Fyziologie živočichů (a člověka) Bi2BP_FYZP III. ročník 1/0/2 Zk II. část - metabolické funkce Soustavy: trávicí dýchací cévní homeostatické mechanismy osmoregulace exkrece - vylučovací soustava termoregulace B. Rychnovský Fyziologie trávení Mechanické zpracování potravy - drcení, zvlhčování -> kašovitá hmota (většinou přední část trávicí trub.) Chemické zpracování potravy - chemický rozklad pro přechod z trávicí trubice Intracelulární x extracelulární trávení (smíšené) Mimotělní x vnitrotělní trávení Holokrinní (morfokinetická) x apokrinní (morfostatická) sekrece Způsoby trávení Prvoci - osmotický způsob (bičíkovci, parazitičtí prvoci, nižší "červi") - fagocytóza (kořenonožci, ale i želvušky, mlži) - cytostoma (obrvení) - i pro předchozí: vakuola, cyklóza - malý a velký oběh, kyselá x zásaditá reakce, cytopyge Láčkovci -potravní váček Měkkýši - modifikovaná trávicí trubice Hmyz - ektodermální přední a zadní část s chitinem, entodermální s trávicími žlázami vystýlá peritrofická membrána - mechanicky zpracovává potravu a rezorbuje živiny Obratlovci - a) přední část (mechanická funkce) - ústní dutina, hltan, jícen b) žaludek + tenké střevo c) tlusté střevo + konečník Rozdíly mezi bezobratlými a obratlovci Bezobratlí - hodně intracelulární trávení - nejsou odděleny okrsky secernující a rezorbující - u většiny trávicí enzymy pohromadě - rozklad bílkovin probíhá za neutrální reakce, u obratlovců za kyselé - vyšší stupeň specializace (přizpůsobené složení trávicích šťáv) Ústa Zvláštnosti u bezobratlých (minerální kyseliny, antikoagulanty, jedovaté látky, sání šťáv, tyramín hlavonožců, hedvábí Slinné žlázy a) příušní (glandulae parotis) - nejmohutnější, mucinózní sliny b) podčelistní (g. submandibularis) - serozní sliny c) podjazykové (g. sublingualis) - mucinozní sliny Složení slin - 99,5 % vody, organické i minerální látky, různé pH , Význam slin a) zvlhčování dutiny b) potravy c) obalování hlenem, polykání d) rozpouštění pevných látek e) neutralizace kyselin, ředění zásad f) dezinfekce - lysozym g) termoregulace h) trávicí funkce - ptaylin = amyláza + maltáza Inervace sympatikem (5.) a parasympatikem (7. a 9.) Polykaní - transport sousta do zadní části hrdla, posun do jícnu a dál do žaludku (ventriculus) - prostorný vak (malé a velké zakřivení, jícnová část /česlo -cardium/, klenba /fundus/, tělo ž. a vrátník /pylorus/ se svěračem), stavba stěny jako u střeva (seróza, mezi podélnou a příčnou svalovinou Auerbachova myenterická pleteň, pod Meissnerova submukózní pleteň a submukéza se sliznicí) Ve stěně množství žlázek produkuje žaludeční šťávy (2500 ml denně) a) hlavní (adelomorfní) b. - pepsinogen, katepsin, chymozin, keratináza b) krycí (delomorfní) b. - HCl (prekurzory), vedlejší b. - mucinózní hlen Shromažďování potravy, různé vrstvení Po napětí stěn (naplněním potravou) - peristaltické pohyby (promíchávání) od klenby. Přesun malých množství tráveniny (chymu) do tenkého střeva (dvanáctníku) Dávení (vomitus, emesis) - odstraňování škodlivých látek ze žaludku Přežvykování (ruminance) - potrava z bachoru přes čepec do úst - přeslinění -spolknutí přes knihu (prolistování, velké části zpět do b.) do slezu (vlastní trávicí žaludek) Enzymatické vybavení žaludku Pepsin je aktivován HCl (nebo pepsinem - autokatalytická r.) štěpí bílkoviny na polypeptidy (molekul. hmotn. do 3000) Gastriscin (katepsin, pepsin B) pH 3,8 - před pepsinem Chymozin (chymáza) - u kojenců pro srážení mléka. Mladí savci mají víc chymázy a méně pepsinu, u dospělých je to opačně. Lipáza - bez většího významu (kromě mláďat) Produkce trávicích šťáv je řízena bloudivým nervem, stimulována gastrinem. (d.choledochus) Tenké střevo - dokončení trávení, vstřebání dvanáctník (duodenum) - 25 cm - vývod trávicích žlaz vlastní střevo 3 - 5 m /lačník (jejunum) + kyčelník (ileum)/ Stavba stěny Sliznice střeva s příčnými záhyby, klky a mikroklky. Roztroušené hlenové buňky. Do klků tepénky a žilky -> kapiláry, slepá míznice. Mezi základnami klků - Lieberkuhnovy žlázy -> střevní šťáva Pohyby střev (peristaltika), inhibice pohybů Anatomie tenkého střeva a klku mikro klky miiovod submukozni žila •.volovina tepna Sekrece tenkého střeva a slinivky Slinivka břišní (pankreas) -1000 ml, bikarbonáty neutralizují kyselou natráveninu. Z enzymů: amylázy, lipáza (steapsin), elastáza (erepsín) a proteolytické trypsin a chymotrypsin. Střevní šťáva: - pepsidázy (dříve erepsin) - sacharáza, maltáza, laktáza - lipáza - nukleotidáza (nukleázy) - enterokináza CNS Luminární x kontaktní trávení. Produkce trypsinu je řízena pankreozyminem, H2CO3 sekretinem. ÍXticni produkce panicreatielcé trávicí šťávy. dutá í í!a jaterní Žily jacerm artérie vrátnice Střevo sleiinná iil» Schematické znázorněni cévního zásobení jater Játra - žluč jako emulgátor tuků - přetváření živin (vrátnicová žíla ze střeva) - řízení metabolismu sacharidů a tuků, ukládání glykogenu, tvorba ketonových látek - tvorba bílkovin krevní plazmy - močoviny (rozpad aminokyselin) - rozklad steroidních a bílkovinných hormonů - detoxikace škodlivých látek Denně 500 ml žluče pH 7,4-8,0 se žlučovými barvivy, solemi žlučových kyselin, lecitinem, cholesterolem Sekrece žluče trvalá se stimulací hepatokininem (ze sliznice dvanáctníku). Při proniknutí tráveniny s tukovými látkami do dvanáctníku - produkce cholecytokininu, který krevním oběhem ve žlučníku vyvolá stah a vylití žluče Funkce žluči - neutralizace tráveniny - emulgace tuků (snižování povrchového napětí - žlučové kyseliny) umožnění vstřebávání tuků - stupňování peristaltiky - další sekrece žluče 13.1Y3 art. coeliaca slezina Soli žlučových kyselin - zpětná rezorpce pinocytózou (komplex žlučany+mastné kyseliny), uvolnění žlučanů ve střevní sliznici, ty se opět vylučují žlučí - enterohepatální oběh žlučanů. Podobně bilirubin Vstřebávání látek (rezorpce) - převod látek z trávicí trubice do krevního oběhu a lymfy Jednotlivé části:_úste - malá intenzita vstřebávání (vícevrstevný epitel) žaludek - významnější, hodně léčiva a jedy (strychnin, HCN) předžaludky - kyselina octová, propionová, máselná tenké střevo - většina látek, zvětšení rezorpčního povrchu (spirální řasa až klky) Vstřebávání vody - zákonitosti osmózy (až 10 I denně) solí - poměrně rychle, pořadí: O Br > N03- > S042- > PO43- > K+ > Na+ > Ca2+ > Mg2 monosacharidů a aminokyselin - do krevních vlásečnic v klcích Nejsložitější vstřebávání tuků - nutnost emulgace žlučí =>zvětšení plochy pro působení lipázy, komplexy MK se žlučovými kyselinami - micely. Resyntéza v míznici jako chylomikron. Lymfatickým oběhem do krve v oblasti hrudního mízovodu Vstřebávání vitamínů podle jejich rozpustnosti. tlusté střevo - voda (500 ml za den), soli, i glukóza, u přežvýkavců produkty trávení celulózy (léky přes konečník). Fermentace. Secernace šťávy (pH 8) pro neutralizaci produktů fermentace. WIIIIUĚllĚIIIHIIi. velká tuková kapka '/Mik o o i žluŕany + [pankreatická lipáza emulgované tuky to O000° o°o° °o i 0 °0° o o 0 q o o o o ,0 ° o„°„o °- .*-■> micely mastně kys. + \ £ Av^vwAmoooglyceridy endoplazmacickc recikufum (lyméia tukii) tukové kapky polysacharidy Obr. 67. Mechmi ismy, které so uplatňují při vstřebávání buká. Výkaly - za 12 h po přijetí potravy. Denní produkce 300 g (57 % vody). Nahromadění zbytků - defekace (řízena míchou), ale ovládána i vůlí. Při tlaku 5,34 kPa (40 torr) - podráždění proprioreptorů vyvolá defekační reflex Řízení příjmu potravy Nervová soustava - střední hypotalamus: laterální oblast - centrum hladu ventromediální oblast - centrum sytosti (nadřazené) Dýchání Energie pro životní pochody - oxidace (O2) organických látek Příjem O2 - dýchací mechanismy (+ výdej CO2, udržování pH) a) ze vzduchu (20,95 O2, 78,01 N2, 0,03 CO2 + 0,9 Ar, Ne ...) b) z vody - (závisí na t, salinitě, tlaku ... - sladká, 15 oC - O,7 % O2 + 1,36 % N2) Se zvětšováním tělesných rozměrů -> nedostatek O2 Fylogenetické tendence zvýšení výkonnosti výměny plynů: 1. zvětšení dýchacího povrchu A) navenek - vodní živočichové - žábry B) dovnitř - suchozemští živočichové a) plíce b) tracheje 2. udržování vysokého difúzního spádu plynů na vnější dýchací ploše 3. přenos plynů tělní tekutinou s látkou s vysokou vázací schopností pro plyny 4. náhrada pomalé difúze plynů ve vodním prostředí tkání difúzí plynů ve vzduchu Tři typy dýchacích orgánů: Žábry - členovci, měkkýši, paryby, ryby Jiné způsoby dýchání ve vodě Vzdušnice (tracheje) -rozvětvené trubice uvnitř s chitinovou blanou. U hmyzu zakončeny hvězdicovitou buňkou —► tracheoly (5 ramen). Tekutina v tracheolách pulzuje podle botnací síly koloidní hmoty stěn tracheol a okolní cytoplazmy Dýchací pohyby - pohyby tělní stěny (výměna až 2/3 objemu) a) dorzoventrální zploštění abdomenu b) zasouvání a vysouvání abdominálních článků c) regulace otevírání a zavírání stigmat - najednou x střídavě Řízení dýchacích pohybů - abdominální ganglia. Podněty pro zrychlení - chemický charakter přes protorakální g. Řízení pohybů stigmat: hrudní a abdominální část nerv. systému Larvy hmyzu ve vodě - uzavření trachejí vůči vodnímu prostředí, rozpad do sítě v pokožce nebo tělních vychlípeninách - tracheální žábry. Plíce V hrudní dutině. Přívodní cesty: nozdry, ústa, vlastní dýchací cesty - průdušnice, průduškyx, průdušinky (trachea, bronchi, bronchioli) do plicních váčků savců (sklípků -alveolů -1 mm, obetkané vlásečnicemi) - vlastní výměna plynů. Epiteliální vrstva buněk váčků těsně přiléhá k endoteliálním buňkám krevních kapilár (alveolokapilární stěna -1 um) - plocha 90 m2 (> 40krát). Rychlá difúze podle koncentračního spádu (1/1000 sekundy) Přesun plynů - dýchací pohyby. Vdech (inspirium) x výdech (ex-) Žeberní (torakální) x brániční (břišní, abdominální) dýchání. Objem plic je úměrný hmotnosti těla (velryby 100 l, drobní savci 1 ml) 1000 c •n X. 100 z e -S -a 10 • rejsek křeček* .opice i koč k a 10 101 101 101 tělesná hmotnost (g) Frekvence dýchacích pohybů závisí na velikosti metabolismu (je nepřímo úměrná hmotnosti těla, i objemu plic) Plicní objemy - mrtvý prostor -150 ml klidový dechový (respirační) objem (500 ml) inspirační rezervní objem (3,3 I) exspirační rezervní objem (1 I) - dohromady VKP Vždy zbude v plicích reziduálni objem (1,2 I). Minutová plicní ventilace -respirační (dechový) minutový objem - u člověka v klidu - 7,5 l/min (500 ml .15 dechů). Zvětšení: prohloubení x zrychlení dechu. Maximální volní ventilace (maximální dechová kapacita) 125 -170 l. Krev z celého těla do plic - značný obsah CO2, málo O2. V plicích částečné odstranění CO2, sycení O2. Stálé složení alveolárního vzduchu. i člověk skot' 10s 10' 10' maxrmálni výdech ^ Plicní objemy: IK - inspirační kapacita, FRK - funkční reziduálni kapacita, IRO - inspirační rezervní objem, ERO - exspirační r.o., rez.O - reziduální objem, res.O - respirační objem Přenos 02: oxyhemoglobin, rozpuštěný v plazmě nevýznamný (1 %) Sycení hemoglobinu kyslíkem Přenos C02: a) krevní plazmou (8 %) b) reakce s oxyhemoglobinem -> karbaminohemoglobin (25 %) c) 67 % C02 v červených krvinkách -> HC03- (anhydráza) C02+ H20 -(ah)->H2C03-> H+ + HC03- H+ + Hb02 ->02 + HC03- plíce 13.7S kPa, o2 ,Pre«.nCÉ iontu h + HCO"3 HjCOj+^HjO^COj 5,34 kPi COi Obr. 105. Přesuny plynů v oblasti plicních vlásečnic. 