- prążkowane

-krew

-uk.sercowo- naczyniowy

-ośrodki nerwowe sterujące oddychaniem.

Oddychanie zewnętrzne polega na doprowadzaniu tlenu d komórek zgodnie z gradientem ciśnienia parcjalnego tlenu. Jednocześnie z komórek jest usuwany CO2 powstający w wyniku utleniania komórkowego związków organicznych. CO2 usuwa się również zgodnie z gradientem ciśnienia parcjalnego.

Dzieli się na szereg procesów:

1) wentylacja płuc

2) dyfuzja gazów pomiędzy powietrzem pęcherzykowym a krwią

3) transport gazów za pośrednictwem krwi

4) dyfuzja gazów pomiędzy krwią a komórkami.

1) wentylacja płuc

1.1 Wdechy i wydechy. W czasie wentylacji płuc d pęcherzyków jest wciągane powietrze atmosferyczne zawierające tlen(21%), azot(78%), oraz pozostałe gazy m.in., CO2(1%). Powietrze wydychane zawiera więcej, CO2 natomiast mniej O2.

Wentylacja płuc zależy od ruchów oddechowych klatki piersiowej i w czasie wdechu powiększa się jej objętość- skurcz mięśni wdechowych (przepona i międzyżebrowe zewnętrzne)- powoduje to powiększenie wymiarów wewn. klatki piersiowej: pionowego, strzałkowego i czołowego. Na szczycie wdechu mięśnie wdechowe rozkurczają się i klatka piersiowa dzięki sile wywieranej przez rozciągnięte elementy sprężyste w tkance płucnej zaczyna zmniejszać swą objętość. Ciśnienie w pęcherzykach wzrasta powyżej ciśnienia atmosferycznego i powietrze jest usuwane na zewnątrz. Spokojny wdech jest aktem biernym i niewymagającym skurczu mięsni, natomiast w czasie nasilonego wdechu kurczą się mięsnie międzyżebrowe wewnętrzne oraz mięśnie przedniej ściany jamy brzusznej, przede wszystkim mięsnie proste brzucha.

W czasie spoczynku liczba oddechów wynosi:

-u człowieka dorosłego- 16-20/min.

-u noworodka 40/min.

-u dzieci 20-25/ min.

1.2 Pojemność płuc:

U mężczyzn w płucach na szczycie najgłębszego wdechu znajduje się k 6 litrów powietrza, jest to pojemność płuc całkowita, która dzieli się na:

a)pojemność wdechową- poj.powietrza wciąganego do płuc w czasie najgłębszego wdechu po spokojnym wydechu

b)poj.zalegającą czynnościową- jest to poj.powietrza pozostającego w płucach po wykonaniu spokojnego wydechu.

Każda z tych dwóch dzieli się na dwie objętości:

-objętość oddechowa- wdychana i wydychana obj. w czasie swobodnego wdechu i wydechu.

-obj. zapasowa- wdechowa- obj. wciągana do płuc w czasie max wdechu wykonywanego na szczycie swobodnego wdechu.

Poj.wdechowa=obj.oddechowa +obj.zapasowa- wdechowa

Po swobodnym wdechu można wykonać max wydech usuwając z płuc obj. zapasową- wdechowa. W czasie max wydechu zawsze pozostaje w płucach obj. zalęgająca.

Po najgłębszym wydechu wykonując max wdech wciąga się do płuc powietrze stanowiące poj. życiowa wdechową, która jest nieco większa od poj. życiowej.

Obj. zalęgająca obejmuje powietrze znajdujące się w pęcherzykach płucnych i przewodzikach pęcherzykowych, a wiec tam gdzie nie odbywa się wymiana gazowa. W czasie swobodnego wdechu do dróg oddechowych dostaje się ok. 500ml powietrza stanowiącego obj. oddechowa, z tej objętości do pęcherzyków płucnych dostaje się ok. 350 ml, a pozostałe 150 wypełnia tzw. przestrzeń martwa anatomiczną. Przestrzeń ta tworzą drogi oddechowe, w których nie ma warunków anatomicznych do wymiany gazowej- jama nosowa, gardło, krtań, tchawica, oskrzela, i osrzeliki.

Część powietrza wdychanego może dostosować się do pęcherzyków i nie podlegać wymianie gazowej. W naczyniach włosowatych, w ścianie tych pęcherzyków krew nie przepływa lub przepływa jej zbyt mało, aby całe wprowadzone powietrze mogło być wykorzystane do wymiany gazowej. Powietrze pęcherzykowe niepodlegające wymianie gazowe stanowi tzw. przestrzeń martwą fizjologiczną.

Wentylacja płuc minutowa:

l.oddechów * obj. wprowadzona w czasie spokojnego wdechu

16 * 500 ml= 8 l/min.

1.3 Wentylacja pęcherzyków

Suche powietrze atmosferyczne bez pary wodnej wciągane do płuc musi być wcześniej ogrzane, oczyszczone i nasycone para wodna. Powietrze pęcherzykowe ma średnie parcjalne ciśnienie gazów PO2- 13,3 kPa, Pe(azot)- 76,4 kPa, PCO2- 5,3 kPa, PH2O- 6,3 kPa. Powietrze o takim składzie styka się ze ścianą pęcherzyków płucnych, których łączna powierzchnia wynosi 70 m2.

Tkanka płucna jest elastyczna, co wiąże się z:

•elementami sprężystymi występującymi pomiędzy pęcherzykami

•napięciem powierzchniowym cienkiej warstwy płynu wyścielającego wnętrze pęcherzyków.

W czasie wdechu napięcie powierzchniowe w pęcherzykach wzrasta, a w czasie wydechu maleje, zapobiega to zlepianiu się ścian pęcherzyków na szczycie wydechu. Napięcie powierzchniowe pęcherzyka zmniejsza czynnik powierzchniowy- surfactant, czynnik ten stanowią cząst lipoprotein wydzielane przez ziarniste pneumocyty, czyli komórki pęcherzyka duże. W czasie wdechu poj. pęcherzyków zwiększa się, cząst czynnika powierzchniowego rozsuwają się i napięcie powierzchniowe wzrasta. Zjawiska przeciwne zachodzą przy wdechu..

