מדעי יסוד - מבוא לכימיה PDF
Document Details
Uploaded by CourtlyPanFlute
בית הספר לפראמדיקים מגן דוד אדום בישראל
Tags
Summary
This document provides an introduction to chemistry, covering fundamental concepts such as atoms, elements, and molecules. It details the basic building blocks of matter and their properties.
Full Transcript
מבוא לכימיה אטום היחידה הבסיסית של החומר" ,לבנת ה...
מבוא לכימיה אטום היחידה הבסיסית של החומר" ,לבנת הבניה".האטומים בונים את כל החומרים המוכרים לנו. מאפייני האטום קובעים את תכונות היסוד (החומר) האטום מורכב משלוש תתי חלקיקים – פרוטונים ,נויטרונים ואלקטרונים יסוד חומר המורכב מאטומים מסוג אחד בלבד 99%.מגופנו מורכב מ 4 -יסודות( H :מימן)( C ,פחמן)O , (חמצן)( N ,חנקן).יסודות נוספים נמצאים בגופנו בכמות מזערית ,אך בעלי חשיבות רבה. היסודות מסודרים על גבי טבלת היסודות לפי גודלם ,משקלם ,הרכבם ותכונות נוספות – הטבלה המחזורית.לכל יסוד סימן המורכב מאותיות באנגלית (לרוב תחילת שמו) ומספר המייצג את מספר הפרוטונים בו. מולקולה שני יסודות (או יותר) המחוברים יחד בקשרים כימיים.המולקולה מהווה את יחידת הבסיס של החומר שהתקבל מחיבור היסודות מולקולה עשויה להיות מורכבת מאטומים זהים כמו מולקולת חמצן ,O2 ,שמורכבת משני אטומי חמצן ,או מאטומים שונים כמו מולקולת מים .H2Oהיא יכולה להיות מורכבת משני אטומים כמו מולקולת החמצן ,מעשרות אטומים כמו מולקולת סוכר ,או ממיליוני אטומים כמו מולקולת .DNA מבנה האטום האטום מורכב מגרעין ,וסביבו חלקיקים החגים במסלולים שונים.גרעין התא בנוי מפרוטונים ונויטרונים ,החלקיקים החגים סביב הגרעין נקראים אלקטרונים.כל האטומים בנויים בצורה זהה, אך נבדלים זה מזה ע"י מס' הפרוטונים והנויטרונים בגרעין וע"י מס' האלקטרונים המקיפים אותו – מספר זה קובע את תכונות היסוד.לרוב ,מס' הפרוטונים שבתוך גרעין התא ,יהיה שווה למס' האלקטרונים שסובבים אותו ולמספר הנויטרונים שמוצמדים לו. החלקיקים המרכיבים את האטום הם בעלי מטען חשמלי: ✓ פרוטון -בעל מטען חיובי ✓ אלקטרון -בעל מטען שלילי אטום ובו פרוטונים וניטרונים בגרעין ✓ נויטרון -ללא מטען חשמלי ואלקטרונים המקיפים אותו במצב הרגיל מס' האלקטרונים יהיה שווה למס' הפרוטונים והאטום יהיה מאוזן מבחינה חשמלית (מטען .)0אטום שבו אין שוויון אלקטרונים ופרוטונים יהיה בעל מטען חשמלי (שלילי או חיובי – בהתאם להפרש) ויקרא יון. יון -אטום בעל מטען חשמלי. ✓ אניון -יון בעל מטען שלילי.כמות האלקטרונים גדולה מכמות הפרוטונים. ✓ קטיון -יון בעל מטען חיובי.כמות הפרוטונים גדולה מכמות האלקטרונים. משיכה חשמלית חזקה בין יונים חיוביים ליונים שליליים גורמת ליצירת חומרים ושפעול תהליכים. תמיסה -שני חומרים משולבים :חומר (במצב צבירה מוצק ,נוזל או גז( ,הקרוי מומס ואשר חלקיקיו מוקפים בנוזל ,הקרוי ממס.מים הינם הממס הנפוץ בגופנו.על מנת שחומר יתמוסס במים עליו תמיסת מים ( )H2Oומלח NaCl להימשך חשמלית למולקולות המים. הכלור והמלח מופרדים ליונים ולכן התמיסה מוליכה חשמל אלקטרוליט יונים חופשיים בתמיסה מימית המוליכים חשמל כאשר מומסים במים (אלקטרוליטים יוצרים תמיסה בעלת מוליכות חשמלית).דוגמא לאלקטרוליטים עיקריים בגוף :נתרן ,Naאשלגן ,Kוסידן .Ca 2 ריכוז -אחוז המומס בתוך התמיסה.ככל שבתמיסה יש יותר חלקיקים ,התמיסה נחשבת למרוכזת יותר תרכובת תרכובת היא חומר הבנוי משני יסודות או יותר ,הקשורים ביניהם בקשר כימי.לתרכובת הרכב קבוע ומוגדר.לתרכובת תכונות כימיות משל עצמה ,השונות מתכונות מרכיביה לחוד.דוגמה( NaCl :מלח בישול) הוא תרכובת של נתרן וכלור.יש להבדיל בין תרכובת לבין תערובת ,שבה יש חומרים אחדים יחדיו ,אך ללא קשר כימי ביניהם ,כך שכל חומר שומר על תכונותיו הכימיות. יונים עיקריים בגוף ( Cationsבעלי מטען חיובי): ▪ נתרן :Na+המרכיב העיקרי בלחץ האוסמוטי החוץ תאי.הנתרן מושך אליו מים. ▪ אשלגן :K+הכרחי בכמות נכונה לפעילותם של השרירים והעצבים ,לרבות הלב.שריר הלב רגיש במיוחד רגיש שריר הלב לשינויים ברמת האשלגן. ▪ סידן :Ca2+דרוש לבניין העצמות ,רמתו בפלזמה משפיעה על סף הגירוי של העצבים והשרירים לרבות שריר הלב ,ובמיוחד קשור לכוח ההתכווצות של השריר (טונוס). ▪ מגנזיום :Mg2+מהווה חלק חיוני של מספר אנזימים.גם הוא משפיע על פעילות הלב. ANIONSבעלי מטען שלילי: ▪ ביקרבונט :HCO3-תפקידו לנטר את מאזן החומצה-בסיס הקיים בגוף.משמש כבופר ומנטרל חומציות ▪ כלור :Cl-נוטל גם הוא חלק במאזן חומצה-בסיס בגוף ובמאזן הנוזלים בגוף. השוואת ריכוזים בתמיסות קיימת שאיפה מתמדת להשגת שוויון בין שתי תמיסות סמוכות בעלות ריכוז מומסים שונה.שאיפה זו מושגת בעזרת שני תהליכים: דיפוזיה (פעפוע) -מעבר של חומר מריכוז גבוה לריכוז נמוך עד להשגת מצב של שוויון ריכוזים. אוסמוזה -מעבר של הממס (מים) דרך קרום בררני (חדיר למחיצה) ,המאפשר מעבר לממס בלבד אך לא למומסים.מעבר המים יתרחש מהתמיסה בה ריכוז המים גבוה יותר (ריכוז מומסים נמוך) אל התמיסה בה ריכוז המומסים גבוה יותר (ריכוז מים נמוך) ,עד ליצירת איזון בין ריכוזי המומסים משני צדי הקרום. דיפוזיה אוסמוזה כעבור זמן מה ,ריכוז בצד השמאלי ריכוז בצד הימני יש מים בצד שמאל – הכנסת יוד היוד והמים זהה בכל המים גבוה וריכוז בריכוז נמוך ואוריאה למים ,אין קרום בין היוד המיכל המומס נמוך. (מומס – באדום) בריכוז למים מים יעברו משמאל לימין גבוה.