Základy biologie člověka pro pedagogické obory 4 PDF

Základy biologie člověka pro pedagogické obory 4 cévní systém, nervový systém Michal Živný Ostrava 2022 Základy biologie člověka pro pedagogické obory 4 Název: Základy biologie člověka pro pedagogické obory 4 Autor: Michal Živný Vydání: první, 2022 Počet stran: 39 Jazyková korektura nebyla provedena, za jazykovou stránku odpovídá autor. © Michal Živný © Ostravská univerzita Základy biologie člověka pro pedagogické obory 4 Čtyřdílný studijní text Základy biologie člověka pro pedagogické obory pokrývá svým obsahem učivo biologie člověka v rozsahu, který odpovídá požadavkům na základní znalosti této problematiky u vysokoškolských studentů pedagogických (nebiologických) oborů, odborných i učitelských. Skrip- tum prezentuje anatomický popis a základy fyziologie jednotlivých orgánů a orgánových soustav člo- věka a základy ontogeneze člověka. Na začátku, v prvním díle, však obsahuje rovněž obecně biologic- ký úvod, který má za cíl usnadnit pochopení anatomie a fyziologie jednotlivých orgánových systémů prezentované v dalších dílech a který nahrazuje absenci jiných (obecnějších) biologických předmětů ve studijních plánech pedagogických oborů. Studijní text je rozdělen do čtyř dílů:  První díl je složen z obecně biologického úvodu (charakteristika biologie jako oboru, základy látko- vé, buněčné a tkáňové stavby těla a základy genetiky) a vhledu do ontogeneze člověka (tedy jeho vývojové a růstové biologie).  Druhý díl obsahuje popis tzv. somatického oddílu lidského těla (resp. stěny „tělesné schránky“), tedy anatomii kosterní soustavy, svalové soustavy a kůže.  Třetí díl zahrnuje popis tzv. viscerálního oddílu lidského těla (útrob, resp. obsahu „tělesné schrán- ky“), tedy orgánové soustavy, které tvoří obsah zejména hrudní a břišní dutiny. Jedná se o sousta- vu trávicí, dýchací, vylučovací, pohlavní a soustavu endokrinních žláz.  Čtvrtý díl představuje popis cévní soustavy (krevního i mízního systému, včetně mízních orgánů) a nervové soustavy (včetně orgánů smyslových), tedy systémů, kreré prostupují somatický i visce- rální oddíl lidského těla a zajišťují jejich zásobení a řízení. Studijní text je úplným přehledem učiva biologie člověka v roszahu nutném pro úspěšné složení zkoušky z tohoto předmětu či předmětů jemu podobných u vysokoškolských studentů pedagogických (nebiologických) oborů. Studium této problematiky nevyžaduje hlubší vstupní znalosti biologie, před- chozí poznatky z biologie člověka i obecné biologie na úrovni středoškolského (gymnaziálního) učiva jsou nicméně pro studium výhodou. Během čtení textů a jejich studia je však nezbytné využívat i ob- razové materiály, které názorně prezentují danou problematiku. K tomuto účelu slouží řada anato- mických atlasů či obsahově adekvátní obrazové učebnice biologie člověka (přehled některých osvěd- čených a běžně využívaných titulů je součástí přehledu použité literatury). Studium biologie člověka na vysokoškolské (a to i nebiologické) úrovni se neobejde bez použí- vání odborné, zejména latinské terminologie. Odborná anatomická latina nutně nevyžaduje vstupní znalosti tohoto jazyka, byť jejich osvojení je samozřejmě výhodou. I pro studenta bez znalostí latiny se však odborná terminologie po krátké době intenzivního studia anatomie člověka a po pochopení základních jazykových principů snadno stane rutinní záležitostí (to je nicméně i jedním z cílů studia biologie člověka). Při studiu je rovněž důležité respektovat přísně systémový přístup. Anatomické popisy jednotlivých orgánů, a to jak vnější (makroskopické), tak vnitřní (mikroskopické čili histologic- ké), vycházejí často z podobného stavebního principu, který se s určitými obměnami opakuje a jehož pochopení výrazně usnadňuje vstřebání poměrně rozsáhlého souboru odborných pojmů. V textu skript se objevuje několik forem grafické úpravy písma, které se liší v požadavcích na hloubku znalostí pro účely zkoušky (ta bude upřesněna vyučujícím). Přeji všem studujícím co nejhladší průběh studia. Michal Živný Základy biologie člověka pro pedagogické obory 4 OBSAH 1 SOUSTAVA KREVNÍCH CÉV (systema cardiovasculare)....................................................... 6 1.1 Vymezení problematiky.............................................................................................................. 6 1.2 Krev............................................................................................................................................. 6 1.2.1 Úvod........................................................................................................................................................... 6 1.2.2 Krevní plazma............................................................................................................................................. 6 1.2.3 Červené krvinky.......................................................................................................................................... 6 1.2.4 Krevní destičky........................................................................................................................................... 7 1.2.5 Bílé krvinky................................................................................................................................................. 7 1.3 Srdce........................................................................................................................................... 8 1.3.1 Úvod........................................................................................................................................................... 8 1.3.2 Vnější stavba............................................................................................................................................... 8 1.3.3 Vnitřní stavba............................................................................................................................................. 8 1.4 Krevní cévy.................................................................................................................................. 9 1.4.1 Úvod........................................................................................................................................................... 9 1.4.2 Tepny.......................................................................................................................................................... 9 1.4.3 Žíly.............................................................................................................................................................. 9 1.4.4 Vlásečnice................................................................................................................................................... 9 1.5 Krevní oběh............................................................................................................................... 10 1.5.1 Malý krevní oběh...................................................................................................................................... 10 1.5.2 Velký krevní oběh..................................................................................................................................... 10 1.5.3 Fetální krevní oběh................................................................................................................................... 11 1.6 Fyziologie kardiovaskulárního systému..................................................................................... 11 2 MÍZNÍ SOUSTAVA (systema lymphaticum)...................................................................... 14 2.1 Vymezení problematiky............................................................................................................ 14 2.2 Míza.......................................................................................................................................... 14 2.3 Mízní cévy................................................................................................................................. 14 2.4 Mízní orgány............................................................................................................................. 15 2.4.1 Úvod......................................................................................................................................................... 15 2.4.2 Brzlík......................................................................................................................................................... 15 2.4.3 Slizniční mízní tkáň................................................................................................................................... 15 2.4.4 Mízní uzliny............................................................................................................................................... 16 2.4.5 Slezina...................................................................................................................................................... 16 2.5 Imunita..................................................................................................................................... 17 2.5.1 Úvod......................................................................................................................................................... 17 2.5.2 Antigeny................................................................................................................................................... 17 2.5.3 Nespecifická imunita................................................................................................................................ 19 2.5.4 Specifická imunita.................................................................................................................................... 20 2.5.5 Očkování................................................................................................................................................... 20 Základy biologie člověka pro pedagogické obory 4 3 NERVOVÁ SOUSTAVA (systema nervosum)..................................................................... 21 3.1 Vymezení problematiky............................................................................................................ 21 3.2 Mícha (medulla spinalis)........................................................................................................... 22 3.3 Mozkový kmen.......................................................................................................................... 22 3.3.1 Úvod......................................................................................................................................................... 22 3.3.2 Vnější stavba............................................................................................................................................. 