1.4 Dyfuzja gazów w płucach.

W pęcherzykach płucnych zachodzi wymiana gazów pomiędzy powietrzem a krwią przepływającą przez sieć naczyń włosowatych otaczających pęcherzyki. W tych naczyniach stale znajduje się ok. 100 ml krwi i ta ilość krwi przepływa przez te naczynia w czasie 0,8 sek.

Krew zawiera rozpuszczalny tlen i dwutlenek węgla, przy czym ilość rozpuszczonych gazów we krwi tętniczej i żylnej różnią się między sobą podobnie różne są ich ciśnienia cząsteczkowe.

Podstawową role w przenoszeniu O2 i CO2 odgrywają erytrocyty zawierające hemoglobinę. Obecność hemoglobiny w erytrocytach pozwala przenieść od 30-100 razy więcej tlenu i d 20-30 razy więcej CO2 niż gdyby te gazy były jedynie rozpuszczone w osoczu krwi. Dyfuzja gazów przez ścianę pęcherzyków odbywa się zgodnie z gradientem prężności cząst gazów, cząst O2 dyfundują ze światła pęcherzyków do krwi a cząst CO2 w przeciwnym kierunku. Powietrze, które wdychamy zawiera ok. 21% tlenu- wywiera ono ciśnienie cząsteczkowe- 159 mmHg.

Powietrze wchodzące do płuc miesza się z gazami już obecnymi w pęcherzykach, nazywa się parą wodną, stąd ciśnienie cząst O2 w powietrzu pęcherzykowym obniża się do 101 mmHg. Ciśn. cząst O2 we krwi żylnej wchodzące do włośniczek pęcherzykowych wynosi 40 mmHg, różnica wynosząca 61 mm Hg powoduje szybką dyfuzję tlenu do erytrocytów. Ciśn. cząst wyrównują się tutaj w ciągu mniej niż 1 sek., tj. w czasie w którym przepływa krew przez naczynia włosowate płucne. Erytrocyty dochodzące do ścian pęcherzyka są wysycane tlenem w 70 % a opuszczają je w 97%.

1.5 Dyfuzja gazów w tkankach.

Cząst tlenu uwolnione z hemoglobiny przechodzą przez otoczkę krwinek czerwonych do osocza, następnie przez komórki śródbłonka naczyń włosowatych do płynu miedzykmórkowego i dopiero z tego płynu dyfundują przez błonę komórkową do poszczególnych komórek.

W zależności d intensywności metabolizmu wewnątrzkomórkowego występują dość znaczne różnice w prężności tlenu w poszczególnych tkankach np. w tkankach o intensywnym metabolizmie jest większe zapotrzebowanie na zużycie tlenu.

1.6 Regulacja oddychania, czyli głębokości częstotliwości oddechów odbywa się za pośrednictwem ośrodka oddechowego znajdującego się w rdzeniu przedłużonym. W skład tego ośrodka wchodzą 2 rodzaje neuronów tworzące dwa ośrodki o przeciwnej funkcji:

•neurony wdechowe tworzące ośrodek wdechu

•neurony wydechowe tworzące ośrodek wydechu

Ośrodek wdechu wysyła impulsy nerwowe do rdzenia kręgowego, do neuronów ruchowych unerwiających mięsnie wdechowe, ośrodek wydechu pobudza zaś neurony ruchowe unerwiające mięśnie wydechowe. Neurony ośrodka wdechu stanowią rozrusznik dla czynności oddechowej.

FUNKCJE UKŁADU POKARMOWEGO

Funkcje życiowe organizmu człowieka wymagają stałego dostarczania energii, wody ze środowiska zewnętrznego. Spływanie pokarmu a więc ilość energii wprowadzona do organizmu wyrażona w Dżulach(J) zależy od metabolizmu i zużycia energii we wnętrzu organizmu. Ilość wypitej wody wiąże się z jej ilością wydaloną z organizmu przez nerki, skórę i płuca.

W ciągu doby, która stanowi 1 pełny cykl w życiu człowieka powinna być zachowana równowaga energetyczna pomiędzy energią wprowadzona w postaci pokarmu, a energią zużytą (bilans powinien wyjść na 0).

ODŻYWIANIE OBEJMUJE:

1)Przyjmowanie pokarmów- kontrolę nad ilością spożywanych pokarmów pełnią ośrodki pokarmowe znajdujące się w podwzgórzu:

-ośrodek głodu-wyzwala mechanizm poszukiwania, zdobywania i przyjmowania pokarmów

-ośrodek sytości- hamuje apetyt

2)Trawienie pokarmów- pokarmy spożywane zostają w układzie trawiennym poddane działaniom czynników mechanicznych i chemicznych, co doprowadza je do postaci, w której mogą być wchłonięte.

Węglowodany, tłuszcze, białka pozywane są w postaci wymagającej obróbki mechanicznej tak aby enzymy soków trawiennych mogły rozłożyć je na podstawowe, wchłaniane składniki którymi są cukry proste, aminokwasy, kwasy tłuszczowe.

Witaminy i sole mineralne są uwalniane z pokarmów dzięki obróbce mechanicznej, a tylko w mniejszym stopniu w skutek działania czynnika chemicznego.

a)Jama ustna i przełyk.

Pokarmy o stałej konsystencji są w jamie ustnej rozdrobnione i mieszane ze ślina w procesie żucia. Żucie pokarmów trwa tak długo aż zostaną one odpowiednio rozdrobnione i nasycone śliną, aby uformowane w postaci kęsa mogły zostać połknięte.

Wydzielanie śliny- zetknięcie się pokarmu zwłaszcza suchego z powierzchnia błony śluzowej jamy ustnej powoduje wydzielanie śliny na drodze odruchu bezwarunkowego.