הקרום אינו מאפשר מעבר של המומס ולכן מים יעברו משמאל לימין על מנת להשוות ריכוזי מים 3 מערכת הלב וכלי הדם המערכת כוללת את שריר הלב ,הדם וכלי דם. הדם הדם מהווה כ 1/13 -ממשקל הגוף במבוגר (לאדם ששוקל 100ק"ג יש כ 8-ליטר דם). הדם מחולק לגופיפי הדם ולפלסמה: תאי הדם :כדוריות אדומות ,ERYTHROCYTES -כדוריות לבנות LEUKOCYTES -וטסיות- .THROMBOCYTESיחס החלקיקים מנפח הדם הינו כ.45% - פלסמה :מהווה את החלק הנוזלי במערכת ומאפשרת את תנועת התאים לכל מקום.יחסה מכלל נפח הדם הינו כ 55% -והיא מורכבת בעיקר ממים. המטוקריט HEMATOCRIT-מהווה את היחס החלקי של הכדוריות האדומות מכלל נפח הדם. המטוקריט ממוצע בגבר הינו כ 45% -ובאשה כ.42% - פירוט פלסמה: 93%מים ,בנוסף לתאים נושאת גם: אלקטרוליטים (חלקיקים טעונים חשמלית) כמו אשלגן ,Kנתרן ,Naכלור .Cl חלבונים (חלבון הינו מולקולה העשויה רצף של חומצות אמינו הקשורות יחדיו): oאלבומין ALBUMINהחלבון הנפוץ ביותר בגוף ( ,)4.2g/100ccמהווה הנשא העיקרי של מומסים שונים בפלסמה כמו הורמונים ,שומנים ,אנזימים ,ויטמינים ואף תרופות.מהווה חלק מכריע בשמירה על לחצים אוסמוטיים בכלי הדם. oגלובולין )2.8g/100cc) GLOBULINבונה חלק מפקטורי (גורמי) הקרישה ,מהווה פרקורסור לאנזימים שונים (פרקורסור הינו שם כולל לחומר מוצא ממנו מיצר הגוף חומרים שונים). oפיברינוגן FIBRINOGENחלבון המופעל בזמן תהליך קרישת הדם. ▪ הערה :התאים עצמם ברקמות השונות אינם משתמשים בחלבוני הפלזמה כחומר גלם ,אלא בחומצות אמינו המשמשות לבניית חלבונים בתוך התא(.חומצות אמינו מרכיבות חלבונים) ▪ סרום :SERUM -פלזמה שהפרידו ממנה את חלבוני הקרישה (במעבדה) בנוסף הפלזמה מכילה: א.גזים בצורה מומסת -חמצן ,O2 -חנקן ,N -פחמן דו חמצני.CO2 - ב.גלוקוז :חד -סוכר המהווה חומר דלק נוח לשימוש (במזון הסוכרים הינם "רב סוכרים", מולקולה שלא נוחה לשימוש התאים כחומר דלק זמין ,ולכן הגוף מפרק את הסוכר למולקולות הנוחות לו). ג.ויטמינים. ד.כולסטרול. ה.הורמונים. ו.תוצרי פרוק כמו :אוריאה (פירוק חלבונים) ,קראטנין (מפירוק קראטין) ,חומצה אורית (פירוק חומצות גרעין) ,בילירובין (פירוק יחידת ה HEM -בכדורית דם אדומה זקנה). 4 פירוט גופיפי הדם: מקור כל גופיפי הדם הינו במח העצמות ,יצירת תאים אדומים נקראת -אריתרופואזיס. .1אריתרוציטים – ) – )ERYTHROCYTESתאי הדם האדומים 99%מכלל הכדוריות ,כ/5,000,000 -ממ"ק ,בעלת צורת דיסקית ,קוטרה כ 7 -מיקרון (מיקרון הינו אלפית המילימטר).תפקידים עיקריים: תפקיד עיקרי בנשיאת חמצן על ידי ההמוגלובין ( )Hbשהינו החלבון החשוב באריתרוציט ,מורכב מ 4 -תת יחידות.כל יחידה בנויה מ HEM -שאליו קשור ( GLOBINפוליפפטיד- שרשרת חלבונים קטנים).כל HEMמכיל אטום ברזל אחד( )Feסה"כ 4אטומים שקושרים 4מולקולות חמצן (סה"כ 4מולקולות חמצן בהמוגלובין). בכל כדורית דם אדומה כ 200-300-מיליון מולקולות המוגלובין אוקסיהמוגלובין ( -)HbO2המוגלובין הקשור לחמצן. דאוקסיהמוגלובין -המוגלובין שאינו קשור לחמצן (יכול להיקשר לחומרים אחרים). ברזל הינו הבסיס להמוגלובין תקין.הברזל נצרך על ידי אכילת מזון (בשר ,דגים ,כבד, אגוזים) ונספג דרך רירית המעיים (בערך 1/20נספג בגופינו).רוב הברזל בכל רגע נתון מצוי בהמוגלובין ,כרבע מצוי במאגר בכבד קשור לחלבון נשא בשם "פריטין". כאשר אריתרוציט מסיים את מחזור חייו לאחר כ 120 -יום הוא מתפרק בכבד ובטחול. הברזל אינו אובד אלא נישא על ידי חלבון בשם "טרנספרין" לשם אחסון וייצור המוגלובין מחדש. כדוריות דם לבנות טרומבוציטים כדורית דם אדומה ייצור אריתרוציטים :מבוקר על ידי הכליות.הכליה רגישה לירידה באספקת החמצן הנישא על ידי האריתרוציט.הדבר גורר שחרור הורמון כלייתי בשם "אריתרופואטין" -הגורם לגירוי של מח העצם ליצר תאים חדשים. הדבר מעלה את רמות ההמוגלובין ,מה שמהווה משוב חוזר לכליה להפסיק להפריש אריתרופואטין אנמיה :ANEMIAירידה ביכולת הדם לשאת חמצן בשל: ירידה במספר האריתרוציטים. ירידה בכמות ההמוגלובין באריתרוציט. שילוב בין השניים. פוליציתמיה :ריבוי אריתרוציטים (ההפך מאנמיה).לדוגמא באנשים החיים במקומות גבוהים מאד בהם לחץ החמצן החלקי נמוך יותר ,או כמחלה של מערכת הדם. 5 סטורציית המוגלובין ) :(SATURATIONרוויון המוגלובין ,הנמדד באחוזים (עונה על השאלה כמה אחוז מההמוגלובין מקושר לחמצן).בליטר דם עורקי יש כ 200 -סמ"ק חמצן 197 ,מהם קשורים להמוגלובין והשאר מומסים בפלסמה.הסטורציה תלויה בלחץ החלקי של החמצן בדם (.)PaO2 הלחץ החלקי נמדד במ"מ כספית (.)mmHgלדוגמא PaO2 :של - mmHg 100סטורציה 100% ואילו PaO2של - mmHg 60סטורציה .90% גורמים נוספים המשפיעים על סטורציית החמצן הינם ,PaCO2 :יוני המימן החופשיים (רמת החומציות) ,טמפרטורה ו.DPG - (Diphosphoglycerate) DPGחומר המקל את שחרור החמצן מההמוגלובין לרקמות הגוף. .1היות וגם פחמן דו-חמצני נקשר להמוגלובין ,ככל שרמות ה CO2 -גבוהות יותר הן משפיעות ומפריעות לקשירת החמצן באריתרוציט. .2טמפרטורה גבוהה משנה את המבנה המרחבי של האריתרוציט ומפריעה להיקשרות החמצן. .3שינויים ברמת ה DPG -מפריעה לזיקה (אפיניות) של החמצן לאריתרוציט.בבדיקות נמצא כי רקמה שזקוקה לחמצן רב כמו שריר משחררות סיגנלים יחודיים המעלים רמות ,DPGדבר הגורר הינתקות מוחשת של חמצן מהאריתרוציט באזור הרקמה. א.