22 3.3.3 Vnitřní stavba........................................................................................................................................... 22 3.4 Mozeček (cerebellum)............................................................................................................... 23 3.4.1 Úvod......................................................................................................................................................... 23 3.4.2 Vnější stavba............................................................................................................................................. 23 3.4.3 Vnitřní stavba........................................................................................................................................... 23 3.5 Mezimozek (diencephalon)....................................................................................................... 23 3.6 Koncový mozek (telencephalon)................................................................................................ 24 3.6.1 Úvod......................................................................................................................................................... 24 3.6.2 Vnější stavba............................................................................................................................................. 24 3.6.3 Vnitřní stavba........................................................................................................................................... 24 3.7 Periferní nervový systém........................................................................................................... 27 3.7.1 Úvod......................................................................................................................................................... 27 3.7.2 Míšní nervy............................................................................................................................................... 27 3.7.3 Hlavové nervy........................................................................................................................................... 27 3.7.4 Autonomní nervy...................................................................................................................................... 28 3.8 Fyziologie nervové soustavy...................................................................................................... 29 3.8.1 Úvod......................................................................................................................................................... 29 3.8.2 Stresory.................................................................................................................................................... 29 3.8.3 Stres.......................................................................................................................................................... 29 3.8.4 Stresová reakce........................................................................................................................................ 30 3.8.5 Reflex........................................................................................................................................................ 30 4 SMYSLOVÉ ORGÁNY (organa sensuum)........................................................................... 32 4.1 Vymezení problematiky............................................................................................................ 32 4.2 Čichové ústrojí.......................................................................................................................... 33 4.3 Chuťové ústrojí.......................................................................................................................... 33 4.4 Zrakové ústrojí.......................................................................................................................... 34 4.4.1 Úvod......................................................................................................................................................... 34 4.4.2 Vnější vrstva stěny oční koule.................................................................................................................. 34 4.4.3 Střední vrstva stěny oční koule................................................................................................................. 34 4.4.4 Vnitřní vrstva stěny oční koule................................................................................................................. 35 4.4.5 Výplň oční koule....................................................................................................................................... 35 4.4.6 Přídatné oční orgány................................................................................................................................ 36 4.5 Sluchové ústrojí......................................................................................................................... 36 4.5.1 Úvod......................................................................................................................................................... 36 4.5.2 Vnější ucho............................................................................................................................................... 37 4.5.3 Střední ucho............................................................................................................................................. 37 4.5.4 Vnitřní ucho.............................................................................................................................................. 37 Literatura......................................................................................................................... 39 Základy biologie člověka pro pedagogické obory 4 1 SOUSTAVA KREVNÍCH CÉV (systema cardiovasculare) 1.1 Vymezení problematiky Základní funkcí soustavy krevních cév (jinak také cévní soustavy či kardiovaskulárního systému) je funkce oběhová – zajišťuje cirkulaci krve a všeho, co krev obsahuje. Na ni návaznou, a tedy další zásadní funkcí je funkce transportní – cévní soustava (resp. krev, která je obsažena v cévách) zajišťuje distribuci velkého množství řady biologicky aktivních látek prakticky do celého těla, téměř ke všem buňkám. V rámci transportní funkce krve a cév je jedním z nejvýznamnějších procesů transport dý- chacích plynů, tedy přívod kyslíku do tkání a odvod oxidu uhličitého z tkání. Na to navazuje další vý- znamná funkce, a to vnitřní dýchání – výměna dýchacích plynů mezi krví a buňkami, tedy mechani- zmus fyziologicky spjatý s dýchací soustavou. Krev a cévy dále transportují vodu, minerální látky a živiny ze střev do jednotlivých tělesných buněk (tato funkce je vázána na fyziologii trávicí soustavy), naopak z buněk odvádějí zplodiny metabolizmu do vylučovacích orgánů (tato funkce je spjata s fyziologií soustavy vylučovací). Dalšími transportovanými substancemi jsou hormony a jiné biologic- ky aktivní látky. Krev a cévní soustava zajišťuje přesun hormonů z endokrinních žláz k cílovým tkáním. Protože krev proudící v cévách obsahuje buňky a další komponenty imunitního systému, je i imunita jednou z důležitých funkcí cévního systému. Ústředním orgánem soustavy krevních cév je srdce. Z něho vycházejí krevní cévy, které se hustě větví téměř v každé tkáni a orgánu těla. 1.2 Krev 1.2.1 Úvod Krev (latinsky sanguis, řecky haema) je tekutina proudící v uzavřeném cévním systému. Tvoří asi 8 % hmotnosti těla, u dospělého se tedy vyskytuje v množství asi 5–6 litrů. Nauka (lékařský obor) zkoumající krev se nazývá hematologie. Krev má červenou barvu s odstínem závisejícím na stupni oxidace (okysličení). Je složena ze dvou základních součástí, a to buněčné (krevní tělíska jako červené krvinky, bílé krvinky a krevní destičky) a mezibuněčné (krevní plazma). Podíl krevních tělísek (krevních buněk, krvinek) na objemu krve se označuje jako hematokrit. Jeho průměrná hodnota se liší podle pohlaví – u muže dosahuje hodnoty průměrně asi 44 % (40–50 %) u ženy asi 39 % (35–45 %). Vzhle- dem k tomu, že asi 99 % objemu krevních tělísek představují červené krvinky, můžeme hematokrit považovat i za hodnotu značící podíl červených krvinek na celkovém objemu krve. Hematokrit je dů- ležitá klinická hodnota vypovídající o zdravotním stavu. 1.2.2 Krevní plazma Krevní plazma je tekutá mezibuněčná složka krve. Zaujímá asi 55–60 % objemu krve. Je to bez- barvá či lehce nažloutlá tekutina. Její pH asi 7,4 (je tedy mírně zásaditější než voda). Asi 91 % objemu krevní plazmy tvoří voda, asi 1 % zaujímají minerální látky (sodné, draselné, vápenaté, chloridové a uhličitanové ionty) a asi 8 % tvoří organické látky (zejména sacharidy a bílkoviny řady typů). 1.2.3 Červené krvinky Červené krvinky čili erytrocyty jsou nejvíce zastoupené krevní buňky v krvi. V 1 μl (mm3) krve je jich asi 5 milionů, u mužů o něco více než u žen. Erytrocyty vznikají v červené kostní dřeni, žijí 3–4 měsíce a zanikají ve slezině. Mají tvar disků o průměru asi 7 μm (0,007 mm), patří tedy mezi nejmenší buňky v lidském těle. Jejich horní i dolní plocha je konkávní (jakoby promáčknutá). Erytrocyty jsou jediné buňky v těle, které neobsahují jádro. Jejich vnitřek je téměř výhradně vyplněn červeným krev- ním barvivem – hemoglobinem, které v plicích (plicních kapilárách) váže kyslík a distribuuje ho po celém těle. Zásadní funkcí erytrocytů je tedy přenášet kyslík a dodávat ho všem buňkám a tkáním. 6 Základy biologie člověka pro pedagogické obory 4 1.2.4 Krevní destičky Krevní destičky čili trombocyty rovněž nejsou klasické buňky, ale jde o drobné úlomky obrov- ských buněk z kostní dřeně (kde tedy trombocyty, podobně jako jiná krevní tělíska, vznikají). V 1 μl (mm3) krve je jich asi 200–300 tisíc. Obsahují ve svém nitru řadu látek důležitých pro zajištění srážení krve čili hemokoagulace. Funkcí trombocytů je tedy srážení krve – životně důležitý děj, který zajišťuje uchování dostatečného množství krve v organizmu při poranění krevních cév na povrchu těla i uvnitř. Srážení krve (hemokoagulace) je velmi složitý proces vyžadující spolupůsobení mnoha faktorů (především bílkovin v krevní plazmě a trombocytech, vápníku a dalších). Při poranění cévy dojde k rozpadu trombocytů, přičemž se z nich uvolní srážecí enzymy (bílkoviny). Ty zajistí přeměnu rozpustné krevní bílkoviny fibrinogenu (obsaženého v krevní plazmě) na nerozpustný vláknitý fibrin. Přeměna rozpustného fibrinogenu v nerozpustný fibrin je podstatou srážení. Fibrinová vlákna vytvoří v místě poranění cévy síť, do které se zachytávají krevní buňky. Tak vnikne v cévě zátka zabraňující úniku krve. Neschopnost krevní- ho srážení se označuje jako hemofilie. Jedinec je při ní vystaven riziku vykrvácení i z malého cévního traumatu. Hemofilie může být nedědičná nebo dědičná. Nejčastější příčinou dědičné hemofilie je mutace genu pro jednu ze srážecích bílkovin. Tělo tedy vyrábí defektní bílkovinu, která je neúčinná. Tento gen se nachází na chromozómu X, z čehož vyplývají určité genetické zvláštnosti. Ženy – nositelky tohoto genu hemofilií neonemocní, protože mají i druhý „zdravý“ chromozóm X. Muži však onemocní, protože defektní gen nemají čím kompenzovat (druhým pohlavním chromozómem u mužů je Y, jenž tento gen neobsahuje). Muž má ve svém genomu pouze jeden chromozóm X, je-li tedy postižený, choroba se projeví. 