Ślina i inne soki trawienne mogą wydzielać się na sam widok pokarmu, jego zapachu pomyślenia o nim.

Ślina produkowana jest w ilości 1,5l/dobę, pH=0,7, jest produkowana przez 3 ślinianki:

-podjęzykową

-podżuchwową

-przyuszną

Połykanie dzieli się na 3 fazy:

I faza ustno- gardłowa- polega na przesunięciu kęsa z jamy ustnej do gardła(uczestniczą mięsnie języka i

policzków)

II faza gardłowo-przełykowa- miesień górny gardła początkowo rozkurcza się i przepuszcza kęs. Następnie

kurczy się i rozpoczyna falę perystaltyczną przesuwającą kęs wzdłuż gardła i przełyku.

III faza przełykowo- żołądkowa- kęs przesuwamy przez fale perystaltyczna zbliża się do wpustu i wywołuje

jego rozkurcz i dostaje się do żołądka

b)Żołądek,

spełnia 3 funkcje:

•gromadzi, przechowuje spożywane pokarmy. Pokarmy płynne spływają wzdłuż krzywizny mniejszej do części odźwiernikowej, a pokarmy stałe początkowo wypełniają trzon, a w miarę ich przepływania wypełniają dno. Kolejne spożywane porcje pokarmów zajmują część środkową jamy żołądka, rozpychając w kierunku ścian żołądka znajdujący się tam wcześniej pokarm.

•trawi pokarm. Pokarmy wypełniające część środkowa żołądka niestykajace się z jego błoną śluzową są trawione początkowo przez amylazę ślinową. Zmieszanie się treści pokarmowej z sokiem żołądkowym rozpoczyna właściwe trawienie w żołądku.

Sok żołądkowy jest wydzielany w ilości pk.3l/dobę, pH=1, zawiera on min.kwas solny, enzymy trawienne, śluz, sole mineralne i wodę.

Kwas solny- powstałe wewnątrz komórek okładzinowych gruczołów błony śluzowej żołądka pod wpływem histaminy. W komórkach głównych gruczołów błony śluzowej znajduje się pepsynogen (enzym nieczynny), który pod wpływem kwasu solnego zamienia się w pepsynę (enzym aktywny).

Komórki dodatkowe gruczołów błony śluzowej wydzielają śluz, który zabezpiecza ściany żołądka przed działaniem HCl i enzymów.

Kontrola wydzielanie soku żołądkowego dzieli się na 3 fazy:

I faza głowowa (dawniej nerwowa)sok wydzielany jest pod wpływem impulsów biegnących przez nerwy błędne.

II faza żołądkowa- na skutek podrażnienia błony śluzowej przez pokarm zachodzi bezpośrednie oddziaływanie na komórki dokrewne znajdujące się w błonie śluzowej żołądka, wytwarzające do krwi gastrynę, która pobudza do wydzielania gruczoły błony śluzowej żołądka.

III faza jelitowa- pod wpływem treści pokarmowej przechodzącej z żołądka do dwunastnicy zachodzi pobudzenie i hamowanie czynności żołądka. Wytworzona w dwunastnicy gastryna i cholecystokinina pobudzają wydzielanie soku żołądkowego natomiast sekretyna działa hamująco. Za pośrednictwem odruchu jelitowo- żołądkowego następuje hamowanie opróżniania żołądka i wydzielanie soku żołądkowego

•wyjaławia pokarmy

c)jelito cienkie.

Treść pokarmowa jest tutaj trawiona od składników prostych, które są wchłaniane do krwi:

*motoryka, błona mięśniowa jelita wykazuje:

•okresowe zmiany napięcia powodują powstawanie ruchów:

-wahadłowych- naprzemiennie wydłużanie poszczególnego odcinka jelita. W wyniku, czego treść

pokarmowa przesuwa się to w jedną to w druga stronę.

-odcinkowych wykonuje je mięśniówka okrężna kurcząc się w różnych odcinkach jelita, przy biernym

rozluźnieniu mięśniówki podłużnej skurcze te dzielą jelito na segmenty i zanikają a między nimi

występuje nowe zwężenie.

-perystaltycznych in robaczkowych występują tutaj zwężenia pierścieniowate, które są poprzedzone

rozszerzeniem jelita, odcinek poszerzony jest gotowy do przyjęcia treści jelita, a następujące po sobie

skurcze powodują wytworzenie fali perystaltycznej

•skurcze odcinkowe

•skurcze perystaltyczne- od 2-25 cm na sekundę

*trawienie, biorą udział:

-sok jelitowy- wytwarzają go gruczoły jelitowe, ma odczyn słabo zasadowy, ilość 3-6l/dobę, występują:

›aminopeptydazy- rozkładają peptydy do aminokwasów

›enzymy rozkładające kasy nukleinowe

›enzymy rozkładające wielocukry i dwucukry do cukrów prostych

›lipaza hydrolizująca tłuszcze obojętne do kwasów tłuszczowych i gliceroli

-sok trzustkowy, ilość 2l/dobę, odczyn zasadowy, pH=7,1-8,4, wydzielina zewn. trzustki i zawiera:;

›trypsynogen i chemotrypsynogen- nieaktywne enzymy protetyczne

›rybonukleazę i dezoksyrybonukleazę- enzymy trawiące DNA i RNA

›alfa amylazę- rozkłada wielocukry do dwucukrów

›lipaza- enzym hydrolizaujacy tłuszcze roślinne i zwierzęce.