9487 Podíly hlavních složek (%) a jejich parciální tlaky (kP) ve vzduchu a krvi Atmosfér. Alveolár. Tepenná Žilná Vydech. v. v. krev krev v. % O2 20,95 14 11 -13 6 16 kPa 19,95 13,3 < o 1,3-2,6 5,3 (2,0) 15,4 torr 150 100 < o 10-20 40 (-15) 116 % CO2 0,03 5,5 Jako 7 5 v alveolár. kPa 0,04 5,33 vzduchu 6,2 4,26 torr 0,3 40 46 32 vdechovaný vzduch vydecKovany-^Tyn ■02 116.0 32,0 HiO 47.0 N, 565,0 mrtvý prostor levé sŕdc ■<Íííf'—\ tih 90,0 CO 2 40.0 47,0 573,0 J tkáně Mezižeberní svaly a bránice - inervace somatickými nervy z míchy Dýchací pohyby - inervace z dýchacího ústředí (kaudální část prodloužené míchy (dno IV. mozkové komory). Centrum inspirační (vdechové) (leží kaudálněji), centrum exspirační (výdechové). Schopnost samostatné a cyklické tvorby vzruchů. Antagonisté. Pneumotaktické centrum se zpětnovazebným působením na obě předchozí - mozkový kmen nad prodlouženou míchou, působí při intenzivním a hlubokém dýchání Dostředivá složka regulace: - plicní receptory citlivé na natažení - proprioreceptory v mezižeberních svalech - svalové receptory citlivé na K+ z buněk Další vlivy: - změny krevního tlaku (registrovány baroreceptory) - chemické vlivy (hlavní): chemoreceptory v karotidě a aortálních tělískách citlivé na obsah O2, CO2 a pH. Kontrola vůlí (částečná) - krátkodobé zadržení dechu (zvýšení CO2 a stimulační centrum překoná vliv vyšších pater - důležité při řeči, jídle, kašlání). Přenos látek Trend fylogeneze: zvětšování složitějšího těla - uspokojování potřeb tkání Realizace: přenos pomocí tělních tekutin - hydrolymfa, hemolymfa, soustava krev - tkáňový mok - míza (lymfa) Prostřednictví: oběh tělních tekutin - cévní soustava KREV - úkoly 1. Přívod živin a O2 k tkáním 2. Odvod odpadů k místu odstranění 3. Udržování stálosti vnitřního prostředí 4. Přenos účinných látek z místa tvorby na místa působení 5. Ochrana organismu před nákazou 6. Ucpávání poškozených cév Složky krve: - voda 70 - 80 % - sušina 30 - 20 % - tekutá složka (krevní plazma) muž 54, žena 59 % - krevní buňky (krvinky) m. 46, ž. 41 % Hematokrit - poměr krevní plazmy : krevním buňkám U nižších obratlovců: objem buněk nad 15 %, člověk 54(59): 46(41) Krevní plazma - >90 % vody, 7 - 8 % bílkovin - albuminy (mol. hmotn. 69 000) - 60 % bílkovin - globuliny (&,y ,- - 80 000 - 200 000) - 35 % - fibrinogen (do 350 000 - 400 000) - 5 % - tuky (5-7 g/l u člověka) -fosfatidy (1,75-3,3 g/l) - cholesterol (2,5-5,7 mmol/l) - glukóza (x mmol/l) - zplodiny rozpadu bílkovin (močovina, kyselina močová) - další organické látky - anorganické látky (NaCl - 6 g/l, kyselé uhličitany - 2g/l) CH) + Oj Krevní buňky - červené krvinky (erytrocyty) U obratlovců oválné s jádrem (3 - 9krát > než lidské), u savců okrouhlé (piškotovité) a zploštělé bez jádra (lidské 0 6,7 - 7,7 um, tl. 2um). Monomolekulární povrchové vrstvy, bílkovinné stroma s roztokem hemoglobinu (37 %) Množství erytrocytu - druhově stálé: M.: 5,4 . 1012 Ž.: 4,5 . 1012 v litru Fyziologická funkce: zásadní význam pro přenos O2, CO2 (krevní barvivo) a H+. Krevní (dýchací) barviva - proteidy s bílkovinnou a barevnou (s kovem) složkou. Hemoglobin - globin (96 %) + nebílkovinný pigment hem (4 %). 02 se váže na Fe2+ bez změny mocenství (celkem tedy 4 02) — oxyhemoglobin (HbO2), (max. 200 ml O2 v 1 l krve). Uvolnění O2 - "redukovaný" hemoglobin. Silnými oxidačními činidly se mění Fe2+ na Fe3+ -> bezcenný methemoglobin. Možná vazba s CO2 - karbaminohemoglobin. Silná vazba na CO (210krát větší než k O2) -karboxylhemoglobin (nebezpečnost 0,1 % CO ve vzduchu) Hemocvanin - Cu, v hemolymfě (rak, škeble, hlemýžď, hlavonožci) - třetinová vázací schopnost (70 ml O2 na 1 l krve) oproti hemoglobinu (200 ml) Chlorokruoriny - mořští červi - Fe Hemerytriny - Sipunculidae " Erytrokruoriny - pakomár " Bezbarvý hemovanadin - pláštěnci - vanad ■Oy.: CH^CH! .1 CH> CH=CH! COOH mi CH,\ Ň CH, N (irmidizoi)] GOOH ; l(imídaiol) pbl/pépťlcfcwý refěiec polypepxidôvý ŕeteiec REDUKOVANÝ HEMOGLOBIN OXYHEMOGLOBIN Erytropoéza: embryonální vznik - játra a slezina, po narození v kostní dřeni. Metabolismus železa - denní ztráty 1,5 mg - doplnění potravou (a.— do zásob Fe Itransferin+Fe=siderofilinI b. — do kostní dřeně). Rozpad Hmgl v RES, Fe —transferin. Bilirubin do krve, vychytáván játry do žluče, Vylučován stolicí. Červené krvinky se nemnoží (bezjaderné), po 120 dnech zanikají ve slezině (denně 2 . 1011), kde jsou pohlcovány buňkami RES. - bílé krvinky (leukocyty) Volné jaderné buňky, rozmanitý tvar. Vznik - kostní dřeň Agranulocyty - protoplazma bez granulace, nečlenité jádro lymfocyty - velké kulaté jádro. Nefagocytují, tvorba protilátek monocyty - největší bílé krvinky, velké ledvinité jádro. Fagocytují. Granulocvtv - granulovanou cytoplazmu, segmentované jádro (70 % bílých krvinek) neutrofily s velkým nejvíce členěným jádrem, fagocytují eozinofily pomnožují se za patolog, stavů, fagocytují (3% g) bazofily s nejméně členěným jádrem. Transportní role - (1% g) Novorozenec 15 - 40 .103 v mm-3 Velký oxidatívni metabolismus. Krátkověké (lymfocyty 1, neutrofily 13 dní). Diapedeza. Denní kolísání. Zmnožení po jídle, námaze (neutrofily) aj. Relativní (distribuční) leukocytóza - vyplavení ze zásob, absolutní (dřeňová) - zvýšení tvorby v dřeni. Snížení počtu - leukopenie - hladovění, pobyt v chladnu. Počet: 4 -9 . 