Fyziologie člověka DSS blok 1 FSS 2011 zimní semestr D. Brančíková dagmar.brancikova@fnbrno.cz Buňka •Nejmenší jednotka živého organismu schopná samostatné existence J.E.Purkyně 1837 •Lidské tělo 75x1018 •Přijímá živiny •Je schopna reprodukce • diferenciace a specializace • stárnutí a smrti • • c95mycom Buňka -složení •Jádro – genetická informace , RNA, DNA, chromozomy , exprese genu •Organely -mitochondrie , Golgiho aparát , lysozomy,ribozomy,endoplazmatické retikulum • signály a metabolismus •Cytoskelet - tvar a dělení •Obal - signály, ochrana Funkce obalu •Transport aktivní-ATP , • pasivní- difuze • •Komunikace •signály v rámci celků autokrinní apokrinní •signály v rámci organismu elektrické • • • • • Funkce jádra •Jaderný chromatin • v klidu DNA • •Chromozomy- v průběhu dělení , •23 párů ,1 pár pohlavní XX nebo XY, • •Jadérko- uložena RNA, vznik ribozomů, tvorba bílkovin Funkce organel •Mitochondrie- elektrárna buňky , Krebsův cyklus (ATP,fosforylace) •Lysozomy- hydrolýza poškozených složek buňky •Endoplazmatické retikulum-tvorba proteinů(informace) •Golgiho komplex-exportní systém granul Reprodukce a proliferace - dělení •Mnohobuněčné organismy jsou členy vysoce organizované komunity ,jejich proliferace musí být regulována tak, aby se jednotlivé buňky dělily jen v případě , když je další buňka zapotřebí (náhrada nebo růst) • Dělení •4 fáze: profaze, metafaze , interfaze, telofaze •Geny: • retinoblastomový gen Rb , p53 •Cykliny, cyklindentdentní kinazy Meiosa-pohlavní bb, mitoza- ostatní Specializace- typy buněk podle funkce Co se po nich bude požadovat? •Multipotentní kmenová buňka –změní se v cokoli •Pluripotentní kmenová buňka –změní se v jakoukoli z okolí – jaterní, skeletární, krevní •Diferencovaná buňka –může se rozdělit a vytvořit stejnou jako je sama •Specializovaná - terminálně diferencovaná již se nemůže dělit ( červená krvinka, nervová buňka) • • • • Krvetvorba (150) Stárnutí a smrt buňky •Živočišné buňky mají vnitřně limitovaný počet buněčných dělení, kterými mohou projít – telomery •Pro své přežití i proliferaci potřebují živočišné buňky signály od jiných buněk, jinak nastupuje „sebevražedný program „ • zvaný apoptoza . •Nekrozou umírají buňky vlivem zevního poranění Tkáň- soubor stejnotvarých buněk s jednou hlavní funkcí •Epitel- kryje volný povrch těla a vystýlá jeho dutiny • •Pojivová : vazivo, chrupavka, kost • •Svalová :hladká a příčně pruhovaná • •Nervová • Regenerace •obnova tkání je závislá především na výživě (cévním zásobení) tkání a geneticky podmíněné schopnosti tkáňových buněk dělit se. •Bezcévné tkáně (chrupavky, šlachy) se hojí pomalu. •Kosterní a srdeční sval se hojí vazivovou jizvou. •Nervová tkáň centrálního nervového systému nemá regenerační schopnost. • proliferace (dělení) diferenciace (specializace) proliferace diferenciace proliferace diferenciace proliferace diferenciace proliferace diferenciace diferenciace diferenciace proliferace (dělení) diferenciace (specializace) proliferace diferenciace proliferace diferenciace proliferace proliferace proliferace proliferace