-żółć- wytworzona w wątrobie przez komórki wątrobowe- hepatocyty, jest ona gromadzona w pęcherzyku żółciowym gdzie ulega zagęszczeniu z powodu resorbcji wody, wówczas traci część zasad, dlatego zmniejsza się jej pH od 0,5-7,4, w wątrobie pH =8. Wytwarzana jest ok. 0,5l/dobę, składniki:

›sole kwasów żółciowych

›cholesterol

›barwniki żółciowe- bilirubina

›sole mineralne

Błona śluzowa jelita cienkiego jest pokryta kosmkami jelitowymi o długości 0,5-1mm, występują one w liczbie 20-40/1mm2 błony śluzowej. Każdy a nich ma kilka mikrokosmków. Łączna powierzchnia jelita cienkiego po uwzględnieniu powierzchni kosmków i mikrokosmków wynosi ok. 300m2.

d)jelito grube-końcowa część układu pokarmowego, dzieli się na:

•jelito ślepe zw. kątnicą z wyrostkiem robaczkowym- leży poniżej ujścia jelita krętego do jelita grubego

Ujście to jest ograniczone zastawka kątniczo- krętniczą, zapobiega ona cofaniu się treści pokarmowej.

Jelito ślepe ma kształt worka, jest ono pokryte otrzewną. W dolnym przyśrodkowym odcinku jelita ślepego

znajduje się ujście wyrostka robaczkowego, który posiada dość grubą ścianę zawierającą dobrze rozwiniętą

mięśniówkę oraz dużą ilość tkanki limfatycznej. Wyrostek nie bierze bezpośredniego udziału w trawieniu.

•okrężnica, dzielimy ja na:

-o.wstepująca

-o.poprzeczną

-o.zstępującą

-o.esowatą

•odbytnica- jest ona na wysokości III kręgu krzyżowego, kończy się odbytem, dzielimy ją na:

-część miedniczą(ulega rozszerzeniu- bańka odbytnicy)

-część kroczową

Błona śluzowa jelita grubego jest gładka i nie ma kosmków, pokryta jest nabłonkiem cylindrycznym, zaopatrzonym w mikrokosmki.

Mięśniówka gładka okrężna, zgrubiała w okolicy odbytu tworzy zwieracz odbytu wewn., który reaguje rozwarciem przy rozciąganiu kałem ściany odbytnicy. Obwodowa od mięśniówki gładkiej znajduje się pierścień utworzony z mięśniówki poprzecznie prążkowanej zwany zwieraczem odbytu zewn., którego czynność jest zależna od naszej woli. Jednocześnie z rozkurczem obu zwieraczy występują skurcze przepony i mięśni brzucha, ciśnienie w jamie brzusznej wzrasta i kał wydalany jest na zewnątrz.

Udział jelita grubego w procesach trawiennych jest niewielki, sok wydzielany przez śluzówkę jelita grubego zawiera dużo mucyny, ma odczyn słabo alkaliczny i nie zawiera enzymów. Enzymy przechodzą do jelita grubego z miazgą pokarmową z jelita cienkiego.

W jelicie grubym zachodzi zwrotne wchłanianie elektrolitów witamin, aminokwasów oraz pod wpływem działania bogatej flory bakteryjnej następuje gnicie niestrawionych i niewchłoniętych składników pokarmowych oraz powstawanie kału. W formowaniu kału dużą rolę odgrywa śluz wytwarzany prze komórki kubkowe błony śluzowej, który zlepia niestrawione resztki pokarmu. Masy kałowe silnymi skurczami perystaltycznymi ścian jelita grubego (kilka razy na dobę) przesuwane są w kierunku odbytnicy.

e)wątroba

Jest największym gruczołem w organizmie człowieka, o wadze ok. 1,5 kg. Zbudowana jest z komórek miąższowych zwanych hepatocytami stanowiącymi ok. 80%komórek, oraz komórek układu siateczkowo- śródbłonkowego-16% i komórek nabłonka dróg żółciowych- 4%.Hepatocyty są komórkami wewnątrz i zewnątrz wydzielniczymi, a komórki siateczkowo- śródbłonkowe wyścielające zatoki żylne w zrazikach wątroby są komórkami żernymi.

Funkcje wątroby:

•filtru- zarówno dla związków wchłoniętych z przewodu pokarmowego dla krwi, jak i również dla związków uwolnionych do krwi z innych układów i narządów. Do składników zatrzymywanych przez wątrobę należą:

-monosacharydy (glukoza)

-wolne kwasy tłuszczowe

-aminokwasy

Hepatocyty wychwytują z krwi dopływającą przez żyłę wrotną bilirubinę wydzielaną z żółcią do dwunastnicy i zwrotnie wchłoniętą w jelicie cienkim oraz inne związki powstające w jelitach np. amoniak, kwasy glutamiznozy.

•zewnątrz- wydzielnicza- związana z powstawaniem żółci i jej wydzielaniem do dwunastnicy. Żółć zawiera bilirubinę, biliwerdynę, sole kwasów tłuszczowych, cholesterol, kwasy tłuszczowe, sole nieorganiczne o wodę.

•wewnątrz- wydzielnicza polegającą na wydzielaniu do krwi i chłonki różnych składników. Białka osocza krwi: albuminy, globuliny, fibrynogen syntetyzowane są w wątrobie. Komórki wątrobowe wydzielają do krwi enzymy osocza czynniki krzepnięcia krwi.

•magazyn związków niezbędnych do prawidłowego funkcjonowania organizmu. W największych ilościach magazynowany jest w komórkach wątrobowych glikogen. Powstaje on w wyniku wchłoniętej w jelitach glukozy. Zwiększone stężenie glukozy we krwi sprzyja magazynowaniu się glikogenu w wątrobie. Zmniejszone natomiast stężenie glukozy we krwi powoduje przechodzenie glukozy w wątrobie hamuje dezaminację aminokwasów. W wątrobie magazynowane są również witaminy rozpuszczone w tłuszczach oraz Cu i Fe.

