Základy biologie člověka pro pedagogické obory 3 PDF

Základy biologie člověka pro pedagogické obory 3 útrobní orgánové systémy Michal Živný Ostrava 2022 Základy biologie člověka pro pedagogické obory 3 Název: Základy biologie člověka pro pedagogické obory 3 Autor: Michal Živný Vydání: první, 2022 Počet stran: 36 Jazyková korektura nebyla provedena, za jazykovou stránku odpovídá autor. © Michal Živný © Ostravská univerzita Základy biologie člověka pro pedagogické obory 3 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 3 OBSAH 1 TRÁVICÍ SOUSTAVA (systema digestorium)....................................................................... 6 1.1 Vymezení problematiky.............................................................................................................. 6 1.2 Dutina ústní................................................................................................................................ 6 1.2.1 Úvod........................................................................................................................................................... 6 1.2.2 Stěny dutiny ústní....................................................................................................................................... 7 1.2.3 Jazyk........................................................................................................................................................... 7 1.2.4 Slinné žlázy................................................................................................................................................. 7 1.2.5 Zuby............................................................................................................................................................ 8 1.3 Vlastní trávicí trubice.................................................................................................................. 9 1.3.1 Hltan........................................................................................................................................................... 9 1.3.2 Jícen.......................................................................................................................................................... 10 1.3.3 Žaludek..................................................................................................................................................... 10 1.3.4 Tenké střevo............................................................................................................................................. 11 1.3.5 Tlusté střevo............................................................................................................................................. 11 1.4 Velké žlázy trávicí soustavy....................................................................................................... 12 1.4.1 Játra.......................................................................................................................................................... 12 1.4.2 Žlučové cesty............................................................................................................................................ 12 1.4.3 Slinivka...................................................................................................................................................... 13 1.5 Fyziologie trávicí soustavy......................................................................................................... 13 2 DÝCHACÍ SOUSTAVA (systema respiratorium)................................................................. 16 2.1 Vymezení problematiky............................................................................................................ 16 2.2 Horní cesty dýchací................................................................................................................... 16 2.2.1 Zevní nos.................................................................................................................................................. 16 2.2.2 Dutina nosní............................................................................................................................................. 16 2.2.3 Vedlejší dutiny nosní................................................................................................................................ 17 2.3 Dolní cesty dýchací.................................................................................................................... 17 2.3.1 Hrtan........................................................................................................................................................ 17 2.3.2 Průdušnice................................................................................................................................................ 18 2.3.3 Průdušky................................................................................................................................................... 18 2.4 Plíce.......................................................................................................................................... 19 2.4.1 Úvod......................................................................................................................................................... 19 2.4.2 Vnější stavba............................................................................................................................................. 19 2.4.3 Vnitřní stavba........................................................................................................................................... 19 2.5 Fyziologie dýchací soustavy....................................................................................................... 19 2.5.1 Respirace.................................................................................................................................................. 19 2.5.2 Fonace...................................................................................................................................................... 21 3 VYLUČOVACÍ SOUSTAVA (systema urinarium)................................................................. 22 3.1 Vymezení problematiky............................................................................................................ 22 3.2 Ledviny...................................................................................................................................... 22 3.2.1 Úvod......................................................................................................................................................... 22 3.2.2 Vnější stavba............................................................................................................................................. 22 3.2.3 Vnitřní stavba........................................................................................................................................... 22 3.3 Horní cesty močové................................................................................................................... 23 3.3.1 Ledvinné kalichy....................................................................................................................................... 23 3.3.2 Ledvinná pánvička.................................................................................................................................... 23 3.3.3 Močovod.................................................................................................................................................. 23 3.4 Dolní cesty močové................................................................................................................... 23 3.4.1 Močový měchýř........................................................................................................................................ 23 3.4.2 Močová trubice........................................................................................................................................ 24 3.5 Fyziologie vylučovací soustavy.................................................................................................. 24 Základy biologie člověka pro pedagogické obory 3 4 POHLAVNÍ ÚSTROJÍ (organa genitalia)............................................................................ 25 4.1 Vymezení problematiky............................................................................................................ 25 4.2 Mužské pohlavní ústrojí (organa genitalia masculina).............................................................. 26 4.2.1 Úvod......................................................................................................................................................... 26 4.2.2 Varle......................................................................................................................................................... 26 4.2.3 Vývodné pohlavní cesty............................................................................................................................ 27 4.2.4 Přídatné pohlavní žlázy............................................................................................................................. 27 4.2.5 Pyj............................................................................................................................................................. 28 4.2.6 Šourek...................................................................................................................................................... 28 4.3 Ženské pohlavní ústrojí (organa genitalia feminina)................................................................. 28 4.3.1 Úvod......................................................................................................................................................... 28 4.3.2 Vaječník.................................................................................................................................................... 29 4.3.3 Vejcovod................................................................................................................................................... 