1.2.5 Bílé krvinky Bílé krvinky čili leukocyty jsou, na rozdíl od erytrocytů a trombocytů, plnohodnotné buňky (ob- sahují jádro). Je jich v krvi podstatně méně než červených krvinek, v 1 μl (mm3) krve je jich asi 5–10 tisíc (jejich počet je však velmi variabilní, závisí na zdravotním stavu jedince a dalších faktorech). Bílé krvinky vznikají v kostní dřeni. Hlavní funkcí bílých krvinek je zajištění obranyschopnosti organizmu čili imunity. Dělíme je do několika skupin, a to na granulocyty, lymfocyty a monocyty.  granulocyty: Tvoří přibližně 75 % ze všech leukocytů. Mají schopnost fagocytózy (pohlcování cizo- rodých částic, které potom neutralizují pomocí granul s různými chemickými látkami – odtud jejich pojmenování) a diapedézy (prostupnosti přes stěny cév). Granulocyty stojí na počátku imunitních reakcí (v první linii). Migrují z krevního řečiště skrz cévní stěnu k poškozenému místu v okolní tkáni, kam se dostal nějaký cizorodý element (např. infekce). Tato funkce se označuje jako diapedéza. Granulocyty jsou do postiženého místa ve tkáních chemicky přitahovány z krevního řečiště. Na místě infekce zahajují imunitní reakce s cílem ukončení infekce a reparace postižené tkáně. Obranná reakce charakterizovaná prosycením po- škozené tkáně granulocyty bojujícími s infekcí a zvýšeným množstvím tkáňových tekutin se označuje jako zánět.  lymfocyty: Tvoří asi 20 % ze všech leukocytů. Jejich počet (a podíl) v krvi se však mění, a to zejmé- na s ohledem na zdravotní stav. Mají složitější vývoj než jiné leukocyty, kromě počátečního vývoje v kostní dřeni přesídlují do tzv. mízních orgánů a tkání, kde procházejí zráním a aktivací nutnou pro zajištění imunity. Lymfocyty jsou nejdůležitějšími buňkami imunitního systému člověka. Roze- znáváme několik typů a mnoho podtypů. Nejdůležitější jsou T-lymfocyty a B-lymfocyty. o T-lymfocyty: Vznikají, podobně jako jiné krevní buňky, v kostní dřeni. Prodělávají však dozrává- ní v brzlíku (latinsky thymus – odtud T), kde jsou naprogramovány („vyškoleny“) k tomu, aby dovedly rozpoznat vlastní zdravé tělesné buňky od cizorodých nebo patologických (např. nádo- rových). Poté se přesouvají do mízních orgánů a tkání, kde realizují imunitní reakce. Funkcí T- lymfocytů je vyhledávat v těle cizorodé antigeny a vlastní pozměněné buňky (nádorové) a za- hajují proti nim imunitní reakci. o B-lymfocyty: Vznikají v kostní dřeni a rovněž tam dozrávají. Poté se přesouvají do mízních or- gánů a tkání, kde realizují imunitní reakce. Funkcí B-lymfocytů je produkce protilátek, které ničí cizorodé antigeny.  monocyty: Tvoří asi 5 % ze všech leukocytů. Jsou největšími bílými krvinkami. Mají schopnost fa- gocytózy – pohlcují a ničí komplexy antigen-protilátka, které vznikají během imunitních reakcí, a čistí tak krev od zničených patogenů. Monocyty se však hojně vyskytují i v různých tkáních, kde se ioznačují jako makrofágy (provádějí zde rovněž fagocytózu škodlivin). 7 Základy biologie člověka pro pedagogické obory 4 1.3 Srdce 1.3.1 Úvod Srdce (latinsky cor, 2. pád cordis, řecky kardia) je centrální orgán oběhové soustavy. Má funkci čerpadla krve (pohání její oběh v cévách). Srdce je uloženo v hrudní dutině v prostoru mezi plícemi, bránicí, hrudní kostí a páteří. Jednou třetinou se nachází v pravé polovině dutiny hrudní, dvěma třeti- nami v její levé polovině. Srdce vytváří mohutný otisk na levé plíci, která má z tohoto důvodu – na rozdíl od plíce pravé – pouze dva laloky. 1.3.2 Vnější stavba Velikostně je srdce přirovnáváno k objemu zaťaté pěsti daného člověka. Hmotnost srdce dosa- huje u mužů asi 300–350 g, u žen asi 250–300 g. Srdce má tvar nepravidelného kužele, na němž rozli- šujeme bázi a hrot. Hrot směřuje dolů, dopředu a doleva, báze směřuje nahoru, dozadu a doprava. Uvnitř je srdce rozděleno do 4 dutin – pravá a levá předsíň a pravá a levá komora. Rozdělení srdce na 4 dutiny je utvářeno průběhem dvou vnitřních přepážek. První je podélná přepážka, která rozděluje srdce na pravou a levou polovinu. Druhá je přepážka příčná oddělující od sebe předsíně a komory.  pravá předsíň: Do pravé předsíně ústí duté žíly přivádějící odkysličenou krev z velkého krevního oběhu (z celého těla). Horní dutá žíla vstupuje shora, dolní dutá žíla zespodu. Výstup z pravé před- síně se otevírá do pravé komory.  levá předsíň: Do levé předsíně ústí obvykle 4 plicní žíly přivádějící okysličenou krev z malého krev- ního oběhu (tedy z plic). Výstupem z levé předsíně je průchod, který vede do levé komory.  pravá komora: Má na průřezu poloměsíčitý tvar. Začíná otvorem spojujícím komoru s pravou předsíní a končí v otvoru vedoucím do plicního kmene.  levá komora: Má na průřezu oválný tvar a má silnější stěnu (svalovinu) než pravá komora (čerpá krev do velkého krevního oběhu, který je rozsáhlejší než malý krevní oběh). Začíná otvorem spoju- jícím komoru s levou předsíní a končí v otvoru vedoucím do aorty. 1.3.3 Vnitřní stavba  endokard: Vystýlá vnitřní plochy srdečních dutin. Je tvořen jednou vrstvou plochých epitelových buněk (tzv. endotelem, podobně jako výstelka cév). Součástí endotelu jsou chlopně. Chlopeň je „záklopka“ bránící zpětnému průtoku krve srdečními otvory. Jedná se o tenkou výchlipka endo- kardu směrem do srdečních dutin zpevněnou vrstvičkou vaziva. Existují dva typy chlopní: o předsíňokomorové chlopně: Jsou uloženy mezi předsíněmi a komorami. Brání zpětnému toku krve z komor do předsíní. Jsou složeny z cípů, označují se tedy i jako chlopně cípaté. Napravo je trojcípá chlopeň, nalevo je dvojcípá chlopeň. o komorotepenné chlopně: Jsou uloženy mezi komorami a velkými tepnami, které z nich vystu- pují). Brání zpětnému toku krve z tepen do komor. Jsou složeny na obou tepenných výstupech (plicního kmene i aorty) ze tří poloměsíčitých řas kapsovitého tvaru.  myokard: Jedná se o srdeční svalovinu (je tedy tvořen srdeční svalovou tkání). Představuje nejsil- nější vrstvu srdeční stěny. Myokard je dvojího typu – pracovní a převodní. o pracovní myokard: Zajišťuje kontrakce srdečních stěn a vypuzování krve. Je tedy hlavní funkční tkání srdce. Svalovina předsíní je tenčí a je tvořena dvěma vrstvami myokardu. Svalovina ko- mor je silnější a je tvořena třemi vrstvami myokardu. o převodní myokard: Je to speciální typ svaloviny, jejíž funkcí je vytvářet a převádět vzruchy pro kontrakce pracovního myokardu (nahrazuje tak nervy). Převodní myokard vytváří tzv. převodní 8 Základy biologie člověka pro pedagogické obory 4 systém srdeční. Je tvořen z několika uzlíků, svazků a vláken převodního myokardu, které pro- stupují hlavní (pracovní) myokard a řídí jeho aktivitu.  perikard: Perikard čili osrdečník je povrchový obal srdce. Je tvořený dvěma listy (vrstvami), vnitř- ním, který přímo pokrývá povrch srdce, a vnějším, který ležíc o něco dále od povrchu srdce. Mezi oběma listy je štěrbina vyplněná vazkou tekutinou, která snižuje tření srdce v perikardu během jeho pulzů (pohybů v hrudní dutině). 1.4 Krevní cévy 1.4.1 Úvod Krevní cévy jsou uzavřené trubice, kterými protéká krev. Cévy se bohatě větví téměř v každém orgánu těla. Hustota větvení je odrazem činnosti orgánů a potřeby kyslíku. Vnitřní vrstva cévní stěny je tvořena jednou vrstvou plochého epitelu, který se označuje jako endotel. Ve stěně cév se nachází proměnlivé množství vaziva a hladké svaloviny. Hladká svalová tkáň umožňuje vazokonstrikci (zužo- vání cév) a vazodilataci (rozšiřování cév). 1.4.2 Tepny Tepny čili arterie jsou cévy, které vedou krev ze srdce do periferie těla bez ohledu na to, zda okysličenou nebo odkysličenou. Jejich stěna je pevná a silná a při odkrvení zůstane zachován její kru- hový průřez. Pohyb krve v tepnách je poháněn vysokým tlakem, který dodává při kontrakcích myo- kard. Podle charakteru krevního zásobení dělíme tepny na terminální a kolaterální.  tepny terminální (konečné): Jedná se o tepny, které se na krevním zásobení určité tkáně či orgá- nu podílejí samy, nedochází tedy k prolínání jejich řečiště s jinou tepnou. Dojde-li k patologickému uzavření takové tepny, nastane úplné vyřazení krevního zásobení, může dojít k ischemii a násled- ně k nekróze tkání. K tomuto typu patří mj. i koronární tepny srdeční.  tepny kolaterální (souběžné): Jsou to tepny, jejichž vyživovací oblasti jsou zásobeny více než jed- nou tepnou. Dojde-li tedy k uzavření jedné tepny, je druhá tepna schopna více či méně kompen- zovat její funkci. Kolaterální tepenná řečiště se vyskytují např. na končetinách nebo ve střevech. 1.4.3 Žíly Žíly čili víny jsou cévy, které přivádějí krev z periferie do srdce, opět bez ohledu na to, jestli je okysličená nebo odkysličená. Stěna žil je slabá a při odkrvení splaskne. Tlak krve v žilách je malý, ale v blízkosti srdce může být i tlak záporný (podtlak). Pohyb krve je v žilách poháněn několika mecha- nizmy. Jednak je to právě podtlak, který nasává krev z žil do srdce, dále aktivní kontrakce svaloviny žilní stěny, kontrakce okolních svalů (vytlačují krev v žilách směrem k srdci) a pulzová vlna tepny pro- bíhající souběžně s žílou. Krev z dolní části těla, především z dolních končetin, je navíc nucena pohy- bovat se proti gravitaci a z tohoto důvodu mají některé žíly chlopně. 1.4.4 Vlásečnice Vlásečnice čili kapiláry jsou drobné a velmi tenké cévy, které propojují tepenné a žilní řečiště. Skrz jejich stěnu probíhá difúze dýchacích plynů a jiných biologicky aktivních látek mezi krví a tkáněmi (tzv. vnitřní dýchání). K tomu je přizpůsobena i jejich stavba. Stěnu kapilár tvoří pouze jedna vrstva plochých buněk, tzv. endotel. Krevní kapiláry vytvářejí velmi husté sítě téměř ve všech tkáních. Celko- vá délka krevních kapilár v lidském těle se odhaduje na stovky tisíc kilometrů, jejich celková aktivní vnitřní plocha až na 1000 m2 a celkový průřez až na 5000 m2. Krev se průtokem v kapilárním řečišti značně zpomaluje, protože součet průměrů všech kapilár větvících se z dané tepny je podstatně větší než průměr této tepny. Tím může dojít k efektivnější difúzi látek. Kapiláry se poté sbírají do žil. 9 Základy biologie člověka pro pedagogické obory 4 1.5 Krevní oběh 1.5.1 Malý krevní oběh Malý krevní oběh zajišťuje okysličování odkysličené krve v plicích, tedy krve, která se vrátila z velkého krevního oběhu zpět do srdce. Prvním úsekem malého krevního oběhu je velká silná tepna označovaná jako plicní kmen. Ten vychází z pravé komory srdeční a pod aortálním obloukem se roz- dvojuje (v úhlu téměř 180°) na pravou a levou plicní tepnu. Obě tepny pokračují do příslušné plíce, kde se mnohonásobně větví až do kapilár, které hustě obklopují plicní sklípky. V plicních sklípcích se krev okysličí. Okysličená krev se poté vrací zpět do srdce (do levé předsíně), a to přes 4 plicní žíly (2 na každé straně). 