Krążenie

Zadania układu krążenia:

1. Roznoszenie tlenu

2. Usuwanie ditlenku węgla i produktów przemiany materii - buforowanie płynów ustrojowych

3. Roznoszenie substancji odżywczych, hormonów, jonów etc.

Płyny „krążące” w organizmie:

1. Hydrolimfa (jamochłony, robaki)

2. Hemolimfa (stawonogi, mięczaki)

3. Krew i limfa (kręgowce)

hemolimfa hemocyjanina (niebieska od jonów miedzi); nie musi znajdować się w komórkach; może by rozpuszczona w osoczu.

Układy krążenia

1. Otwarty:

• stawonogi, mięczaki (hemolimfa wylewa się z naczyń do jamy ciała i wraca do naczyń przez serce)

• układ limfatyczny kręgowców (płyn tkankowy wnika do naczyń limfatycznych, którymi jako limfa płynie do układu krwionośnego)

2. Zamknięty:

• krew krąży w zamkniętym, ciągłym układzie naczyń (pierścienice i kręgowce)

Krążenie krwi jest możliwe dzięki:

1. Sercu (pompa ssąco-tłocząca)

2. Ruchom lokomotoryczne ciała (skurcz mięśni poprzecznie prążkowanych - gł. kończyn)

3. Skurczom naczyń (mięśniówka gładka naczyń)

Bardziej skomplikowana budowa serca - posiadają dwa przedsionki:

• lewy zbiera krew tętniczą

• prawy zbiera krew żylną

U krokodyli występuje pełna przegroda w komorze

Podział komory na prawą i lewą.

Krążenie małe - szeregowe

Krążenie duże - żaden narząd nie jest preferowany; wszystkie dostają równo utlenowaną krew

Około 70% krwi przepływa w układzie żylnym, jedynie 16% przepływa układem tętniczym; po 7% znajduje się w sercu oraz kapilarach. Krew w żyłach płynie wolniej (bo istnieje duża możliwość rozciągania ścian).

Żyły poddają się sile płynącej krwi; tętnice i tętniczki stawiają opór.

Zastawki umożliwiają jednokierunkowy przepływ krwi.

Cykl pracy serca:

żyły przedsionek prawy (niezbyt mocno się kurczy) napływ krwi do prawej komory (pod wpływem tworzącego się w niej podciśnienia) skurcz komory, napięcie mięśniówki bez zmiany objętości (gdy napięcie osiągnie wartość krytyczną, przepływ krwi do tętnicy płucnej

lewy przedsionek lewa komora taki sam cykl aorta

Lewa komora jest większa od prawej, ma również mocniejszą mięśniówkę; przerost lewej komory występuje często u sportowców stosujących środki dopingowe (przerost powoduje niedotlenienie).

Ciśnienie w lewej komorze i aorcie wynosi 120 mmHg; nawet niewielkie tętniaki aorty mogą doprowadzi do pęknięcia tego naczynia (np. w wyniku ciężkich ćwiczeń na pakerni). Pęknięcie aorty prowadzi do niemal natychmiastowej śmierci.

Aorta jest mocno zagięta tuż po wyjściu z serca (tzw. łuk aorty).

Liczba skurczów serca na minutę:

Mysz: 600

Pies: 80-120

Człowiek: 60-80 (max 180)

Świnia: 60-80

Koń: ~32

Słoń ~30

Im większe serce, tym większa objętość wyrzutowa - serce może pracować wolniej.

Serce człowieka:

• 2 przedsionki i 2 komory

• mięsień poprzecznie prążkowany

• zastawki półksiężycowate

• zastawka dwudzielna

• zastawka trójdzielna

Serce (mięsień sercowy):

• kardiomiocyty ~ 40% komórek (~70% masy serca), fibroblasty

• poprzecznie prążkowany - syncytium

• tkanka rozrusznikowa - automatyzm serca

• unerwienie autonomiczne, skurcz nie podlega woli

• metabolizm głównie tlenowy:

• wolne kwasy tłuszczowe ~ 49%

• glukoza ~ 26 %

• mleczan ~ 17 %

W czasie wysiłku:

• wolne kwasy tłuszczowe ~ 20 %

• glukoza ~ 16 %

• mleczan ~ 62 %

Tkanka rozrusznikowa i przewodząca serca

Tkanka rozrusznikowa:

• zmodyfikowane kardiomiocyty

• brak stałego potencjału spoczynkowego

• spontaniczna depolaryzacja

• znaczący wpływ wapnia na powstanie potencjału czynnościowego

Kanały sodowe bramkowane napięciem są otwarte zaledwie parę milisekund - podczas pracy komórek rozrusznika są praktycznie stale zdeaktywowane.

Budowa naczyń od wewnątrz:

• śródbłonek,

• mięśnie gładkie

• przydanka, czyli tkanka łączna włóknista (elastyczna)

Żyły posiadają niezbyt okazałą mięśniówkę.

Tętnice mają 2-3 warstwy elastyczne, zapobiegające rozciąganiu.

Kapilary posiadają tylko śródbłonek i błonę podstawną; brak reakcji na zmiany ciśnienia (nie są rozciągliwe).

Na łączeniu tętniczki z kapilarą istnieje pierścień mięśniowy, który zaciskając się uniemożliwia wpłynięcie krwi do kapilar.

Ciśnienie krwi:

W aorcie wynosi 120 mmHg i utrzymuje się w dużych tętnicach, ale gwałtownie spada w małych tętniczkach i naczyniach kapilarnych (duże opory).