תפקיד חשוב נוסף :נשיאת .CO2הפחמן הדו -חמצני הינו תוצר של מטבוליזם תאי. בדם ורידי 10%מה CO2 -מומס בפלסמה 30% ,קשור להמוגלובין ,ו 60% -הופך לביקרבונט. ב.ה ,CO2 -עובר בדיפוזיה מהירה מהכדוריות לריאות ומשם לאוויר החופשי. .2לויקוציטים:LEUKOCYTES - כ/7,000-10,000 -ממ"ק.מתחלקים באופן הבא: נויטורופילים :ביצוע פגוציטוזה (בלענות) של פולשים וכו' ,שחרור כימיקלים בתהליכים דלקתיים. בזופילים :בעל תפקיד בחלק מהתגובות האלרגיות. אאוזונופילים :חיסול פרזיטים ,גם פועל בתגובה אלרגית. מונוציטים :מייצר מקרופאגים (לצורך פגוציטוזה). לימפוציטים :מייצרים תאי Bו.T- לימפוציט - Bייצור נוגדנים ,מסייע לתאי ,Tמיצר תאי פלסמה (נוגדנים ספציפייםד). לימפוציט - T ▪ T KILLER/CYTOTOXICמחסל תאים זרים/פולשים. ▪ T HELPERמסייע לאקטיבצית תאי + Bציטוטוקסי +מקרופגים. תאי מאסט :MASTמיוצרים גם כן במח העצם ובעלי תכונה של שחרור חומרים שונים (המוכר שבהם הוא )HISTAMINEהקשורים בתהליכים דלקתיים.תאים אלו נמצאים כמעט בכל רקמה הבאה במגע עם ה"עולם החיצון" לגוף (עיכול ,עור ,נשימה) אך גם במערכת העצבים ובכלי הדם. .3טרומבוציטים (טסיות דם) : THROMBOCYTES טרומבוציטים קשורים למערכת הקרישה אשר אחראית על המוסטזיס ( HEMOSTASISעמדון דם) מספרם כ/25,0000 -ממ"ק.תהליך ההמוסטזיס תלוי ב: גורמי קרישה בפלזמה. אנדותל (שכבת תאי הציפוי הפנימית של כלי הדם). טרומבוציטים. 6 קריש הדם/טרומבוס הינו תוצר סופי של הפעלת גורמי קרישה (פקטורים) שונים בפלסמה (רוב הפקטורים הינם חלבונים לא פעילים המופעלים בעת הצורך ולאחר נזק לאנדותל ,ויטמינים ואלקטרוליטים שונים עוזרים לפעולתם). החלבון האחרון בשרשרת הוא הפיברין -FIBRINחלבון זה יוצר באזור המדמם רשת חזקה הלוכדת כדוריות דם אשר נקרות בדרכה ,אוגדת אותם ויוצרת קריש. תחילת התהליך קשור בנזק מקומי ברקמה מסויימת ובאנדותל של כלי הדם בה.טרומבוציטים לא פעילים בדם מזהים את האנדותל הפגוע ונדבקים אליו (שלב זה נקרא "אדהזיה").תוך כדי כך משתחררים חומרים שונים ,ביניהם "סרוטונין" הגורמים לכיווץ כלי הדם. במקביל: א.מתחיל תהליך המכונה אגרגציה (הצמדות הטרומבוציטים אחד לשני). ב.הפעלת גורמי הקרישה בפלזמה עד להיווצרות רשת הפיברין שהוזכרה קודם. הערה :כמו בכל מערכת אחרת בגוף גם למערכת הקרישה ישנה מערכת מנוגדת לה והיא המערכת הפיברינוליטית אשר יודעת לפרק קרישי דם. פיברינוליזיס -פירוק פיברין( ,מערכת זו עובדת גם היא עם חלבונים לא פעילים המחכים לאקטיבציה על ידי אות מיוחד.החלבון החשוב במערכת זו נקרא פלסמינוגן ההופך לפלסמין). אנטומית כלי הדם: כלי הדם בגוף מחולקים ל: עורקים ARTERIES -המזרימים דם מהלב לרקמות השונות. נימים ,CAPILARIES -אשר דרכם מתבצע למעשה חילוף החומרים עם הרקמות (אספקת חמצן ,גלוקוז וכו'). ורידים ,VEIN -המחזירים דם מהרקמות ללב. המבנה: לעורק ולווריד מבנה דומה אך היחס בין השכבות שונה. שכבה חיצונית -טוניקה אדוונטיציה TUNICA ADVENTICIA -המקנה חוזק וצורה. שכבה אמצעית -טוניקה מדיה TUNICA MEDIA -עשויה שריר בעל יכולת אלסטית ואפשרות לשינוי קוטר כלי הדם. שכבה פנימית -טוניקה אינטימה (אנדותל) TUNICA INTIMA (ENDOTHEL)-שכבת ציפוי חד- עורק תאית צפופה. טוניקה אינטימה הערה :בעורק השכבות-החיצונית והאמצעית עבות וחזקות יותר מאשר בוורידים. טוניקה העורקים הראשי והגדול ביותר בגוף יוצא אדונטיציה מהחדר השמאלי של הלב ונקרא -אבי העורקים טוניקה ).(AORTAמשם אבי העורקים מתפצל לעורקים מדיה קטנים יותר ויותר עד הגיעם לרמת "עורקיק"- ARTERIOLEוהעורקיקים מתפצלים עד הגיעם לרמת הנימיםCAPILARY - הקפילרות בנויות כרשת ענפה ביותר המגיעה לכל רקמה ורקמה בגוף. היות והנימים כה קטנים ודקים ,כדוריות הדם מסתדרות בטור ונדחפות לנימים ,דבר אשר מוביל לחילוף חומרים יעיל עם תאי הגוף. 7 בקצהו השני של הנים מצוי ורידון (וריד קטן) המתנקז לוורידונים גדולים יותר ויותר עד הגיעם לוורידים גדולים (בדומה לרשת העורקית – רק בכיוון ההפוך).כל הוורידים ,למעט בודדים חריגים, מתנקזים לשניים ראשיים -SUPERIOR VENA CAVA :וריד נבוב עליון וINFERIOR VENA CAVA - -וריד נבוב תחתון ,אשר מחזירים את הדם מכל הגוף ללב. כמו כן לאורך הוורידים קיימים מסתמי "כיסים" המונעים מהדם לנוע נגד הזרם. אנטומיית הלב: הלב הינו איבר שרירי הממוקם במרכז המדיאסטינום (חלל בית החזה) מאחורי עצם בית החזה- ( STERNUMרטרוסטרנלי). משקלו כ 300-גרם באדם בוגר.הלב נחלק לאורכו לשניים על ידי מחיצה.SEPTUM -כל מחצית מחולקת גם כן לשניים על ידי מסתמים חד כיווניים ,ובכך נוצרים בלב 4מדורים /חללים.החללים שמעל המסתמים נקראים עליות ATRIUM -ואלו שמתחת למסתמים נקראים חדרים- .VENTRICLES פעולת הלב הינה ,למעשה ,שאיבת הדם ודחיסתו. שכבות הלב: הלב נמצא בתוך מעטפת המכונה שק הלב ( ,(PERICARDIUMהפריקרד עוטף את הלב בצורה רופפת ,בין המעטפת ללב ישנו נוזל סיכה אשר תפקידו למנוע חיכוך הלב בזמן תזוזתו. .1אפיקרד -EPICARDIUMהשכבה החיצונית של שריר הלב (מתחת לפריקרד). .2מיוקרד -MYOCARDIUMהשכבה האמצעית -העיקרית והעבה ביותר ,זהו שריר הלב למעשה. .3אנדוקרד -ENDOCARDעשוי מתאי ציפוי (אנדותל) ,בדומה לכלי הדם. חללים: כאמור ,בלב 2עליות (ימין ושמאל) ו 2חדרים (ימין ושמאל)".