proliferace proliferace Blok diferenciace Leukémie Funkce opěrné soustavy a kostí •– opora těla, předurčují jeho tvar a velikost •– ochrana orgánů a tkání •– pevný prvek pohybového systému •– rezervoár minerálních látek (Ca, P) •– kostní dřeň → krvetvorba • Kostra •10-20% voda • •30% organická matrix • •50-60% anorganická tvrdá hmota ( vápník, fosfor,hydroxyapatit…) • Organická matrix •Osteoklasty – jejich hlavní funkcí je odbourávání kosti. •Osteoblasty – vytvářejí souvislou vrstvu na povrchu kosti. Při růstu kosti některé zarůstají do kosti a transformují se do osteocytů. • • •Kostní matrix se skládá z bílkovin. Hlavní složkou je šroubovitá bílkovina kolagen typu I, další složkou jsou tzv. nekolagenní bílkoviny osteokalcin, osteonektin, osteopontin a kostní sialoprotein. Vliv hormonů na kosti K Tvorba kostí a homeostáza Ca (PTH, kalcitonin¯, vitamin D , kalcitriol ). J J Růstový hormon stimuluje jaterní produkci somatomedinů, podporujících tvorbu chrupavky a růst kostí. J Hormony štítné žlázy podporují normální růst kostí a výměnu kostních minerálů. J Pohlavní hormony stimulují růst a rozvoj kostí a uzavíraní epifyzeálních štěrbin. • • LGlukokortikoidy potlačují tvorbu kostí, rozpouštějí kostěnou matrici a překáží absorpci Ca ze střeva. • Tvar kostí Podle tvaru rozdělujeme kosti na: •Kosti dlouhé (například kost klíční, pažní, loketní, vřetenní, stehenní, holenní a lýtková) •Kosti krátké (například zápěstní kůstky nebo obratle) •Kosti ploché (například lebka, lopatky, žebra, hrudní kost a pánev) Popis páteře Páteř •33-34 obratlů •Ploténky 20-25% • výšky páteře •Krční C 1-7 lordosa •Hrudní Th 1-12 kyfoza •Bederní L 1-5 lordosa •Křížové 5 obratlů • srostlých v kost •Kostrč 4-5 zakrnělých • obratlů kyfoza • Hrudník •12 hrudních obratlů •12 žeber (7 připojených ke kosti hrudní ,3 připojeny k chrupavkám horních žeber, 2 končí volně ve svalech ) •1 hrudní kost • •odběr kostní dřeně je nejsnadnější ze hrudní kosti • náhled obrázku náhled obrázku Typy kloubů •Souvislé –kost křížová, lebeční švy •Synchondrosy-vložena chrupavka , kost křížová a pánev , pohyb minimální do 1 cm •Syndesmosy –vloženo jen vazivo , žebra a kost hrudní •Složité klouby –celý aparát ,koleo, kotník •Kloubní pletence-více než 2 kosti, pletenec pažní, celá soustava Svalová soustava •700 svalů •Hlavní funkce : udržování polohy • zprostředkování hybnosti •Činnost: •Volní Motorika(hybnost úmyslná) •Reflexní motorika (svalový tonus) slabá izometrická kontakce reflexního charakteru • Svalový stah •Postsynaptická část: uvolnění acetylcholinu do synaptické štěrbiny , vedení vzruchu sarkolemou-aktivace T tubulů , uvolnění ca •Ca ionty se navážou na troponin—tropomyozin umožní vazbu mezi myozin-aktin (příčné můstky )-zkrácení sarkomer (kontrakce) • Neuromuskulární ploténka Detailný pohľad na neuromuskulárne spojenie: 1. presynaptické zakončenie 2. sarkolema 3. synaptický mechúrik 4. nikotín-acetylcholínový receptor 5. mitochondria Svalová stah-kontrakce •Akční potenciál: signál který se šíří po axonu •Presynaptická část: přenesení vzruchu na nervosvalovou ploténku ( váčky s acetylcholinem)- patolog.stavy myastenie, tetanus •Nervový vzruch-motorická vlákna na svalovou ploténku, svalové akční potenciály se měří EMG •Svalová kontrakce-podmínkou je excitace tj.přechod nervového vzruchu na sarkolemu svalového vlákna , která spustí uvolnění nitrobuněčných zásob kalcia • • • mso90BB msoAC9F1 msoE982F mso1CABD msoA051B spojení aktin-myozin klouzavý pohyb odpojení hlavic narovnání hlavic Svalová relaxace •Hlavičky myozinu se navážou za přítomnosti iontů Mg a na ATP •Rozvolní se vazba aktin-myozin •Ca ionty se vrátí zpět do buněk •Obnova klidové délky svalového vlákna • Metabolismus svalu • zásoby ATP( jen vteřiny) • kreatininfosfát :energeticky bohatá fosfátová vazba ATP na molekulu kreatininu • ( ledviny!!!) • glukosa: anaerobní glykolýza –(bez O2), •1 molekula glukosy dá 2 molekuly ATP,(k.mléčná !!!) • aerobní glykolýza ( dostatek O2)1 molekula glukosy dá 36 molekul ATP • Mastné kyseliny –z krve , uvolnění z tuku , aerobní cestou Pojmy •Izometrický stah : délka svalu se nemění, ale roste napětí –ztuhnutí, úzkost •Isotonický stah: napětí se nemění délka svalu se zkracuje - tanec •Svalové trhnutí: krátká odpověď na jediný vzruch •Tetanus (křeč): reakce na serii vzruchů •svalová práce: svalová síla působící po určité dráze, měří se ergometry , 25%energie je využito, zbytek teplo, jednotkou je Joul (J) Rozdíly •Hladký •Kontrakce pomalu •Rytmická vegetativní částečně autonomní motorika •8O% smrštění •Nemá nervosvalovou ploténku •Schází troponin a myofibrily •Příčně pruhovaný •Kontrakce rychle •Reflexní motorika •45% smrštění •Šlacha a obaly •Centrální a periferní únava •Centrální a periferní nervový systém Vegetativní systém •Periferní 2 oddělené systémy , automomní-bez volní kontroly • •Sympatikus : centra krční a hrudní míše,působí stimulačně • •Parasympatikus : křížová a prodloužená mícha ,působí relaxačně Schéma lidského srdce: 1. Horní dutá žíla - 2. Plicní tepna - 3. Plicní žíla - 4. Mitrální chlopeň - 5. Aortální chlopeň - 6. Levá komora - 7. Pravá komora - 8. Levá předsíň - 9. Pravá předsíň - 10. Aorta - 11. Plicní chlopeň - 12. Trojcípá chlopeň - 13. Dolní dutá žíla Srdce •Uložení: přední mediastinum (hrudní kost, páteř, pravá a levá plíce ) •Váha:250-300g •Dutý orgán, rozdělený přepážkou na 2 poloviny •Odkysličená krev :pravá síň-trojcípá chlopeň-pravá komora-plicnice •Okysličená krev:plicní žíly-levá síň-2cípá chlopeň-levá komora –srdečnice(aorta) • • Systém řízení srdeční akce •Pracovní myokard se stahuje nezávisle na vůli-srdeční automancie •Převodní systém: světlejší svalové buňky s více glykogenem a méně fibrilami • Tvar: sinusový uzel (pacemaker)-spontální depolarizace síní 50-120/min ,uložení: horní dutá žíla/pravá síň • síňokomorový uzel ( druhé centrum) přepážka mezi síněmi , zpomalení Hissův svazek v mezikomorové přepážce , jedinná cesta vzruchu ze síně na komory , jinak přepážka izoluje • Tawarova raménka a Purkyňova vlákna od přepážky do svaloviny komor Funkce •Čerpadlo, střídání stahu (systola – depolarizace myokardu )a relaxace (diastola myokardu) •Síň