Krew wracająca do serca ma ciśnienie w granicach kilkunastu mmHG.

ciśnienie skurczowe - w momencie skurczu serca (najwyższe) - ciśnienie w aorcie

ciśnienie rozkurczowe - najniższe ciśnienie jakie istnieje w aorcie (podczas rozkurczu)

W przepływie krwi żylnej pomagają skurcze mięśni oraz zastawki.

Naczynia włosowate - „mikrokrążenie”

Wymiana substancji między krwią a tkankami - homeostaza.

Typy naczyń włosowatych:

1. O ciągłej ścianie - mała przepuszczalność, tworzą barierę krew-mózg

2. Okienkowate - otwory do 0.1 µm, przepuszczalne dla polipeptydów i małych białek - np. insulina (mięśnie, nerki)

3. O nieciągłej ścianie - przepuszczają duże białka i elementy morfotyczne krwi (wątroba, śledziona)

W stanie spoczynku około 90% naczyń włosowatych jest zapadnięta (skurczone zwieracze naczyń włosowatych). W momencie większego wysiłku krew przenoszona jest z rezerw żylnych do naczyń włosowatych.

Przepływ krwi (mL/min.) przez różne narządy

Narząd spoczynek wysiłek

Trzewia 1 400 (24%) 300 (1%)

Nerki 1 100 (19%) 250 (1%)

Mózg 750 (13%) 750 (3%)

Serce 250 (4%) 1 000 (4%)

Skóra 500 (9%) 600 (2.5%)

Mięśnie szkieletowe 1 200 (21%) 22 000 (88%)

SUMA ~ 5 500 ~ 25 000

ACh (receptory GIRC) - wydzielany przez aparat przykłębuszkowy

• spowolnienie aktywności rozrusznika (zwiększenie przewodności kanałów potasowych)

• receptor muskarynowy w sercu: podjednostki beta-gamma wiążą się z kanałem dla K+

Serce jest stale hamowane przez nerw błędny ( bez hamowania biłoby około 200 razy na min.)

Adrenalina zwiększa siłę i szybkość skurczów serca - fosforylacja fosfolambanu (PL) który hamuje ATPazę wapniową kardiomocytów.

Adrenalina w kardiomiocytach (działając poprzez CA i PKA) fosforyluje:

• łańcuchy lekkie miozyny (pośrednio, poprzez kinazę łańcuchów lekkich miozyny)

• troponinę

Adrenalina działając przez receptor alfa1 (i IP3 jako wtórny przekaźnik)

otwiera kanały wapniowe siateczki sarkoplazmatycznej

Miejscowa regulacja ciśnienia

Śródbłonek naczyń krwionośnych wydziela czynniki:

• rozluźniające napięcie mięśniówki naczynia - NO („EDRF”)

• zwiększające napięcie mięśniówki - endotelina (polipeptyd ~21 aa's) - aktywuje PLC (IP3 otwiera kanały wapniowe w mięśniach gładkich)

Rozszerzenie:

• NA i A w mięśniach i w wątrobie (układ współczulny)

• kininy (~w stanach zapalnych)

• prostacykliny (~w stanach zapalnych)

• histamina (~w stanach zapalnych)

Zwężenie:

• Na i A (prawie wszędzie poza mięśniami szkieletowymi i wątrobą)

• 
  serotonina

• tromboksany

• angiotensyna II

Skurcz mięśniówki naczynia mogą powodować:

• substancje krążące we krwi

• substancje produkowane miejscowo

• kontrola nerwowa

Czynniki miejscowe (autoregulacja)

Zwiększenie ciśnienia w naczyniu powoduje przepływ wody z krwi do tkanek; powstaje obrzęk. Krew ulega zagęszczeniu, płynie wolniej; łatwo tworzą się zatory; zwiększa się objętość serca co prowadzi do hipertrofii mięśnia sercowego.

duże ciśnienie nacisk na ściany naczynia depolaryzacja i skurcz mięśniówki powrót do normalnej średnicy naczynia

fizjologia zwierząt wykład 11

7

Ryby:

tkanki

skrzela

serce

Płazy, gady:

płuca

tkanki

serce

Ssaki, ptaki:

PŁUCA

tkanki

serce

U

-65 mV

t

zamykanie kanałów dla potasu

-90 mV -65 mV 10 mV +45 mV

serce - 7%

Naczynia kapilarne - 7%

Tętnice - 16%

żyły - 70%

Rozmieszczenie krwi w układzie krwionośnym

Śródbłonek

Mięśnie gładkie

Tkanka łączna włóknista (gł. elastyna)

ŻYŁA

TĘTNICA

Budowa naczyń krwionośnych

b

(okres półtrwania

< 5 s)

PL

P_i

PKA

SR

Ca²⁺

Adrenalina

Blokuje fosforylację miozyny

Aktywuje transport wapnia do siateczki plazmatycznej

Otwiera kanały potasowe („CNG”)

cGMP

GTP

Cyklaza cGMP

Mięśniówka naczynia krwionośnego

Arginina NO

śródbłonek

Syntaza tlenku azotu (NOS)

Angiotensyna II (receptor związany z białkami G i aktywacją fosfolipazy C)

Angiotensyna II

Rdzeń nadnerczy (aldosteron)

Renina; spadek ciśnienia (komórki mioepitaelialne kłębuszków nerkowych)

Angiotensynogen

konwertaza angiotensyny (deaktywuje również kininy!)

Angiotensyna I

Aparat przykłębuszkowy

kora nadnerczy

Aktywność współczulna

Mechanoreceptory przedsionków

wzrost objętość krwi

Wazopresyna

(z przysadki)

Baroreceptory tętnicze

Nerw błędny

serce

Podwzgórze rdzeń przedłużony (pola okołoruchowe)

Nerwowa regulacja układu krążenia

---