לב ימין" מופרד לחלוטין מ "לב שמאל". העליות מנקזות דם מהוורידים הגדולים (למעשה ,מכל רקמות הגוף) ואילו החדרים מזרימים דם דרך העורקים אל רקמות הגוף. הלב -מבנה: עליות עשויות רקמת שריר עדינה יחסית היות ואינן עומדות בעומס עבודה רב. חדרים בעלי שריר עבה ומפותח היות ועליהם לדחוס דם בעוצמה גבוהה. חדר שמאל עבה פי 2-3מחדר ימין היות ולב ימין דוחס דם רק לריאות (אשר קרובות ללב) בעוד השמאלי דוחס דם לכל חלקי הגוף. הערה :נהוג לחלק את חדר שמאל לאזורים או דפנות/קירות על פי החלוקה הבאה :דופן קדמית, תחתונה ,צידית ודופן אחורית ,הספטום (מחיצה) מהווה חלק מהשריר של חדר שמאל ושייכת בחלקה לדופן הקדמית. 8 מסתמים: כאמור ,ללב 4מסתמים – בין העליות לחדרים ובין החדרים לעורקים.ניתן לחלק את מסתמי הלב לשני סוגים ,לפי תפקודם והרכבם: א.המסתמים ה"סהרוניים" ) (Semilunarנקראים כך עקב צורתם הדומה לחצי ירח: ממוקמים בין החדרים לעורקים בין חדר שמאל לאבי העורקים :המסתם האאורטלי AORTIC VALVE בין חדר ימין לעורק הריאה :המסתם הפולמונארי PULMONARY VALVE ב.המסתמים ה"צניפים" (Cusps) -נקראים כך עקב צורתם דמויית הכוס ממוקמים בין העליות לחדרים בין עליה ימין לחדר ימין :המסתם הטריקוספידאלי (תלת צניפי ) TRICUSPID VALVE בין עליה שמאל לחדר שמאל :המסתם המיטראלי (דו-צניפי )BICUSPID\MITRAL VALVE למסתמים הצניפיים מחוברים שרירים המונעים מהם לקרוס ולהיפתח לכיוון העליות בזמן התכווצות החדרים (כמו חוטים של מצנח שלא נותנים לו לקרוס בזמן צניחה).שרירים אלו מכונים "השרירים הפאפילאריים" ,והם מחוברים למסתמים על ידי רקמת חיבור בשם.CHORDAE TENDINEAE - כל המסתמים מאפשרים זרימה חד -כיוונית בלבד.חזרת דם אחורה מחלל אחד לקודם או מעורק לחדר הינה פתולוגית (גורמת או מהווה מחלה). מחזור הדם: הדם זורם בתוך גופינו בצורה מעגלית.מערכת כלי הדם והלב מהווים מערכת סגורה ולכן אין נקודת התחלה ונקודת סיום.כיוון שחדר שמאל הוא מייצר הזרימה העיקרי ,נהוג להתחיל ממנו.אלו תחנות הדם כשהוא עובר בגופינו: חדר שמאל אבי העורקים עורקים עורקיקים נימים שחלוף גזים ושאר חומרים עם התאים ברקמות השונות ורידונים ורידים ורידים נבובים (עליון ותחתון) עליה ימין חדר ימין עורק הריאה עורקי הריאה (ימין ושמאל) ריאות ורידי הריאה עליה שמאל חדר שמאל וחוזר חלילה… מעבר הדם מחדר שמאל ועד עליה ימין מכונה "מחזור הדם הגדול" או הסיסטמי (מערכתי).ואילו מעבר הדם מעליה ימין עד עליה שמאל מכונה "מחזור הדם הקטן" הריאתי/פולמונרי. שריר הלב: שריר הלב בנוי מתאים הבנויים בצפיפות.תכונתם מערבת תכונות שריר שלד (להם כוח רב אך זמן עבודתם קצר) ושריר חלק (שריר לא רצוני העובד לאורך זמן ובעוצמה נמוכה יחסית). בין תאי הלב (המכונים מיוציטים )Myocytes -ישנם חיבורים הנקראים GAP JUNCTION המאפשרים מעבר של יונים וחומרים אחרים ביניהם.תאים אלו מרובים במיטוכונדריות (מיטוכונדריה הינה אברון בתא אשר אחראי על הפקת האנרגיה) על מנת לאפשר פעילות כה מאומצת וייחודית.כאחוז אחד מתאי שריר הלב הם בעלי תפקיד אחר בלב ומהווים את מערכת ההולכה החשמלית שךו. מערכת ההולכה החשמלית: פעילות שריר הלב תלוייה בהפקת חשמל אשר מגיע למיוציטים.בזכות מערכת ההולכה החשמלית מתבצע השלב המכני של הלב (הכיווץ) ,מאפשרת לבצע תיאום בין פעילות העליות והחדרים, ושולטת בקצב הלב עצמו. תיאור מערכת ההולכה: בתקרת עלייה ימין קיים הקוצב הראשי SINOATRIAL NODEאו בקיצור "סינוס" ( )SAהמייצר בעצמו 60-100פולסים חשמליים בדקה.ברצפת עלייה ימין קיים הקוצב המשני- ( ATRIO-VENTRICULAR NODEנקרא לרוב .)AV NODE 9 במצב פיזיולוגי תקין" ,יריית" הפעימה החשמלית מהסינוס במסלול ההולכה התקין תגורם לכיווץ מכני של העליות. הפולס החשמלי זורם לכוון רצפת העליות אל הקוצב המשני (רצפת העליות מבודדת חשמלית ולכן הפולס מוצא דרכו אך ורק אל ה.)AV NODE -שם מתבצעת "השהיית" הפולס לשבריר שנייה ואז הוא ממשיך לכיוון החדרים(.במצב תקין ,חשמל המגיע מהעליות עובר לחדרים רק דרך קוצב AV בזכות אותה שכבת בידוד) הפעילות החשמלית זורמת במורד מערכת ההולכה: מה AV -ישנה זרימה לכיוון הספטום לסיב הולכה עבה על שם ,)Bundle of His/HISS( Hisסיב זה מתפצל בהמשך לשני צרורות הולכה בשם RIGHT/LEFT BUNDLE BRANCH :אשר עוברים בספטום ומסתיימים בחוד הלב (.)APEX הצרור הימני מוביל לחדר ימין והשמאלי לחדר שמאל.מהצרורות ממשיכה הפעילות החשמלית לסיבים עדינים ביותר הפרוסים בכל המיוקרד ,בדומה לרשת קפילרות המגיעות כמעט לכל תא ותא. סיבים אלו נקראים ( PURKINJE FIBERSהסיבים על שם פורקנייה) וכל סעיף שלהם גורם להפעלה של קבוצת תאי שריר ,כך שכל המיוציטים החדריים מופעלים. למעשה ,התוצאה המתקבלת מפעילות חשמלית זו הינה כיווץ סימולטני (בו-זמנית) של העליות וכמה שברירי שנייה לאחר מכן מתקבל כיווץ סימולטני של החדרים ,כך שהעליות מתכווצות לחוד והחדרים מתכווצים לחוד.מחזור שלם כזה של כיווץ העליות וכיווץ החדרים מהווה פעימת לב אחת. המערכת הכלילית של הלב CORONARY ARTERIES מערכת המספקת דם לשריר הלב עצמו.הדם אשר זורם בתוך הלב עצמו ,עובר בתוכו בלחץ ובמהירות גבוהים מדי על מנת לאפשר שחלוף גזים יעיל.לכן הלב מקבל את אספקת החמצן שלו מהמערכת הקורונרית ,שם זרימת הדם איטית יותר ובלחץ נמוך יותר. תחילתה בשני עורקים כליליים אשר מוצאם בשורש אבי העורקים ( )AORTAהיוצא מחדר שמאל: א.עורק קורונרי ימני RCA -מספק דם לעליה וחדר ימין ,לחלק מהספטום ולרוב מערכת ההולכה החשמלית ,לעיתים גם לדופן התחתונה של חדר שמאל.