Přenos látek Trend fylogeneze: zvětšování složitějšího těla – uspokojování potřeb tkání 3 možnosti 1.Minimální difuzní vzdálenost – zajišťuje gastrovaskulární soustava (houbovci, žahavci, žebernatky) Otevřená cévní soustava (hemolymfa) Uzavřená cévní soustava (tkáňový mok) 2. Maximální povrchy pro výměnu, malý objem povrchů s největší plochou (zřasení, členění) 3. Maximální gradient (koncentrační spád) Realizace: přenos pomocí tělních tekutin – hydrolymfa - tekutina v otevřeném střevě, hemolymfa - tekutina v otevřených soustavách, 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 M54(Ž59) : 46(41) hematokrit •Krevní plazma → 90 % vody, 7 – 8 % bílkovin • - albuminy (mol. hmotn. 69 000) – 60 % bílkovin • - globuliny (alfa, beta,gama,mol.hmot. 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 2,5–7,5 mmol/l, kyselina močová) •M220 - 420 μmol/l, Ž140 - 340 μmol/l) • - další organické látky • - anorganické látky • (NaCl – 6 g/l, kyselé uhličitany – 2 g/l) • •Plazmatické bílkoviny: ryby 1,4 – 4 %, obojživelníci 2,4 %, • plazi 5 %, ptáci 4 – 5 %, savci 6 – 8 %. •Nárůst albuminů. Fyziologické funkce: doprava látek (minerál.), MK, tuků • (zvl. lipoproteinů), hormonů, … γ-globuliny s protilátkami, • protrombinem… bílk krev plaz D:\Dokumenty\DISKC\Dokumenty\Pajdák\fyziol predn\krev\elfo sera.bmp •Krevní plazma → 90 % vody, 7 – 8 % bílkovin • - albuminy (mol. hmotn. 69 000) – 60 % bílkovin • - globuliny (alfa, beta,gama,mol.hmot. 80 000–200 000) – 35 % • - fibrinogen (do 350 000 – 400 000) – 5 % • •Krevní buňky – •červené krvinky (erytrocyty) •U obratlovců oválné s jádrem (3 – 9krát > než lidské), u savců •okrouhlé (piškotovité) a zploštělé bez jádra (lidské Ø 6,7 – 7,7 μm, tl. 2μm). Monomolekulární povrchové vrstvy, bílkovinné stroma s roztokem hemoglobinu (37%) •Množství erytrocytů – 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 %). O2 se váže na Fe2+ bez změny mocenství (celkem tedy 4 O2) •oxyhemoglobin (HbO2), (max. 200 ml O2 •v 1 l krve). •Uvolnění O2 – "redukovaný" hemoglobin. •Silnými oxidačními činidly se mění Fe2+ na Fe3+ •→ bezcenný methemoglobin pod vlivem dusitanů. •Možná vazba s CO2 – karbaminohemoglobin. •Silná vazba na CO (210krát větší než k O2) – •karboxylhemoglobin (nebezpečnost 0,1 % CO •ve vzduchu) • hemogl cervene-krvinky •Hemocyanin – 2 atomy Cu v hemolymfě váže mol O2 (rak, škeble, hlemýžď, hlavonožci) – třetinová vázací schopnost (70 ml O2 na 1 l krve) oproti hemoglobinu (200ml) • Chlorokruoriny – mořští kroužkovci, mnohoštětinatci (červi) – Fe, zelená • Hemerytriny – Sipunculidae (mořští červi)– Fe, červená • Erytrokruoriny – pakomár – Fe, červená (u pásnic) • Bezbarvý hemovanadin – pláštěnci – vanad • •Erytropoéza: embryonální vznik – játra a slezina, po narození v kostní dřeni. • •Metabolismus železa – denní ztráty 1,5 mg – doplnění potravou •(a. → do zásob Fe - ferritin / transferin+Fe=siderofilin/ b. → do kostní dřeně). •Rozpad Hmgl v RES-MF, Fe → transferin, bilirubin do krve, •vychytáván játry do žluče, vylučován stolicí. •Červené krvinky se nemnoží (bezjaderné), po 120 dnech zanikají ve slezině (denně 2 . 10 na11), kde jsou pohlcovány buňkami RES. D:\Dokumenty\DISKC\Dokumenty\Pajdák\fyziol predn\krev\diferenciace.bmp •Diferenciace z kmenových buněk •– 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. Kupferovy b., alveolární, makroglie, histiocyty atd •Granulocyty – granulovaná cytoplazma, segmentované jádro (70 % bílých krvinek) • neutrofily s velkým nejvíce členěným jádrem, fagocytují • eozinofily pomnožují se za patolog. stavů, fagocytují (3% bazofily s nejméně členěným jádrem. Transportní role – (1% • • • výv bíl krv • • • • • • • c-neu c-megakaryocyt c-lymfocyt c-monocyt c-b-eos c-b-bas • • • • • • • • – krevní destičky (trombocyty) •Nejmenší krevní buňky, vřetenovité s jádrem (ptáci, obojživelníci), u savců nepravidelného tvaru bez jádra, destičkový faktor - zánět •Vznik v kostní dřeni, po 3 – 5 dnech zánik ve slezině. •Člověk 250 – 500 . 109 .l-1. Zmnožení – sráž. krve, zánět • •Zvyšování při namáhavé práci, ve vysokohorském prostředí. •Velká aglutinační schopnost •(shluk, rozpad, zátka → serotonin (v krev. destičkách) a koagulační faktor). •Nachytání krevních destiček na fibrin – stah. • •Počet b.k.: 4 – 9 . 