30 4.3.4 Děloha...................................................................................................................................................... 30 4.3.5 Pochva...................................................................................................................................................... 31 4.3.6 Vnější pohlavní orgány............................................................................................................................. 32 5 ENDOKRINNÍ SYSTÉM (systema endocrinum).................................................................. 33 5.1 Vymezení problematiky............................................................................................................ 33 5.2 Vlastní endokrinní žlázy............................................................................................................ 33 5.2.1 Podvěsek mozkový................................................................................................................................... 33 5.2.2 Štítná žláza................................................................................................................................................ 34 5.2.3 Příštítná tělíska......................................................................................................................................... 34 5.2.4 Nadledviny................................................................................................................................................ 34 5.2.5 Další endokrinní žlázy............................................................................................................................... 34 5.3 Neuroendokrinní orgány........................................................................................................... 35 5.3.1 Šišinka....................................................................................................................................................... 35 5.3.2 Hypothalamus.......................................................................................................................................... 35 5.4 Difúzní endokrinní systém......................................................................................................... 35 Literatura......................................................................................................................... 36 Základy biologie člověka pro pedagogické obory 3 1 TRÁVICÍ SOUSTAVA (systema digestorium) 1.1 Vymezení problematiky Trávicí soustava je nejdelším útrobním orgánovým systémem lidského těla. Její hlavní funkcí je zajišťovat přísun látek (živin, vody, minerálů a dalších) pro metabolické procesy v těle. Trávicí sou- stava zajišťuje konkrétně příjem potravy do těla, její mechanické a chemické zpracování (trávení), vstřebávání látek z potravy do tělních tekutin (aby mohly být transportovány k cílovým buňkám) a výdej nestrávených zbytků potravy z těla ven. Některé orgány trávicího systému mají další specifické funkce, obvykle však opět spjaté s metabolizmem. Základem trávicí soustavy je trávicí trubice – něko- lik metrů dlouhý kanál začínající ústní štěrbinou (mezi rty) a končící řitním otvorem. K trávicí trubici se dále připojují některé velké žlázy s funkcemi rovněž spojenými s trávením. Orgány trávicí soustavy můžeme tedy schematicky rozdělit do těchto skupin:  dutina ústní o stěny  rty  tváře  patro  spodina dutiny ústní  hltanová úžina o jazyk o slinné žlázy o zuby  vlastní trávicí trubice o hltan o jícen o žaludek o tenké střevo o tlusté střevo  velké žlázy trávicí soustavy o játra o žlučové cesty a žlučník o slinivka břišní 1.2 Dutina ústní 1.2.1 Úvod Dutina ústní je počátečním úsekem trávicí trubice sloužící k příjmu potravy a mechanickému zpracování potravy. Pokud si dutinu ústní zjednodušeně představíme jako (šestistěnnou) krychli, tak její přední stěnu tvoří rty s ústní štěrbinou, zadní stěnu tzv. hltanová úžina, horní stěna je tvořena patrem (vpředu tvrdým, vzadu měkkým), dno tvoří tzv. spodina a laterální (boční) stěny tváře. Obsa- hem dutiny ústní je zejména jazyk odstupující z její spodiny a zuby rostoucí z horního a dolního zub- ního oblouku. Do dutiny ústní vyúsťují rovněž slinné žlázy. Dutina ústní je vystlána sliznicí, jejíž epite- lovou výstelku tvoří vícevrstevný plochý nerohovatějící epitel. Vícevrstevná výstelka zvyšuje mecha- nickou odolnost sliznice a je nutná z toho důvodu, že ústní dutinou prochází tvrdá potrava, která by mohla slabší jednovrstevnou výstelku poškodit. 6 Základy biologie člověka pro pedagogické obory 3 1.2.2 Stěny dutiny ústní  rty: Rty tvoří přední stěnu (ohraničení) dutiny ústní. Horní ret a dolní ret ohraničují vchod do duti- ny ústní a stýkají se v koutku ústním. Vnější povrch rtů je kryt kůží, vnitřní povrch sliznicí dutiny ústní. Mezi kožní a slizniční zónou je tzv. přechodná červená zóna krytá tenkou modifikovanou kůží bez pigmentů, skrz kterou prosvítají krevní kapiláry dodávající červené zbarvení (je to struktu- ra vyvinutá pouze u člověka, je velmi citlivá a má vztah k sexualitě). Uvnitř je ret vyplněn vazivem a mimickými svaly, zejména kruhovým svalem ústním.  tváře: Tvář tvoří laterální stěnu (ohraničení) dutiny ústní. Na povrchu jsou pokryty kůží, zevnitř je kryta sliznicí dutiny ústní. Uvnitř se nachází vazivo a některé mimické svaly, zejména sval tvářový.  patro: Tvrdé patro tvoří horní stěnu (ohraničení) dutiny ústní a přepážku mezi dutinou ústní a dutinou nosní. Dělí se na tvrdé a měkké. o tvrdé patro: Jeho základem jsou některé kosti splanchnokránia, především patrové výběžky horní čelisti, doplněné kostmi patrovými. Ze strany dutiny ústní je tvrdé patro kryto sliznicí du- tiny ústní, která je přirostlá k okostici uvedených kostí. o měkké patro: Měkké patro navazuje vzadu na tvrdé patro. Směrem dozadu z něho odstupuje nepárový výběžek, tzv. čípek, dobře viditelný při široce rozevřených ústech. Základem měkké- ho patra několik párů příčně pruhovaných svalů (tzv. svaly měkkého patra).  hltanová úžina: Jedná se o zadní stěna (ohraničení) dutiny ústní. Obsahuje otvor, který tvoří prů- chod z ústní dutiny do hltanu. Jedná se o zúžené místo, ohraničené napravo i nalevo dvěma za se- bou vertikálně uloženými oblouky, a to obloukem patrojazykovým a obloukem patrohltanovým. Mezi oběma oblouky se nachází jamka, v níž je uložena patrová mandle (jedná se o slizniční vých- lipku obsahující nakumulovanou mízní tkáň (má imunitní funkce).  spodina: Spodina tvoří dolní stěnu ústní dutiny. Je kryta jemnou sliznicí, skrz kterou prosvítají slin- né žlázy a jejich vývody. Dno dutiny ústní tvoří nadjazylkové svaly. 1.2.3 Jazyk Jazyk je zploštělý svalnatý orgán odstupující ze spodiny dutiny ústní. Jeho funkcí je částečné mechanické zpracování potravy, její posuny v dutině ústní, chemická kontrola potravy (tedy chuťová funkce) a z mimotrávicích funkcí zejména artikulace. Jazyk se skládá (odzadu dopředu) z kořene, těla a hrotu. Sliznice na povrchu jazyka je na spodní ploše hladká a ve středové rovině je ke dnu dutiny ústní připojená slizniční řasou, tzv. uzdičkou. Sliznice horní plochy jazyka je rozbrázděná a rozdělená na kratší zadní a delší přední úsek. V zadní třetině horní plochy obsahuje nahromaděnou mízní tkáň tvořící v souhrnu tzv. jazykovou mandli (má imunitní funkce). Na předních dvou třetinách obsahuje sliznice výběžky několika typů (tvarů), tzv. papily, které obsahují ve své stěně tzv. chuťové pohárky sloužící k percepci chuti (jedná se tedy o smyslové útvary). Uvnitře jazyka se nacházejí příčně pruho- vané svaly, které jazykem pohybují během zpracování potravy a rovněž při artikulaci (jedná se tedy o důležité artikulační svaly). 1.2.4 Slinné žlázy Jedná se o žlázy produkující sliny, a to v množství asi 1,5 l denně. Sliny patří mezi trávicí šťávy. Uplatňují se při přípravě sousta – slouží k jeho lubrikaci, posunu do dalších částí trávicí trubice a k počátku chemického (enzymatického) trávení přijaté potravy (sliny obsahují trávicí enzymy). Slinné žlázy jsou dvojího typu:  malé slinné žlázy: Jedná se o větší množství drobných slinných žlázek uložených ve sliznici rtů, tváří, tvrdého patra a jazyka. Produkují sliny neustále (i bez příjmu potravy) a podílejí se tak na tr- valém zvlhčování sliznice dutiny ústní. 7 Základy biologie člověka pro pedagogické obory 3  velké slinné žlázy: Jsou to tři páry slinných žláz v okolí dutiny ústní, do níž ústí svými vývody. Pro- dukují sliny pouze na nervový podnět (např. při příjmu potravy). Jedná se o následující žlázy: o žláza příušní: Je to největší slinná žláza. Nachází se před boltcem ušním. Ústí na tváři naproti druhé horní stoličce. o žláza podčelistní: Nachází se na spodině dutiny ústní. Ústí pod jazykem. o žláza podjazyková: Nachází se rovněž na spodině dutiny ústní. Ústí pod jazykem. 1.2.5 Zuby Zuby jsou nejtvrdší orgány lidského těla (jsou tvořeny nejtvrdšími, resp. nejmineralizovanějšími tkáněmi). Jsou vsazeny a upevněny do zubních lůžek, tzv. alveolů, které jsou umístěny v řadě za se- bou v dásňových výběžcích horní a dolní čelisti. Vnější povrch dásňových výběžků čelistí je kryt dásní, což je modifikovaná sliznice dutiny ústní pevně srostlá s okosticí. Horní zuby vytvářejí horní zubní oblouk, který je eliptického tvaru, dolní zuby vytvářejí dolní zubní oblouk, jehož tvar je parabolický. Souhrn všech zubů v ústní dutině se nazývá chrup (dentice). Vnější stavba  kořen: Jedná se o část zubu, která je vsazena do zubního lůžka dásňového výběžku čelisti. Jednot- livé zuby se liší počtem svých kořenů (1–3). Kořeny jsou do zubních lůžek připojeny pomocí krát- kých, pružných, ale velmi pevných vazů. Vazy připojující zubní kořen do alveolu se souhrnně ozna- čují jako ozubice.  krček: Jedná se o krátkou část zubu mezi kořenem a korunkou. Je kryt dásní (resp. jejím okrajem).  korunka: Jedná se o viditelnou část zubu vyčnívající z dásní. Má různý tvar závislý na typu zubu a několik ploch. Skusná plocha se označuje jako okluzní. Vnitřní stavba  sklovina: Sklovina čili email pokrývá zubní korunku. Její tloušťka se pohybuje mezi 0,5–2,5 mm. Je to nejtvrdší a nejvíce mineralizovaná tkáň v lidském těle. Její hmotu tvoří až 96 % minerálních lá- tek, zejména fosforečnanu vápenatého.  cement: Pokrývá zubní kořeny. Je to modifikovaná kostní tkáň. Tloušťka je v řádech setin až dese- tin milimetru. Z vnější strany se do cementu upínají vazy tvořící jako celek tzv. ozubici.  