109.l-1 - krevní destičky (trombocyty) Nejmenší krevní b. Vřetenovité s jádrem (ptáci, obojž. ), u savců nepravidelného tvaru bez jádra. Vznik v kostní dřeni, po 3 - 5 dnech zánik ve slezině. Člověk 250 - 500 . 109 .l-1. Zvyšování při namáhavé práci, ve vysokohorském prostředí. Velká aglutinační schopnost (shluk, rozpad, zátka — serotonin a koagulační faktor). Nachytání krevních destiček na fibrin - stah. TKÁŇOVÝ MOK osmoticky tlak' 0,53. kPa . TEPÉNKA. krevní tlak 4,67 kPa.* ■ onkotický tlak 3.47 kPa- ŽILKA krevní tlak ~ 2j00kPa oňtaxicky^ tlak 3,47 kPa výsledný tlak vyti čující vodu z viásečnice 173 m.-,. TKANOVY MOK <-osmotický tlak kPa • - -. výsledný tlak nasáva - jící vodu do vlisecnio 0.»3 kP» í Krevní bílkoviny a udržování osmotické rovnováhy Různá velikost osmotického tlaku krevních tekutin (člověk 707,55 kPa - 5300 torr). Odpovídá osmotickému tlaku tkáňového moku. Proto filtrace - podle hydrostatického tlaku krve - arteriální vlásečnice - 4,67 kPa (35 torr). Proti tlak onkotický (3,47 kPa = 26 torr) snížený o koloidně osmotický tlak tkáňového moku (0,53 kPa = 4 torr). Hydrostatický převažuje => voda přechází do tkáňového moku pod tlakem 1,6 kPa = 12 torr). V průběhu vlásečnic - pokles tlaku. Venózní vlášečnice - onkotický tlak převyšuje hydrostatický (2,0 kPa = 15 torr), voda přechází z tkáňového moku zpět do cév. Množství přecházející vody - za minutu tam i zpět množství celkového objemu plazmy. Úloha krve při udržování pH pH krve obratlovců - přibližně neutrální (člověk 7,4). H+ - velmi nízká koncentrace, přesto vliv hlavně na aktivitu enzymů. Vznik H+: - H2CO3, která disociuje na H+ a HCO3~ - při uvolňování P a S ze složitých sloučenin (vznik anorganických kyselin, s následnou disociací) - disociace mastných kyselin. Udržování pH: soustava H2CO3 a HCO3" alkalických kovů včetně bílkovin krevní plazmy a hemoglobinu. Pufrovací schopnost soustavy: stálý poměr H2CO3: NaHCO3 = 1 : 20. Alkalická rezerva. Při vyloučení mnoho CO2 - možnost zvýšení Na+ v krvi — vylučování ledvinami, snižování obsahu alkalií - pokles pufrovací schopnosti krve. Část iontů pufrována rHb (rHb- + H+). V plicích - opačný proces. Obranné reakce krve Proti průniku patogenních mikroorganismů nebo škodlivých látek. Fagocytóza Schopnost bílých krvinek a buněk RES sleziny, jater, kostní dřeně a histiocytů pohltit a rozložit enzymy. Imunita Patogeny z vnějšku (mikroorganismy, cizorodé bílkoviny, polysacharidy - obecně antigeny) - tvorba protilátek. Antigen určuje povahu protilátky (pozměněné globuliny krevní plazmy s jiným uspořádáním postranních řetězců - otisk antigenu) Po vniku antigenu do organismu - přestavba často se zvýšenou odolností - imunita. Vrozená imunita na základě různých mechanismů. Získaná imunita. Bezobratlí - hlavně fagocytóza Infekce - tvorba i specifických protilátek Aglutinace (shlukování) krvinek Reakce antigen-protilátka. Membrány erytrocytu - mohou mít antigen -aglutinogen A nebo B (mukopolysacharidy). Reaguje s protilátkou v plazmě - aglutininem anti-A (a.&) nebo aglutininem anti-B (a.R>) (oba y-globuliny). U jednoho jedince není nikdy stejný aglutinogen a antiaglutinin.Transfúze. Krev člověka: 4 základní skupiny (podle aglutinogenu v membránách). Krvinky 0 (bez antigénu) neaglutinuje žádná plazma, krvinky A shlukuje plazma B a 0, ^Jkmé^^^^w^-____j krvinky B - shlukuje plazma A a 0, Krev»i ip^p ^m. ®ít^^Sj krvinky AB shlukují zbývající plazmy. -—- —^ O Mdný &ntí-Ař anti-B . . . ,43% A Á anti-B 41 % B B anti-A 10% , AB ' A a B žádný 4% Podskupiny A1 - A6, další aglutinogeny D(Rh) - systém 13 a-genů (C,D,E aj.). Nejvíce antigenní D. D přítomen = Rh+. Aglutininy anti-D normálně nejsou přítomny, tvoří se při setkání s krví Rh+. Dědičnost krevních skupin. Krevní skupiny u zvířat: více než u lidí. Vznik antigenů před vývojem primátů. Známy i u slepic, kachen, králíků, koz. Neidentifikovány u morčat, myší, koček a poikilotermů. Mezitaxonová aglutinace Regulace krvetvorby Víceméně konstantní počet krvinek. Řízení tvorby - neurohumorální povaha přes hypotalamus. Plazmový erytropoetin podněcuje tvorbu erytrocytů a hemoglobinu. Srážení krve (hemokoagulace x hemostáza) Tekutý stav krve - fyziologický, na vzduchu - tuhne. Podstata: přeměna rozpustného fibrinogenu na nerozpustný síťový fibrin. Aktivace: enzymatická bílkovina trombin (vzniká v játrech jako neaktivní prekursor protrombin). Přeměna protrombin -> trombin - kaskádová teorie). Kofaktory: tromboplastin a Ca2+, vitamín K (podporuje syntézu protrombinu v játrech) fosfolipidy z rozpadlých krevních destiček. Hemostáza adheze trombocytů v poraněném místě - primární destičková hemostatická zátka uvolnění serotoninu - vazokonstrikční fáze (smrštění cév v místě poranění) přeměna fibrinogenu na fibrin (pomocí trombinu) -vznik sekundární fibrinové hemostatické zátky - ucpe poraněnou cévu, smrštěním vytlačuje krevní sérum,. Heparin zabezpečuje nesrážení krve za normálních podmínek. S albuminy krevní plazmy brání aktivaci protrombinu. Tkáňový mok Podstatná část extracelulární tekutiny -10 -16 % hmotnosti (12 l u 75 kg muže). Složení závislé na krevní plazmě (bez bílkovin) - krevní ultrafiltrát + malé množství bílkovin z tkání. Tvoří životní prostředí tkání, zajišťuje látkovou výměnu. Míza (lymfa) Obratlovci, mízní cévy. Vzniká z tkáňového moku, přenos zplodin látkové přeměny a zažitiny. Složení odpovídá krevní plazmě, poloviční obsah bílkovin, více lymfocytů (40. 