כלי הדם מסתעף לעורקיקים קטנים יותר ,סעיפיו (התפצלויות) נקראים "מרגינלים" ב.עורק קורונרי ראשי שמאלי LEFT MAIN CORONARY ARTERY (LMCA) -מתפצל לשניים בדרך כלל כשני ס"מ ממוצאו באבי העורקים: העורק הקדמי היורד - LADמספק דם לשארית הספטום, לחלקו הקדמי של חדר שמאל ,ולעיתים גם לחלקו התחתון. סעיפיו הנקראים "דיאגונלים" -CIRCUMFLEXמספק דם לחלקו האחורי של הלב.יש לציין כי אזור חלוקת אספקת הדם משתנה מאדם לאדם. הניקוז של כלי הדם הקורונריים ,כמו בכל רקמה ,נעשה על ידי מערכת ורידים המתנקזים לבסוף לווריד גדול- CORONARY SINUSהנשפך לעליה ימין. מילוי וזרימת הדם בקורונריים מתרחשת בעיקר בזמן הדיאסטולה (הרפית החדרים) ,כאשר עלי המסתם האאורטלי. כלי דם חדשים נוצרים כל הזמן (תהליך איטי) ,כאשר רקמה מרגישה חוסר בחמצן באופן מתמשך, אנו נמצא בה יותר כלי דם משניים המכונים ( Collateral Arteriesמעין מעקפים טבעיים) אשר מתחברים לעורקים הקיימים באמצעות אנסטמוזה (קישור בין כלי דם שונים ,אנסטמוזה= "הלחם") 10 פיזיולוגיה לב וכלי דם: מושגי יסוד: סיסטולה :SYSTOLEכיווץ החדרים ,משכו כ 0.28 -שניה.בפעולה זו דוחס החדר נפח דם מסוים (חדר שמאל לאבי העורקים ,וחדר ימין לעורק הריאה).בשלב זה סגורים המסתמים המיטראלי והטריקוספידאלי ,ונפתחים האאורטל והפולמונארי. דיאסטולה :DIASTOLEהרפיית החדרים והתמלאותם בדם ,משכו כ 0.52 -שניה.בשלב זה נפתחים המסתמים המיטרלי והטריקוספידלי ,וסגורים האאורטלי והפולמונרי. שלבי המילוי של הלב: הרפיית החדר וירידה של הלחץ בו מתחת לזה שקיים בעליה פתיחת המסתמים המיטרלי והטריקוספידלי ומילוי מהיר של רוב נפח החדר. oבמקביל – סיסטולת העליות וריקונן מדם לתוך החדרים oכיווץ קטן של העליה שדוחס עוד כ 15-20% -מנפח המילוי הכללי (בשל היות הכיווץ כה קטן קיבל את שמו )ATRIAL KICK -יש לזכור כי עיקר נפח המילוי נובע מעוצמת ההרפיה של החדר (כמה נמוך ירד הלחץ בחדר) ולא מכיווץ העלייה. החדר מלא – אין כיווץ ואין הרפייה ,כל המסתמים סגורים. "כיווץ שווה נפח" של החדרים – החדרים מתכווצים ,אך הדם לא נשפך החוצה והלחץ בתוך החדרים עולה. כשהלחץ בחדרים גבוה מהלחץ בעורק הסמוך להם ,המסתמים הסמי-לונאריים נפתחים והדם פורץ לעורקים. כשהלחץ בחדר נמוך מהלחץ בעורק ,המסתמים הסמי-לונאריים נסגרים ושוב מתרחשת ההרפייה של החדר... PRELOADהינו הלחץ שהדם מפעיל כנגד דפנות החדר בסוף הדיאסטולה.הפרלואוד תלוי מאוד בחזרה הוורידית (כמות הדם שנשפכת לעליה ימין).ככל שיותר דם יכנס לעליה ימין ,כך יותר דם יכנס לחדר ימין ,כך גבוה יותר יהיה הלחץ בחדר בסיום "המילוי" (דיאסטולה). AFTERLOADהינו הלחץ הנדרש לצורך פתיחת המסתם הסמי-לונארי (לרוב מתייחסים למסתם האאורטלי ספציפית) והוא מבטא את ההתנגדות של הדם בעורק לסיסטולת החדר -כלומר לניסיון הדם לצאת מהחדר.רק כאשר ייגבר הלחץ שחדר שמאל מייצר על הלחץ המצוי באאורטה – ייפתח המסתם האאורטלי. )SV( STROKE VOLUMEנפח פעימה (נמדד ב.)CC-בכל כיווץ חדר נזרק נפח מסויים לעורקים השונים ,נפח זה משתנה מאדם לאדם וממנוחה למאמץ.הממוצע הינו 70סמ"ק באדם בוגר. CARDIAC OUTPUTתפוקת לב-נמדדת בסמ"ק לדקה.מחושב על פי: STROKE VOLUME X HEART RATE כלומר כמות פעימות הלב בדקה Xנפח כל פעימה בcc- לדוגמא.70cc X 70 BEATS/MIN = 4,900cc : לא כל נפח הדם שבחדר יוצא בעת הסיסטולה.הנפח הנשאר בחדר נקרא END SYSTOLIC .VOLUME EJECTION FRACTIONמקטע פליטה (נמדד באחוזים).נפח חדר מלא בסוף הדיאסטולה הינו כ- 130סמ"ק (= ,)End Diastolic Volumeידוע כי נפח פעימה ממוצע הינו 70סמ"ק (כ .) 50%היחס של נפח הפעימה מתוך הנפח הסוף דיאסטולי נמדד באחוזים.ולכן 70/130הינם 53.8%ואכן מקטע פליטה ממוצע עומד על ,50-65%מדד זה מלמד אותנו עד כמה טובה הסיסטולה. הערה1=1cc=1ml -מ"ל=1סמ"ק כל אלו מבטאים את אותה יחידת נפח (אלפית הליטר) ליטר=1,000cc 11 לחץ דם -זהו הלחץ שמפעיל הדם על דפנות כלי הדם.תלוי למעשה בנפח הנוזל ובהתנגדות הצנרת (אלסטיות וקוטר כלי הדם).לחץ דם נמדד בשני ערכים :סיסטולי ודיאסטולי וביחידות של מ"מ כספית (ממ"כ או )mmHg א.הלחץ הסיסטולי ( )SBPנוצר בעקבות הסיסטולה ודחיסת הדם לתוך העורקים הראשיים. ב.הלחץ הדיאסטולי ( )DBPהינו הלחץ שקיים בעורקים הראשיים בין שתי פעימות (בזמן הדיאסטולה) ,כלומר למעשה מבטא כמה נמוך נופל הלחץ ,בין פעימה לפעימה. לחץ הדם מושפע מאלסטיות העורקים הראשיים :בזמן הסיסטולה ,גל הדם שעובר באאורטה ובעורקים גורם למתיחת העורקים ולהרחבתם לשבריר שנייה.בחלוף הגל ובזכות האלסטיות ,חוזרות דפנות העורקים הראשיים לקדמותן ויוצרות בכך כוח דחיפה לגל נוסף. הפרש הלחצים בין סיסטולה לדיאסטולה נקרא PULSE PRESSUREאו בעברית "לחץ-דופק".ערך זה חשוב על מנת להבטיח פרפוזיה נדרשת לעברים השונים בגוף(SBP-DBP=PP). לחצים בחללי הלב: חדר שמאל כ 120 -מ"מ כספית ,חדר ימין כ 20 -מ"מ כספית ,עליה שמאל כ 10 -מ"מ כספית ועליה ימין כ 5 -מ"מ כספית.מדרג הלחצים הזה מרמז על כניסה של דם בלחץ נמוך מאוד לעליה ימין, ומעט גבוה יותר לעליה שמאל.בנוסף ,ניתן לראות שהלחץ בו הדם יוצא מכל אחד מהחדרים גבוה מהלחצים בעליות ,כמו גם ,גדול מאוד ההבדל בין הלחץ שמייצר חדר שמאל ,בהשוואה לחדר ימין. MEAN ARTERIAL PRESSURE :MAP מחושב לפיDBP + )PP/3( : לחץ דיאסטולי +שליש הפרש הלחצים בין סיסטולי לדיאסטולי (.)PULSE PRESSURE מדד לחץ זה משקף את לחץ הדם הממוצע ברקמות עצמן. כידוע מתפצלים העורקים לעורקיקים להם יכולת רבה לשינוי קוטרם בזכות השכבה השרירית שלהם.MEDIA -כאשר רקמה דורשת יותר דם העורקיקים מתרחבים ומזרימים דם.