zubovina: Zubovina čili dentin tvoří souvislou vnitřní kostru celého zubu. Na korunce je kryta sklo- vinou a na kořeni cementem. Uvnitř zuboviny je zubní dutina vyplněná zubní dření. Zubovina je (hned po sklovině) druhou nejtvrdší a nejvíce mineralizovanou tkání v lidském těle. Její hmotu tvo- ří až 70 % minerálních látek, zejména fosforečnanu vápenatého.  dřeňová dutina: Jde o malou dutinu uvnitř zubu zasahující až do kořene. Je vyplněna zubní dření tvořenou vazivem obsahujícím krevní kapiláry a nervová vlákna, která sem vstupují otvůrkem na vrcholu zubního kořene. Typy zubů Chrup člověka obsahuje několik tvarově (i funkčně) odlišných typů zubů: Jedná se o:  řezáky: Jde o zuby s dlátovitě formovanou korunkou, okluzní plocha je upravena do tvaru hrany. Mají jeden kořen. Označují se jako „i“ (u mléčných zubů) a „I“ (u trvalých zubů).  špičáky: Jde o zuby s korunkou ve tvaru hrotu. Mají jeden kořen. Označují se jako „c“ (u mléčných zubů) a „C“ (u trvalých zubů).  zuby třenové: Tzv. premoláry. Mají plochou korunku, jež má na okluzní ploše dva hrbolky. První horní premolár má dva kořeny, ostatní mají jeden kořen. Označují se jako „P“ (jsou pouze trvalé). 8 Základy biologie člověka pro pedagogické obory 3  stoličky: Tzv. moláry. Mají plochou korunku. Na okluzní ploše mají čtyři až pět hrbolků. Horní mo- láry mají tři kořeny, dolní moláry mají dva kořeny. Označují se jako „m“ (u mléčných zubů) a „M“ (u trvalých zubů). Generace chrupu Chrup člověka obsahuje dvě generace zubů. První jsou zuby dočasné (mléčné), druhou generaci před- stavují zuby trvalé. Prořezávání (erupce) zubů, jak dočasných, tak trvalých, má svoje charakteristické načasování během postnatální ontogeneze (zejména dětského věku).  mléčný chrup: Dočasný (mléčný) chrup je první generací zubů. Obsahuje v úplné sestavě celkem 20 zubů, v každé polovině horní i dolní čelisti (tedy v každém zubním kvadrantu) je 5 zubů, a to 2 řezáky, 1 špičák a 2 stoličky. pořadí erupce je: i1 – i2 – m1 – c – m2 Nejdříve se tedy prořezává první (dolní) řezák, a to obvykle ve věku 6–9 měsíců. Následuje druhý řezák, první stolička, špičák a jako poslední se ve věku 2,5–3 roky prořezává druhá stolička.  trvalý chrup: Trvalý chrup je druhou generací zubů. Obsahuje v úplné sestavě celkem 32 zubů, v každém zubním kvadrantu je tedy 8 zubů, a to 2 řezáky, 1 špičák, 2 zuby třenové a 3 stoličky. Trva- lé zuby jsou větší než mléčné. pořadí erupce je: M1 (I1) – I1 (M1) – I2 – P1 – C – P2 – M2 – M3 Jako první se alternativně prořezává první stolička, nebo první řezák, a to ve věku 6–7 let. Násle- duje druhý řezák, první premolár, špičák, druhý premolár, druhá stolička (ve věku 10–15 let) a na- konec třetí stolička, tzv. zub moudrosti (prořezává se ve věku od 17 let až asi do 40 let, u někoho se však neprořeže vůbec nebo se ani nezaloží, popř. se prořeže špatně). 1.3 Vlastní trávicí trubice 1.3.1 Hltan Hltan je trubicovitý orgán dlouhý asi 12–14 cm. Nachází se pod bází lební a v krku. Je tedy sou- částí jak trávicí, tak dýchací soustavy, jejichž cesty se v hltanu kříží. Navazuje proto jak na dutinu nos- ní, tak na dutinu ústní a jeho pokračováním je jednak jícen, jednak hrtan. Hlavní funkcí hltanu je poly- kání (tedy posuvání obsahu ústní dutiny dále do trávicích cest). Vnější stavba  část nosní: Jinak i nosohltan. Jde o horní oddíl navazující na dutinu nosní, s níž je spojen tzv. vnitř- ními nozdrami. Vede odtud párová sluchová (Eustachova) trubice do středoušní dutiny.  část ústní: Jde o střední oddíl navazující na dutinu ústní, s níž je spojen tzv. hltanovou úžinou.  část hrtanová: Jedná se o dolní část hltanu, který pokračuje dolů vzadu jako jícen (a dále do trávi- cích cest), vpředu jako hrtan (a dále do dýchacích cest). Vnitřní stavba  sliznice: Sliznici ústní a hrtanové části hltanu tvoří vícevrstevný plochý nerohovatějící epitel (pro- chází tudy tvrdá potrava, proto je tu potřeba mechanicky odlná výstelka, podobně jako v ústní du- tině). V nosní části je (jako jinde v dýchacích cestách) je však jedovrstevný epitel s řasinkami.  stěna: Je tvořena několika příčně pruhovanými svaly (tedy vůlí ovladatelnými), s obvykle okružním průběhem. Svaly svou posunují potravu do jícnu (umožňují tak polykání sousta). 9 Základy biologie člověka pro pedagogické obory 3 1.3.2 Jícen Jícen je trubicovitý orgán dlouhý asi 25 cm a široký asi 1,5 cm. Nachází se hlavně v hrudní duti- ně, částečně zasahuje do oblasti krku a břišní dutiny. Navazuje na hltan, jeho pokračováním je žalu- dek. Jícen slouží k plynulému transportu sousta do žaludku. Vnější stavba  část krční: Krátký úsek po odstupu z hltanu.  část hrudní: Nejdelší úsek. V horní části probíhá za průdušnicí, s níž je pevně spojen.  část břišní: Krátký úsek před vyústěním do žaludku: Do břišní dutiny se dostává průchodem skrz speciální otvor v bránici. Vnitřní stavba  sliznice: Sliznici tvoří vícevrstevný plochý nerohovatějící epitel (prochází tudy tvrdá potrava, proto je tu potřeba mechanicky odlná výstelka, podobně jako v ústní dutině).  stěna: Je tvořena zejména svalovinou, a to jak příčně pruhovanou, tak hladkou. V počátečním úseku se nachází pouze příčně pruhovaná svalovina, ve středním úseku přibývá svalovina hladká a v koncovém úseku je pouze svalovina hladká. Svalovina posunuje sousto, jehož transport se vli- vem narůstajícího podílu hladké svaloviny plynule zpomaluje (takže i rychlé spolknutí potravy ve- de k jejímu pomalému a plynulému vklouznutí do žaludku). 1.3.3 Žaludek Žaludek je trubicovitý orgán, který navazuje na jícen, jeho pokračováním je tenké střevo. Je uložen v dutině břišní vlevo nahoře, v levé brániční klenbě. Je dlouhý asi 25 cm a široký v prázdném stavu asi 4–5 cm. Žaludek představuje vakovitě rozšířenou část trávicí trubice, kde dochází k dočas- nému uskladnění potravy, k jejímu promísení a chemickému (enzymatickému) trávení. Vnější stavba  část česlová: Je to počáteční úsek žaludku navazující na jícen. Na přechodu jícnu do žaludku je tzv. česlo, svěrač z hladké svaloviny bránící zpětnému toku obsau žaludku do jícnu (porucha tto funkce vede k tzv. pálení žáhy).  tělo: Je to hlavní část žaludku. Je vakovitě rozšířené a obloukovitě zahnuté.  část vrátníková: Je to konec žaludku, který přechází do dvanáctníku. Mezi žaludkem a dvanáctní- kem je tzv. vrátník, svěrač z hladké svaloviny, který se otevírá při přesunu obsahu žaludku (tzv. tráveniny) do tenkého střeva. Vnitřní stavba  sliznice: Sliznice vytváří podélné zprohýbané řasy, které mají funkci rezervních řas vyrovnávajících se při naplnění žaludku přijatou potravou. Je tvořena jednovrstevným cylindrickým epitelem (již zde není potřeba mechanické odolnosti před tvrdou potravou, protože v žaludku je tekuté pro- středí). Na povrch žaludeční sliznice ústí malé žlázky nacházející se velmi hustě v jeho stěně. Žlázky produkují tzv. žaludeční šťávu, která patří mezi trávicí šťávy (obsahuje trávicí enzymy). Buňky sliz- nice produkují rovněž hlen, který na povrchu sliznice vytváří ochranný film proti působení trávicích šťáv na samotný žaludek (jeho porucha může vést k rozvoji žaludečních vředů).  stěna: Je tvořena hladkou svalovinou, která promíchává a posunuje obsah žaludku do tenkého střeva. V česle a vrátníku vytváří svěrače. 10 Základy biologie člověka pro pedagogické obory 3 1.3.4 Tenké střevo Tenké střevo je trubicovitý orgán, který navazuje na žaludek, jeho pokračováním je tlusté stře- vo. Je umístěno v dutině břišní. Délka dosahuje 3–5 m, průměr je asi 2,5–3,5 cm. V tenkém střevě dochází k chemickému (enzymatickému) trávení potravy, ke vstřebávání živin do tělních tekutin (zejména do krve) a k posunu nestrávených zbytků potravy do dalších úseků trávicí trubice. Vnější stavba  dvanáctník: Jde o počáteční úsek dlouhý asi 30 cm (méně než 10 % celkové délky). Tvoří kličku konvexitou směřující doprava. Na sliznici (napravo) je společné ústí žlučovodu a vývodu slinivky.  lačník: Jde o střední úsek tenkého střeva navazující na dvanáctník. Zaujímá asi 40 % celkové délky.  kyčelník: Jde o koncový úsek přecházející do tlustého střeva. Zaujímá asi 50 % celkové délky. Vnitřní stavba  sliznice: Sliznice tenkého střeva obsahuje okružně probíhající řasy zvětšující její vstřebávací po- vrch. Dále je hustě pokryta tzv. klky (prstovité výběžky s výškou asi 1 mm), které ještě výrazněji zvětšují vstřebávací povrch. Na povrchu klků je jedna vrstva cylindrických epitelových buněk, na jejichž povrchu jsou tzv. mikroklky – mikroskopické výběžky, které největší měrou zvětšují vstře- bávací povrch sliznice (odhady se pohybují mezi 50–200 m2).  stěna: Je tvořena hladkou svalovinou, která posouvá obsah směrem do tlustého střeva. 1.3.5 Tlusté střevo Tlusté střevo je trubicovitý orgán navazující na tenké střevo, jeho vyústěním je řitní otvor. Je umístěno v dutině břišní. Jeho délka dosahuje 1,2–1,5 m, průměr je asi 5–7 cm. V tlustém střevě do- chází ke vstřebávání vody a minerálních látek do tělních tekutin, k mikrobiálnímu zpracování (de- kompozici) tráveniny pomocí bakterií střevní mikroflóry a k vypuzení nestrávených zbytků potravy. Vnější stavba  slepé střevo: Jedná se o slepý vakovitý výběžek tlustého střeva uložený pod ústím tenkého střeva. Vybíhá z něho tenký a několik cm dlouhý slepě zakončený výběžek, tzv. appendix vermiformis.  tračník: Jedná se o hlavní úsek tlustého střeva. Podle průběhu se dělí na čtyři úseky: o vzestupný tračník: Probíhá vzhůru po pravém okraji dutiny břišní. o příčný tračník: Probíhá příčně v horní části dutiny břišní. o sestupný tračník: Probíhá dolů po levém okraji dutiny břišní. o esovitý tračník: Probíhá v dolní části dutiny břišní a v malé pánvi.  konečník: Tzv. rektum. Jde o konečný úsek trávicí trubice, jenž ústí na povrch těla řitním otvorem. Vnitřní stavba  sliznice: Je pokryta jednovrstevným cylindrickým epitelem s mikroklky. Jejich funkcí je vstřebávání vody a minerálních látek. Epitel sliznice řitního kanálu konečníku je však odlišný a je tvořen více- vrstevným epitelem nerohovatějícím (ochrana před mechanickým namáháním). Významnou sou- částí sliznice (dutiny) tlustého střeva je mikrobiální flóra (střevní mikroflóra).  