KREW FUNKCJE I BUDOWA

Krew wypełniająca łożysko krwionośne stanowi tkankę płynną odgraniczoną od innych tkanek organizmu, co najmniej jedną warstwą komórek, które tworzą komórki śródbłonka naczyniowego. Całkowita objętość krwi stanowi od ½ do 1/13 masy ciała. Krew zawiera: elementy upostaciowane (morfotyczne) - krwinki białe, czerwone i płytki, stanowią one mniej niż 50% objętości krwi; osocze

Stosunek objętości erytrocytów do objętości pełnej krwi nazywamy hematokrytem (Htk)

ROLA KRWI W ORGANIŹMIE

Zasadniczą rolą jest utrzymanie stałego środowiska wewnętrznego - homeostazy

1. transportuje tlen z płuc do tkanek

2. transportuje CO₂ z tkanek do płuc

3. transportuje do wszystkich tkanek produkty energetyczne i budulcowe wchłonięte z przewodu pokarmowego

4. transportuje wchłonięte z tkanek produkty przemiany materii do nerek skąd są wydalone na zewnątrz wraz z moczem

5. transportuje hormony syntetyzowane w organizmie i witaminy wchłonięte w przewodzie pokarmowym

6. wyrównuje ciśnienie osmotyczne we wszystkich tkankach

7. wyrównuje stężenie jonów wodorowych, czyli pH we wszystkich tkankach

8. wyrównuje różnice temperatur występujące pomiędzy poszczególnymi tkankami i narządami

9. tworzy zaporę przed inwazja drobnoustrojów, które po dostaniu się do środowiska wewnętrznego są stale niszczone przez leukocyty

10. eliminuje za pomocą przeciwciał i układu dopełniacza substancje obce szczególnie o charakterze białkowym np. toksyny - produkty przemiany drobnoustrojów.

CZYNNOŚĆ NARZĄDÓW KRWIOTWÓRCZYCH

Szpik kostny czerwony jest zasadniczym narządem krwiotwórczym i stanowi około 5% masy ciała. Wypełnia istotę gąbczastą kości płaskich, mostek, kości biodrowe, trzony kręgów oraz jamy szpikowe w sąsiedztwie nasad kości długich. W okresie wzmożonej czynności szpik czerwony zwiększa swoją masę zajmując miejsce szpiku żółtego.

Wszystkie elementy morfotyczne krwi pochodzą od komórki macierzystej, którą nazywamy hemocytoblastem, czyli komórka pnia i z niej różnicują się 4 komórki:

-proerytroblast dla układu krwinek czerwonych

-prekursory mieloblastów i monoblastów tworzących kolonie w hodowli szpiku inwitro

-limfocyt multipotencjalny

-megakarioblast dla płytek krwi

Wszystkie komórki szpiku należą do jednej z trzech grup:

- puli komórek pnia

- puli komórek dzielących się

- puli komórek dojrzewających i rezerwy szpikowej

A. ERYTROCYTOPOEZA

Jest to cykl rozwojowy krwinek czerwonych szpiku i łączy czas przypadający na dzielenie, różnicowanie i dojrzewanie, trwa około 5 dni. W szpiku pod wpływem erytropoetyny (glikoproteina, która powstaje w nerkach w czasie obniżenia się prężności tlenu) dochodzi do podziału komórek pnia na dwie komórki potomne:

- komórka pnia, która pozostaje w puli komórek macierzystych

- proerytroblast, który wstępuje do puli komórek dzielących się.

W komórkach dzielących się jest syntetyzowana w cytoplazmie hemoglobina.

Proerytoblasty, erytoblasty zasadochłonne. I i II, erytoblasty polichromatofilne należą do puli komórek dzielących się.

Pula komórek dojrzewających i rezerwy szpikowej obejmuje erytroblasty ortochromatyczne i retiukocyty. Po utracie jądra komórkowego zmieniają się na retikulocyty i erytrocyty, które opuszczają szpik i przechodzą do krwi obwodowej.

B. GRANULOCYTOPOEZA

Trwa od 8-11 dni: granulocyty wywodzą się z hemocytoblastów tworzących tzw. Pulę komórek pnia szpiku. W wyniku podziału powstają dwie komórki potomne:

- komórki pnia pozostające w szpiku

- prekursor mieloblastów i monoblastów

Mieloblast i następne z jego pokolenia (promielocyt i mielocyt) stanowią pulę komórek dzielących się. Dalsze etapy to dojrzewanie bez podziału mitotycznego. Należą tutaj metamielocyty, granulocyty pałeczkowate i segmentowane jest to pula dojrzewających i rezerwę.

C. LIMFOCYTOPOEZA

Zachodzi ona w układzie limfatycznym, w którym wyróżniają się:

- narządy limfoidalne centralne - szpik czerwony i grasica

- narządy limfoidalne dowodowe - węzły i gródki chłonne oraz śledziona

W szpiku wytwarzane są limfocyty multipotencjalne, czyli hemopatyczne, które po wyjściu ze szpiku krążą we krwi i zatrzymują się w grasicy, grudkach chłonnych przewodu pokarmowego i w strefie pod torebkowej węzłów chłonnych. Limfocyty mutipotencjalne, które wyszły w grasicy poza naczynia krwionośne przekształcają się w tymocyty dzieląc się i dojrzewając początkowo w korowej części grasicy, a następnie wędrują do jej części rdzennej. Na tymocyty działają tyrozyna, która powoduje ich dojrzewanie - powstają dojrzałe immunologicznie komórki- limfocyty grasico zależne.

W węzłach i grudkach chłonnych przewodu pokarmowego limfocyty multipotencjalne pochodzące ze szpiku podlegają procesowi dojrzewania, który zostaje zakończony w strefie podtorebkowej węzłów chłonnych - szpiko- zależnej. Tutaj zachodzi ostateczny proces dojrzewania limfocytów B, limfocyty B podobnie jak T dostają się z chłonką do krwi przemieszczając się między krwią, a chłonką, ale większość swojego życia spędzają w węzłach chłonnych.

D. TROMBOCYTOPOEZA

Wytwarzanie w szpiku płytek jest prawdopodobnie zwrotnie kontrolowane przez same płytki. Po wzroście liczby płytek we krwi następuje po pewnym czasie ich rozpad. Ciała uwalniane z płytek hamują różnicowanie się w szpiku megakarioblastów na megakariocyty.

Zmniejszenie liczby megakariocytów w szpiku prowadzi do zmniejszenia liczby płytek we krwi. Narządem, który zmniejsza liczbę płytek jest śledziona. Część płytek znajdującej się we krwi, przepływającej przez śledzionę zostaje w niej zatrzymywana.