ככל שיותר עורקיקים פתוחים – כך יורד לחץ הדם המרכזי לסיכום: המטרה של המערך הקרדיווסקולרי לספק חמצן לרקמות. החמצן יוצא מנימי הדם לתאים שזקוקים לו.תהליך זה נקרא פרפוזיה העורקיקים הם אלו הקובעים את התנגודת הפריפרית העורקים הראשיים קובעים את לחץ הדם הסיסטמי העורקיקים קובעים את הפרפוזיה הרקמתית ולפיכך קובעים את ה.MAP- קפילרות: בכל רגע נתון מכילות הקפילרות כ 5% -מכלל נפח הדם.אותם 5%הם בעלי התפקיד המכריע בסירקולציה -חילוף החומרים של הגזים עם התאים.הקפילרות מגיעות קרוב מאוד לתאים על מנת לאפשר דיפוזיה. יש בערך 43,000ק"מ של קפילרות בגוף האדם ,אורכן אינו עולה על 1 -מ"מ וקוטרן לא עולה על5 - מיקרון (מיקרון=אלפית המ"מ). תנגודת הקפילרות נמוכה לעומת העורקיקים וזאת בשל מספרן האדיר המוריד ומחלק את הלחץ מהעורקיקים (כפי שלחץ בצינור גדול ,נחלק בין צינורות קטנים או נהר עוצמתי שמתפצל ומתפצל, יהפוך למספר רב של נחלים חלשים שישפכו לים). 12 אנטומיה של דרכי האוויר מרכיבים עיקריים של דרכי האוויר העליונות: -NASAL CAVITYחלל האף -ORAL CAVITYחלל הפה -PHARYNXגרון ,לוע NASAL CAVITY החלק העליון ביותר בדרכי האוויר ,מורכב מ 3 -קונכיות שתפקידן ללחלח ולחמם את האוויר הנכנס. כמו כן ,על הקונכיות ישנם גופיפים דמויי שערות ,CILIA -העוזרות לסנן את האוויר הנכנס. ORAL CAVITY חלל הפה ,נתחם על ידי הלחיים, החך הקשה ,החך הרך והלשון. מתחת לסנטר שוכנת ה ,HYOID BONE -העצם היחידה בגוף שאינה מחוברת לעצם אחרת. היא נתמכת על ידי רצועות מהעצם הטמפורלית (עצם הגולגולת הצידית). PHARYNX הגרון ,צינור שרירי המתמשך מסופו של החיך הרך ועד לחלק העליון של הושט והקנה. תפקידיו הם לאפשר מעבר של אוויר אל מערכת הנשימה (דרך הקנה) ,ומעבר של אוכל אל מערכת העיכול (דרך הושט). הגרון מחולק לשלושה חלקים: NASOPHARYNXהחלק העליון ביותר של הגרון המתחיל בחלק האחורי של האף ,עד החיך הרך. OROPHARYNXמתחיל מהחיך הרך עד לעצם הלשון LARYNGOPHARYNXמתחיל מבסיס עצם הלשון ,עד לוושט והקנה. מנגנוני הגנה משום שנכנסים גם מזון וגם אוויר לצינורות הצמודים זה לזה ,צריך מנגנון שיפקח שיכנסו למקום הנכון.קיימים כמה מנגנונים: EPIGLOTTISמכסה הגרון.תפקידו להגן על קנה הנשימה מחדירת גוף זר או מזון. GAG REFLEXמנגנון בליעה ושיעול המונע כניסה של גוף זר לקנה הנשימה ולריאות.אבדן של מנגנון זה מהווה סכנה מוחשית לדרכי האוויר.זהו מנגנון בסיסי ביותר ,שמקורו במוח ,במקרה של אבדן רפלקס זה ,ניתן להניח שיש פגיעה מוחית. אינטובציה פעולה פולשנית שבה מכניסים צינור ( )Tubeאל הקנה בעזרת לרינגוסקופ. קריקוטירוטומיה פעולה כירורגית (המצריכה ביצוע חתך) בכדי להכניס צינור אל תוך הקנה. 13 האנטומיה והפיזיולוגיה של המערכת הרספירטורית (נשימתית) אפשר למצוא את מיתרי הקול בשני מצבים: פתוחים -כאשר אדם מת ,או במצב של נשימה -שאיפה. סגורים -במצב של נשיפה ,או במצב של דיבור. קנה הנשימה Trachea - מתחיל מהקריקואיד (הטבעת הראשונה של הקנה) ומסתיים בצומת הקרינה.CARINA -פנים הקנה מורכב מרקמה סחוסית. בתוך טבעות הקנה יש כלי דם ,תאי אפיתל (רקמת ציפוי), עצבים ,ובלוטות לימפה (הנלחמות בפולשים וחיידקים). בתוך הקנה ישנה רירית מכוסה CILIA ) (MUCOSAL CILLIAכאשר היא מגורה ,למשל במקרה של חדירה של גוף זר לקנה ,גורמת לכיווץ תכוף ופתאומי של שרירים – שיעול.גם זה ,רפלקס הגנה חשוב. בהתפצלות של הקנה ( ,)CARINAיש עצבוב מהותי של עצב הואגוס (יוסבר בהמשך) הקנה מתפצל בקרינה לסמפון ( )BRONCHUSהימני ולסמפון השמאלי.הם ממשיכים להתפצל לסמפונונים.BRONCHIOLE -משם יוצאים הסימפוניות הטרמינליות/רספירטוריות (הסמפון הסופי /הנושם) ,שבהן כבר מתחיל להתבצע החילוף של הגזים ,אבל לא העיקרי. הסמפונונים מעוצבבים וכיוון שחלק מהמבנה שלהם הוא שרירים ,הם יכולים להתכווץ. בקצה הסמפוניות הטרמינליות האלו נמצאות הנאדיות.ALVEOLI -שם מתבצע חילוף הגזים העיקרי.הנאדיות הם שקים מיקרוסקופיים שבתוכם יש נוזל ואוויר.השק מכוסה ברשת של כלי דם שנקראות קפילרות.הנאדית מהווה את היחידה התפקודית הקטנה ביותר של הריאה המפגש בין הנאדיות לרשת כלי הדם נקרא מפגש אלוואולו-קפילרי (נאדית-נים). הנאדיות יושבות אחת על השנייה וביניהן יש מחיצות.הדבר מחלק את הנאדיות לשקי נאדיות ואת שקי הנאדיות לנאדיות קטנות עוד יותר – כך נוצר שטח פנים עצום לצורך שחלוף גזים שטח פנים – השטח של החומר שבפועל בא במגע עם חומר אחר (למשל שטח הפנים בבריכת מים של המים עם האוויר הוא מאוד קטן – רק החלק העליון נוגע באוויר אך שטח הפנים של בועת סבון עם אוויר הוא גדול יחסית – כיוון שכל שטח הבועה בא במגע עם האוויר) הנוזל שמצפה את פנים הנאדית עוזר בחילוף הגזים (וחיוני לכך).חומר זה נקרא סורפקטנט. חומר זה מתחיל להתפתח בשבוע ה 34 -של ההריון.דבר נוסף שעושה הסורפקטנט הוא לשמור על הנאדיות מנופחות ולא מכווצות ,כך שגם בסוף נשיפת אוויר מאומצת הנאדיות מעט מלאות באוויר. בתוך הנאדיות ישנם תאי פגוציטים ,אשר נלחמים בחיידקים ובפולשים. המפגש האלוואולו-קפילרי (נאדית-נים) מעבר הגזים מהקפילרות לנאדיות ולהפך.