stěna: Je tvořena hladkou svalovinou, která slouží k posouvání obsahu. V oblasti konečníku tvoří hladká svalovina vnitřní svěrač, který je vůlí neovladatelný. Z vnější strany se na něho však napoju- je svěrač vnější, který je tvořený svalovinou příčně pruhovanou, je tedy (do jisté míry) ovladatelný vůlí. 11 Základy biologie člověka pro pedagogické obory 3 1.4 Velké žlázy trávicí soustavy 1.4.1 Játra Játra čili hepar jsou největší (exokrinní) žlázou lidského těla. Jsou uložena v dutině břišní vpravo nahoře, v pravé brániční klenbě. Mají řadu funkcí spojených s trávicími pochody, ale i s dalšími těles- nými procesy. Nejdůležitějšími funkcemi jater jsou: o produkce žluči: Žluč je žlutá lesklá tekutina, která se podílí na trávení tuků (zajišťuje jejich vstřebá- vání v tenkém střevě). Produkují ji jaterní buňky, které ji dále posílají do vývodných cest (žlučovo- dů) ústnících do dvanáctníku tenkého střeva. Produkce žluči je vývojově primární funkcí jater (jed- ná se o funkci žlázovou). o metabolizmus živin: Do jater přicházejí cestou vrátnicové žíly živiny vstřebané ve střevech. V jater- ních buňkách dochází k jejich dalšímu zpracování, a to jak katabolickému (spalování za vzniku energie), tak anabolickému (syntetizují se z nich některé látky tělu vlastní, např. krevní bílkoviny). Díky vysoké metabolické aktivitě jsou játra nejteplejším orgánem v těle (mají teplotu až 40 °C). o detoxikační procesy: Odbourávání škodlivých látek. Souvisí s metabolickými funkcemi (prostřed- nictvím vrátnicové žíly přicházejí do jater i toxiny obsažené v potravě). o krvetvorba: Pouze v prenatálním období (spolu se slezinou). Vnější stavba Játra mají nepravidelný asymetrický tvar, červenohnědou barvu, měkkou a křehkou konzistenci a váží v průměru asi 1,5 kg. Jsou tvořena dvěma hlavními laloky, pravým a levým. Přibližně ve středu dolní plochy jater se nachází tzv. branka jaterní, což je místo, kudy do jater vstupují, popř. z nich vy- stupují, cévy, nervy a žlučovody. Vnitřní stavba Játra jsou kryta vazivovým pouzdrem a vyplněna tzv. parenchymem. Jeho základní stavební a funkční jednotkou je jaterní lalůček. Je to útvar ve tvaru přibližně šestibokého hranolu o průměru asi 1 mm a výšce asi 2 mm. Je tvořen trámci jaterních buněk, mezi kterými se větví široké krevní kapiláry. Do kapilár proudí krev z jaterní tepny přivádějící kyslík a rovněž krev z vrátnicové (portální) žíly obsa- hující natrávené živiny z potravy vstřebané do této žíly v tenkém střevě. Živiny jsou předávány jater- ním buňkám, které je metabolizují (katabolicky či anabolicky). 1.4.2 Žlučové cesty Žluč je trávicí tekutina produkovaná jaterními buňkami v trámcích jaterních lalůčků, odkud je odevzdávána do systému žlučových vývodů. Jak bylo řečeno, její hlavní funkcí je trávení tuků. Žlučové vývody rozdělujeme na nitrojaterní a vnějaterní.  nitrojaterní vývody: Jsou uloženy uvnitř jaterního parenchymu. Začínají jako velmi tenké kanálky odvádějící žluč z jaterních buněk. Postupně se stékají do stále silnějších a silnějších kanálků, až na- konec ústí z jater ven.  vnějaterní vývody: Jsou uloženy mimo vlastní játra. Z pravého a levého jaterního laloku vychází po jednou žlučovodu, přičemž oba se již mimo játra stékají do žlučovodu společného (hlavního). Ten sestupuje dolů a ústí do dvanáctníku tenkého střeva.  žlučník: Žlučník je výchlipkou vnějaterních žlučových cest. Je dlouhý asi 10 cm, široký asi 3–4 cm a jeho objem je asi 50 cm3. Žlučník je přitisknutý na předním okraji spodní plochy jater. Vychytává žluč proudící z jater, která se hromadí ve žlučových cestách, a zahušťuje ji resorpcí vody (není tedy orgánem, který by žluč produkoval). 12 Základy biologie člověka pro pedagogické obory 3 1.4.3 Slinivka Slinivka čili pankreas je poměrně velká žláza nacházející se přibližně uprostřed horní části břišní dutiny pod žaludkem. Jedná se o smíšenou žlázu, neboť produkuje jak trávicí šťávy (exokrinní funkce), tak hormony regulující hladinu cukru v krvi (endokrinní funkce). Vnější stavba Slinivka má šedorůžovou barvu a měkkou konzistenci. Je dlouhá asi 12–15 cm a váží asi 60–90 g. Je tvořena následujícími součástmi:  hlava: Nejširší část, je uložená napravo vedle dvanáctníku.  tělo: Je to střední část slinivky.  ocas: Je to užší koncová část slinivky, odstupuje směrem doleva. Vnitřní stavba Slinivka je kryta vazivovým pouzdrem, uvnitř je vyplněna parenchymem (resp. žlázovým paren- chymem). Ten obsahuje mnoho mikroskopických žlázek dvou typů, a to žlázky exokrinní (s vývodem) a žlázky endokrinní (bez vývodu).  exokrinní část: Zaujímá většinu objemu slinivky. Je tvořena velkým množstvím drobných žlázek, které produkují tzv. pankreatickou šťávu obsahující důležité trávicí enzymy. Z jednotlivých žlázek vystupují vývody, které se postupně stékají do dvou vývodů ústících do dvanáctníku, a to hlavního a přídatného. Hlavní vývod ústí společným ústím se žlučovodem, přídatný vývod ústí samostatně.  endokrinní část: Je tvořena tzv. Langerhansovými ostrůvky. Jde o mikroskopické shluky žlázových buněk (je jich asi 1 milion a dohromady váží asi 1 g), které nejsou anpojeny na vývody. Jejich pro- duktem jsou zejména hormony regulující hladinu cukru v krvi, tedy inzulín a glukagon (hormony neodcházejí ze slinivky vývody, ale vstřebávají se do krve). o inzulín: Snižuje glykémii (tedy hladinu cukru v krvi) tím, že cukr přijatý potravou a vstřebaný do krve v tenkém střevě odvádí do všech buněk v těle (v buňkách se cukr přesouvá do mitochon- drií, kde je dále spalován za tvorby energie). Bez inzulínu nejsou naše buňky schopny cukr, ja- kožto jejich hlavní „potravu“, přijmout. Inzulín tedy sehrává velmi významnou roli v uplatnění živin přijatých potravou v našem těle (v buňkách). o glukagon: Uvyšuje glykémii (hladinu cukru v krvi) zrychlením jeho vstřebávání z tenkého střeva a také podporou jeho tvorby v těle. Zajišťuje tak dostatečnou energetickou rezervu v krvi pro případ její vyšší potřeby. Je tedy antagonistou inzulínu. 1.5 Fyziologie trávicí soustavy Trávicí soustava zajišťuje příjem látek (a energetických zdrojů) ve formě potravy, jejich další zpracování (trávení), vstřebání živin z potravy do krve a výdej nestrávených zbytků ven z těla. Spolu s dýchací a vylučovací soustavou tedy patří k metabolickým systémům lidského těla. Metabolizmus čili látková výměna je souhrnné označení pro příjem, zpracování a výdej látek a ener- gií naším tělem. Příjem látek a energií zajišťuje jednak trávicí soustava (jedná se o tzv. alimentární příjem, tedy příjem potravy), jednak dýchací soustava (jedná se o tzv. respirační příjem, tedy příjem kyslíku). Zpracování látek probíhá v každé buňce. Výdej látek zajišťuje trávicí soustava (výdej nestrá- vených zbytků potravy), dýchací soustava (výdej plynných zplodin metabolizmu) a vylučovací sousta- va (výdej vody, minerálů, dusíkatých metabolitů a dalších látek). Účelem metabolických systémů je tedy co nejefektivněji látky a energie přijímat, co nejúčelněji je využívat a vydávat nevyužité látky a energie z těla tak, aby nebyla narušena vnitřní rovnováha organizmu (homeostáza). 13 Základy biologie člověka pro pedagogické obory 3  příjem látek: „Bránou“ přijímající potravu je ústní dutina.  mechanické trávení: Jedná se o zpracování potravy mechanickými pohyby. Jeho účelem je rozdě- lení soust potravy na menší části a přeměna potravy na tekutou či polotekutou směs, což umožňu- je snadnější vstup do další (chemické) fáze trávení. Největší část tohoto procesu probíhá v ústní dutině, především účinkem žvýkání. Vlastními žvýkacími orgány jsou zuby, žvýkací pohyby jim za- jišťují žvýkací svaly. Z ústní dutiny se mechanicky zpracovaná potrava dostává pomocí polykacího reflexu do hltanu. Další fáze mechanického trávení nastává v žaludku, kde dochází k promíchání potravy pomocí kontrakcí hladké svaloviny v žaludeční stěně.  chemické trávení: Jedná se o rozložení mechanicky předpřipravené potravy pomocí trávicích en- zymů obsažených v trávicích šťávách a také za přispění symbiotických mikroorganizmů (tzv. střev- ní mikroflóry). Smyslem je přeměna živin jakožto vysokomolekulárních látek na látky jednodušší a s malými molekulami, které mohou být následně snáze vstřebány do krvě. K chemickému trávení dochází hlavně v žaludku a v tenkém střevě. K trávicím šťávám patří sliny (vylučované slinnými žlá- zami v ústní dutině), žaludeční šťáva (vylučovaná žlázkami žaludeční sliznice), střevní šťáva (vylu- čovaná buňkami výstelky dvanáctníku) a pankreatická šťáva (tvořená ve slinivce břišní a vylučova- ná do tenkého střeva). Trávení usnadňuje také žluč vylučovaná játry do tenkého střeva. Trávicí en- zymy dělíme do několika skupin podle toho, jakou živinu z potravy štěpí: o amylázy: Jedná se o enzymy štěpící (poly)sacharidy až na jednoduché cukry (monosacharidy, např. glukózu). Již ve slinách je obsažen jeden z těchto enzymů – ptyalin, k trávení škrobů tedy dochází již v ústní dutině. Další amylázy jsou obsaženy v pankreatické a střevní šťávě, štěpení sacharidů je tedy dokončeno v tenkém střevě. o lipázy: Jde o enzymy štěpící tuky na glycerol a mastné kyseliny. To začíná již v žaludku, hlavní fáze však probíhá v tenkém střevě vlivem lipáz obsažených v pankreatické šťávě. Protože jsou však tuky ve vodě nerozpustné, což ztěžuje přístup trávicích šťáv jakožto vodných roztoků, spo- lupodílí se na jejich trávení i žluč, která je emulguje – rozptyluje do podoby malých kapének obalených vodou (v podstatě umožňuje jejich rozpuštění ve vodě). o proteázy: Jedná se o enzymy štěpící bílkoviny na aminokyseliny. Tento proces začíná v žaludku působením enzymu zvaného pepsin. Ten je součástí žaludeční šťávy a je vylučován drobnými žlázkami žaludeční sliznice ve formě neaktivního pepsinogenu, který se až v žaludeční dutině změní vlivem kyseliny chlorovodíkové (rovněž vylučované žaludečními žlázkami) na aktivní pepsin. Aby nedošlo k natrávení žaludku vlastními proteázami, je žaludeční stěna před jejich účinkem chráněna vrstvou ochranného hlenu. Další proteáza – trypsin – je součástí pankreatic- ké šťávy a účinkuje tedy v tenkém střevě. Podobně jako pepsin je i tento enzym vylučován v neaktivní formě (trypsinogen) a až účinkem látek produkovaných sliznicí tenkého střeva je přeměněn na aktivní trypsin.  resorpce: Jde o vstřebávání produktů enzymatického štěpení živin (tedy monosacharidů, glycero- lu, mastných kyselin a aminokyselin) do krevních a mízních kapilár, aby mohly být dále dopraveny na místo dalšího zpracování. K tomu dochází především ve sliznici tenkého střeva činností buněk výstelkového epitelu, opatřených mikroklky – drobnými výběžky, které zvětšují resorpční povrch sliznice tenkého střeva až na desítky m2. Voda a minerální látky se vstřebávají převážně v tlustém střevě. Nestrávené a nevstřebané složky potravy pokračují dále až na konec tlustého střeva, ces- tou se k nim přimíchá střevní mikroflóra a následně jsou z těla vyloučenny (viz defekace).  