CZYNNOŚĆ ŚLEDZIONY

- wytwarzanie limfocytów

- niszczenie płytek

- rozpad starych erytrocytów

- zatrzymywanie lub uwalnianie granulocytów z puli granulocytów przyściennych i tym samym bierze udział w regulacji liczby granulocytów, krążących we krwi.

ERYTROCYTY- krwinki czerwone (RBC)

W życiu pozapłodowym są wytwarzane w szpiku kostnym i krążą we krwi obwodowej ok. 120 dni. Spełniają one jedną z podstawowych funkcji w organizmie transportując cząsteczki tlenu z płuc do tkanek. LEUKOCYTY- krwinki białe (WBC)

W ich skład wchodzą:

- granulocyty, które zawierają w cytoplazmie ziarnistości, wytwarzane są w szpiku kostnym czerwonym

- limfocyty wytwarzane są w szpiku, węzłach chłonnych, śledzionie, gródkach chłonnych przewodu pokarmowego

- monocyty wytwarzane są w szpiku i po przejściu do tkanek i narządów stanowią część komórek układu siateczkowo- śródbłonkowego

GRANULOCYTY dzielą się na:

- obojętnochłonne stanowią od 37- 71% leukocytów i mają ziarnistości obojętnochłonne

- kwasochłonne stanowią od 0- 8% leukocytów i mają ziarnistości kwasochłonne

- zasadochłonne 0- 2% leukocytów i zawierają ziarnistości zasadochłonne

Z całej puli granulocytów mniej niż ½ przypada na pulę granulocytów swobodnie krążących we krwi, a nieco więcej niż ½ są to granulocyty pozostające blisko ścian naczynia i nazywamy je granulocytami przyściennymi. Chwilowe i bardzo szybkie zwiększenie liczby granulocytów krążących we krwi występuje w wyniku przesunięcia z puli przyściennej do puli krążących np. przy intensywnej pracy mięśni szkieletowych.

Granulocyty wykazują zdolność chemotaksji tzn. kierowania się do ognisk zapalnych, ognisk rozmnażania się bakterii, martwych tkanek i innych obcych ciał. Granulocyty pożerają, czyli fagocytują fragmenty komórek i bakterie, a następnie trawią je w lizosomach za pomocą enzymów hydrolitycznych. Granulocyty utrzymują równowagę między makroorganizmem zwierzęcia, a drobnoustrojami. Inwazja drobnoustrojów do wnętrza organizmu jest powstrzymywana w ciągu całego życia, przez granulocyty, głównie obojętnochłonne, Zmniejszenie się ich poniżej 1,5* 10⁹ w 1 litrze jest niebezpieczne, bo niewystarczające do obrony przed inwazją drobnoustrojów. Norma w zalezności od gatunku* 10⁹

Granulocyty kwasochłonne mają te same właściwości, co obojętnochłonne, ich rola polega na niszczeniu obcych białek. Ich największe skupienia są w obrębie błony śluzowej jelita i w płucach, ich liczba wzrasta przy alergiach i chorobach pasożytniczych. Norma w zalezno.ści od gatunku * 10⁹

Granulocyty zasadochłonne mają słabiej zaznaczone właściwości ww., ale wydzielają heparynę, która hamuje krzepnięcie krwi.

LIMFOCYTY dzielimy na 2 grupy:

- limfocyty T- grasico zależne, są odpowiedzialne za reakcje immunologiczne typu komórkowego i dzielą się na:

* limfocyty Th pomagające- pobudzają limfocyty B

* limfocyty Ts supresorowe- działają przeciwnie do ww.

* limfocyty Ta wzmacniające- działające pośrednio do ww.

* limfocyty Tc cytotoksyczne- niszczą obce komórki bezpośrednio po zetknięciu się z nimi

* limfocyty Td opóźnionej nadwrażliwości - aktywują duże komórki żerne

- limfocyty B- szpikozależne są odpowiedzialne za humoralny mechanizm odpowiedzi immunologicznej, czyli za syntezę immunoglobulin tzn. limfocyty B krążące we krwi mają zewnętrzną powierzchnię błony komórkowej pokrytą immunoglobulinami.

MONOCYTY wykazują zdolność fagocytozy i diapedezy po przejściu z krwi do tkanek, zmieniają tam po pewnym czasie swoje właściwości, stają się makrofagami i mają wielkie zdolności żerne wobec bakterii i martwych tkanek. Wytwarzają one interferon- jest to substancja białkowa hamująca rozwój wirusów w innych komórkach. Wytwarzają go wtedy, gdy wirusy wnikną do wnętrza monocytów.

TROMBOCYTY- płytki krwi o nieokreślonym kształcie i wymiarach 2- 5 µm, których prawidłowa liczba wynosi 150- 350 tys. w 1 µl krwi i powstają w szpiku kostnym. Dojrzałe dostają się do krwi obwodowej, gdzie biorą udział w tzw. Płytkowym mechanizmie krzepnięcia krwi. Pełnią funkcje:

- mechaniczną- przywierają do zranionego miejsca (adhezja), co prowadzi do powstania pierwotnego czopu płytkowego, w którym płytki zachowują pełnie swoich funkcji hemostatycznych

- biochemiczną- wydzielniczą- związaną z rozpadem płytek krwi, w czasie, którego zostaje uwolniony czynnik płytkowy zapoczątkowujący proces krzepnięcia, jak również serotonina powodująca obkurczenie się naczyń krwionośnych, niedobór tych czynników powoduje skazę krwotoczną związaną z pseudohemofilią.