1.5.2 Velký krevní oběh Velký krevní oběh zajišťuje distribuci okysličené krve do celého těla, okysličování tkání a sběr odkysličené krve a její přívod zpět do srdce. Začíná v levé srdeční komoře srdečnicí (aorta) a končí v pravé srdeční předsíni horní dutou žilou, dolní dutou žilou a několika srdečními žílami. Je tedy roz- sáhlejší a složitější než malý krevní oběh. Můžeme ho tedy rozdělit na 3 funkčně odlišné části – distri- buční, difúzní a sběrnou.  distribuční část: Je tvořena tepnami. Všechny tepny ve velkém krevním oběhu jsou větvemi jediné hlavní tepny, aorty. Tepenný systém je tedy jednotný – veškerá okysličená krev je do těla rozvá- děna jedinou tepnou, kterou je právě aorta. Aorta se dělí na několik úseků. o vzestupná aorta: Jedná se o krátký úsek, z jehož počáteční části odstupují tzv. věnčité čili koro- nární tepny (zásobují krví samotný myokard). o aortální oblouk: Aorta se zde otáčí nahoru obráceným obloukem směrem dolů a odstupují od- tud tepny zásobující zejména hlavu, krk a horní končetinu. o sestupná aorta: Je to nejdelší část a prochází hrudní a břišní dutinou. Dělí se proto na hrudní a břišní část (hranicí mezi oběma částmi je průchod aorty bránicí). Obě části se bohatě větví na řadu tepen, které zásobují hrudní a břišní dutinu. o rozdvojení aorty: V bederní oblasti se aorta nakonec rozdvojuje na pravou a levou kyčelní tep- nu, které zásobují krví oblast pánve a dolní končetinu.  difúzní část: Je tvořena kapilárami (resp. jejich velmi bohatými a větvenými sítěmi), u nichž probí- há mechanizmem difúze výměna látek a dýchacích plynů mezí krví a tkáněmi (tzv. vnitřní dýchání). Ksylík je tedy předávám do tkání (k buňkám), oxid uhličitý proniká naopak do krve. Funguje zde tedy opak toho, co se děje v plicních sklípcích (a v kapilárách malého krevního oběhu).  sběrná část: Je tvořena žílami, které sbírají odkysličenou krev z těla a odvádějí ji zpět do srdce. Na rozdíl od tepenného systému není žilní systém jednotný (neexistuje jedna žíla, které by odváděla odkysličenou krev z celého těla), ale rozdělený na více halvních žil (tedy odkysličená krev se do srdce vrací více žílami). Těmi jsou: o horní dutá žíla: Odvádí odkysličenou krev z oblasti hlavy, krku a z horních končetin. Ústí do pravé srdeční předsíně. o dolní dutá žíla: Odvádí odkysličenou krev z hrudní dutiny a z břišní dutiny a také z dolní konče- tiny. Ústí do pravé srdeční předsíně. o srdeční žíly: Jedná se o několik větších i menších žil, které sbírají odkysličenou krev ze samot- ného myokardu a rovněž samostatně ústí do srdečních dutin (nejsou tedy napojeny na duté ží- ly). Největší z nich je tzv. žilní splav, který leží na zadní ploše srdce, odvádí odkysličenou krev asi z 60 % myokardu a ústí do pravé předsíně. 10 Základy biologie člověka pro pedagogické obory 4 1.5.3 Fetální krevní oběh Krevní oběh plodu se významně odlišuje od postnatálního krevního oběhu. Je to dáno odlišným způsobem okysličování krve. K němu dochází u plodu nikoliv v plicích, ale v placentě. Plíce plodu jsou nefunkční, kolabované a průtok krve jimi je minimální, proto v nich nemůže docházet k okysličování krve. Fetální krevní oběh tedy není rozdělen na malý a velký a krev obchází malý krevní oběh několika spojkami (zkratkami) mezi malým a velkým krevním oběhem (jedna spojka je mezi plicním kmenem a aortou, druhá mezi pravou a elvou srdeční předsíní). Krevní oběh plodu sestává z pupeční tepny a pupeční žíly. Obě tyto cévy procházejí skrz pupeční jamku do pupečního provazce, kterým pokračují do placenty. V placentě jsou pupeční tepny a žíly propojeny placentární kapilární sítí.  pupeční tepna: Jedná se o párovou tepnu. Odvádí odkysličenou krev z těla plodu. Prochází skrz pupeční otvor do pupečního provazce a dále do placenty. Spirálovitě obtáčí stejnojmennou žílu.  placentární kapilární síť: Pupeční tepna se v placentě bohatě větví na kapilární síť, v níž dochází jednak k okysličení krve a k načerpání živin a dalších důležitých látek z krve matky do krve plodu, jednak k vyloučení látek odpadních z krve plodu do krve matky. K těmto procesům dochází difúzí skrz kapilární stěny v kapilárách placenty, krev plodu tedy nepřijde do přímého otevřeného kon- taktu s krví matky. Placenta je tedy zároveň jak dýchycím, tak vylučovacím orgánem plodu. Placenta je dočasný orgán uložený v děloze po dobu gravidity. Jde o dýchací a vylučovací orgán plodu. Má tvar disku, její průměr je asi 20 cm, tloušťka asi 2–3 cm a hmotnost asi 500 g. Na stavbě placenty se podílejí jak tkáně matky, tak tkáně plodu. Mateřská část má tvar diskovité ploténky vzniklé přeměnou části vaziva děložní sliznice. Plodová část je diskovitá ploténka tvořená tkáněmi plodu. Mateřská i plodová ploténka se spojují pouze na okraji, uvnitř je mezi nimi téměř celo- plošně štěrbinovitý prostor, do něhož vrůstají větvící se klky, které odstupují z plodové ploténky. Klky jsou vyplněny va- zivem s krevními kapilárami vznikajícími větvením pupečních tepen (jde tedy o obdobu kapilár obklopujících plicní sklíp- ky). Do prostoru mezi klky se otevírají mateřské tepny, z nichž se sem vylévá okysličená krev (její objem je asi 150 ml, za minutu tudy proteče asi 0,5 l krve). Kyslík a živiny z mateřské krve omývají jednotlivé klky a vstřebávají se do jeho kapilár (a potom proudí do těla plodu pupeční žilou). Opačným směrem putují odpadní látky z krve plodu do mateřské krve. Odkysličená krev se z prostoru mezi klky vlévá do otevřených mateřských žil. V placentě tedy existuje otevřený krevní oběh (vylévá se zde ale pouze mateřská krev, zatímco krev plodu zůstává v uzavřených kapilárách).  pupeční žíla: Je to nepárová žíla, která přivádí okysličenou a živinami obohacenou krev z placenty skrz pupeční provazec a pupečním otvorem do těla plodu. V něm se jednak větví v játrech (ode- vzdává jim živiny), jednak pokračuje do dolní duté žíly a dále do krevního oběhu plodu. 1.6 Fyziologie kardiovaskulárního systému Primární funkcí kardiovaskulárního systému je zajištění cirkulace krve v těle, tedy zabezpečení plynulé distribuce dýchacích plynů, živin a dalších důležitých látek po celém těle. Ústřední orgán to- hoto systému – srdce – dodává krvi kontrakcemi myokardu kinetickou energii. Myokard disponuje tzv. automacií – schopností vytvářet vlastní impulzy. Srdeční svalovina (na rozdíl od kosterní svalovi- ny) tedy dokáže fungovat po určitou dobu např. i vyjmutí tepajícího srdce z těla. Centrem srdeční automacie je převodní systém srdeční (jde o uzlíky a vlákna myokardu se speciálními svalovými buň- kami). Nervy pouze řídí rychlost srdeční akce, nikoliv srdeční akci samotnou. Srdce pracuje periodicky (v cyklu) a tato funkce se označuje jako srdeční revoluce. Během jednoho cyklu se v myokardu střídají dva protichůdné procesy – systola (kontrakce myokardu) a diastola (relaxace myokardu). Můžeme rozlišit několik periodicky se střídajících fází srdeční revoluce (jde však o zjednodušené schéma): 1. fáze: Během této fáze probíhá systola předsíní a diastola komor. Krev je vypuzována z předsíní do komor, předsíňokomorové chlopně jsou tedy otevřené, zatímco poloměsíčité chlopně jsou uzavřené. 2. fáze: Během této fáze probíhá diastola předsíní a systola komor. Krev je vypuzována z komor do tepen (napravo do plicního kmene, nalevo do aorty). Předsíňokomorové chlopně jsou uzavřené, za- tímco poloměsíčité chlopně jsou otevřené. 3. fáze: V této fázi probíhá diastola (tedy klidové stádium) síní i komor. 11 Základy biologie člověka pro pedagogické obory 4 Aktivitu srdce lze numericky vyjádřit řadou běžně klinicky zjišťovaných veličin, které mají zásadní vý- znam pro monitoring zdravotního stavu člověka. K nejvýznamnějším patří:  tepová frekvence: Je to počet period srdeční revoluce (tepů, pulzů) za minutu. V klidovém stavu dosahuje hodnoty 60–80 tepů za minutu (u mužů je v průměru o něco nižší než u žen, u novoro- zence je 120–160). Srdeční frekvence se zvyšuje při fyzické i psychické zátěži a u některých cho- rob, snižuje se ve spánku. Nižší tepovou frekvenci mají i fyzicky trénovaní lidé. Snížení tepové frekvence se označuje jako bradykardie, zvýšení tepové frekvence se nazývá tachykardie (oba jevy mohou být fyziologické i patologické).  tepový objem: Je to množství krve vypuzené jednou komorou do příslušné tepny během jedné systoly. Jeho hodnota je asi 70 ml. Po kontrakci zůstává v komoře ještě asi 50 ml krve (rezerva), takže během jednoho stahu se do krevního oběhu nevypudí všechna krev. Množství krve protéka- jící malým i velkým krevním objemem je stejné, pravá komora tedy vypudí při jedné kontrakce asi 70 ml krve do plicního kmene a levá komora stejné množství do aorty. Protože levá komora pohá- ní krev do velkého krevního oběhu, musí mít na rozdíl od pravé komory (dodávající krev pouze do malého krevního oběhu) větší sílu a stěna levé komory je tedy silnější než stěna pravé komory.  minutový srdeční výdej: Je to množství krve, které srdce přečerpá do velkého krevního oběhu za 1 minutu. Spočítáme ho snadno vynásobením tepové frekvence a (jednotkového) tepového obje- mu. Jeho hodnota je tedy v klidu asi 5–6 l (levá komora za 1 minutu přečerpá do velkého krevního oběhu prakticky všechnu krev, totéž platí i pro pravou komoru). Pro jednotlivé orgány a tkáně jsou důležité specifické údaje o minutovém průtoku (tzv. perfúzi) krve těmito orgány, jed- nak co se týká celkového množství krve (tato hodnota závisí ma velikosti orgánu), jednak objemu protékající krve přepo- čítaného na 100 g tkáně daného orgánu (tato hodnota závisí na metabolické aktivitě daného orgánu, a tedy i na jeho požadavcích na spotřebu kyslíku a krve). o mozek: Mozkem proteče asi 15–20 % srdečního výdeje (jedná se tedy o 750–1000 ml krve/min a asi 55–70 ml kr- ve/min na 100 g tkáně). o ledviny: Ledvinami proteče asi 25 % minutového srdečního výdeje (jedná se tedy asi o 1250 ml krve/min a asi 400 ml krve/min na 100 g tkáně). o srdce: Přestože srdcem protéká veškerá krev v těle, pro okysličování myokardu nemá krev v srdečních dutinách žádný význam. K okysličování myokardu slouží věnčité (koronární) tepny. Samotným myokardem (koronárními tepnami) proteče asi 5 % srdečního výdeje (tedy asi 250 ml krve/min a asi 100 ml/min na 100 g tkáně), avšak toto číslo se při námaze, a tedy i zvýšené srdeční frekvenci několikanásobně zvyšuje.  krevní tlak: Je to tlak, kterým působí krev na stěny cév. Hodnotu tlaku ovlivňuje síla srdeční kon- trakce. V částech těla uložených níže než srdce, především v dolních končetinách, je však krevní tlak ovlivněn v důsledku gravitace i hydrostatickým tlakem krevního sloupce. Popisují se dva zá- kladní typy srdečního tlaku – systolický a diastolický. Systematickou fyzikální jednotkou pro měření tlaku je pascal (Pa), resp. kilopascal (kPa). Tato jednotka se využívá rovněž pro měření krevního tlaku. Pro měření tlaku krve se však tradičně používá jednoitka jiná, a to tzv. torr, resp. mm Hg (mi- limetry rtuťového sloupce). 