109vl). Mízní cévy ze štěrbin orgánů se spojují, v mízních uzlinách fagocytace zplodin a mikroorganismů. Spojování do mízních kmenů, ústí do žilného oběhu. Jednosměrný pohyb mízy (chlopně) - tlakové změny v těle -peristaltika střev, stahy klků. Mízní srdce (úhoř, obojživelníci, plazi, někteří ptáci). Přenos látek je realizován prostřednictvím: oběhu tělních tekutin v cévní soustavě Oběh tělních tekutin - cévní soustava Zajišťování funkcí krve - nutnost průniku do všech částí těla. Mnohobuněční - zvláštní cévní ústrojí. Nutnost pohonu tekutiny - úseky cév se schopností rytmických stahů (pulzující cévy). Nárůst rozměrů - výkonnější srdce. Rytmická část komora doplňována zásobárnou (perikardiální prostor korýšů, předsíň). Směr toku krve - chlopně. Zvýšený přívod krve k aktivním orgánům - krevní splav (sinus) (orgán oplachovaný krví), nebo protkán sítí vlásečnic Ust - žížala Icdvínná větev dona Iní céva. střevní sinus přední aorta srdce perikard ostium zadnt aort* pojtranni spojka ívjlovy sinus ledvinný sinus xaberní cévy ventrálni sinus sobneurální céva Os - rak abdominiJní artěrie ■ i boční neurálni cěva peristaltika cévních stěn Typy cévních soustav Uzavřené soustavy trubic (kroužkovci - žížala) Otevřené soustavy se srdcem (vyšší korýši, hmyz) Uzavřené soustavy - pohon krve srdcem v souvislé soustavě cév (hlavonožci, obratlovci) Hlavonožci: malý (žaberní srdce - odkysličená krev do žaber) a velký (arteriální komorové srdce s předsíní -krev ke tkáním) krevní oběh. Příčně pruhovaná svalovina. V periferním oběhu vlásečnice. Cévní soustava téměř uzavřená (několik sinů) Os - hmyz aorta srdce kříd lítě ivl\y ostic chlopně Us- hlavonožci komora íaberní srdce Obratlovci: změny s přechodem od žaberního k plicnímu dýchaní. Jednotný základ, nejbližší cévní soustava ryb. Plicnatí obratlovci: vývoj malého a velkého krevního oběhu. Srdeční přepážky. Stavba srdce - nejdokonalejší - srdce ptáků a savců. Známé oddíly: 1. Žilný splav (sinus venosus) 2. Předsíně (atrium) 3. Komory (ventriculus) 4. Srdeční násadec (conus arteriosus, bulbus cordis) 5. Tepenný kmen (truncus arteriosus) Chlopně - funkce: usměrňují proud krve: - ch. cípaté (ch. trojcípá, ch. dvojcípáj - ch. poloměsíčité Činnost srdce: stah (svstola) x roztahování m*. má mm & m (diastola). Přesný sled. Srdeční cyklus u člověka 0,8 s (systola 0,3 s, diastola 0,5 s). Tlaková vlna v arteriální části cévního systému - tep (puls). Tep srdeční, periferní. Velikost srdce podle stupně fylogeneze, velikosti živočicha, pohyblivosti (stoupá) -člověk 70-200 ml. Počet tepů za čas se snižuje s velikostí. Člověk - 70 tepů . min1-. Vzestup při pracovní zátěži. Minutový objem - klidový u člověka 5 l — zátěžový 30 - 40 l Srdce - vysoká spotřeba O2 - zvláštní zásobení - věnčité (koronární) cévy z aorty. 225 ml krve za min. v klidu, 2000 ml při námaze. Srdeční automacie Srdce vyňaté z těla, může dál tepat (žáby). Podněty k činnosti - ze samotného srdečního svalu - myogenní. Počátek stahů - v splavovém (sinoatriálním) uzlu. Uzel (srdeční pacemaker) je z pozměněných vláken srdečního svalu. Je inervován vlákny parasympatiku i sympatiku. Šíření vzruchu => postupný stah na syncyciu. Síňokomorová přepážka - překážka -síňokomorový (atrioventrikulární) uzel. Přes komory - Hisovým svazkem rozvětveným v Purkyňova vlákna. Činnost srdečního svalu - změny elektrického potenciálu (obecná vlastnost činnosti svalů). Záznam nejen ze povrchu srdce, ale i těla - elektrokardiogram - EKG. Několik vln. dutá žíla splavový uze pravá předsíň siňokomorovy uzel prav mezi komorové septum i komora 0.04 s 0.1 levá předsíň ■ Hisův svazek levá komora Purkyňova vlákna -*> R í T p S i k *■ I 1 PR QRS ST interval/ Řízení srdeční činnosti především nervové vegetativní - parasympatikem i sympatikem (vagus + sympatikus z hrudních segmentů) Vlivy nervových vzruchů: 1. změny frekvence srdečního tepu (chronotropní působení) 2. úprava síly a velkosti stahů (inotropní působení) 3. změny dráždivosti srdce (batmotropní působení) 4. ovlivnění rychlosti vzruchů v srdci (dromotropní p.) Vliv parasympatiku - tlumivý, budivý vliv sympatiku (méně výrazný než vliv vagu). Změny tepu - reflexní cesty. Podněty různé. Vlivy na srdeční činnost - baroreceptory - vzruchy - tlumivé vlivy - kardioinhibiční centrum (prodloužená mícha). Zvyšování srdeční činnosti - chemoreceptory -snížení O2 - aktivace vazomotorického centra. Méně významné. Stimulace rychlosti a síly stahu adrenalinem (dřeň nadledvin). tepénka Oběh v cévách 1. tepny (artérie) - krev ze srdce do tkání 2. spojovací cévy - arteriovenózní anastomózy - arteriovenulózní spojky - vlásečnice (kapiláry) - prokrvení tkání 3. žíly (vény) - krev z tkání k srdci . pravé víásečnice arceríovenoiní anastomóza prekapitární arteripíovenulôin! spojka' Vrstvy velké tepny: - vnitřní výstelka - endoteliální epitel - střední vrstva: okružní vlákna hladké svaloviny, elastická vlákna, kolagen - zevní elastická vrstva. Velké - střední tepny - tepénky (arterioly) Arteriovenulózní spojky - málo svalových vláken, neměnný průsvit Vlásečnice (kapiláry) - pouze