OSOCZE KRWI należy do płynu zewnątrz komórkowego i zawiera składniki organiczne i nieorganiczne (kationy i aniony). Kationy to NA i K, a aniony to jony chlorkowe i węglanowe. Składniki organiczne dzielą się na:

- białka osocza

- składniki pozabiałkowe z resztą azotową i bez reszty azotowej

- lipidy osocza

Zawartość składników nieorganicznych w płynie tkankowym jest zbliżona do zawartości w osoczu. Większe różnice w składzie szybko się wyrównują. Od prawidłowego składu tkankowego, pośrednio od składu osocza, zależy pobudliwość komórek, a więc właściwości błony komórkowej i metabolizm wewnątrz komórkowy. Szczególne znaczenie ma stosunek jonów sodowych do potasowych.

I. BIAŁKA OSOCZA

Występują w ilości 70- 75 g/l osocza, dzieli się je na trzy grupy: albuminy, globuliny i fibrynogen.

ALBUMINY wytwarzane w wątrobie, a ich zasadniczą funkcją jest wiązanie wody. Dzięki temu wiązania H₂O wywierają na ścianki naczyń włosowatych, ciśnienie koloidoosmotyczne, czyli onkotyczne ok. 3,3 kPa, dzięki temu ciśnieniu woda przefiltrowana przez ścianę naczyń włosowatych do przestrzeni między komórkowych powraca do łożyska krwionośnego. Na cząsteczkach albumin osadzają się związki małocząsteczkowe min. Hormony i wówczas albuminy pełnią dal nich rolę nośnika we krwi.

GLOBULINY

We frakcji tej występują:

- mukoproteidy i glikoproteiny, które stanowią połączenie białka z węglowodanami

- lipoproteidy (białko + tłuszcze)

- globuliny wiążące jony metali np. transferyna połączona z żelazem

- gamma- globuliny dzielące się na: immunoglobuliny: IgG, Iga, IgE, IgD, IgM

Globuliny zawierają enzymy krwi, stanowią nośnik dla cząsteczek węglowodorów, lipidów, żelaza, miedzi. Zasadniczą funkcją gamma- globulin jest inaktywacja antygenów, ponieważ w tej frakcji białek zawarte są przeciwciała.

FIBRYNOGEN wytwarzany jest w wątrobie i bierze udział w procesie krzepnięcia krwi. W osoczu stale występują w formie nieaktywnej dwa enzymy: protrombina i plazminogen, które po aktywacji, czyli uczynnieniu przechodzą w formy aktywne- trombinę i plazminę.

II SKŁADNIKI ORGANICZNE POZABIAŁKOWE OSOCZA, do tej grupy należą:

- węglowodany i produkty ich przemian

- produkty przemiany białkowej

- produkty przemiany hemu

- inne produkty

We krwi stale występuje glukoza w stężeniu od 3,9- 6,2 mmol/ l. Kwas mlekowy, który jest końcowym produktem glikolizy beztlenowej, znajduje się stale we krwi w stężeniu 0,4- 1,7 mmol/ l. Aminokwasy- najważniejszy produkt przemiany białkowej, występują w ilości od 30- 50 mg/l. We krwi występuje amoniak w stężeniu 23,6- 41,3 nmol/l, który powstaje w tkankach jako produkt rozpadu aminokwasów. Komórki wątroby wychwytują krążący we krwi amoniak, syntetyzują z niego mocznik i wydzielają go do krwi. W osoczu stale znajdują się produkty katabolizmu hemu: bilirubina i urobilinogen. Produktami katabolizmu wewnątrz komórkowego występującymi stale we krwi są: kwas moczowy i kreatynina- powstaje w komórkach mięśniowych z kreatyny.

III LIPIDY OSOCZA w ilości od 5- 8 g/l osocza, w ich skład wchodzą:

- cholesterol 5,2 mmol/l

- fosfolipidy 3 g/l

- trójglicerydy 1,5 g/l

- witaminy rozpuszczalne w tłuszczach A,D,E,K

- wolne kwasy tłuszczowe

- hormony steroidowe, wydzielane przez korę nadnerczy, jądro i jajnik

Przeżuwanie

Rozdrabnianie treści żwacza polega na cofaniu i powtórnym przecieraniu nie strawionych włókien roślinnych, które następnie zostają ponownie połknięte.

Pokarm znajdujący się w części wpustowej żwacza przedostaje się z powrotem do przełyku (efekt odłykania) i następnie do pyska.

Przełyk wykonuje w tej sytuacji ruchy antyperystaltyczne.

Część płynna jest natychmiast połykana z powrotem, natomiast grubsze cząsteczki paszy rozcierane są zębami trzonowymi (przeżuwane) przed powtórnym połknięciem.

Najczęściej 40-50 ruchów żuchwą/min.

Czas - średnio przeżuwanie trwa 7-7,5 h/dobę i zależy od udziału pasz włóknistych w dawce pokarmowej.

Odłykanie

Zachodzi tuż przed skurczem mieszającym żwacza i czepca.

Jest odruchem wywoływanym przez [pobudzenie mechanoreceptorów w czepcu i okolicy wpustowej żwacza.

Polega na dodatkowym skurczu czepca połączonego z wytworzeniem ciśnienia w sródpiersiu , co powoduje zassanie do przełyku części treści znajdującej się w czepcu.

Ślina

odczyn alkaliczny (pH 8,0 -8,6), gdyż zawiera NaHCO3 i Na2HPO4,

właściwości buforujące, zapewnia optymalne warunki dla mikroorganizmów,

wydzielana przez ślinianki przyuszne stymulowane przez receptory jamy gębowej, przełyku i żwaczo-czepcu

stanowi 70-80 % objętości płynu żwacza

50-200l/dobę bydło, 10-15 l/dobę owce

nie zawiera alfa-amylazy - nie ma możliwości trawienia skrobi

Zawiera stosunkowo dużo mocznika, wytwarzanego w wątrobie , głównie z amoniaku wchłanianego w żwaczu, a przedostającego się do ślinianek wraz z krwią. Azot mocznika śliny wykorzystywany jest przez mikroorganizmy żwacza jako typowy azot niebiałkowy

Cykl czepcowo-żwaczowy

Skurcze czepca i żwacza powtarzają się z częstotliwością od 1-3/min.,

Częstotliwość i siła skurczów zależy od:

• rodzaju pokarmu (pasze z wysoką zawartością włókna silnie pobudzają aktywność skurczową)

• ilości pokarmu, wzrasta po pobraniu pokarmu, a spada prawie do zera w głębokim śnie.