systola – komory diastola a naopak •Objem krve v srdci při diastole komor 120ml , při systole komor 50ml •Při srdeční frekvenci 70 úderů za minutu přečerpá levá komora do osrdečnice 5 litrů krve •Elektrický projev akce_ křivka EKG : P vlna-depolarizace síní, ORS komplex:depolarizace komor+repolarizace síní, T vlna: repolarizace komor •POSLECHOVÝ PROJEV: FUNKCE CHLOPNÍ DLE ČISTOTY ZVUKU, •TEPOVÁ FREKVENCE a TEPENNÝ TLAK: • • • Náhlá zástava oběhu Automatizované externí defibrilátory a jejich využití mediprax_logo Normální srdeční rytmus Komorová tachykardie Komorová fibrilace © 2005 Cesta k přežití – boj o čas Automatizované externí defibrilátory a jejich využití mediprax_logo © 2005 Průměrná doba poskytování první pomoci v praxi Rozpoznání srdeční příhody 1 min. Přivolání dalšího zachránce 1 min. Volání na dispečink ZS 1 min. Vyslání posádky – příjezd na místo 6 min. Nalezení postiženého a defibrilace 2 min. ! K poškození mozkových buněk dochází již od 4 minuty ! Celkový čas = 11 minut Automatizované externí defibrilátory a jejich využití mediprax_logo © 2005 Cesta k přežití – pomocníci v bitvě o čas sanikta1 •Zahájení umělého dýchaní a srdeční masáže – cesta, jak dodat mozku kyslík. Je to ale pouze dočasné řešení. Trvá porucha srdečního rytmu nebo zástava srdce! •Použití AED – při poruše srdečního rytmu obnoví spontánní srdeční rytmus tzv. defibrilací LP500-Stylized •Přivolání záchranné služby (tel. 155) Oběh krve v cévách •Cévy tvoři uzavřený systém, kde díky činnosti srdce proudí krev. • •Funkční celky : velký oběh aorta-arterie velké-arterie malé-arterioly-kapiláry-venuly-vény- dolní a horní dutá žíla • malý oběh pravá komora-plicnice-2 plicní tepny –tepénky-kapiláry-plíce-plicní žilky-4plicní žíly –levá srdeční síň • Rozdíly v typech cév •Tepny •Nejsilnější svalová vrstva – nemají chlopně •Aktivní změny napětí a vedení krve •Krev pod tlakem vysokým •Systolicko diastolické kolísání je přítomno • • • • • • •Žíly •Nejsilnější vnitřní endotelová vrstva -mají chlopně •Pasivní změny a nasávání •Krev pod tlakem nízkým • systolicko diastolické kolísání není přítomno • • • • • Krev •Normální objem-normovolemie 4,5-6litrů •Snížení objemu : dehydratace (krvinek stejně, ubylo vody) ztráta - krvácení, rychlost,riziko 1,5litru rychle, lze kompenzovat až 2,5litru pomalé ztráty •Zvýšení objemu : hypervolemie -velké nadmořské výšky, druhá polovině těhotenství •Teplota :38 stC •pH :7,36-7,44 •Složení: krvinky + krevní plazma • Zajímavý život krvetvorných buněk migrace do oběhu (mobilizace) cirkulace v periferní krvi homing (kostní dřeň, játra, slezina, …) reengraftment v kostní dřeni repopulace (proliferace, diferenciace) Specifická hmotnost buněk trombocyty: 1,04-1,08 g/ml lymfocyty: 1,06-1,08 g/ml monocyty: 1,07-1,09 g/ml granulocyty: 1,08-1,10 g/ml krvetvorné buňky 1,07 g/ml buffy coat Funkce krve •Transport - živiny, dýchací plyny, zplodiny látkové výměny,regulátory •Regulace - pH (izohydrie),iontů (izoionie ),koncentrace osmoticky aktivních látek (izoosmie-Cl, bílkoviny) , teploty ( z jater teplo, izotermie) •Hemostáza – hemkoagulace,destičky,srážecí faktory, fibronogen, fibronolýza •Imunita • Krvinky- Červené (Ery) 3,5-5,3 x1012 v litru •bikonkávní disky bez játra a organel,životnost 120 dní,hemoglobin ( hem má v středu Fe2+ schopné vázat a uvolňovat O2, je vázán 4mi polypeptidovými řetězce k globinu tedy 1molekula Hb váže 4 molekuly O2 reverzibilní vazbou , při průtoku tkáněmi se mění O2 za CO2 ) •Karboxyhemoglobin –CO, hypoxie z výfukových plynů a u kuřáků •Methemobglobin -Fe 3+- vazva ireversibilní-způsobují ji oxidační činidla, hlavně dusitany v potravinách , hypoxie tkání,poškození mozku dětí •Erytropoeza_ dřeň : pluripotentní buňka-progenitorová buňka červené řady –retikulocyt-erytrocyt •Vitaminy:B6+B2+B12,kyselina listová, C, Co, Cu •Růstový faktor-erytropoetin, stimulem jeho tvorby je hypoxie • Krvinky bílé Leukocyty (Leu )5-10x109 vlitru •Obsahují jádro, nemají hemoglobin , funkce imunitní • •Granulocyty (v plazmě mají specificky barvená granula): neutrofily-fagocytosa , u zánětů hlavně bakteriálních eozinofily-oslabování alergické reakce , parazitární choroby bazofily produkce histaminu, heparinu, serotoninu a změna v mastocyty /zánětlivá reakce v tkáni) •Agranulocyty: Lymfocyty T a B • Monocyty fagocytosa+ specifická imunita •Tvorba:dřeň, brzlík, • •Leukocytosa: zvýšení počtu ( záněty ) •Leukopenie :snížení počtu ( útlum dřeně ) •Agranulocytosa : nepřítomnost bílých krvinek • •Růstový faktor : neulasta, neupogen Krevní plazma •92 % vody zbytek rozpuštěné látky •Cukry : normální glykemie 3,5-5,5mmol/l •Tuky :estery cholesterolu, triacyl glyceroly,Plazmatické lipoproteiny (LDL, HDL VLDL dle denzity) •Bílkoviny : albuminy,globuliny, fibrinogen ,vznik v játrech ,osmoticky aktivní,transport vitaminů,hormonů,srážecí faktory,pufry, •Výživa, udržování suspenze •Anorganické látky :soli, Na, K Ca, P-osmoza,pomer objemů tekutin extra a intracelulární •Barviva :bilirubin z rozpadu ery a z jater • • Mízní oběh- Lymfatický •Funkce: odvádí do žilní krve přebytky tkáňového moku asi 2 litry denně v podobě mízy, tukové částice a vitaminy ze střeva,vyzrálé T lymfocyty z brzlíku a protilátky z mízních uzlin •Mízní kapiláry( slepě začínají mezi buňkami tkání,nasají tkáňový mok))-mízní cévy (bohaté na chlopně)-mízní uzliny (tvorba lymfy)-mízovody-véna subklavia pravá a levá-pravá srdeční síň •Brzlík-thymus-mezihrudí,tvorba T lymfocytů •Uzliny: filtr, imunitní systém+ uzlíky-mandle •Slezina-odstranění poškozených červených krvinek –(červená dřeň) a skladování T a B lymfocytů (bílá dřeň) • Imunita •Funkce: odlišit cizí složky od vlastních, cizí zničit a zapamatovat si je •Antigen: složka pro organismus cizí ( každá tělní buňka s vyjímkou erytrocytu má na povrchu HLA antigenny, typické pro každého jedince ) •Senzibilizace proti antigenu –paměť •Primární reakce: vytvoření imunitní paměti (protilátková odpověĎ B lymfocytem) •Sekundární reakce : rychlá a vysoká tvorba protilátek •Aktivní imunizace:vpravuji antigen •Pasivní imunizace: vpravuji protilátku •Alergie: nepřiměřeně intenzivní reakce •Autoimunitní choroba: nepřiměřeně směrovaná reakce •