1 torr je tlak, který vyžene sloupec rtuti do výšky 1 mm. Přepočet kilopascalů na torry je ná- sledující: 1 kPa ~ 7,5 torrů. o systolický tlak: Je to tlak, kterému jsou vystaveny stěny tepen při systole (kontrakci) komor. Je- ho hodnota je při výstupu aorty z levé komory asi 120–140 torrů, na pažní tepně (kde se nej- častěji měří) dosahuje asi 120 torrů. Směrem k periferii se systolický tlak postupně snižuje. Na počátku kapilárního řečiště je jeho hodnota asi 30–35 torrů, na konci kapilárního řečiště asi 15–20 torrů. Na počátku žilního systému dosahuje asi 10–15 torrů, ve větších žilách asi 5 torrů a ve velkých žílách v blízkosti srdce může dosáhnout nulové či záporné hodnoty (podtlaku – ten přispívá k nasávání krve do síní). Počáteční úseky tepen jsou tedy vysokému tlaku zatíženy nej- více z celého krevního oběhu, proto je jejich stěna tvořena velmi pevným a elastickým vazivem. V žilách je naopak tlak velmi malý, proto je žilní stěna chabá, nedává krvi odpor a krev se v nich může městnat (především v žilách dolních končetin, kde je krev nejvíce vystavena vlivu gravita- ce – důsledkem jsou otoky nohou při déletrvajícím stání). Kompenzací jsou právě žilní chlopně, které nedovolí opačné proudění krve v žilách po směru působení gravitace. 12 Základy biologie člověka pro pedagogické obory 4 o diastolický tlak: Je to tlak, kterému jsou vystaveny stěny cév při diastole (relaxaci) komor. V te- penném řečišti dosahuje hodnot asi 70–80 torrů. Do kapilárního a žilního řečiště již nedosahují srdeční pulzy v plné intenzitě, takže systolický a diastolický tlak se zde svými hodnotami vyrov- návají. Normální krevní tlak měřený na pažní tepně je tedy asi 120/80 torrů. S věkem se normální hodno- ta může mírně zvyšovat, u novorozence je asi 60/40. Tlak nad 140/95 torrů (důležitý je především systolický tlak) se označuje jako hypertenze (vysoký krevní tlak), zatímco tlak pod 105/65 se izna- čuje jako hypotenze (nízký krevní tlak). Oba výkyvy způsobují zdravotní komplikace, přičemž ne- bezpečnější je vysoký krevní tlak. V malém krevním oběhu je tlak mnohem nižší (krev je tu trans- portována pouze na malou vzdálenost), v plicním kmeni je asi 25/10 torrů. 13 Základy biologie člověka pro pedagogické obory 4 2 MÍZNÍ SOUSTAVA (systema lymphaticum) 2.1 Vymezení problematiky Funkcí mízního (lymfatického) systému je jednak transport mízy, tedy přesun přebytku tkáňo- vého moku (filtrované krevní plazmy a tekutiny produkované spolu s metabolity jednotlivými buňka- mi) z tkání zpět do krve, jednak imunita – diferenciace, zrání a aktivace lymfocytů, tedy buněk za imunitu zodpovědných. Mízní soustava netvoří ucelený orgánový systém. Je tvořena mízními cévami (napojenými na krevní cévy) a mízními orgány (primárními a sekundárními). 2.2 Míza Míza čili lymfa je tekutina, která proudí v samostatném mízním cévním systému. U dospělého člověka se vyskytuje v množství asi 1 litru. Je to tekutina nažloutlé barvy tvořená především vodou, v níž se nacházejí minerální a organické látky (je chudá na proteiny, zato bohatá na tuky, které se do ní vstřebávají v trávicím traktu). Z buněk se v míze vyskytují zejména lymfocyty (jsou pojmenovány právě podle výskytu v míze), a to v podstatně větší koncentraci než v krvi. Základem pro vznik mízy je tkáňový mok. Jde o tekutinu, která volně obklopuje většinu buněk v těle (neproudí tedy v cévním systému). U dospělého člověka se vyskytuje v množství asi 8–10 litrů. Základním zdrojem pro tvorbu tkáňového moku je krevní plazma, která vlivem krevního tlaku prosakuje z krevních kapilár do tkání (mezi buňky). Do této tekutiny se vylučují produkty látkové výměny buněk. Míza je přebytek tkáňo- vého moku, který je nasáván do mízních kapilár. 2.3 Mízní cévy Mízní čili lymfatické cévy tvoří transportní část mízní soustavy. Jejich funkcí je transport mízy z tkání do krve. Začínají slepě jako mízní kapiláry ve většině tkání, v nichž nasávají přebytky tkáňové- ho moku, a končí jako hlavní tělesné mízovody, které ústí do velkých žil v oblasti krku. V těle tedy probíhá neustálá cirkulace tekutin ve směru krev – tkáňový mok – míza – krev. Pokud dojde k poruše koloběhu tekutin a odvodu tkáňového moku z tkání (např. vlivem infekce, vysokého krevního tlaku či poruchy lymfatických cév), dochází k jeho hromadění ve tkáních a vznikají otoky čili edémy.  mízní kapiláry: Jedná se o počáteční úseky mízních cév. Ty slepě začínají ve tkáních, jejich stěna je, podobně jako u krevních kapilár, tvořena pouze jednou vrstvou endotelových buněk, mezi nimi jsou však mezery. Uvnitř mízních kapilár je podtlak, vlivem kterého nasávají mízní kapiláry tkáňový mok z tkání a odvádějí ho do postupně se stékajících mízních cév.  sběrné mízní cévy: Vznikají postupným soutokem lymfatických kapilár. Jejich stěna je již silnější, a kromě endotelové výstelky obsahuje i vazivo a hladkou svalovinu.  mízní kmeny: Jedná se o silnější mízní cévy, které vznikají soutokem menších mízních cév z určité sběrné oblasti těla.  mízovody: Jedná se o hlavní mízní cévy v těle, které ústí do krevních žil v oblasti krku. U člověka jsou vyvinuty obvykle dva mízovody (hrudní mízovod a pravostranný mízovod), jejichž sběrné ob- lasti jsou značně asymetrického rozsahu. o hrudní mízovod: Sbírá mízu z dolní poloviny těla (z dolních končetin, pánve a břicha) a z levé části horní poloviny těla (z levé poloviny hlavy, krku, hrudníku a levé horní končetiny). Ústí do krčních žil (nalevo). o pravostranný mízovod: Sbírá mízu z pravé části horní poloviny těla (z pravé poloviny hlavy, kr- ku, hrudníku a pravé horní končetiny). Ústí do krčních žil (napravo). 14 Základy biologie člověka pro pedagogické obory 4 2.4 Mízní orgány 2.4.1 Úvod Mízní orgány jsou představovány skupinami buněk, specifických tkání a specifických orgánů, které jsou rozmístěny na různých místech těla. Jsou buď samostatnými orgány, nebo se jedná o sou- části tkání jiných orgánů. Netvoří tedy ucelený orgánový systém. Mízní orgány představují imunitní část mízní soustavy. Jejich funkcí je zejména diferenciace, zrání a aktivace lymfocytů, které jsou jed- ním z několika typů bílých krvinek a nejdůležitějšími buňkami zodpovědnými za imunitu. Nejvýznamnějším orgánem (resp. tkání) zodpovědným za počáteční vývoj lymfocytů (a také za celý vývoj všech ostatních krevních buněk) je červená kostní dřeň. Jedná se o tkáň uvnitř kostí tvoře- nou specifickým typem vaziva a krevními vlásečnicemi, v níž se z původně jediného typu kmenové krvetvorné buňky vyvinou všechny typy krevních buněk (červené krvinky, bílé krvinky a krevní destič- ky). Lymfocyty se zde vyvinou až do fáze nezralých stádií budoucích T- a B-lymfocytů. Ty se po počá- teční fázi vývoje v kostní dřeni přesouvají do mízních orgánů. Ty dělíme na primární a sekundární:  primární mízní orgány: Jsou to orgány, v nichž se nezralé lymfocyty z kostní dřeně diferencují a zrají na T- a B-lymfocyty a získávají tzv. imunokompetenci – schopnost rozpoznat a odlišit cizí anti- geny (patogeny) od vlastních tělesných antigenů, tedy zásadní funkci nutnou pro správné fungo- vání imunitního systému. Po ukončení vývoje v primárních lymfatických orgánech jsou nicméně T- i B-lymfocyty tzv. imunitně naivní (nemají ještě přímou „zkušenost“ s cizorodým antigenem, obec- ně ho však jsou schopny rozeznat). K primárním mízním orgánům patří brzlík, v němž se diferen- cují a zrají T-lymfocyty, a červená kostní dřeň, ve které se diferencují a zrají B-lymfocyty. Červená kostní dřeň je tedy u člověka jak krvetvorným, tak primárním lymfatickým orgánem.  sekundární mízní orgány: Jsou to orgány, ve kterých dochází k aktivaci („programování“) doposud naivních imunokompetentních lymfocytů, které se do nich přesunuly z primárních lymfatických orgánů. Aktivace probíhá formou přímého setkání lymfocytů s cizím antigenem (patogenem), kte- rý proniknul do těla kožní, slizniční či jinou cestou. Aktivované lymfocyty získávají schopnost vůči cizímu antigenu (patogenu) specificky zasáhnout a eliminovat ho. Významnou součástí sekundár- ních lymfatických orgánů je tzv. mízní tkáň. Její základ tvoří specifický typ vaziva, které je prostou- peno lymfocyty. Mízní tkáň je obvykle organizovaná do podoby tzv. mízních uzlíků čili folikulů. K sekundárním mízním orgánům patří slizniční mízní tkáň, mízní uzliny a slezina. 2.4.2 Brzlík Brzlík je uložený za hrudní kostí nad srdcem mezi horní polovinou pravé a levé plíce. Je vyvinut zvláště u dětí, v průběhu dospívání podléhá postupnému zániku a mění se na pruh tukového vaziva, nicméně částečně přetrvává i v dospělosti (dokonce i ve stáří). Brzlík je složen ze dvou nestejně vel- kých laloků. Hlavní funkcí brzlíku je diferenciace a zrání nezralých lymfocytů, jež přicestovaly z kostní dřeně, v imunokompetentní, zprvu ale ještě naivní T-lymfocyty (označení „T“ je odvozeno od počá- tečního písmene latinského názvu brzlíku – „thymus“). T-lymfocyty jsou zodpovědné za tzv. buněčnou imunitu a zajišťují rozeznávání vlastních tělesných antigenů od cizorodých (patogenů). 2.4.3 Slizniční mízní tkáň Slizniční mízní tkáň je nahromadění mízní tkáně ve sliznicích zejména trávicího traktu, dýcha- cích cest, močových cest a některých dalších systémů. Pro svou polohu blízko povrchu sliznic, těsně pod vrstvami epitelových buněk, se může tato tkáň snadno setkat s patogeny přicházejícími do těla a imunitním působením zabránit jejich šíření dále do hlubších tkání. Imunitní funkce této tkáně je tedy zcela klíčová už z toho důvodu, že sliznice vnitřních orgánů jako celek pokrývají v těle plochu desítek až stovek m2 a přicházejí tak do nejrozsáhlejšího kontaktu s potenciálními patogeny ze všech těles- ných systémů. Speciálními typy mukózní lymfatické tkáně jsou střevní lymfatická tkáň a mandle. 15 Základy biologie člověka pro pedagogické obory 4  střevní mízní tkáň: Jedná se o mízní tkáň nacházející se v tenkém (ale i tlustém) střevě. Ve střevní sliznici je soustředěna značná část mízní tkáně a lymfocytů našeho těla. Lymfocyty střevní sliznice hrají důležitou roli v imunitě vůči patogenům, které vnikají spolu s potravou do trávicího traktu téměř neustále a ve velkém množství, a rovněž ve vytváření imunitní tolerance vůči běžným ne- škodným potravinovým antigenům. Výrazně je slizniční mízní tkáň zastoupena v červovitém výběžku (appendix vermiformis) slepého střeva. Ten je sice u člověka orgánem rudimentárním, ale vzhledem k množství obsažené mízní tkáně je možné, že hraje důležitou imunitní roli (uvažuje se o jeho funkci jako rezervoáru střevní mikroflóry) a někdy bývá proto označován i jako břišní mandle. To je rovněž důvodem jeho relativně častého zanícení (apendicitidy).  