transport živin: Po vstřebání do kapilár ve střevní stěně jsou živiny transportovány tělními tekuti- nami (krví a mízou) ke všem buňkám. Hlavní cestou pro transport živin z tenkého střeva je portální (vrátnicová) žíla, která vede z tenkého střeva rovnou do jater – hlavního metabolického orgánu našeho těla. Jaterní buňky tedy převezmou živiny vstřebané ve střevech přednostně a zde jsou ta- ké nejintenzivněji metabolizovány. 14 Základy biologie člověka pro pedagogické obory 3  jaterní metabolizmus: V játrech nastává další fáze metabolizmu dopravených živin, a to buď kata- bolické procesy, nebo procesy anabolické. o anabolické procesy: Anabolickým procesem se syntetizují stavební látky tvořících naše tělo a funkční látky potřebné pro jeho činnost. Jedná se tedy o procesy, které spotřebovávají energii. Nejvýznamnější roli v anabolických procesech hraje syntéza vlastních tělesných bílkovin (tedy proteosyntéza) jakožto nejdůležitějších stavebních a funkčních látek organizmu. Bílkoviny jsou v buňkách syntetizovány z aminokyselin, které byly původně součástí bílkovin přijatých potra- vou a byly do buněk dopraveny krví z tenkého střeva. Syntéza bílkovin probíhá na ribozomech uvnitř buněk. o katabolické procesy: Hlavním katabolickým procesem je úplný rozklad živin v buňkách na ko- nečné metabolity. Probíhá mechanizmem enzymatického spalování (oxidace) rozštěpených ži- vin (monosacharidů, glycerolu, mastných kyselin a aminokyselin transportovaných z trávicího systému) pomocí kyslíku (transportovaného z dýchacího systému). K tomuto složitému procesu – tzv. buněčnému dýchání – dochází uvnitř mitochondrií všech buněk, především však v jater- ních buňkách (játra jsou nejdůležitějším a nejvýkonnějším katabolickým orgánem v těle, spalo- váním živin se také zahřívají a jsou proto i nejteplejším orgánem v našem těle). Hlavními ko- nečnými produkty rozkladu živin jsou: - voda (H2O) – konečný produkt metabolizmu všech živin (sacharidů, tuků i bílkovin) - oxid uhličitý (CO2) – konečný produkt metabolizmu všech živin (sacharidů, tuků i bílkovin) - močovina – jednoduchá organická látka s navázanou aminoskupinou (-NH2), je tedy jedním z konečných produktů metabolizmu dusíkatých živin (aminokyselin, tedy bílkovin) Nejdůležitějším výsledkem katabolických procesů je však uvolnění energie, což je vlastně i je- den z účelů toho, proč přijímáme potravu a dýcháme kyslík. Větší část tajkto vzniklé energie se uvolní jako teplo, část se však uskladní do zásoby ve formě vysokoenergetické látky ATP a pou- žije v případě potřeby k dodání energie pro různé pochody v našem těle.  defekace: Jedná se o odvod nestrávených zbytků potravy (ale i vody a velkého množství střevní mikroflóry) ven z těla ve formě stolice. V tlustém střevě dochází ke vstřebávání převážného množ- ství vody v trávicím traktu, čímž obsah tlustého střeva zahušťuje. 15 Základy biologie člověka pro pedagogické obory 3 2 DÝCHACÍ SOUSTAVA (systema respiratorium) 2.1 Vymezení problematiky Hlavní funkcí dýchací soustavy je zajišťovat přísun kyslíku pro metabolické procesy v těle, dý- chací soustava se tedy podílí na metabolizmu (látkové výměně). Dýchací systém konkrétně zabezpe- čuje ventilaci vzduchu (nádech s příjmem vzduchu obsahujícího kyslík a výdech s výdejem vzduchu obsahujícího metabolické zplodiny, zejména oxid uhličitý) a vnější dýchání, tedy výměnu dýchacích plynů mezi vdechnutým vzduchem v plicích a krví, jejíž součástí je okysličování krve (další fáze respi- račního procesu, tzv. vnitřní dýchání – výměna dýchacích plynů mezi krví a tkáněmi, je navázána na transportní funkci cévní soustavy). Z nerespiračních funkcí je nejvýznamnější fonace (tvorba hlasu). Základem dýchací soustavy jsou plíce a dýchací cesty (dýchací trubice). Dýchací soustavu rozdělujeme na následující oddíly:  horní cesty dýchací o zevní nos o dutina nosní o vedlejší dutiny nosní o hltan  dolní cesty dýchací o hrtan o průdušnice o průdušky  vlastní dýchací orgány o plíce 2.2 Horní cesty dýchací 2.2.1 Zevní nos Zevní nos ohraničuje vchod do dutiny nosní. Rozlišujeme na něm kořen, hřbet, hrot a nosní kří- dla. Ze spodní části do nosu vstupují párové nosní dírky. Na povrchu je nos kryt kůží obsahující velké mazové žlázy. Po kůží zevního nosu se nacházejí jednak nosní kosti (v horní řásti), jednak nosní chru- pavky (na křídlech nosních), na něž se upínají některé mimické svaly. 2.2.2 Dutina nosní Jedná se o dutinu obklopenou některými kostmi neurokránia a splanchnokránia. Vchod do du- tiny nosní tvoří nosní dírky, východem jsou vnitřní nozdry ústící do hltanu. Uvnitř je dutina nosní roz- dělena septem na dvě (asymetrické) poloviny. Vnitřní plocha dutiny nosní (kosti a chrupavky) je kryta sliznicí dvojího typu:  dýchací sliznice: Výstýlá většinu vnitřního povrchu dutiny nosní. Její funkcí je zvlhčovat, ohřívat a očišťovat vdechovaný vzduch. Je tvořena jednovrstevným epitelem s cylindrickými buňkami, které na svém povrchu obsahují řasinky. Ty kmitají a čistí sliznici od vdechnutých (mikroskopických) ne- čistot. Dále obsahuje buňky hlenové, které sliznici (a vdechovaný vzduch) zvlhčují, a husté cévní sí- tě, které pomáhají ohřívat vdechovaný vzduch (a jsou rovněž příčinou krvácení z nosu).  čichová sliznice: Kryje strop dutiny nosní (dírkovanou ploténku kosti čichové) a přilehlou část nos- ního septa. Obsahuje čichové buňky, které jsou součástí čichového ústrojí. 16 Základy biologie člověka pro pedagogické obory 3 2.2.3 Vedlejší dutiny nosní Vedlejší dutiny nosní (tzv. paranazální dutiny) jsou výchlipky dutiny nosní do okolních kostí neurokránia i splanchnokránia. Jsou vystlány podobnou sliznicí, která vystýlá dutinu nosní (tedy o jednu vrstvu buněk s řasinkami) a otvírají se do dutiny nosní svými vývody. Jejich primárním význa- mem je odlehčení lebečních kostí, navíc slouží i jako tzv. rezonanční dutiny (ovlivňují barvu hlasu). Klinicky významným faktem je to, že zánětlivé procesy probíhající v dutině nosní se mohou snadno a plynule dostávat i do vedlejších nosních dutin právě přes jejich komunikační průchody s dutinou nosní. Může tak nastat zánět vedlejších nosních dutin (tzv. sinusitida) jako komplikace zánětů v nosní dutině.  čelní dutina: Nachází se v čelních kostech.  klínová dutina: Nachází se uvnitř těla kosti klínové.  čelistní dutina: Nachází se v těle horní čelisti. Je největší ze všech paranazálních dutin (objem až 25 cm3) a ústí do středního průchodu nosního.  čichové dutinky: Jedná se o větší množství drobných dutinek v kosti čichové. 2.3 Dolní cesty dýchací 2.3.1 Hrtan Hrtan je počátečním úsekem dolních cest dýchacích. Je to trubicovitý orgán dlouhý asi 5–7 cm, který navazuje na hltan (hltan je součástí horních cest dýchacích, rovněž ale patří i k trávicímu ústrojí, kde byl popsán, znovu tedy v této kapitole popisován není). Dole přechází hrtan v průdušnici. Hrtan je uložen v krční krajině, kde je vazivově upevněn (zavěšen) na jazylce. Je to orgán nejen dýchací, ale rovněž hlasotvorný (fonační). Vnější stavba  horní část: Je pokračování hltanu. Začíná tzv. hrtanovou příklopkou. Směrem dolů se zužuje.  střední část: Je zúžená a obsahuje hlasivky.  dolní část: Směrem dolů rozšiřuje a ústí do průdušnice. Vnitřní stavba  sliznice: Je tvořena jednovrstevným epitelem s cylindrickými buňkami s řasinkami s čistící funkcí (podobně jako jinde v dýchacích cestách). Ve střední části hrtanu vystupují z povrchu sliznice dva páry nad sebou umístěných, předozadně orientovaných řas. Jedná se o: o vestibulární (nepravé hlasivkové) řasy: Je to horní pár řas vyztužených tenkými vazy, mezi nimi je široká, tzv. nepravá, hlasivková štěrbina. o vokální (pravé hlasivkové) řasy: Je to dolní pár řas vyztužených tenkými vazy, mezi nimi je úzká, tzv. pravá, hlasivková štěrbina. Mezi horním a dolním párem hlasivkových řas prochází vdechovaný i vydechovaný vzduch. Pokud pouze dýcháme, jsou řasy od sebe vzdálené. Pokud mluvíme (tvoříme hlas), pravé hlasivkové vazy se k sobě přiblíží, vytvoří úzkou štěrbinu a rychlý proud vydechovaného vzduchu je rozechvěje, čímž vzniká zvuk (hlas).  stěna: Stěna hrtanu (a dýchacích cest obecně) není tvořena pouze svalovinou a vazivem, jako ve většině jiných útrobních trubicovitých orgánů, ale obsahuje i tvrdé tkáně (chrupavky, v nosní duti- ně kosti). Funkcí tvrdých tkání ve stěně dýchacích cest je vyztužovat je tak, aby zůstaly za každých okolností (např. při bočním tlaku těla při poloze vleže) otevřené a mohl jimi proudit vzduch. 17 Základy biologie člověka pro pedagogické obory 3 o chrupavky: Hrtanové chrupavky představuje několik velkých a malých párových i nepárových chrupavek, které jsou vzájemně spojeny vazy, ale i pohyblivými klouby. - štítná chrupavka: Je nepárová a je největší z hrtanových chrupavek. Vpředu ve středové rovi- ně vybíhá v hranu prominující a hmatnou pod kůží (především u mužů – tzv. „ohryzek“). - prstenčitá chrupavka: Je nepárová a je umístěna pod chrupavkou štítnou. Má tvar prstence, jehož přední část je nízká (pod štítnou chrupavkou), zadní část je vysoká (doplňuje zezadu částečně štítnou chrupavku). - příklopková chrupavka: Je to nepárová chrupavka připomínající list s řapíkem. Je základem tzv. hrtanové příklopky, která při polykání uzavírá vchod do hrtanu. - hlasivková chrupavka: Jedná se malou o párovou chrupavku tvaru přibližně trojbokého jehla- nu. Svou bází obě chrupavky nasedají na horní hranu zadní části prstenčité chrupavky. Od každé hlasivkové chrupavky vedou směrem dopředu ke štítné chrupavce dva páry nad sebou uložených vazů. Horní pár představují vestibulární vazy (jsou základem vestibulárních sliznič- ních řas), dolní pár vokální vazy (jsou základem vokálních slizničních řas). o svaly: Na hrtanových chrupavkách se nacházejí začátky a úpony několika příčně pruhovaných svalů, které zajišťují pohyby v kloubech mezi chrupavkami. Působí tak na hlasivkové vazy (na- tahují je, uvolňují je, přibližují a oddalují) a účastní se tvorby hlasu (tzv. fonace). 