jednovrstevný epitel s tmelovou hmotou (celistvost). Fagocytující buňky. Prekapilární svěrače. Přímý zkrat tepénka-žilka - arteriovenózní anastomóza se stěnami s hladkými svaly pro otevírání - odvod tepla. Tenčí stěny žil. Žíly z hlavy - málo svalových vláken - vlastní váha krve. Žíly končetin - silnější. Chlopně (výrůstky vnitřní výstelky) - hodně v končetinách, chybí ve velkých a útrobních žílách. Větvení cév - snižování průměru, nárůst plochy. Větvení vlásečnic podle intenzity metabolismu orgánu. Funkčnost podle zátěže. Energie srdečního stahu -1% pohybové energie - tlak krve. Velikost tlaku závisí na velikosti srdeční práce, odporu stěn tepen, obsahu krve v tepnách a její vazkosti. Rozvětvování tepen - pokles tlaku. Tlak systolický St (nejvyšší), diastolický Dt (nejnižší), pulzový (rozdíl). Končetinová tepna člověka - St 16,6-18,6 kPa (125 -140 torr), Dt 10,6-11,9 (80-90). Pulzový tlak v arteriolách 1,33 kPa (10 torr), střední tlak 10,64 - 5,32 kPa (8040), po průchodu kapilárami pod 2,66 (20). V žilkách 0,63 (4,7), nulový v hrdelních žilách, v pravé předsíni mírně záporné hodnoty. Tab. 11. Vlastnosti různých cóv u p3a Druh cévy Pocot Celkový průsvit (cm*) Dálka Celkový objem krv aorta volkó topný tepennó vôtve topénky vlásočnice žilky žíly velké žily dutá žila 10 3 1 0,02 0,008 0,03 2 6 12,5 1 40 2 400 40 000 000 200 000 000 80 000 000 2 400 40 1 0,8 3 6 125 600 570 30 11 1,2 40 20 6 0,2 0,1 0,2 S 20 40 190 00 630 aorta arccríc arteriol/ kapiláry venuv veny vena cava tllk (kPa) tam 12,3 13.3-5,3 5,3-3.3 3,3-1,6 U M,3 1.3-0,6 0.2 celkový průsvit (cm5). rychlost (cm.s) 0.8 3 i 40-10 125 m 10-0 600 1 méně nci 0, 570 l méně než 0, 30 ■ 0.3-5 a tmm 5-20 Obr. 91. Vztah mezi krevním' tlakem, colkovým průsvitem cév a rychlostí toku krvo v různých cévách. 20 -i komora aorta tepcnky vláscčnke předsíň Tlakově změny v různých oblastech cévního řečiště; Rychlost proudění - podle tlaku a průřezu krevního řečiště (srdečnice -40 cm.s-1, vlásečnice -1 mm.s-1). Mírné zvýšení rychlosti v žilách (duté žíly člověka - 8 cm.s-1). Návrat krve žilami - mechanismy: - tenké stěny a chlopně v blízkosti svalů - změny tlaku uvnitř hrudní dutiny - i slabé stahy svaloviny - zemská přitažlivost Proudění laminární (vrstevnaté) x turbulentní (vířivý) proud. Vlásečnice - nejdůležitější - výměna látek mezi krví a tkáňovým mokem (0 5 - 20 pm, člověk 90 km vlásečnic s plochou 6300 cm2. Stěny vlásečnic: semipermeabilní membránové vlastnosti s rozdílnou propustností. Průchod látek. Řízení činnosti cév Přesuny krve podle fyziologických potřeb (svalová práce, trávení, termoregulace) - regulační mechanismy - vliv sympatiku. Sympatický (vazokonstrikční) tonus (noradrenalin) - stav stahu Snížení aktivity sympatiku - dilatace. Parasympatikus do cév nezasahuje. Vazodilatační vlákna sympatiku s acetylcholinem a adrenalinem. Centrum řízení činnosti cév (vazomotorické c. s presorickou-vazokonstrikční a depresorickou-vazodi/atační oblastí) v blízkosti centra řídícího činnost srdce - celá oblast - kardiovasculární centrum - prodloužená mícha. Reflexní řízení (s lokálními mechanismy látkového charakteru). a) tlakové podněty z oblouku aorty - zvýšení tlaku krve vyvolá omezení sympatického tonu a tím roztažení cév b) chemoreptory reagují na snížení obsahu O2 - zvýší aktivitu sympatiku, ím i vazokonstrikčního tonu, zvýší se tlak a omezí průtok krve c) sestupná vlákna z kůry a limbického kortexu (přes hypotalamus) vyvolávají vzestup krevního tlaku při hněvu a sexuálním vzrušení d) vlákna z retikulární formace dtto při bolestech Další lokální mechanismy A) axonové reflexy - vazodilatační pochody bez průchodu CNS B) látkový charakter - histamin z žírných buněk způsobuje roztažení tepének a uvolnění prekapilárních svěračů - vazodilatanty bradykinin a kalikrein (vznikají z globulinů krevní plazmy) - vazokonstriktor angiotenzin (hypertenzin) (renin z plazmatického globulinu -serotonin z krevních destiček C) místní autoregulační mechanismy - vazodilatační působení kyselých zplodin látkové přeměny Udržování stálého vnitřního prostředí homeostatické mechanismy pro - stálou koncentraci rozpuštěných látek => osmotický tlak (osmoregulační funkce) - pH (exkreční funkce) - teplotu těla (termoregulační pochody) OSMOREGULACE Vývoj (a vznik) živočichů v moři -> radiace do sladkých vod a souš. Koncentrace solí Hl. ionty Další Mořská voda 3,5 % =1122 mmol/l Cl-Na+ Sladká voda 0 0 Ca2+Na+HCO3-Brakická voda 0,05-3% 10-1000 Mg2+SO42-Ca2+ dtto Tělní tekutina (většiny) 300 mmol/l Živočichové euryhalinní -stenohalinní Mnozí bezobratlí - izoosmotičtí osmokonformátoři (poikiloosmotičtí) - osmoregulátoři (homoioosmotičtí živočichové) ("vybírají si" - iontová regulace). VODA IONTY Výrazný vývoj selektivní schopnosti výměny některých iontů - hypoosmotičtí živočichové - mořské kostnaté ryby - 3krát řidčí intersticiální tekutina => stálá regulace proti ztrátám vody. Hlavní cesty ztrát vody: žábry a ledviny => zlepšení jejich koncentračních schopností. Sladkovodní ryby kostnaté hyposmotickä moč Mořské ryby kostnaté VODA nepropustný povrch těla mořské vody hyperosmotická moč IONTY vstřebáváni iontu ve stŕevp Mg2*.SO<~ v moci iontu potravou ionty v moči Brakické a sladké vody - živočichové hyperosmotičtí (více solí v tělních tekutinách než ve vodním prostředí) => obrana proti ztrátám solí a vnikání nadbytečné vody dovnitř (přes žábry) U suchozemských - nebezpečí