Rola motoryki:

1. Jest zapewnienie przepływu treści pokarmowej przez żwacz oraz segregacja cząstek stałych mających oddzielić małe cząstki, które mogą opuścić żwacz od dużych, które muszą ulec dalszemu rozdrobnieniu, następnie rozdrabnianie nadtrawionych kęsów na coraz drobniejsze fragmenty

Czas retencji cząstek pokarmowych w żwaczu ma istotny wpływ na pobieranie pokarmu :

-twarde, mocno zdrewniałe fragmenty -czas rozpadu nawet do 50 h - obniża pobieranie pokarmu

- karmienie dobrej jakości paszami - czas rozpadu do 30h

2.Przedżołądki mieszają treść pokarmową ze śliną, wodą i enzymami,

3. Uczestniczą w wydalaniu gazów i akcie przeżuwania

Motoryka czepca i żwacza:

Ośrodek znajduje się w pniu mózgu w jądrze grzbietowym nerwu błędnego i steruje funkcją przedżołądków poprzez nerwy błędne,

Czepiec i żwacz mają własne bogate unerwienie wewnętrzne, które wymaga koordynacji poprzez impulsy biegnące w nerwach błędnych,

Po przecięciu nerwów błędnych motoryka czepca i żwacza zanika, powraca po kilku dniach ale w postaci nieskoordynowanych przypadkowych skurczów, które nie są w stanie zapewni normalnej funkcji przedżołądków,

Jądro grzbietowe otrzymuje informacje włóknami czuciowymi nerwu błędnego o:

1/ stanie rozciągnięcia ściany żwacza

i czepca

2/ Stabilności treści żwacza (ilość, skład, stopień rozdrobnienia paszy),

3/ Odczynie,

4/ Osmolalności,

5/ Stężeniu LKT

Motoryke czepca i żwacza

pobudza:

Drażnienie receptorów leżących w jamie ustnej, gardzieli i przełyku powoduje wzrost częstości skurczów przedżołądków,

Układ parasympatyczny,

serotonina, insulina, acetylocholina, wzrost poziomu LKT

spadek poziomu cukru we krwi.

Hamuje:

- drażnienie receptorów trawieńca i jelit -hamuje ruchy czepca i żwacza,

Wypełnienie trawieńca,

Obniżenie pH poniżej 4,5,

Układ sympatyczny

Adrenalina, atropina, histamina, gastryna

Mikroorganizmy:

• Bakterie (dostarczają enzymów)

• Pierwotniaki (mechanicznie wspomagają trawienie)

• Grzyby, pleśnie, drożdże (zapoczątkowują trawienie kompleksu ligninowo-celulozowego ścian komórek roślinnych)

Warunki panujące w przedżołądkach:

a/ ciągła obecność składników pokarmowych

b/ stała temp. (38-42oC)

c/ wilgotność (80-85 %)

d/ kwasowość 6,0-7,0

e/ warunki beztlenowe

f/ mieszanie treści

Bakterie:

• Celulolityczne -trawiące błonnik

• Amylolityczne - trawiące skrobię

• Proteolityczne -trawiące białko

• Lipolityczne- trawiące tłuszcze

• Bakterie specjalizujące się w rozkładzie mocznika

Pierwotniaki:

Mechanicznie rozdrabniają cząstki paszy,

Mieszają treść pokarmową,

Drążą w niej kanaliki, dzięki którym uchodzą gazy powstałe w procesie fermentacji,

Żywią się bakteriami,

Same wraz z treścią pokarmowa trafiają do trawieńca i jelita cienkiego i są trawione przez enzymy tam występujące,

Źródło białka dla organizmu przeżuwacza

Węglowodany:

I etap - trawienie przyścienne (kontaktowe)- enzymy bakteryjne rozbijają wiązania chemiczne w poli- i disacharydach - powstają monosacharydy

Monosacharydy powstałe w wyniku trawienia oraz zawarte w paszy pochłaniane są przez bakterie i przekształcane w ich wnętrzu w procesie glikolizy w kwas pirogronowy

Kwas pirogronowy podlega dalszym przemianom i powstają lotne kwasy tłuszczowe LKT - usuwane są na zewnątrz otoczki bakteryjnej

Białka :

Białko pokarmowe jest hydrolizowane w 60 % w przedżołądkach, 40 % w trawieńcu, jelicie cienkim i jelicie grubym

Enzymy bakteryjne trawią białka (rozrywają wiązania peptydowe) do peptydów i wolnych aminokwasów

Ok.10 % powstałych aminokwasów bakterie zużywają do syntezy własne go białka, pozostała część jest pochłaniana do wnętrza bakterii i tam ulega deaminacji, transaminacji lub dekarboksylacji (powstają duże ilości amoniaku, dwutlenku węgla i LKT).

Związki te wydalane są przez bakterie.

Dodatkowo amoniak pochodzi z procesów redukcji azotanów azotynów i hydrolizy mocznika.

Amoniak-losy:

Jest zużywany przez wiele gatunków bakterii do syntezy własnego białka;

2. Jest wchłaniany przez ścianę przedżołądków i z krwią żyły wrotnej trafia do wątroby i tam w cyklu mocznikowym jest przekształcany w mocznik

3. Niewielka część przechodzi do dalszych odcinków przewodu pokarmowego

Tłuszcze:

Sucha masa pasz roślinnych zawiera 4-6 % tłuszczów (Jest to mieszanina triacylogilceroli, wolnych kwasów tłuszczowych, steroli, wosków, i fosfolipidów)

Lipazy bakteryjne rozbijając wiązania estrowe powodują odłączanie wyższych kwasów tłuszczowych od glicerolu.

Glicerol przekształcany jest w czasie fermentacji LKT

---