לפי חוקי הדיפוזיה ,ה- CO2עובר מהקפילרות לנאדיות ומשם החוצה ,וה O2 -עובר נאדית מהנאדיות לקפילרות ומשם לתאים בגוף. דיפוזיית כל חומר נעשית בפני עצמה ,לכן שחלוף הגזים אינו תלוי אחד בשני אלא רק במפל ריכוזי הגז הספציפי.כלומר ,יכול להיות נים מחסור ב ,O2 -אך רמת CO2תקינה או להפך. 14 הריאות איברי הנשימה -מורכבות מאונות אשר מכילות בתוכן את הנאדיות לפי חלוקה אנטומית: בצד שמאל ישנה אונה עליונה ,UPPER LOBE :ותחתונהLOWER LOBE : בצד ימין ישנה אונה עליונה ,שם פסגת ( )APEXהריאה ,ואונה תחתונה ,שם בסיס ( )BASEהריאה. ביניהן האונה האמצעית (רק בריאה ימין) הריאות מתחילות מעל עצם הבריח ,עד לצלע השמינית.לריאות יש קרום העוטף אותן ,קרום זה נקרא צדר (.(PLEURAהוא מורכב משתי שכבות וביניהן נמצא הנוזל הפלאורלי.הפלאורה הפנימית דבוקה לריאה ,ואילו החיצונית דבוקה לשרירים הבין-צלעיים. שרירי הנשימה הנשימה מבוקרת על ידי המוח ,והוא זה שקובע את תדירות ועומק הנשימה.השרירים האחראיים על הפעולה עצמה והמבוקרים על ידי המוח הם: ( INTERCOSTAL MUSCLESבין-צלעיים) oנחלקים לפנימיים וחיצוניים ( STERNO-CLEIDO-MASTOIDצוואריים) ( DIAPHRAGMהסרעפת) בנוסף ישנם שרירי עזר לנשימה ,כגון שרירי הגב ,שרירי החזה ושרירי הבטן העצב שמעצבב את הסרעפת נקרא ,PHRENIC NERVEמוצאו בין חוליות C3-C5 תפקידה של הסרעפת הוא להגדיל את נפח הריאה באמצעות כיווצה (מתיחתה כלפי מטה), ולהקטין את נפח הריאה כאשר היא רפויה.היא עושה זאת באמצעות שינויי לחצים בבית החזה. תהליך הנשימה השאיפה ( INHALATIONאו )INSPIRIUM כיווץ הסרעפת כיווץ השרירים הבין-צלעיים הגדלת שטח הפנים של הריאה ירידה בלחץ האוויר בתוך הריאה כניסת אוויר מבחוץ ,דרך האף (ו/או הפה) לצורך השוואת לחצים זהו תהליך אקטיבי משום שהוא מערב התכווצות של שרירים ישנה מערכת של חיישנים המונעת התרחבות יתר של כלוב הצלעות.כמו כן ,ישנה מערכת הקולטת ריכוזי CO2בגוף ,דבר הנותן מדד לכמות החמצן וה CO2-שיש בגוף וכך קובע את תדירות הנשימות.מערכת נוספת בודקת את המתיחות בסרעפת ובקרום הפלאורה. מערכת עצבים זו היא דו-כיוונית -מעבירה מידע אל המוח ,וממנו בחזרה לשרירי הנשימה. הנשיפה ( EXHALATIONאו )EXPIRIUM הרפיית שרירי הנשימה הקטנת שטח הפנים של הריאה עלייה בלחץ האוויר בתוך הריאה הוצאת אוויר החוצה עד להשוואת לחצים זהו תהליך פסיבי משום שהוא נוצר כתוצאה מהרפיה של שרירים 15 :VENTILATIONאוורור ,תנועת אוויר לתוך ומחוץ לנאדיות הריאה. ) :RESPIRATORY RATE (RRקצב נשימה.נע בין 12-20נשימות בדקה.נקרא גם.- ) - TOTAL LUNG CAPACITY (TLCנפח מקסימלי בריאה לאחר שאיפה מקסימלית.כ 6 -ליטר ) -TIDAL VOLUME (TVנפח משתחלף ,כמות האוויר המתחלף בכל נשימה ,כ 1/2 -ליטר. -DEAD SPACEנפח האוויר ,מתוך ה ,TV-אשר אינו משתתף בתהליך שחלוף הגזים, כ 150-מ"ל. -ALVEOLAR VOLUMEנפח האוויר ,מתוך הנפח המשתחלף ,המגיע לנאדיות ,כ 350-מ"ל. -MINUTE VOLUMEנפח האוויר המתחלף בדקהMV=RRXTV. -RESIDUAL VOLUMEנפח שארית ,הנפח שנשאר בריאות לאחר הנשיפה ,כ 1.2 -ליטר. חילוף גזים -פרמטרים משתנים הגזים החשובים ביותר במערכת הנשימה הם CO2ו.O2 -בשביל שתהיה דיפוזיה צריכים להתקיים כמה תנאים: זרימת דם תקינה על מנת שהגזים יוכלו להתחלף בנאדיות. עובי דפנות הנאדיות ככל שהן יותר דקות כך הגזים יוכלו לעבור דרכן מהנאדיות לקפילרות ולהיפך ,בצורה יעילה ומהירה יותר. שטח הפנים של הנאדית-ככל שהוא גדול יותר ,חילוף הגזים יעיל יותר. מסיסות הגז בתמיסה CO2 ,מומס בפלזמה פי 20יותר טוב מאשר , O2ולכן נחוץ מפל ריכוזים נמוך יחסית בכדי שיעברו דרך הדופן. חלל האוויר בקרה על נשימה בו מתבצע תהליך חילוף מרכזי מוח (בעלי רגישות ל:)CO2 - הגזים מדולה אובלנגטה -מוח מאורך בנאדית 3 oמרכזי נשימה. חיישנים פריפריים (בעלי רגישות ל:)O2 - ( CAROTIDעורק הצוואר). AORTA HERING-BREUER REFLEXמערכת המגנה מפני קריעה של הריאה בזכות משוב מה STRETCH - RECEPTORSהנמצאים בדופן הריאה. + - BARO RECEPTORSבעלי רגישות ללחץ חלקי של CO2ולריכוז יוני Hחופשיים. כאשר רמת ה CO2 -עולה ,המערכת נותנת פקודה לבצע שאיפה ,וכאשר רמת ה CO2 -יורדת, המערכת נותנת פקודה להפסיק את השאיפה ולבצע נשיפה. הרכב האוויר בגובה פני הים: הריכוז באחוזים הלחץ החלקי הגז 20.84% 159 TORR חמצןO2 - 0.04% 0.3 TORR פחמן דו -חמצניCO2 - 78.62% 597 TORR חנקןN - 0.5% 3.7 TORR מיםH2O - 100% 760 TORR סה"כ 1מ"מ כספית (1 TORR = )mmHg 760מ"מ כספית = 1אטמוספרה)BAR( ATM/ 14.7~ BAR = 1 PSI 16 הרכב האוויר בנאדיות: הריכוז באחוזים הלחץ החלקי הגז 13.7% 104 TORR חמצןO2 - 5.2% 40 TORR פחמן דו -חמצניCO2 - 74.9% 569 TORR חנקןN - 6.2% 47 TORR מיםH2O - 100% 760 TORR סה"כ תמט ריאתי - ATELECTASIS -הנאדית מתמוטטת אך המצב הוא הפיך אם תוך פרק זמן מסויים היא שוב תתנפח. מצבי SHUNT מצבים שבהם ,מסיבה כלשהי ,הגז בנאדיות לא יכול להתחלף עם הגז בקפילרות.יכול להיות שאנט חמצוני או שאנט אוורורי ,ויכול להיות גם שילוב בין השניים. PO2מבטא את הלחץ החלקי של החמצן.חמצן נכנס לריאות בריכוז גבוה ,כיוון שהגוף משתמש בו, הוא יוצא מהריאות בריכוז נמוך יותר HYPOXEMIAירידה בלחץ חלקי של O2בדם מתחת לTORR 60 - מצב שבו כל הדם העורקי בגוף סובל ממחסור בחמצן כמו למשל במצבי: -SHUNTדם לא מחומצן חוזר לחדר שמאל תמט בנאדיות נשימה שטחית מדי שאיפה של גזים ורעלים הפסקת נשימה חסימת נתיב אוויר PCO2מבטא את הלחץ החלקי של CO2בדם.