vodních ztrát. Úkol: udržení vodní bilance (rovnováha ztrát vody x mechanismů regulujících příjem). Mechanismy vodních ztrát Vypařování Ztráty vody močí Ztráty vody výkaly Mechanismy příjmu vody Pití a příjem potravy Metabolická voda (oxidační) Osmoregulační orgány Těsné spojení exkreční a osmoregulační funkce. Specializované orgány s osmoregulací -solné žlázy - ptáků a želv na vrcholu hlavy nad očima. Stejně slzné žlázy krokodýlů. Stažitelná vakuola prvoků Řízení přesunu iontů a vody - látkové: Bezobratlí (žížala, slimák) - nervové buňky produkují látky, které řídí obsah vody a iontů v organismu. Obratlovci - z neurohypofýzy (ADH - antidiuretický hormon), z kůry nadledvin (aldosteron). Společné působení na úrovni povrchových membrán (žábry, kůže, močový měchýř žab) a ledvinných kanálků a na rektální a solné žlázy. EXKRECE Spalování živin - produkty metabolismu z těla různými cestami: - voda s močí, výkaly, výparem z kůže, plic - CO2 - v plicích, ale i moči, potu (jako kyselé uhličitany) - N-sloučeniny - exkreční orgány Tvorba exkrečních látek: deaminací aminokyselin -> amoniak (jedovatý) - živočichové amonotelní (vodní). Suchozemští - přeměna amoniaku na méně jedovaté zplodiny (močovina, kyselina močová). Živočichové ureotelní -(korýši, měkkýši, ostnokožci, z obratlovců obojživelníci a savci) urikotelní (suchozemští bezobratlí - hmyz, plži, většina plazů a ptáků). Odvod exkretů Exkreční ústroje morfologicky rozmanité, společné znaky: 1. kromě odstraňování nepotřebných (škodlivých) látek i regulace osmotického tlaku 2. vztah k tělní tekutině 3. podoba trubic, které jímají exkreční tekutinu (izotonickou) filtrací (hmyz ne). 4. resorpce a sekrece - proti koncentračnímu spádu, potřeba energie Prvoci, houby, láčkovci, ostnokožci - bez exkrečních orgánů. Vyšší živočichové - 4 typy vylučovacích orgánů: 1. nefridiální orgány hlístů, červů a měkkýšů 2. Antenální žlázy korýšů 3. Malpigické žlázy hmyzu 4. Ledviny obratlovců i í KHUfH+ HjO COi 1 I 1 1-1 A_! A KHCOj i i i-r t f t KHU -t- HiO ♦ CCh pH 7.2 KHCOj +HiO*-|M»U| pH 6,6 1 I I I 1 ■ I I F TI Obr. 115. Presun kys. močové (H2U} přes stěnu malptghických žláz u hmyzu. Ledviny obratlovců Párový orgán, kůra + dřeň z kuželovitých útvarů - pyramid. Hroty do ledvinné pánvičky, znímočovod (ureter) -> močový měchýř -> močová trubice (uretra) Nefron: Bowmanův váček v kůře, v něm klubíčko krevních vlásečnic (glomerulus). Z B. v. -vinutý kanálek 1. řádu (proximální tubulus) -narovnání - přechod do dřeně - sestupná větev Henleovy kličky, vzestupná větev H. k. zpět do kůry, rozšířený zprohýbaný vinutý kanálek II. řádu (distální tubulus) -^sběrný kanálek v dřeni s dalšími - společný vývod na vrcholu ledvinné pyramidy do pánvičky přívodní arteriole (vas arferens) Bowmanův váček gfomenjius proximální tubule odvodná arteriole (vas eŕŕerens) distilni tubulus mcccTvod Morfologie nefronu síStupne raměnko vzestupně ramen ko HenJeova klička •sběrný kanálek moc a) kortikální nefron s krátkou H.k. - téměř celý v kůře Člověk b) juxtamedulární nefron - glomerulus v kůře - 7 kortikálních nefronů, u hranice s dření, dlouhá H.k. 1 juxtamedulární nefron, celkem 7 miliónů v 1 ledvině. Skot 4 mil., kočka 230000, myš 5000. Krevní zásobení - sestupná aorta — krátká renální tepna -rozpad na arterioly. Ty vnikají do ledvin: větve k Bowmanovým váčkům -prívodné arterioly (vas afferens), kapiláry v B.v. -► spojování v odvodnou arteriolu (vas efferens), ty ke kanálkům, rozpad na vlášečnice —► žilky ^renální žíla ^ dolní dutá žíla. kôrový ne fron í moc •e-—víásecnke sběrný kanálek noc Obr. 117. Krevní zásobení ne&onu. Průtoky: člověk 1 300 ml /min. Práce - stah renálních cév - pokles průtoku, přesun krve ke svalům. Funkce ledvin: oddělení zatěžujících látek z krve -udržení stálého vnitřního prostředí Glomerulus: - filtr - oddělí tekutinu od krevních buněk a bílkovin - izotonický filtrát s krevní plazmou Vyšší tlak krve - vyšší filtrace. Změny tlaku v Bowmanových váčcích -závislé na relativním stupni konstrikce přívodně a odvodné arterioly. Intenzita glomerulární filtrace - v obou ledvinách za den člověk profiltruje 150 I tekutiny - 1200 g NaCI, 200 g glukózy. Zpětná resorpce. Účinnost: reabsorpce glukózy -100 %, NaCl 99,5 %, vody 99 %. První dva: aktivní proces s enzymatickým nosičem + energií, voda - pasivně osmotickým gradientem. VN!TŘN DŘEŇ KURA VNEjS DŘEŇ Vstřebávané látky v předním úseku proximálních tubulu glukóza aminokyseliny kyselina askorbová (C) Na+ jiné elektrolyty voda (80 %). Sestupné rameno Henleovy kličky propustné pro vodu, vzestupné nepropustné -značná resorpce Na+ a Ch -> do vinutého kanálku II. řádu - hypotonická moč (100 mmol/l) přesun dalších 10 % vody -> izotonická tekutina ve sběrném kanálku ledviny - další aktivní přesun Na+ ven - zahušťování, další difúze vody a koncentrace moči. Výsledek -1200 mmol/l. Obr, 118. Schéma procesů probíhajících v tubuleeh ledvin, čísla v rámečku udávají procenta vody prošlé Bow-manovým váčkem. Ostatní čísla udávají koncentraci osmoticky aktivních eástie v mmol/l. ÍO0 VNiTŘN DŘEŇ tura 1IŮÚ JO aktívni pasívni transport transport výměna Na4" za K+ H+NHÍ zpětná resorpce organických látek Podstata koncentračních změn v ledvině - protiproudový mechanismus tvorby moči. Tvorba moči - člověk 1,5 l za den (50 g pevných látek - 30 g močoviny, 15 g NaCl, další anorganické látky, stopy hormonů, produkty rozpadu -kreatinin, k. močová