mandle: Mandle jsou kumulace slizniční mízní tkáně uložené u kořene jazyka, v hltanové úžině a v nosohltanu. Jsou kryty sliznicí, jejíž povrchový epitel je mírně rozvlákněný a infiltrovaný lymfocy- ty. Sliznice se vchlipuje v malé jamky, tzv. krypty. Pod sliznicí mandlí se nachází nahromadělá mízní tkáň. Mandle se nacházejí ve vstupních částech trávicích a dýchacích cest (tedy hlavních infekč- ních bran organizmu), kde slouží jako první linie obrany proti průniku patogenů do hlubších tkání. Popisujeme následující mandle: o patrová (krční) mandle: Je to párová mandle uložená po stranách hltanové úžiny. o jazyková mandle: Je to nepárová mandle, která pokrývá zadní třetinu jazyka. o hltanová (nosní) mandle: Je to nepárová mandle uložená pod sliznicí nosohltanu. o tubární mandle: Je to nahromadění mízní tkáně na začátku sluchové (Eustachov) trubice. 2.4.4 Mízní uzliny Mízní uzlina je drobný orgán o velikosti asi od 1 do 20 mm. Má ledvinovitý tvar. Ústí do ní ně- kolik přívodných mízních cév a vystupuje jedna vývodná mízní céva, která poté obvykle vstupuje do další uzliny. V lidském těle je několik stovek mízních uzlin. Největší koncentraci najdeme na krku, v podpaží a v tříselné krajině. Na povrchu mízní uzliny je vazivové pouzdro, uvnitř se nachází složitě organizovaná mízní tkáň. Přívodnými mízními kapilárami přitékají do uzliny patogeny z infikovaných tkání nasáté spolu s tkáňovým mokem. Patogeny poté aktivují naivní T-lymfocyty, ty aktivují naivní B- lymfocyty a ty se mění jednak na tzv. plazmatické buňky, které produkují protilátky bojující proti pa- togenům, jednak na tzv. paměťové buňky, které si „pamatují“ patogeny, s nimiž již bojovaly a které urgentně reagují na opakovaný průnik těchže patogenů do organizmu. 2.4.5 Slezina Slezina je největším (sekundárním) mízním orgánem. Je to nepárový orgán uložený v horní čás- ti břišní dutiny, v levé brániční klenbě vlevo za žaludkem. Má protáhle polooválný tvar. Je dlouhá asi 10–12 cm, široká asi 6 cm, tloušťka je asi 3–4 cm. Hmotnost kolísá nejčastěji mezi 100–200 g. Slezina je fialově červené barvy, na povrchu je lesklá a má křehkou konzistenci. Vnitřní stavba sleziny je do jisté míry podobná struktuře mízních uzlin. Na povrchu se nachází vazivové pouzdro, vnizřek vyplňuje tzv. slezinná dřeň, která je dvojího typu, červená a bílá. Červená dřeň výrazně objemově převažuje a obsahuje obrovské množství červených krvinek, které jí dodávají barvu. Je to místo destrukce a od- straňování opotřebovaných červených krvinek. Bílá dřeň vytváří ostrůvky uvnitř červené dřeně a je tvořena mízní tkání. Její funkcí je aktivace T-lymfocytů i B-lymfocytů (podobně jako v mízních uzli- nách) a s tím související imunitní funkce. Ve fetální období prenatálního vývoje má slezina i funkci krvetvornou (spolu s játry). Někdy se uvádí, že slezina slouží i jako zásobárna krve, a to pro případ jejího úbytku nebo zvýšené potřeby kyslíku, která je v případě nutnosti vypuzena do krevního oběhu kontrakcemi hladké svaloviny ve vazivovém pouzdře. Zatímco však u někte- rých savců je tato funkce významná, u člověka je neefektivní a spíše okrajová. Slezina člověka může poskytnout rezervu pouze asi 100 ml krve, která má však na druhé straně vyšší koncentraci červených krvinek než krev v krevním oběhu. 16 Základy biologie člověka pro pedagogické obory 4 2.5 Imunita 2.5.1 Úvod Imunita (z latinského immunitas = osvobození) je obranyschopnost organizmu vůči cizím (škod- livým, patogenním) organizmům a dalším škodlivým vlivům. Jedná se o jeden z nejdůležitějších život- ních procesů živých organizmů, který umožňuje jejich přežití v prostředí, kdy se je neustále snaží na- padnout jiné organizmy a snížit jejich životaschopnost. Imunitní procesy probíhají nejčastěji právě ve spojitosti s mízními tkáněmi a orgány, proto můžeme imunitu považovat za projev fyziologie mízní soustavy. Hlavními imunitními buňkami u člověka jsou lymfocyty uložené v mízních tkáních a orgá- nech, podílejí se však na ní i ostatní bílé krvinky. 2.5.2 Antigeny Jedním z ústředních pojmů souvisejících s imunitou je antigen. Je to látka (struktura), kterou rozpoznávají buňky imunitního systému a která vyvolává reakci imunitního systému. Z chemického hlediska to jsou specifické typy bílkovin, které mohou být buď cizího původu (z jiného jedince, z mikroorganizmů, z parazitů atd.) nebo se vyskytují na povrchu většiny vlastních tělesných buněk (jsou zakomponovány do jejich povrchové membrány) nebo v tělesných tekutinách. Podle původu (náležitosti k vlastnímu tělu) dělíme antigeny na endogenní a exogenní.  endogenní antigeny: Jde o antigeny, které se nacházejí ve tkáních vlastního těla. Jsou to komplexy mnoha typů specifických bílkovin zakomponované do buněčné membrány téměř všech buněk. Až na výjimky je jejich sestava na povrchu buněk konkrétního člověka jedinečná (neopakovatelná), což organizmu zajišťuje imunologickou jedinečnost (a odlišnost od jiných jedinců daného druhu). Tyto sestavy tedy mají funkci jakéhosi osobního identifikátoru („čárového kódu“). „Čtečkou“ toho- to kódu jsou T-lymfocyty, které na základě identifikace antigenů vyskytujících se uvnitř těla rozho- dují, zda do něho patří (vznikly jako výsledek jeho vlastního genetického kódu) nebo zda jde o ci- zorodé a potenciálně nebezpečné elementy, které do těla pronikly zvnějšku a proti nimž je potře- ba se bránit (pro tuto funkci naprogramovány či „vycvičeny“ během svého vývoje v brzlíku). Nejdůležitějším komplexem bílkovin na povrchu buněk zajišťujících naši imunologickou jedinečnost je tzv. hlavní histo- kompatibilní komplex (zkratka MHC – z angličtiny: major histocompatibility complex). Náš genom obsahuje několik de- sítek genů, které tyto bílkoviny kódují. Každý z těchto genů má více variant (alel), v některých případech i stovky (dnes je známo již více než 1500 alel). Protože naše tělesné buňky jsou diploidní (mají dvě sady chromozomů, a tedy dvě alely od každého genu), obsahují od každého z uvedených genů dvě varianty (alely), jednu zděděnou od otce a druhou od matky. Ty jsou, až na výjimky, vždy odlišné (má-li gen stovky alel, je ze statistického hlediska téměř vyloučené, aby se v jenom genomu sešly dvě stejné alely). Přítomnost několika desítek genů pro bílkoviny MHC a stovky možných variant od někte- rých z nich tak vede k existenci obrovského množství možných kombinací bílkovin MHC na povrchu našich buněk, které jsou tak pro každého člověka jedinečné a prakticky neopakovatelné (jsou jeho „čárovým kódem“). Výjimkou jsou pouze jednovaječná dvojčata, která vznikla ze stejné zygoty, a mají tedy identické kombinace alel všech genů. Správně fungující imunitní systém vyhodnocuje tyto antigeny jako tělu vlastní a přehlíží je (neza- hajuje vůči nim imunitní reakci, tím pádem vlastně ani nejde o antigeny). Tento princip se označu- je jako autotolerance (či imunotolerance). Od tohoto schématu se odvíjí několik specifik: o transplantované tkáně: Pokud jsou při transplantaci do těla implantovány tkáně jiného jedince, T-lymfocyty detekují odlišné sestavy antigenních bílkovin na povrchu buněk dárce, vyhodnotí je jako cizorodé a zahájí reakci k jejich likvidaci. Při transplantacích je z uvedených důvodů nutné hledat dárce s co nejpodobnějšími komplexy antigenů jako má při- jemce. Nejideálnější jsou pro tento účel tkáně jednovaječného dvojčete, jehož antigenní komplexy jsou identické. Tato možnost se však naskytne zcela výjimečně. Relativně vhodné mohou být tkáně nejednovaječného sourozence, ty však již nejsou plně identické, byť jsou příbuzné. Při hledání dárců (včetně mrtvých dárců) nelze pro výše zmíně- nou obrovskou diverzitu MHC nikdy zajistit úplnou shodu v sestavách antigenních bílkovin, avšak některé jeho kom- ponenty jsou důležitější než jiné a na ty se obrací pozornost transplantologů. Po transplantaci je však i přesto nutné potlačovat imunitní systém příjemce supresivními látkami, aby se zamezilo tzv. odhojení (rejekci) transplantátu, to však může vést k jiným problémům, jako je např. snížená imunitní obrana proti infekcím. 17 Základy biologie člověka pro pedagogické obory 4 o nádorové antigeny: Jsou to antigeny, které se tvoří na povrchu nádorových buněk, tedy vlast- ních tělesných buněk, které prošly patologickou proměnou (nekontrolovatelným dělením) a jsou pro život organizmu ohrožující. Liší se od normálních (zdravých) tkáňových antigenů. Imu- nitní systém je rozpoznává jako škodlivé a reaguje na ně s cílem eliminovat je. o autoantigeny: Jsou to normální zdravé tělesné antigeny, proti nimž však imunitní systém přes- to zahajuje imunitní reakce a ničí je. Dochází k tomu v případě, kdy je T-lymfocyty z nějakých důvodů přestávají správně rozpoznávat a považují je za cizorodé. Výsledkem je patologický proces zvaný autoimunita (jde o jednu z poruch imunity). Autoimunitního původu je např. revmatoidní artritida (imunitní systém ničí vazivo a chrupavku v kloubech), určitý typ svalové dystrofie (imunitní systém ničí svoje vlastní svalové buňky), roztroušená skleróza (imunitní systém ničí vlastní nervové buňky) či diabetes I. typu (imunitní systém zničí buňky produkující inzulín ve slinivce).  exogenní antigeny: Jsou to antigeny, které pocházejí z cizího organizmu. Patří mezi ně již zmíněné antigeny z transplantovaných tkání a orgánů, především však tzv. infekční antigeny. Infekční anti- geny jsou antigeny cizorodých patogenních (nemoci vyvolávajících) organizmů, které (hromadně) vnikají do vnitřního prostředí jiného organizmu. Tato invaze se označuje jako infekce. Rozlišujeme mikrobiální infekce (jsou způsobeny patogenními mikroorganizmy, jako jsou bakterie, viry, houby a prvoci), prionové infekce (jsou způsobeny tzv. prionovými bílkovinami) a parazitární infekce (způsobené mnohobuněčnými parazity, označují se rovněž jako infestace).  bakterie: Jsou to jednobuněčné organizmy. Jejich buňky jsou prokaryotického typu. Jsou řádově menší než buňky eu- karyotické (tedy buňky rostlin, hub a živočichů, včetně člověka) a mají řadu odlišností, např. DNA je tvořena pouze je- nou cyklickou molekulou (nikoliv párovými chromozomy) volně uloženou v cytoplazmě (buněčné jádro neexistuje). Bakterie se vyskytují se v obrovském množství prakticky všude (ve všech ekosystémech), včetně samotného lidského těla. Řada z nich je užitečných (má mnoho prospěšných ekologických funkcí i funkcí v lidském těle, např. střevní sym- biotické bakterie). Některé jsou však patogenní, tzv. škodlivé a vyvolávající onemocnění. Nemoci způsobené bakteriál- ní infekcí se souhrnně označují jako bakteriózy. K jejich léčbě se používají antibiotika. U člověka jsou bakterie příčinou řady banálních, ale i smrtelných nemocí. K bakteriózám patří např. borelióza, salmonelóza, shigelóza (bakteriální úpla- vice), tuberkulóza, lepra, cholera, kapavka, syfilis, tetanus, záškrt, černý kašel, (yersiniový) mor a streptokokové, stafy- lokokové a meningokokové infekce. Řada infekcí dýchacího traktu (záněty od nosní dutiny až do plic) a trávicího traktu (průjmová onemocnění) může mít příčinu jak v bakteriální, tak virové infekci.  