2.3.2 Průdušnice Průdušnice navazuje na hrtan, jejím pokračováním jsou průdušky. Je uložena částečně v krku, většinou své délky se však nachází v dutině hrudní. Vnější stavba Průdušnice je trubicovitý orgán dlouhý asi 10–12 cm. Na průřezu má tvar vzadu useknutého kruhu. Přední a laterální obvod je zaoblený (obsahuje chrupavky), zadní stěna je rovná (obsahuje hladkou svalovinu) a naléhá na jícen, který je uložen těsně za průdušnicí. Na dolním konci se průduš- nice rozděluje na pravou a levou průdušku. Vnitřní stavba  sliznice: Je tvořena jednovrstevným epitelem s cylindrickými buňkami s řasinkami s čistící funkcí (podobně jako jinde v dýchacích cestách).  stěna: Podobně jako v hrtanu (a ze stejného důvodu) je stěna průdušnice tvořena nejen svalovi- nou (hladkou), ale i vyztužujícími chrupavkami. Jedná se o 15–20 podkovovitých chrupavek, které neúplně obkružují průdušnici zepředu a na bocích. 2.3.3 Průdušky Průdušky jsou párové trubicovité orgány, které navazují na průdušnici, na konci se větví a vstu- pují do plic. Rozdvojení průdušnice na obě průdušky má úhel asi 70–80°. Průdušky jsou asymetrické a pravá a levá průduška se liší tvarem a velikostí. Pravá průduška je kratší (délka asi 3 cm) a širší a od- stupuje z průdušnice pod menším úhlem (je téměř jejím pokračováním). Na konci se větví na 3 větve, z nichž každá vstupuje do jednoho ze tří laloků pravé plíce. Levá průduška je delší (délka asi 4–5 cm) a užší (a odstupuje z průdušnice pod větším úhlem než pravá průduška). Na konci se větví na 2 větve, z nichž každá vstupuje do jednoho ze dvou laloků pravé plíce. Stěna průdušek je prakticky shodná se stěnou průdušnice, na kterou plynule navazují (sliznice je tedy, podobně jako jinde v dýchacích cestách, tvořena jednovrstevným epitelem s cylindrickými buňkami s řasinkami s čistící funkcí, stěna je, podobně jako v hrtanu a průdušnici, a ze stejného důvodu, tvořena nejen hladkou svalovinou, ale i několika vyztužujícími chrupavkami). 18 Základy biologie člověka pro pedagogické obory 3 2.4 Plíce 2.4.1 Úvod Plíce (pulmones, j. č. pulmo) jsou párový orgán uložený v dutině hrudní, v níž jsou obklopeny a chráněny hrudním košem (žebry). Představují vlastní dýchací orgány, které spolu s dýchacími svaly zajišťují ventilaci vzduchu (nádech a výdech) a v nichž dochází k vnějšímu dýchání – výměně dýcha- cích plynů mezi vzduchem a krví (tedy k okysličování krve). 2.4.2 Vnější stavba Plíce mají tvar nepravidelného zaobleného jehlanu, jehož báze nasedá na horní plochu bránice a hrot směřuje nahoru. Plíce mají houbovitou konzistenci, šedorůžovou barvu (během života tmavne v důsledku usazování nečistot) a dohromady váží asi 600–800 g. Jejich hustota je menší než hustota vody. Přibližně ve středu mediální plochy je tzv. branka plicní, kudy do plíce vstupují, či z ní vystupují průdušky, cévy a nervy. Pravá plíce sestává ze tří laloků – horního, středního a dolního, zatímco levá plíce pouze ze dvou – horního a dolního (její hmota je zatlačena ve prospěch srdce, které je uloženo více v levé části dutiny hrudní). 2.4.3 Vnitřní stavba  vnější obal: Na povrchu je plíce pokryta hladkou a lesklou blánou tvořenou jednou vrstvou plo- chých epitelových buněk. Blána má dva listy (vrstvy): o poplicnice – kryje přímo povrch plíce o pohrudnice – vystýlá část dutiny hrudní kolem plíce Oba listy v sebe vzájemně přecházejí v oblasti plicní branky (plíce je do obalu tedy zanořena jako do promáčklého míčku). Mezi oběma listy je štěrbinovitý prostor (tzv. pohrudniční dutina), vypl- něný vazkou tekutinou, která usnadňuje pohyby plic (skluznost) při dýchání.  plicní parenchym: Jedná se o vlastní funkční plicní tkáň. Tvoří ho větvící se průdušky stále menší- ho a menšího průměru (tzv. průduškový strom). Nejmenší (mikroskopické) průdušky se označují jako průdušinky. Během větvení se zmenšuje průměr průdušinek a ztenčuje jejich stěna. Nejmenší průdušinky jsou zakončeny tzv. plicními váčky hroznovitého tvaru, které obsahují ve svých stěnách tzv. plicní sklípky (alveoly) – výdutě o průměru asi 0,1–0,3 mm. V obou plicích se nachází asi 300– 400 milionů plicnich sklípků a jejich celková vnitřní plocha dosahuje až 100 m2. Plicní sklípky jsou vystlány jednou ultratenkou vrstvou plochých epitelových buněk a jsou těsně obklopeny sítí krev- ních kapilár malého krevního oběhu. Slouží k vnějšímu dýchání, tedy k výměně dýchacích plynů mezi vzduchem a plícemi. Průdušinky jsou v plicním parenchymu stmeleny vazivem obsahujícím elastická vlákna (zajišťují pružnost během dýchání). 2.5 Fyziologie dýchací soustavy 2.5.1 Respirace Hlavní a nejpůvodnější funkcí dýchací soustavy je dýchání čili respirace. Další důležitou funkcí dýchací soustavy je tvorba hlasu čili fonace jako první fáze tvorby řeči. Dýchání zajišťuje přívod kyslíku (jako jedné z nejdůležitějších látek potřebných pro přežití) do těla a odvod plynných produktů meta- bolizmu (oxidu uhličitého) z těla ven. Proces respirace je však z fyziologického hlediska širší, přičemž ne všechny jeho fáze jsou realizovány orgány dýchací soustavy. Kromě tzv. plicní ventilace a vnějšího dýchání (okysličování krve), které zabezpečuje dýchací systém, jsou dalšími fázemi transport dýcha- cích plynů po těle a tzv. vnitřní dýchání (okysličování tkání). Tyto další fáze již nezajišťuje samotný dýchací systém, ale soustava cévní. 19 Základy biologie člověka pro pedagogické obory 3  plicní ventilace: Jde o pravidelný (periodický) transport vdechnutého vzduchu do plic a opačný transport vzduchu z plic ven. Plicní ventilace je tedy první fází procesu respirace. Tento děj rozdě- lujeme na dva protichůdné jevy – nádech čili inspiraci a výdech čili exspiraci. o nádech: Jdeo mechanizmus přivádějící vzduch z vnějšího prostředí do plic. Plíce jsou z hlediska přívodu vzduchu pasivním orgánem (nemají schopnost pohánět vzduch dovnitř). Aktivními ná- dechovými orgány jsou tzv. nádechové svaly – vnější mezižeberní svaly a bránice. Kontrakcemi těchto svalů se rozšiřuje hrudník a dno hrudní dutiny klesá do dutiny břišní. Protože plíce pev- ně lpí na stěnách hrudní dutiny (jsou k nim fixovány pohrudnicí), jsou roztahováním hrudníku pasivně rovněž roztahovány. Tím v nich vzniká podtlak, který pohání nasávání vzduchu dýcha- cími cestami směrem do plic. Vdechovaný, tedy běžný atmosférický vzduch je složen z asi 78 % dusíku, 21 % kyslíku a 1 % ostatních plynných látek (např. vody, oxidu uhličitého atd.). o výdech: Jde o mechanizmus odvádějící vzduch z plic ven. Je zajištěn tzv. výdechovými svaly – mezižeberními svaly vnitřními. Jejich kontrakcemi se stlačuje hrudník. V plicích tak vzniká pře- tlak, který vypuzuje vzduch dýchacími cestami ven. Výdechový vzduch obsahuje asi 15 % kyslí- ku a asi 6 % oxidu uhličitého. Pouze část vdechnutého kyslíku se tedy spotřebuje na okysličení krve (kdyby výdechový vzduch neobsahoval kyslík, nemělo by smysl např. umělé dýchání). Dynamiku plicní ventilace můžeme charakterizovat několika fyziologickými veličinami: - dechová frekvence: Je to počet vdechů za minutu. V klidovém stavu dosahuje 12–16, v době fy- zické aktivity se zvyšuje (stoupá potřeba kyslíku). U novorozence je asi 40–60 vdechů za minutu. - dechový objem: Je to objem vzduchu, který je nadechnut nebo vydechnut při klidovém dýchání. Jeho hodnota je asi 0,5 l. Pouze asi 350 ml z objemu vdechnutého vzduchu se dostane až do plicních sklípků a může se účastnit okysličování kr- ve. Zbylých asi 150 ml zůstává v dýchacích cestách a na okysličení krve se nepodílí (dýchací cesty označujeme z hledis- ka dýchání jako mrtvý prostor). Při rychlém povrchním dýchání se vyměňuje vzduch pouze v tomto mrtvém prostoru, zatímco v plicních sklípcích výměna vzduchu stagnuje (klesá množství kyslíku a stoupá množství oxidu uhličitého, což má stejný efekt jako je zástava dechu). - minutový dechový objem: Je to objem vzduchu, který se vymění v plicích za 1 minutu. Spočítáme ho snadno vynásobením dechové frekvence a dechového objemu, činí tedy 6–8 litrů za minutu. - vitální kapacita plic: Jde o objem vzduchu vypočítaný jako rozdíl mezi objemem maximálního ná- dechu a objemem maximálního výdechu (popř. jako objem vzduchu, který jsme schopni vydech- nout po maximálním nádechu nebo jako objem vzduchu, který jsme schopni nadechnout po ma- ximálním výdechu). Hodnota této veličiny je závislá na několika faktorech, např. na pohlaví (u mužů je v průměru vyšší, dosahuje asi 4–5 litrů, u žen je nižší, dosahuje asi 3–4 litry) či trénova- nosti (vyšší kapacitu mívají sportovci, zpěváci či hráči na dechové nástroje). - celková kapacita plic: I po maximálním výdechu zůstává v plicích určité množství vzduchu, který označujeme jako reziduální objem. Jeho hodnota je asi 0,5–1 l. Celková kapacita plic je tedy součtem vitální kapacity plic a reziduálního objemu.  vnější dýchání: Jde o výměnu dýchacích plynů mezi plícemi (plicním sklípkem) a krví. Jednou ze složek tohoto procesu je vstřebávání kyslíku z vdechnutého vzduchu do krve, výsledkem je okysli- čení (oxidace) krve. Opačným procesem je uvolňování oxidu uhličitého z krve do plicních sklípků. K tomuto procesu dochází na konci dýchacích cest – v plicních sklípcích (výdutích vystlaných pou- ze jednou ultratenkou vrstvou plochých epitelových buněk).  transport dýchacích plynů: Dýchací plyny jsou transportovány mezi plícemi a cílovými orgány krevní cestou. Po vstřebání kyslíku z plicního sklípku do krve dochází k jeho navázání na červené krevní barvivo hemoglobin obsažený uvnitř červených krvinek. Krví je potom kyslík distribuován do celého těla, ke všem buňkám, které ho dále zužitkují. Oxid uhličitý jako jeden z hlavních pro- duktů spalování živin je do plic transportován rovněž krví, ale složitějšími mechanizmy než kyslík. 20 Základy biologie člověka pro pedagogické obory 3  vnitřní dýchání: Jde o výměnu dýchacích plynů mezi krví a cílovými tkáněmi. V tkáních dojde k přesunu kyslíku, přivedeného krví, dovnitř buněk, v nichž přejde až do mitochondrií. Tam nastá- vá návazný proces – buněčné dýchání, kdy je kyslík využit k enzymatickému spalování živin a tím i k produkci energie. Opačnou cestou se pohybuje oxid uhličitý (proudí z tkání do krevních kapilár). 