aj. Řízení činnosti ledvin a) řízení průtoku krve - nervově - sympatikus - průtok v kůře - bez výrazných změn, pouze změny krevního tlaku - průtok dření - závislý na krevním tlaku - změny periferního odporu v přívodných a odvodných arteriolách a změny v počtech otevíraných kapilár v glomerulech b) výměna látek v tubulech - humorální -ADH (antidiuretický hormon) hypofýzy řídí zpětnou resorpci vody změnou velikosti pórů v proximálních tubulech - aldosteron z kůry nadledvinek zvyšuje reabsorpci Na+ v distálních tubulech, zvyšuje vylučování K+ a H+ - paratyreoidní h. - snižuje zpětnou resorpci fosfátů Močení Močový měchýř -shromažďování moči. Plastické stěny se svalovými vlákny (hladká), autonomní nervový systém. Překročení určitého tlaku - (po roztah) -podráždění receptorů - reflex přes křížovou míchu - stah svalů močového měchýře -parasympatikus. Současné uvolnění svěračů močové trubice (somatická nervová vlákna) -> vyprázdnění močového měchýře - reflexní děj na úrovni míchy s ovládáním vyššími patry nervové soustavy (vůlí). smyslové nervy močová trubme Hospodaření teplem Teplota - faktor ovlivňující intenzitu fyziologických pochodů. Poikilotermí (ektotermní, studenokrevní) x x homoitermní (endotermní, teplokrevní) živočichové. Silná závislost na teplotě prostředí - ovlivnění aktivitou (zvýšení až o 12o C) - ovlivnění energií slunečního záření - aktivní ovlivňování tělesné teploty - včely v úlu Specifické receptory na teplotní změny - až plazi Teplota homoiotermů - okolo 37°C savci, ptáci vyšší. Změny. 37,5 °c Obr. 120. Změny klidové teploty ženy v průběhu ovulačního cyklu. '-'--1- 10 20 30 dnů Povrchové oblasti - většinou chladnější (i výrazně). T > 41°C - smrt savců, T < 25°C ireverzibilní poruchy srdeční činnosti (nepravidelnosti převodu vzruchů mezi předsíněmi a komorami). Stálost tělesné teploty - regulační systémy (vznik x výdej tepla podle prostředí, izolační vrstvy,...) teplou vzduchu -16°C teplota na boku 33° C teplota rekcalni 38°C ?° teplota v axile 37"C teplota vzduchu-3fC teplota vzduchu -30°C Obr. 121. Pokles teploty kůze v distáhrich oblastech těla homoiotermnich Živočichů vystavených chladu. Zisk tepla: - oxidace základních látek (cukry, tuky, bílkoviny) - spalování a) primárně vedlejší produkt 55 % cukrů - 2,88 kJ/mol (0,69 kcal/mol) b) štěpení ATP - zbytek (45 %) energie živin -> chemická energie fosfátových vazeb - využitelná pro všechny biologické děje c) teplo z prostředí - fyzikální cesty Ztráty tepla: povrchem těla prouděním (konvekce), sáláním (radiace) -velikost ztrát stoupá se snižující se teplotou okolí. Význam vypařování -stoupá se zvyšující se t okolí. Ztráty tepla vedením (kondukce) jsou málo významné ve vzdušném prostředí. Mechanismy tepel. rovnováhy Homoiotermové - při určité t okolí rovnováha mezi výdejem a příjmem tepla bez termoregulačních dějů - zóna termoneutrality - okolo 30oC. Různý rozsah. Přesáhnutí termoneutrální zóny - činnost temoregulačních mechanismů: chemické a fyzikální. Souhra: neurohumorální děje. --;-1--IVJ lepioca okolí spodnr dolní horni horni líM? . ■ kritická jfmit prezki tepíota přežití Chemická termoregulace Změny produkce tepla v těle. Nižší teplota (než termoneutrální zóna) - teplotní ztráty - kompenzace produkcí tepla (zvýšení metabolismu až organismus nestačí pokrýt tepelné ztráty a prochládá). Metabolický kvocient = 3 - 6. Chemická termoregulace Produkce tepla v chladu: svalový třes, netřesová termogeneze. Svalový třes - primární termoregulační význam. Rytmické nevolní oscilace příčně pruhovaných svalů. Jsou náhodné, nekoordinované končetin. Synchronizace do tzv. výbuchů Netřesová termogeneze je vyvolána termogenním působením hormonů (noradrenalin) ze sympatického nervového systému a dřeně nadledvinek. Novorozenci a chladově adaptovaní živočichové, u větších (nad 10 kg) se nevyskytuje. U malých zvyšuje BMH až 5krát. Je lokalizována v hnědé tukové tkáni a částečně v kosterní svalovině. Fyzikální termoregulace Mechanismy hospodaření s teplem (vyrobeným i získaným). Tepelná obrana proti ztrátám Izolace těla Prokrvení kůže Změny v chování Tepelné ztráty Pocení -někteří, potní žlázy nerovnoměrně rozloženy. Člověk denně až 10 l potu - neutrální - slabě kyselý, 2 % sušiny - kyselina močová, glukóza, NaCl, nižší mastné kyseliny (zápach). Ztráty tepla dýchacími cestami. Vazodilatace - při přehřátí - roztažení cév, zvýšení tepelných ztrát povrchem (teplé prostředí, práce, teplé jídlo a pití). Nepozorovatelné vypařování (perspiratio insensibilis) -denní ztráty až 800 ml vody a 1884 J Chování živočichů Řízení hospodaření teplem Fyzikální a chemická termoregulace - nervov Termorecepce - termoreceptory v kůži Další reakce: změny t krve zásobující mozkový kmen. Integrace - přední hypotalamus. Nižší termoregulační centra -segmenty míchy (vazomotorické reakce, vylučování potu), mozková kůra - podmíněné reflexy (vazodilatace, pocení - emoce bez termoregulačního významu, denní rytmy tělesné teploty). Odstředivé dráhy začínají v (zadním) hypotalamu, Vývoj termoregulace v ontogenezi Podle kvality termoregulace v okamžiku porodu: 1. zralé formy (kuře, morče) 2. formy s termoregulací odlišnou od dospělců (pes, člověk) 3. nezralé formy (myš, krysa, křeček, holub aj.) Stárnutí organismu - snižování termoregulačních schopností (menší funkční plastičnost mozkové kůry, zhoršení vazomotorických reakcí, snížení aktivity metabolismu aj.).