109/l •Novorozenec až 20 x109/l., velký oxidativní metabolismus. •Krátkověké (lymfocyty 1, neutrofily 8 -13 dní, proteolytický aparát). Dlouhověké (lymfocyty – paměťové b.)Diapedeza – přes endotel. •Denní kolísání. Zmnožení po jídle, námaze (neutrofily) aj. •Relativní (distribuční) leukocytóza – vyplavení ze zásob, •Absolutní (dřeňová) – zvýšení tvorby v dřeni, leukocytóza. •Snížení počtu – leukopenie – hladovění, pobyt v chladnu. •Úloha krve při udržování pH • pH krve obratlovců – přibližně neutrální (člověk 7,4( od 7,31 do 7,42)). Větší odchylka pH vede nutně k narušení regulace velkého množství metabolických drah a fyziologických pochodů a postupně k povšechnému metabolickému rozvratu!!! (acidóza, alkalóza) •H+ – velmi nízká koncentrace, přesto vliv hlavně na aktivitu enzymů. •Vznik H+: • 1- H2CO3, která disociuje na H+ a HCO3- anhydrid • 2- při uvolňování P a S ze složitých sloučenin (vznik anorganických kyselin, s následnou disociací) • 3- disociace mastných kyselin. •Udržování pH: soustava H2CO3 a HCO3‾ alkalických kovů (Na, K) 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 alkálií → pokles pufrovací schopnosti krve. •-část iontů pufrována redukHb (rHb- + H+). V plicích – opačný proces. •Obranné reakce krve •Proti průniku patogenních mikroorganismů nebo škodlivých látek. • •Fagocytóza •Schopnost bílých krvinek a buněk RES (MF) sleziny, jater, kostní dřeně a histiocytů pohltit a rozložit (enzymy). • •Imunita •Patogeny z vnějšku (mikroorganismy, cizorodé bílkoviny, polysacharidy - obecně antigeny) – tvorba protilátek (B lymfocyty), TCR (T lymf). •Antigen určuje povahu protilátky (pozměněné globuliny krevní plazmy IgD,M,G,A,E– otisk antigenu) •Po vniku antigenu do organismu – přestavba Ig často se zvýšenou odolností – •imunita. Vrozená imunita na základě různých mechanismů, nespec. Získaná imunita – paměť, specifická •Bezobratlí – hlavně fagocytóza, mikrobiální peptidy, hemocyty •Infekce – tvorba specifických protilátek u obratlovců D:\Dokumenty\DISKC\Dokumenty\Pajdák\fyziol predn\imunita\Ig.bmp •B lymfocyty - povrchové receptory BCR – Ig D,M, G, A, E, •T lymfocyty – povrchové receptory TCR reagují na MHC I. nebo II. receptory (HLA Ag) D:\Dokumenty\DISKC\Dokumenty\Pajdák\fyziol predn\imunita\spec a nespec..bmp Lymfatický cévní systém biologické vlivy Neovlivnitelné: pohlaví, věk, rasa, genová výbava atd Ovlivnitelné: léky, životní styl, kouření •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. • lymfat dráhy •Míza (lymfa) •Obratlovci, mízní cévy. Vzniká z tkáňového moku, přenos zplodin látkové přeměny, Ag, (baz. m. perforovaná) a výměny. Složení odpovídá krevní plazmě, poloviční obsah bílkovin, více lymfocytů (40 . 109 v l). •Mízní kapiláry, cévy se spojují, v mízních uzlinách fagocytóza poškoz. vlastních b., 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). •Aglutinace (shlukování) krvinek • Reakce antigen-protilátka. Membrány erytrocytů – mohou mít antigen – aglutinogen A nebo B (mukopolysacharidy). Reaguje s protilátkou v plazmě – aglutininem anti-A (a.&) nebo aglutininem anti-B (a.ß) (oba γ-globuliny). U jednoho jedince není nikdy stejný aglutinogen a antiaglutinin. Dodržení pravidel - transfúze. • •Krev člověka: 4 základní skupiny (podle aglutinogenu v membránách). •Krvinky 0 (bez antigenu) neaglutinuje žádná plazma, •krvinky A shlukuje plazma B a 0, •krvinky B shlukuje plazma A a 0, •krvinky AB shlukují zbývající plazmy,O,A,B. • • krev skup •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 D:\Dokumenty\DISKC\Dokumenty\Pajdák\fyziol predn\krev\krev skup.bmp •Rh - po setkání s krví Rh+ (manžel – dítě) •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. sráž krve •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. •Heparin zabezpečuje nesrážení krve za normálních podmínek. S albuminy krevní plazmy brání aktivaci protrombinu. (EDTA chelatace) D:\Dokumenty\DISKC\Dokumenty\Pajdák\fyziol predn\krev\srazeni krve.bmp •Srážení krve •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 vlásečnice – 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. vým vody