2.5.2 Fonace Fonace – tvorba zvuku (hlasu) je další důležitou funkcí dýchacího systému člověka. Dochází k ní v dýchacích cestách, konkrétně v hrtanu. Na fonaci, při které vzniká surový zvuk, navazuje artikulace, při níž se tento zvuk modifikuje do podoby konkrétních hlásek. Komunikace (dorozumívání) mezi jedinci určitého druhu i mezi jedinci různých druhů slouží k předávání informací o stavu prostředí (nebezpečí, zdroje potravy, sexuální partneři atd.). Ke komunikaci slouží několik typů signálů vnímaných smyslo- vými orgány – dotykové (taktilní) signály, pachové signály, optické signály (barva, pohyby) a akustické signály (zvuky). Zvuky lze vydávat dvojím způsobem – instrumentálně (pomocí nástrojů – klacků, kamenů atd.) nebo fyziologicky (vlastními orgá- ny). Akustické signály jsou běžné u celé řady zástupců živočišné říše. Vydávání zvuků je vázáno na určité orgány – zadní končetiny u rovnokřídlého hmyzu (sarančata, cvrčci), křídla u blanokřídlého hmyzu (včely), avšak u obratlovců, včetně člově- ka, je asociováno s dýchacím ústrojím, kde zvuky vznikají na základě rozechvívání (tření) proudu vzduchu v dýchací trubici, konkrétně v hrtanu. Takovýto zvuk se označuje jako laryngeální (hrtanový). Zvuk (hlas) vzniká třením proudu vydechovaného vzduchu o hlasivkové řasy v hrtanu. Poměr délky nádechu a výdechu je při běžné respiraci asi 1 : 1,2, při fonaci však asi 1 : 8. Výdech je tedy při tvorbě hlasu, na rozdíl od běžného dýchání, mnohem delší než nádech. Z toho vyplývá, že mluvící člověk musí mít schopnost velmi jemné a přesné inervace výdechových svalů (tedy vnitřních mezižeberních svaků). Fonace jsou schopni mnozí živočichové, nejedná se tedy o výlučně lidskou schopnost. Zvuk lze hodnotit jeho intenzitou, výškou a zabarvením. o intenzita hlasu: Závisí na šířce štěrbiny mezi hlasivkovými řasami v hrtanu a rychlosti proudu vyde- chovaného vzduchu – čím je proud vydechovaného vzduchu rychlejší, tím je hlasivková štěrbina ši- rší a zvuk je hlasitější a naopak. o výška hlasu: Závisí na napětí hlasivkových řas – čím jsou řasy napjatější, tím je zvuk vyšší o barva hlasu: Závisí na velikosti rezonančních dutin v prostoru nad hrtanem, do něhož proudí právě vytvořený zvuk. Mezi rezonanční dutiny tedy patří dutina hltanu, dutina ústní, dutina nosní a ve- dlejší dutiny nosní (dutiny uvnitře některých kostí v okolí nosní dutiny). Pro rezonanci je klíčová zejména uložení hrtanu. Čím je umístěný níže, tím delší je prostor nad ním. Lidoopi a lidští ko- jenci mají hrtan umístěný velmi vysoko v krku, takže hrtanová příklopka se dotýká měkkého patra. Toto uspořádání za- jišťuje schopnost současného pití a dýchání. Starší děti a dospělí lidé mají hrtan uložený mnohem níže, čímž se zvětšuje prostor nad ním nutný pro rezonanci zvuku, avšak zároveň mizí schopnost současného pití a dýchání. Pokles hrtanu v průběhu ontogeneze člověka můžeme tedy chápat jako jeden z mechanizmů nutných pro schopnost efektivní řeči. Mluvená řeč však není pouze zvuk vytvořený v hrtanu, ale artikulovaný (článkovaný) zvuk, kte- rý sestává z hlásek, které se dále skládají do slov. Artikulace je transformace (surového) zvuku do podoby konkrétní hlásky. O tom, jak budou hlásky znít, rozhoduje momentální (tzv. artikulační) na- stavení dutiny ústní a jejích součástí – podílejí se na ní především zuby, jazyk, patro a rty. Každá hlás- ka je tedy výsledkem velmi jemné koordinace svalů v okolí ústní dutiny a v jejím vnitřku (svaly žvýka- cí, svaly mimické, svaly jazyka, svaly hltanu a svaly měkkého patra), která nastaví jednotlivé součásti ústní dutiny do artikulačního postavení a upraví zvuk do podoby příslušné hlásky. Artikulace je motoricky velmi složitá činnost, realizovaná velmi jemnou a přesnou koordinací desítek různých svalů. Svaly podílející se na artikulaci mají některé zvláštnosti, které jim umožňují bezproblémové vytváření hlásek – jsou velmi přesně a jemně inervované a jsou rezistentní vůči úna- vě. Uvědomíme-li si, že každá hláska potřebuje pro své vytvoření v řečových orgánech přesné nasta- vení napětí uvedeného velkého množství svalů a že za vteřinu jsme schopni říct řádově desítky růz- ných hlásek (tedy mnohokrát toto jemné nastavení svalů za velmi krátkou dobu změnit), vyplyne z toho, že artikulace jakožto velmi složitá motorická aktivita musí být speciálně centrálně řízená, a to z tzv. řečových center v koncovém mozku (Brocovo centrum řeči). 21 Základy biologie člověka pro pedagogické obory 3 3 VYLUČOVACÍ SOUSTAVA (systema urinarium) 3.1 Vymezení problematiky Hlavní funkcí vylučovací soustavy je vylučování odpadních látek z těla, vylučovací soustava se tedy podílí na metabolizmu (látkové výměně). Jde především o vylučování zplodin metabolizmu dusí- katých látek, zejména bílkovin. Odpadním produktem vylučovací soustavy je moč – tekutina obsahu- jící vodu a v ní rozpuštěné odpadní látky, z nichž hraje nejdůležitější roli močovina jako odpadní pro- dukt metabolizmu dusíkatých látek. Vzhledem k vylučování vody a minerálů se vylučovací soustava rovněž významně podílí na metabolizmu těchto látek. Základem vylučovací soustavy jsou ledviny a močové cesty. Vylučovací soustavu rozdělujeme na následující oddíly:  vlastní vylučovací orgány o ledviny  vývodné cesty močové o horní cesty močové  ledvinné kalichy  ledvinná pánvička  močovod o dolní cesty močové  močový měchýř  močová trubice 3.2 Ledviny 3.2.1 Úvod Ledviny (renes, j. č. ren) jsou párový orgán uložený v horním úseku zadní části dutiny břišní. Pravá ledvina je uložena o něco níže než levá, neboť je mírně zatlačována hmotou jater. V okolí ledvin se nachází tukové těleso, které tlumí nárazy a otřesy a má tedy pro ledvinu ochranný význam. Ledvi- ny jsou vlastním funkčním orgánem vylučovací soustavy, neboť v nich dochází k tvorbě moči. 3.2.2 Vnější stavba Ledvina má fazolovitý tvar. Je tužší konzistence a má červenohnědou barvu. Je dlouhá asi 10– 12 cm, široká 5–6 cm a silná 3–4 cm. Váží asi 120–150 g. Přibližně ve středu mediálního okraje ledviny se nachází tzv. branka ledvinná, místo, kudy do ledviny vstupují, popř. z nich vystupují vývodné cesty močové, cévy a nervy. 3.2.3 Vnitřní stavba Ledviny jsou kryty vazivovým pouzdrem a vyplněny parenchymem. Ten vytváří na průřezu led- vinou dvě viditelné vrstvy, a to ledvinnou kůru (je to tenká světlejší vrstva na povrchu) a ledvinnou dřeň (je to silnější tmavá vrstva uvnitř rozdělená na tzv. ledvinné pyramidy). Základní stavební a funkční jednotkou ledvinného parenchymu je tzv. nefron. V každé ledvině je asi 1 milion nefronů. Nefron je (mikroskopicky) tenký kanálek dlouhý asi 40 mm. Jeho stěna je tvořena jednou vrstvou epitelových buněk, jejichž tvar a velikost se úsek od úseku liší. V nefronu se tvoří moč, která poté odtéká do sběrných kanálků. Nefron se skládá z následujících úseků. 22 Základy biologie člověka pro pedagogické obory 3  ledvinné (Malpighiho) tělísko: Je to počáteční část nefronu. Sestává ze dvou základních kompo- nent, a to Bowmanova váčku a klubíčka krevních kapilár (tzv. glomerulu). o Bowmanův váček: Je to váček ve tvaru pohárku (má tedy podobu promáčklého míčku). o klubíčko: Jedná se o klubíčko (glomerulus) krevních kapilár vsunuté dovnitř Bowmanova váčku. Do klubíčka ústí jedna přívodná tepénka a odchází z něho jedna odvodná tepénka, jež má men- ší průměr než tepénka přívodná. Tím vzniká v kapilárách glomerulu přetlak, kterým se filtruje krevní plazma s odpadními látkami skrz póry ve stěně kapilár do Bowmannova váčku. Celková filtrační plocha dosahuje asi 1,5 m2. Výsledkem glomerulární filtrace krve je primární moč.  proximální kanálek: Je to krátký silnější kanálek odstupující z Bowmanova váčku.  střední kanálek: Je to krátký tenký kanálek, který je pokračováním proximálního kanálku. Kanálek je charakteristicky stočený v tzv. Henleovu kličku.  distální kanálek: Je to krátký silnější kanálek navazující na střední kanálek.  sběrný kanálek: Je to silnější kanálek vznikající soutokem 5–10 nefronů. Dalším soutokem sběr- ných kanálků vznikají vývodné kanálky, které ústí ještě uvnitř ledviny do počátků horních cest mo- čových (do ledvinných kalichů). 3.3 Horní cesty močové 3.3.1 Ledvinné kalichy Ledvinné kalichy jsou nálevky uložené uvnitř ledvinné branky (jsou celé vnořeny do ledvinného parenchymu). Jedná se o počáteční úseky (horních) močových cest. Ústí (stékají se) do nich sběrné kanálky z ledvin, odkud do nich proudí moč. Ledivnné kalichy se stékají do tzv. ledvinné pánvičky, která je jejich pokračováním. 3.3.2 Ledvinná pánvička Jde o široký úsek močových cest vzniklý soutokem ledvinných kalichů. Je částečně zanořena do ledvinného parenchymu, částí vystupuje z ledviny ven a pokračuje jako močovod. 3.3.3 Močovod Močovod je párový trubicovitý orgán (kanálek) odvádějící moč z ledvin do močového měchýře. Je dlouhý 25–30 cm a široký 4–7 mm. Navazuje na ledvinnou pánvičku, probíhá po zadní stěně dutiny břišní a ústí do močového měchýře. Sliznice je tvořena jednovrstevným epitelem s různě vysokými buňkami, které vytvářejí zdánlivě několik vrstev (tzv. přechodný epitel), stěna je tvořena tenkou vrst- vou hladké svaloviny, která posouvá moč do močového měchýře. 3.4 Dolní cesty močové 3.4.1 Močový měchýř Močový měchýř je trubicovitý orgán vakovitého tvaru uložený v malé pánvi. Slouží jako záso- bárna moči před vyprázdněním. Jeho fyziologická kapacita je asi 250–300 ml, maximální kapacita dosahuje asi 700 ml. Sliznice močového měchýře je tvořena, podobně jako v močovodech, jednovrs- tevným epitelem s různě vysokými buňkami, které vytvářejí zdánlivě několik vrstev (tzv. přechodný epitel). Reaguje na naplnění močového měchýře, pokud je prádný, je sliznice tvořena větším počtem vrstev buněk, pokud je naplněný, počet vrstev buněk se zmenší. Stěna je tvořena silnou vrstvou hlad- ké svaloviny, která vytváří několik funkčních svalů podílejících se na vyprazdňování měchýře. 23 Základy biologie člověka pro pedagogické obory 3 3.4.2 Močová trubice Močová trubice čili urethra je nepárový trubicovitý orgán (kanálek) představující konečný úsek vývodných cest močových. Po výstupu z močového měchýře prochází u obou pohlaví svaly hráze. Z nich odstupují k močové trubici příčně pruhovaná svalová vlákna, která tvoří příčně pruhovaný vnější svěrač močové trubice. Tento sval je ovladatelný vůlí, avšak při nadměrné náplni močového měchýře reflexně povoluje. Hladká svalovina močové trubice vytváří hladký vnitřní svěrač, který není vůlí ovladatelný. Močová trubice má odlišnou stavbu i průběh u mužů a u žen, což je dáno jejím těs- ným anatomickým vztahem k vývodným cestám pohlavním.  ženská močová trubice: U žen je močová trubice krátká (její délka je asi 4–5 cm) a je pouze vý- vodnou cestou močovou. Ústí ven v poševní předsíni nad horním okrajem vchodu do pochvy. Má obecně složitější systém příčně pruhovaných svěračů než močová trubice u muže, neboť u ní z důvodů malé délky hrozí snazší průnik patogenů hlouběji do těla.  mužská močová trubice: U mužů je močová trubice delší (její délka je asi 20–25 cm) a je současně vývodnou cestou močovou i pohlavní. Po výstupu z močového měchýře vstupuje do prostaty, kde do ní ústí chámovody, po výstupu z ní se lomí dopředu přibližně pod úhlem 90° a vstupuje do spongiózního tělesa penisu, kterým prochází a ústí na jeho konci. 