viry: Jsou to velmi jednoduché organizmy, které stojí na pomezí mezi živou a neživou přírodou. Jsou ještě mnohem menší než bakterie. Jejich tělo není tvořeno buňkami, ale je jednodušší – základem těla viru je obvykle bílkovinný obal (tzv. kapsida) obklopující genetickou informaci (DNA nebo RNA) tvořenou obvykle pouze malým počtem genů. Viry se nekážou množit ani dlouho přežívat samostatně, ale vždy pouze uvnitř těla hostitele. Po proniknutí do buňky se roz- padají, uvolňují svoji genetickou informaci a „donutí“ naše buňky, aby podle ní „vyrobila“ nové generace virů. Ty po- tom pokračují v infikování dalších buněk. Vždy se tedy jedná o patogenní mikroorganizmy (neexistují „užitečné“ viry). Nemoci způsobené virovou infekcí se souhrnně označují jako virózy. K jejich léčbě se používají antivirotika. U člověka jsou viry příčinou řady onemocnění, jako jsou např. chřipka, hepatitida (žloutenka), mononukleóza, spalničky, zarděn- ky, příušnice, dětská obrna (poliomyelitida), pravé neštovice (variola), plané neštovice (varicella), opar, klíšťová ence- falitida, Ebola, koronavirové infekce (SARS, MERS, Covid-19) a další. Řada infekcí dýchacího traktu (záněty od nosní dutiny až do plic) a trávicího traktu (průjmová onemocnění) může mít příčinu jak v bakteriální, tak virové infekci.  houby: Jde o široké spektrum jednobuněčných i mnohobuněčných organizmů. Řada z nich je užitečných (má mnoho důležitých ekologických funkcí), některé jsou však patogenní. Nemoci způsobené houbami se označují jako mykózy. K jejich léčbě se používají antimykotika. Mykózy postihují kůži (zejména v místech, kde na sebe naléhají dvě vrstvy ků- že), nehty, sliznici ústní dutiny a sliznici pochvy (tzv. kandidóza).  prvoci: Jsou to jednobuněčné organizmy (dříve byli klasifikováni jako jednobuněční živočichové). Mají opět řadu řadu ekologických funkcí, někteří jsou však patogenní. Nemoci způsobené prvoky se označují jako protozoózy. K jejich léčbě se používají antiprotozoika. Známou protozoózou je např. toxoplazmóza, často však jde o nemoci tropického pásma, jako je malárie (krevní infekce), leishmanióza (krevní infekce), lamblióza (střevní infekce), měňavková úplavice (střevní infekce), trypanosomóza (tzv. spavá nemoc) a další.  priony: Jsou to tzv. infekční bílkoviny, nejedná se tedy o samostatné živé organizmy. Jde o původně normální bílkoviny vyskytující se v mozku, které změnily svoji molekulární strukturu, čímž se staly nefunkčními, avšak i velmi odolnými. Jejich patogenita pramení v tom, že jsou schopny „infikovat“ další zdravé bílkoviny (měnit je do své podoby), čímž se v nervových buňkách hromadí chuchvalce patologických bílkovin a mozkové tkáně jsou tak postupně ničeny. Nemoci způsobené priony se označují jako prionózy či spongiformní encefalopatie. Postihují mozkovou tkáň. Z lidských je nej- častější Creutzfeldt-Jakobova nemoc, ze zvířecích BSE (bovinní spongiformní encefalopatie, „nemoc šílených krav“). 18 Základy biologie člověka pro pedagogické obory 4 Zvláštní skupinou exogenních antigenů jsou tzv. alergeny. Jedná se o antigeny z vnějšího prostře- dí, které běžně neškodí (např. pylová zrna, spory plísní, antigeny roztočů, chlupy zvířat, různé látky v potravě atd.), avšak u některých jedinců vyvolávají imunitní reakce, jako by se jednalo o infekci. To vede k alergii, tedy přecitlivělosti na antigeny, které běžně neškodí. Alergie je tedy jednou z poruch imunity. Alergické projevy mají mnoho forem, od alergické rýmy či vyrážky přes průjmy až po těžké astma (alergeny způsobují přehnané kontrakce hladké svaloviny ve stěnách průdušek a průdušinek, které poté omezují proudění vzduchu při dýchání) a anafylaktický šok. 2.5.3 Nespecifická imunita Těla živých organizmů vyvinula během své evoluce řadu způsobů, jak bojovat s cizorodými an- tigeny ohrožujícími jejich život. Imunitní mechanizmy lze rozdělit do dvou základních skupin, a to na nespecifické a specifické. Nespecifická imunita je jednodušší a funguje necíleně, tedy zhruba stejným způsobem na všechny ohrožující vlivy. Nastupuje ve dvou fázích, jako první a druhá obranná linie.  první obranná linie: Jde o opatření, jejichž cílem je zabránit vstupu antigenů do těla (resp. do jeho hlubších tkání), tedy o určité anatomické a fyziologické bariéry. Nejčastějšími branami pro vstup infekcí do těla jsou kůže a sliznice (zejména dýchacího a trávicího traktu). V obou případech jde o velkoplošné útvary, kterými mohou pronikat cizorodé antigeny do hloubších částí těla. o kůže: Kůže je významnou infekční branou proto, že je nejvíce ze všech orgánů vystavena vlivu okolního prostředí. Imunitním mechanizmem kůže je její mechanická bariéra (vrstvy odumře- lých buněk na povrchu pokožky) a chemická ochrana (snížené pH, tedy vyšší kyselost, která za- bíjí mikroorganizmy). Nebezpečím je porušení integrity kůže např. zraněním (porušením krev- ních kapilár v kůži) nebo bodnutím hmyzem či roztoči (např. klíštětem). o sliznice dýchacího traktu: Dýchacími cestami se do těla dostává mnoho patogenních mikroor- ganizmů (jedná se o tzv. respirační infekce). Sliznice dýchacích cest je tvořena buňkami produ- kujícími ochranný hlen a buňkami s řasinkam. Tyto buňky zachycují vdechnuté patogeny a ale- spoň částečně je eliminují. Působí tak jako nespecifická imunitní bariéra. o sliznice trávicího traktu: Trávicí trubicí (resp. ústní dutinou) se do těla spolu s potravou dostává i mnoho patogenních mikroorganizmů (jedná se o tzv. alimentární infekce). V žaludku je ex- trémně kyselé prostředí, které do určité míry hubí mikroorganizmy a působí jako nespecifická imunitní bariéra. Existují i další infekční brány. Mohou jimi být i sliznice močových cest a pohlavního traktu. Infekce se na ně mohou přenést z oblasti řitního otvoru (zejména u žen) nebo během sexuálního kontak- tu. Zranitelná je však z tohoto hlediska i spojivka oka, kterou do těla rovněž pronikají infekce.  druhá obranná linie: Jedná se o opatření, jejichž cílem je zničit škodliviny proniknuté hlouběji do tkání a tělních tekutin (krve) poté, co selhala první obranná linie. K tomu existuje opět několik me- chanizmů, jako je chemický boj, fagocytóza a horečka. o chemický boj: Některé buňky, zejména specializované formy T-lymfocytů, vylučují po detekci cizího antigenu chemické látky, které zabíjejí mikroorganizmy a infikované tělesné buňky. Po- dobného principu je využíváno i v imunitním boji proti nádorovým buňkám (ty se tvoří uvnitř těla, první obranná linie tedy nemá v jejich případě smysl). o fagocytóza: Jde o pohlcování antigenů, které pronikly do tkání, specializovanými buňkami. Fa- gocytární aktivitu vyvíjejí některé typy bílých krvinek, zejména granulocyty a monocyty (mono- cyty se vyskytují nejen v krvi, ale i ve tkáních jako tzv. tkáňové makrofágy). o horečka: Některé látky produkované patogenními mikroorganizmy ovlivňují náš vnitřní termo- regulátor v mozku, který nastaví naši tělesnou teplotu na vyšší hodnotu. Při vyšší teplotě se řa- da patogenů stává méně životaschopnými nebo neživotaschopnými. Příliš vysoká teplota však může naše tkáně poškodit. 19 Základy biologie člověka pro pedagogické obory 4 2.5.4 Specifická imunita Specifická imunita, jinak také třetí obranná linie, je velmi složitá – patří vůbec k nejsložitějším procesům, které se během evoluce živých organizmů vyvinuly. Specifická imunita je složitá, cílená a specifická pro různé typy antigenů (proti každému antigenu bojuje zcela samostatným a jedinečným způsobem, na rozdíl od „plošného“ boje u nespecifických imunitních mechanizmů). Základem speci- fické imunity je produkce tzv. protilátek. Protilátky jsou z chemického hlediska velmi složitě stavěné bílkoviny, které patří do skupiny tzv. imunoglobulinů. Jsou obsa- ženy v několika formách v krevní plazmě a na některých sliznicích. Protilátky jsou produkovány B-lymfocyty a jejich funkcí je neutralizovat patogenní mikroorganizmy, které pronikly do těla., a přivodit jejich odstranění (např. fagocytózou). Specifická imunita se zahajuje prakticky souběžně s druhou obrannou linií nespecifické imunity, tedy hned poté, co patogeny penetrují do hlubších tkání po selhání první linie obrany. V kůži, zejména však ve sliznicích, se vyskytuje mízní tkáň obsahující T- i B- lymfocyty, jejíž funkcí je rychle detekovat pato- geny hned na začátku jejich průniku do hlubších tkání a zahájit proti nim specifické imunitní reakce. Ty probíhají zejména v mízních uzlinách. Když dojde poprvé k invazi cizorodých antigenů (patogenů) do organizmu (první setkání organizmu s daným antigenem, následuje obvykle prudší reakce, neboť organizmus je vůči tomuto patogeny tzv. imunitně naivní (ještě se s ním nesetkal a nemá v zásobě „nacvičený“ způsob boje). Může tedy dojít k propuknutí nemoci, a to i fatálnímu. Během imunitní reakce je antigen vyhledán a identifikován T-lymfocyty (tedy buňkami, které umí rozlišit, co je vlastní a co cizí), označen jako cizorodá částice a složitou chemickou cestou předán B-lymfocytům. Ty se následkem toho modifikují do dvou forem – plazmatických buněk a paměťových buněk. o plazmatické buňky: Jsou to B-lymfocyty, které se začnou učit vyrábět co nejefektivnější protilátku. Tento proces je velmi složitý, realizuje se na genové úrovni a trvá obvykle několik dní. Jakmile B- lymfocyty vytvoří vhodnou protilátku, začnou se rychle množit a vylučovat velká množství protilá- tek. Protilátky se navážou na cizorodé antigeny, čímž je zneškodní. o paměťové buňky: Jsou to B-lymfocyty, které si i po odeznění nemoci „pamatují“ postup výroby dané protilátky a zůstávají v organizmu v zásobě. Když dojde k další (opakované) invazi těchže pa- togenů, nastane velmi rychlá imunitní reakce – paměťové buňky se množí a zneškodní antigeny dříve, než stačí vyvolat onemocnění. Efektivita je různá u různých typů antigenů. U některých je po prvním prodělání nemoci vyvinuta doživotní imunita, u jiných je pouze krátkodobá. Novorozenci jsou v prvních fázích života chráněni protilátkami, které se dostávají do jejich těla skrz placentu během prenatálního vývoje nebo prostřednicvím mateřského mléka. 2.5.5 Očkování Se specifickou imunitou souvisí tzv. očkování (vakcinace). Podstatou očkování je vpravení osla- bených antigenů do organizmu (dříve to byly přímo fyzikálně či chemicky oslabené mikroorganizmy jakožto původci nemocí, dnes se jedná pouze jejich aktivní antigenní části či dokonce pouze o jejich genetickou informaci). Oslabené antigeny ve vakcíně nejsou schopny vyvolat onemocnění, imunitní systém (T-lymfocyty) je však přesto rozpozná jako cizorodé elementy a zahájí vůči nim imunitní reak- ci. Tím dojde k vytvoření plazmatických buněk produkujících protilátky, zejména ale paměťových buněk (zásobních B-lymfocytů) schopných i později vytvořit protilátky proti tomu antigenu, který byl naočkován. V případě akutní infekce, k níž může dojít kdykoliv, nastane proto jejich rychlé zneškod- nění protilátkami, které začnou produkovat paměťové buňky, které má organizmus po očkování již vytvořeny. Jedná se tedy o stejný princip jako v případě přirozeného prodělání nemoci s tím, že očko- vání uměle nahradí první kontakt organizmu s patogenem, který může být v některých případech pro naivní organizmus život ohrožující a tělo by nemuselo zvládnout první prodělání dané nemoci nebo by je mohla tato nemoc výrazně poškodit (např. u tuberkulózy, černého kašle, tetanu atd.). Smyslem očkování tedy není vpravit do těla protilátky, ale naučit naše B-lymfocyty kontaktem s oslabenými či upravenými antigeny ve vakcíně tyto protilátky rychle vyrábět pro případ, že by nastala akutní infek- ce. Trvanlivost očkování je opět různá pro různé typy antigenů. 