לחץ חלקי של פד"ח עולה בזכות תוצרי לוואי של המטבוליזם התאי ולכן הוא גבוה יותר בנשיפה ביחד לכמות שנכנסה.אוורור הינה הדרך הטובה ביותר של הגוף להיפטר מעודפי הפד"ח. HYPERCARBIAעלייה בריכוז ה CO2 -מעל 50ממ"כ HYPOCARBIAירידה בריכוז הCO2 -מתחת ל 35 -ממ"כ. גורמים להיפרקרביה: ירידה בכמות ה CO2 -המורחק מהגוף( HYPOVENTILATION -תת אוורור) oכל פגיעה ב MINUTE VOLUME -עלולה לגרום להיפוונטילציה. ▪ פגיעה בTIDAL VOLUME - ▪ פגיעה ב:RESPIRATORY RATE - ייצור מוגבר של ( CO2למשל בעת מאמץ גופני) גורמים להיפוקרביה: הגברת כמות ה CO2 -המורחק מהגוף ( HYPERVENTILATIONנשימה מהירה) עלייה בTIDAL VOLUME - עלייה בRESPIRATORY RATE - 17 מערכת העצבים -אנטומיה ועקרונות פיזיולוגיים מע"מ מערכת העצבים המרכזית ,כוללת את המח הגדול ,מוחות הגולגולת ואת מוח השדרה. מערכת העצבים ההיקפית -עצבים תחושתיים ותנועתיים אשר מובילים מידע אל ומ-מח השדרה. נחלקת לשניים ,סומטית ואוטונומית. סומטית :קשורה בפעילויות רצוניות (מפעילה שרירי שלד). אוטונומית :מערכת שתפקידה לפקד על פעולות בלתי-רצוניות (תפקודי גוף יום-יומיים) הנוירון :היחידה הבסיסית ביותר במערכת העצבים. מפגש בין נוירון 1 טרמינל לדנדריט נוירון 2 טרמינל דנדריטים אקסון הדנדריטים קולטים את המידע באמצעות קולטנים כימיים ,המידע עובר אל האקסון כפעימה (פוטנציאל) חשמלי ,ובסיומו עובר המסר לתא הבא באותה צורה כמו שנכנס – באמצעות הפרשת חומרים כימיים מתא העצב וקליטתם ביעד הבא (תא שריר או הדנדריט של תא הנוירון הבא). חלקי הנוירון גוף הנוירון – (סומה) מרכז התא ,מכיל את גרעין התא ,ריבוזומים ,מערכות סנתוז חלבונים ויצירת אנרגיה דנדריט -קולט את המידע שמגיע אל הנוירון.מספר הדנדריטים מגיע ל 400,000 -בתא אקסון -סיב הנוירון.סיב ארוך המגיע אל איבר המטרה ,תא מטרה ,או דנדריט אחר oעובי האקסון הוא כ 1 -מיקרון ,אורכו מספר מ"מ עד מטר oחלק מהאקסונים מצופים בשכבת מיאלין טרמינלים – קצוות האקסון ,שם ארוזים החומרים הכימיים המשוחררים לתא הבא oאינם נוגעים פיזית בתא הבא מיאלין שכבה שומנית התורמת לבידוד האקסון ,הגברת מהירות העברת הזרם לאורך האקסון ,מניעת "קצרים" בין אקסונים שכנים ושיפור חילוף היונים בין האקסון לנוזל הבין-תאי במהלך העברת "הפעימה" (פוטנציאל). בין המיאלין ישנם רווחים הנקראים.NODES OF RANVIER -בזכות המרווחים האלה ניתן "לחדש" את "הפעימה" (פוטנציאל) ,היות וברווחים אלו מתקיים חילוף של יונים עם הנוזל הבין-תאי שמסביב לתא. קצה האקסון אחראי על העברת הדחף החשמלי בתצורה כימית.כל טרמינל מכיל זקיק קטן שבו יש מיטוכונדריות, רטיקולום (מערכת של ממברנות) ובועיות ( )VESICLESהמכילות נוירוטרנסמיטורים. נוירוטרנסמיטור חומר כימי המעביר את הדחף החשמלי שעבר באקסון לתא הבא. המידע נקלט באופן כימי ,מועבר כסיגנל חשמלי ,ונמסר שוב כסיגנל כימי. 18 סוגי נוירונים ישנם שלושה סוגים: אָ פרנטיים :AFFERENT -אלו נוירונים המעבירים מידע סנסורי בעיקר ,מההיקף אל מערכת העצבים המרכזית.כיוון העברת המידע הוא חד-סיטרי. אֵ פרנטיים :EFFERENT -אלו נוירונים אשר מעבירים מידע מוטורי בעיקר ,מהמע"מ אל איברי מטרה.החלק המרכזי של הנוירון נמצא במע"מ ורק האקסון נמצא בפריפריה. נוירון מקשר :INTERNEURON -מהווים 99%מכלל הנוירונים.נמצאים רק במע"מ, מקשרים בין נוירונים אָ פרנטיים ואֵ פרנטיים קיימים 3סוגים נוספים של תאים במערכת העצבים GLIA CELLSהמשמשים לתמיכה ואחזקה שוטפת של המערכת.הם מהווים 90%מהמע"מ.בין תפקידיהם הם: ייצור מיאלין חלוקת התא ,גדילתו ומיונו תיקון אקסונים פגועים עידוד התפתחות קו לטרלים (מעקפים) ויסות הנוזל התוך והבין-תאי אחראים על המערך החיסוני של מערכת העצבים מעבר הדחף באקסון קיימים שני תנאי יסוד לקיום מעבר הדחף: אספקת חמצן סדירה לנוירון פעילות תקינה של משאבת נתרן -אשלגן מושגי יסוד פוטנציאל :POTENTIAL -הפרשי המתח החשמלי בין שתי נקודות.ברמת התא נמדד ביחידות של – ( mVמיליוולט) ,ומסמל בעצם את ההפרש בין סך ריכוזי המולקולות בעלות המטען החשמלי. פוטנציאל הממברנה :ההבדל ב mV -בין חוץ ופנים התא -שתי סביבות המופרדות ע"י ממברנת (קרום) התא.חוץ התא נחשב תמיד לחיובי יותר מפנים התא (בעל ריכוז גבוה יותר של מולקולות בעלות מטען חיובי) פוטנציאל מנוחה :זהו אותו הבדל בין חוץ לפנים ,שכרגע נמצא בשלב יציב בו לא מתרחשים שינויים מהותיים (התנועה של מולקולות בעלות מטען חשמלי פנימה או החוצה מהתא – שווה) זהו מצב זמני הניתן לשינוי. שלבים במעבר הדחף החשמלי הממברנה במצב פולרי/קוטבי (יש הבדל בין הפוטנציאל החשמלי מחוץ לתא לפוטנציאל בתוך התא שלב – 1פוטנציאל מנוחה אין פעילות על פני הממברנה (המצב פולרי)" -פוטנציאל מנוחה". חוץ התא חיובי ,פנים התא שלילי.מחוץ לתא יש הרבה קטיוני נתרן ,ובתוך התא יש הרבה קטיוני אשלגן.אשלגן כל הזמן דולף החוצה טיפין טיפין ומוחזר פנימה.נתרן כל הזמן דולף פנימה טיפין טיפין ומוחזר החוצה (יחד עם כל 3יוני נתרן שמסולקים החוצה ,מסולקים פנימה 2יוני אשלגן – זוהי פעולתה של משאבת נתרן אשלגן).בשלב זה קיימת יציבות קוטבית.POLARIZATION -מתח הממברנה (הפרש הפוטנציאלים בין הפנים לחוץ) סביב .-70mV שלב – 2גירוי לא מספק עקב גירוי חיצוני ,תעלות הנתרן בממברנה נפתחות ומתרחשת גלישה המונית של יוני נתרן פנימה לתוך התא.הדבר משנה את קוטב?