3.5 Fyziologie vylučovací soustavy Produktem vylučovací soustavy (činnosti ledvin) je moč (urina). Jedná se o tekutinu tvořenou vodou, v níž jsou rozpuštěny minerální látky a odpadní látky, zejména močovina (močovina je jedno- duchá dusíkatá organická látka, která je konečným produktem metabolizmu dusíkatých živin, zejmé- na bílkovin). Vylučovací soustava tedy zajišťuje jednak odvod přebytečných tekutin z těla (reaguje na množství vody v těle a podle toho řídí její vylučování), jednak vylučování toxických dusíkatých meta- bolitů. Funkcí vylučovacího ústrojí je proto odvod odpadních látek z těla a regulace množství tekutin a minerálních látek v těle. Proces vzniku moči, tzv. uropoézu, a další funkce můžeme rozdělit do ná- sledujících fází, které na sebe navazují:  glomerulární filtrace: Jedná se o proces filtrování krve, ke kterému dochází v glomerulu (klubíčku krevních kapilár) na začátku každého nefronu. Do klubíčka ústí jedna přívodná tepénka a odchází z něho jedna odvodná tepénka, která má menší průměr než přívodná. Tím vzniká v glomerulu pře- tlak, kterým se filtruje krevní plazma s odpadními látkami skrz póry mezi buňkami stěny kapilár do kanálků nefronů. V průběhu jednoho dne je tímto způsobem odfiltrováno průměrně asi 150–200 litrů tzv. primární moči. Tato moč je tedy velmi zředěná.  tubulární resorpce: Jedná se o proces, během kterého se z primární moči zpětně do krve vstřebá- vá voda a některé další látky. Tato fáze probíhá během průtoku primární moči vývodnými kanálky nefronu. Důvodem je extrémně velké množství profiltrované tekutiny v glomerulech, které tělo nemůže postrádat. Výsledkem resorpce je tzv. sekundární moč, které je zahuštěná a které se vy- loučí denně průměrně asi 1,5–2 litry (zpětně se tedy resorbuje asi 99 % primární moči).  mikce: Jedná se o odvod moči z těla ven. Definitivní (sekundární) moč se po vytvoření v ledvinách přesunuje dále močovody do močového měchýře, a to aktivními kontrakcemi jejich stěny (nikoliv volným pádem – funguje to tedy i při otočení tělní osy o 180°). Fyziologická kapacita močového měchýře je asi 250 ml. Při tomto objemu naplnění začnou periodické stahy hladké svaloviny mo- čového měchýře a člověk začne pociťovat nucení na močení. Za normálních okolností však nedo- jde k úniku moči, neboť močovou trubici uzavírá vedle svěrače z hladké svaloviny i svěrač z příčně pruhované svaloviny, který je ovladatelný vůlí. Mikce je tedy v této fázi kontrolovatelná. Při dosa- žení maximální kapacity močového měchýře (asi 700 ml) jsou vůli kontrolované mechanizmy po- tlačeny a silné aktivní kontrakce hladké svaloviny močového měchýře vyvolají mikci. 24 Základy biologie člověka pro pedagogické obory 3 4 POHLAVNÍ ÚSTROJÍ (organa genitalia) 4.1 Vymezení problematiky Primární funkcí pohlavního ústrojí je rozmnožování čili reprodukce, tedy plození nových indivi- duí s unikátní kombinací genetické informace. Pohlavní orgány jakožto primární pohlavní znaky zajiš- ťují svou fyziologickou (hormonální) aktivitou rozvoj sekundárních pohlavních znaků, nepřímo tedy ovlivňují mnoho dalších anatomických a fyziologických parametrů lidského těla. Pohlavní ústrojí úzce souvisí se sexualitou. Kromě primárního reprodukčního významu má sexualita u člověka i významnou sekundární funkci sociální, která souvisí s částečným oddělením sexuality od rozmnožování, k němuž došlo během evoluce. Pohlavní ústrojí má těsný vývojový i anatomický vztah k vylučovací soustavě, proto se oba systémy označují souhrnně jako systém urogenitální. Anatomie pohlavního ústrojí je u mužů a u žen odlišná. Pohlavní ústrojí dělíme na části podle několika kritérií: 1) ROZDĚLENÍ PODLE UMÍSTĚNÍ o vnitřní pohlavní orgány – převažují u ženy o vnější pohlavní orgány – převažují u muže 2) ROZDĚLENÍ PODLE FUNKCE o pohlavní žlázy (gonády) – produkují pohlavní buňky a pohlavní hormony o vývodné cesty pohlavní – zajišťují odvod pohlavních buněk ven z těla o kopulační orgány – zajišťují přenos pohlavních buněk mezi oběma pohlavími Pojem „pohlaví“ můžeme chápat na několika hierarchicky seřazených úrovních:  genetické pohlaví: Je založeno na kombinaci pohlavních chromozómů. Kombinace XY (přítomnost chromozómu Y) značí mužské pohlaví, kombinace XX (absence chromozómu Y) ženské pohlaví.  gonadální pohlaví: Je dáno přítomností pohlavní žlázy (gonády) – varle značí gonadální pohlaví mužské, vaječník gonadální pohlaví ženské. V naprosté většině případů (nedojde-li k vývojovým poruchám) souhlasí gonadální pohlaví s genetickým. Lidská embrya se v počátečních fázích prena- tálního vývoje vyvíjejí indiferentně. Pokud je jedinec geneticky XX, pokračuje vývoj víceméně ply- nule a z dosud nerozlišené gonády se vyvine vaječník. Je-li však geneticky XY, dojde během 6. týd- ne vývoje vlivem některých genů na chromozómu Y k přeměně nediferencované gonády ve varle, které začne produkovat hormon testosteron. Ten zajistí diferenciaci zárodku mužským směrem. Další z úrovní pohlavní diferenciace je úroveň genitální.  genitální pohlaví: Je dáno přítomností pohlavních orgánů, tedy primárních pohlavních znaků (vý- vodných cest pohlavních a kopulačních orgánů). Opět v naprosté většině případů souhlasí s pohla- vím genetickým i gonadálním, mohou se ale vyskytnout rozmanité vývojové poruchy.  somatické pohlaví: Netýká se již přímo samotných pohlavních orgánů, ale je dáno přítomností sekundárních pohlavních znaků, tedy všech tvarových a funkčních rozdílů mezi mužem a ženou mimo pohlavní orgány (rozdíly ve velikosti a v proporcích postavy, distribuci tuku a svalové hmoty, v rozvoji ochlupení, pohlavní rozdíly na kostech, ve velikosti a aktivitě útrobních orgánů atd.). So- matické pohlaví opět v naprosté většině případů koresponduje s pohlavím genetickým, gonadál- ním a genitálním. Až do počátku puberty jsou jedinci mužského i ženského pohlaví z hlediska so- matického pohlaví přibližně stejní (mají podobnou postavu i výkonnost), liší se pouze v předcho- zích třech pohlavních úrovních. V pubertě dochází vlivem pohlavních hormonů k diferenciaci so- matického pohlaví (a vyšších úrovní pohlaví) a vyvinou se sekundární pohlavní znaky.  psychické pohlaví: Je dané pohlavně specifickým způsobem myšlení a prožívání.  sociální pohlaví: Je dané tím, jak je jedinec společností vnímán a za jaké pohlaví je považován. 25 Základy biologie člověka pro pedagogické obory 3 4.2 Mužské pohlavní ústrojí (organa genitalia masculina) 4.2.1 Úvod Mužské pohlavní ústrojí slouží k produkci mužských pohlavních buněk – spermií a k jejich od- vodu do pohlavního traktu ženy. U muže objemově převládají vnější pohlavní orgány nad vnitřními. Jednotlivé komponenty pohlavního ústrojí můžeme rozdělit na tyto skupiny: 1) VNITŘNÍ POHLAVNÍ ORGÁNY  pohlavní žlázy o varle  vývodné pohlavní cesty o nadvarle o chámovod  přídatné žlázy o semenné váčky o předstojná žláza (prostata) o Cowperova žláza 2) VNĚJŠÍ POHLAVNÍ ORGÁNY o pyj (penis) – kopulační orgán o šourek 4.2.2 Varle Varle je mužská pohlavní žláza. Jeho funkcí je tvorba mužských pohlavních buněk – spermií procesem spermiogeneze a produkce mužského pohlavního hormonu testosteronu (jde tedy součas- ně o endokrinní žlázu). Varle je párový orgán uložený v šourku. Jedno varle je obvykle uložené níže než druhé, a to z důvodů omezeného prostoru v genitální oblasti. Důvodem polohy varlete mimo vlastní dutinu břišní je to, že k produkci zdravých spermií je zapotřebí nižší teploty, než je teplota těla (asi 32 °C). Varle proto sestupuje do podkoží chladnějšího šourku, a to již na konci prenatální fáze vývoje (dráhou sestupu je tříselný kanál, sestouplá varlata jsou znakem donošenosti plodů). Vnější stavba Varle je žláza zploštělého ovoidního tvaru a tuhé a pružné konzistence. Je dlouhé asi 4–5 cm, šířka dosahuje asi 3 cm a tloušťka asi 2,5 cm. Váží asi 20–25 g. Na zadním okraji je tzv. branka, kudy vstupují a vystupují cévy, nervy a vývodné kanálky (v počtu 15–20) ústící do nadvarlete. Vnitřní stavba Na povrchu varlete se nachází vazivové pouzdro, vnitřní hmota se označuje jako parenchym. Z vazivového pouzdra odstupují dovnitř septa rozdělující parenchym na 200–300 lalůčků. Hlavní slož- kou parenchymu jsou stočené semenotvorné kanálky. Kanálky jsou vlasově tenké, jejich celková délka v obou varlatech je však až 500 m (jsou mnohonásobně stočeny). Výstelka kanálků je tvořena jednou vrstvou vysokých tzv. Sertolliho buněk. Mezi těmito buňkami se nacházejí jednotlivá vývojová stádia spermií. Spermiogeneze zde probíhá po dobu asi 60–80 dní. Při bázi semenotvorného kanálku jsou nezralá vývojová stádia spermií, směrem do lumina postupují pokročilejší stádia a od povrchu Ser- tolliho buněk se odpojují zralé spermie. Z varlete vychází 15–20 vývodných kanálků, které poté vstu- pují do nadvarlete. Semenotvorné kanálky jsou vzájemně stmeleny vazivem obsahujícím specializo- vané, tzv. Leydigovy buňky, které produkují mužský pohlavní hormon testosteron. 26 Základy biologie člověka pro pedagogické obory 3 4.2.3 Vývodné pohlavní cesty Vývodné pohlavní cesty zajišťují odvod spermií z varlat dále do močové trubice, odkud jsou spermie následně ejakulovány ven z těla (do ženského pohlavního traktu). Mezi vývodné pohlavní cesty patří nadvarle a chámovod.  nadvarle: Jedná se o párový orgán o délce asi 5 cm uložený podél zadního okraje varlete. Začíná při jeho horním pólu a končí při dolním pólu, přičemž pokračuje jako chámovod. Do nadvarlete ús- tí 15–20 vývodných kanálků varlete. Kanálky se v nadvarleti vzájemně spojují, a to až do jednoho vývodného kanálu (chámovodu). V nadvarleti probíhá další zrání spermií, trvající asi 2 týdny, ná- sledně jsou zde spermie uloženy. V případě ejakulace jsou vypuzeny do vývodných pohlavních cest (chámovodů), v ostatních případech zde zanikají.  chámovod: Je to párová trubice dlouhá asi 35–40 cm a široká asi 3–4 mm (vnitřní průsvit kanálku chámovodu je však pouze asi 0,5 mm). Slouží při ejakulaci k odvodu spermií z nadvarlete do mo- čové trubice (pojmenování je odvozeno od slova chám – staročeské označení pro sperma). Chá- movod začíná od spodní č

Základy biologie člověka pro pedagogické obory 3 PDF

Document Details

Tags

Related

Summary

Full Transcript

Upgrade to continue