20 Základy biologie člověka pro pedagogické obory 4 3 NERVOVÁ SOUSTAVA (systema nervosum) 3.1 Vymezení problematiky Nervová soustava je vedle systému endokrinního dalším regulačním (řídícím) systémem orga- nizmu. Oproti endokrinnímu systému je evolučně mladší a fyziologicky složitější. Zatímco endokrinní systém řídí činnost orgánů i těla jako celku pomocí chemických látek (hormonů), tedy pomaleji a mé- ně cíleně, principem funkce nervové soustavy je řízení pomocí elektrických impulzů, které je velmi rychlé a přesně cílené. Základní vlastností nervové soustavy je schopnost podráždění určitým podně- tem, které vede ke vzniku elektrických impulzů v nervových buňkách. Nervové impulzy probíhají po nervových vláknech a zajišťují distribuci informací prakticky do všech částí těla, čímž se podílejí na řízení jeho činnosti. Nervová soustava člověka (a všech dalších obratlovců) je trubicovitá, tzn. jejím základem je neurální trubice. Ta se vyvíjí v raných stádiích prenatálního období (od třetího týdne vývoje) v několika fázích. Prvním stádiem vývoje neurální trubice je tzv. neurální (medulární) ploténka – podélný pruh buněk na dorzální (zádové) ploše zárodku probíhající ve středové rovině těla. Následným prohloubením neurální ploténky po celé její délce vzniká tzv. neurální (medulární) žlábek. Okraj žlábku je tak po obou stranách lemován vyvýšenými valy, tzv. neurálními (medulárními) lištami. Úplným vchlípením neurálního žlábku (odškrcením od povrchu těla směrem dovnitř) se vyvine uzavřená tzv. neurální (medulární) trubice. V jejím nitru probíhá primitivní centrální kanál. Dalším vývojem se z neurální trubice diferencuje mícha a mozek. Mícha (medulla spinalis) vzniká z kaudálního úseku neurální trubice. Po celý život si zachovává tvar odvozený od původní neurální trubice. Mozek (encepha- lon, cerebrum) vzniká velmi složitou přestavbou kraniálního úseku neurální trubice. Prvním stádiem jeho vývoje je mozkový váček, který se diferencuje na tři za sebou jdoucí oddíly, a to zadní mozek (rhombencephalon), střední mozek (mesencepha- lon) a přední mozek (prosencephalon). Vnitřní kanál původní neurální trubice se v mozku mění na tzv. mozkové komory, které jsou vyplněny mozkomíšním mokem. Nervový systém můžeme rozdělit na následující části:  smyslové orgány (vstupní informační systém) – budou probrány v samostatné kapitole  centrální nervová soustava (integrační informační systém) o mícha (medulla spinalis) o mozek (encephalon, cerebrum)  zadní mozek (rhombencephalon) - prodloužená mícha (medulla oblongata) - most Varolův (pons Varoli) - mozeček (cerebellum)  střední mozek (mesencephalon)  přední mozek (prosencephalon) - mezimozek (diencephalon) - koncový mozek (telencephalon) (prodloužená mícha, most Varolův a střední mozek tvoří tzv. mozkový kmen)  periferní nervová soustava (převodní informační systém) o míšní nervy o hlavové nervy o autonomní nervy  sympatikus  parasympatikus 21 Základy biologie člověka pro pedagogické obory 4 3.2 Mícha (medulla spinalis) Mícha je vývojově starší částí centrální nervové soustavy. Řídí zejména jednoduché reflexy, u nichž není potřeba zapojení mozku. Mícha se nachází v páteřním kanále a svým koncem dosahuje na úroveň druhého bedermího obratle. Je to zploštělý nervový provazec dlouhý asi 45 cm, pravolevě široký asi 1,5 cm a předozadně široký asi 1 cm. Po stranách vystupuje 31 párů nervů. Středem míchy probíhá centrální kanál. Hmota míchy je tvořena šedou a bílou hmotou.  šedá hmota: Nachází se uvnitř míchy kolem centrálního kanálu, kde vytváří souvislý, podélně pro- bíhající provazec. Na průřezu má přibližně motýlovitý tvar. Napravo i nalevo vybíhá ve dva rohy. o vpředu se nachází silnější a kratší přední roh (nedosahuje k povrchu míchy), vychází z něho od- středivé (motorické) nervové dráhy o vzadu se nachází tenčí a delší zadní roh, dosahující téměř až k povrchu míchy, vychází z něho dostředivé (senzitivní) nervové dráhy  bílá hmota: Je uložena na povrchu míchy a je tvořena svazky axonů (nervových drah). 3.3 Mozkový kmen 3.3.1 Úvod Mozkový kmen je vývojově nejstarší částí mozku. Jedná se v podstatě o rozšířené pokračování páteřní míchy uvnitř lebeční dutiny, do které vstupuje přes velký týlní otvor (mezi páteřní máchou a mozkovým kmenem není ostrá hranice). 3.3.2 Vnější stavba Mozkový kmen se skládá ze tří částí – prodloužené míchy (původem ze zadního mozku), mostu Varolova (původem ze zadního mozku) a středního mozku (původem ze samostatného střednho mozku). Všechny tyto části na sebe plynule navazují.  prodloužená mícha (medulla oblongata): Navazuje na páteřní míchu, jejím pokračováním je most Varolův. Vystupuje z ní 9. až 12. pár hlavových nervů, z hranice mezi prodlouženou míchou a mos- tem Varolovým dále vystupuje ještě 6., 7. a 8. pár hlavových nervů.  most Varolův (pons Varoli): Navazuje na prodlouženou míchu, jeho pokračováním je střední mo- zek. Z mostu Varolova vystupuje 5. pár hlavových nervů.  střední mozek (mesencephalon): Navazuje na most Varolův, jeho pokračováním je mezimozek. Uvnitř probíhá tzv. mozkový mokovod spojující čtvrtou mozkovou komoru (v zadním mozku) a tře- tí mozkovou komoru (v mezimozku). Ze středního mozku vystupuje 3. a 4. pár hlavových nervů. 3.3.3 Vnitřní stavba Protože je mozkový kmen přímým pokračováním páteřní míchy, má podobnou i svoji vnitřní stavbu. Šedá hmota se tedy nachází uvnitř mozkového kmene a bílá hmota na povrchu. Šedá hmota však netvoří uvnitř mozkového kmene kompaktní strukturu (souvislý provazec) jako u míchy, ale je rozdělena na několik jader a tzv. retikulární formaci. Jádra jsou hustší okrsky šedé hmoty, ze kterých odstupují mozkové nervy, některé však mají i jiné funkce. Retikulární formace je řidší síť neuronů, která se nachází mezi uvedenými jádry a je prostoupená vlákny bílé hmoty. Je to vývojově starý typ nervové tkáně. Jsou odtud proto řízeny jednak základní životní funkce udržující tělo bezprostředně při životě, jako je srdeční činnost, vazomotorika (činnost hladké svaloviny cév) a dýchání, jednak řada reflexů (např. sací, polykací, slinivý, mrkací, slzivý, kašlací a dávivý). 22 Základy biologie člověka pro pedagogické obory 4 3.4 Mozeček (cerebellum) 3.4.1 Úvod Mozeček je (po koncovém mozku) druhou největší částí lidského mozku. Je vývojově součástí zadního mozku a nachází se v zadní jámě lební. Mozeček je koordinačním pohybovým centrem – při- cházejí do něho informace z receptorů v pohybovém systému informující o napětí a průběhu pohybu ve svalech a také informace z pohybově rovnovážného ústrojí ve vnitřním uchu a z oka. Informace o poloze těla jsou zde vyhodnocovány a na základě toho mozeček zajišťuje přesnou koordinaci pohybů jednotlivých svalů tak, aby byla udržena rovnováha těla. 3.4.2 Vnější stavba Mozeček je tvořen párovými polokoulemi (hemisférami), pravou a levou. Obě hemisféry jsou ve středové rovině spojeny nepárovým červem mozečkovým (je to val s rovnoběžnými žlábky na po- vrchu, připomíná tak článkovaného červa). Hemisféry naléhají na vnitřní plochu týlní kosti. 3.4.3 Vnitřní stavba  kůra: Nachází se povrchu hemisfér a je tvořena šedou hmotou. Její vnější povrch je zbrázděn do podoby tzv. lístků mozečkových (zaoblených hran), které jsou od sebe odděleny paralelně probí- hajícími úzkými rýhami. Tento systém výrazně zvětšuje plochu kůry.  bílá hmota: Nachází se uvnitř mozečku (pod kůrou). Na průřezu vytváří stromečkovitý obrazec označovaný jako strom života. 3.5 Mezimozek (diencephalon) Mezimozek je nepárová součást předního mozku. Uvnitř se nachází třetí mozková komora, kte- rá je spojená se čtvrtou mozkovou komorou mozkovým mokovodem (probíhá uvnitř středního moz- ku). Jednotlivé součásti mezimozku tedy obklopují třetí mozkovou komoru (tvoří její stěny). Výchlip- kou mezimozku je i oční sítnice. Mezimozek se skládá z thalamu (hrbolí), epithalamu (nadhrbolí) a hypothalamu (podhrbolí).  thalamus: Je to párový útvar vejčitého tvaru, který obklopuje třetí mozkovou komoru ze stran (tvoří tedy její pravou a levou stěnu). Je složen z velkého množství jader šedé hmoty. Thalamus je mimo jiné přepojovacím místem téměř všech dostředivých nervových drah. Informace přicházející do mozku těmito drahami jsou v thalamu vyhodnocovány, integrovány a a jsou odtud posílány dá- le do různých oblastí mozkové kůry.  epithalamus: Je tvořen ploténkou, která kryje třetí komoru mozkovou shora (tvoří její horní stě- nu). Směrem dozadu z něho vystupuje malý výběžek označovaný jako šišinka čili epifýza. Šišinka je zvláštní endokrinní žlázou, která produkuje hormon melatonin (ten řídí biorytmy s denní periodou – jeho maximální množství se uvolňuje v noci, kdy zajišťuje spánek, zatímco přes den, během při- rozeného denního osvětlení, je jeho hladina nízká a organizmus bdí).  hypothalamus: Tvoří dno (dolní stěnu) třetí komory mozkové. Má tvar nálevky sbíhající se smě- rem dolů a vybíhající ve stopku, na které je zavěšen podvěsek mozkový čili hypofýza. Hlavní funkcí hypothalamu je řízení činnosti útrobních orgánů, a to na základě nervovém i endokrinním. Nervo- vé řízení spočívá v ovlivňování činnosti útrobních (autonomních) nervů – sympatiku a parasympa- tiku. Hypothalamus přijímá dostředivými drahami informace o stavu útrobních orgánů a na zákla- dě toho vydává impulzy autonomním nervům. Endokrinní řízení spočívá v sekreci regulačních lá- tek, které ovlivňují funkci hypofýzy (nadřazené endokrinní žlázy). Bližší popis je uveden v kapitole „Endokrinní systém“. 23 Základy biologie člověka pro pedagogické obory 4 3.6 Koncový mozek (telencephalon) 3.6.1 Úvod Koncový mozek je největší a nejpokročilejší částí mozku. Sídlí v něm nejvyšší řídící funkce. Má tvar zespoda seříznutého ovoidu. Kapacita (resp. objem) celého mozku (odpovídá přibližně objemu lebeční dutiny) je průměrně 1350–1450 cm3 (u mužů je absolutně větší, avšak relativně menší – vzhledem k hmotnosti těla – než u žen), jeho hmotnost je asi 1,5 kg (zaujímá tedy asi 2 % tělesné hmotnosti). Koncový mozek je objemově zdaleka největší částí mozku a nejvíce se podílí na jeho cel- kovém tvaru a velikosti (překrývá všechny ostatní části mozku a při pohledu shora je jedinou viditel- nou částí mozku). 3.6.2 Vnější stavba Koncový mozek je tvořen zejména párem tzv. polokoulí čili hemis

Základy biologie člověka pro pedagogické obory 4 PDF

Document Details

Tags

Related

Summary

Full Transcript

Upgrade to continue