Fizjologia Kolokwium I - PDF

Fizjologia Ćw. I – IV KREW - tkanka płynna 1. Skład krwi: - 55% osocze – środowisko płynne - 45% elementy morfotyczne - erytrocyty – krwinki czerwone - leukocyty – krwinki białe - trombocyty – płytki krwi 2. Funkcje krwi: - Oddec...

Fizjologia Ćw. I – IV KREW - tkanka płynna 1. Skład krwi: - 55% osocze – środowisko płynne - 45% elementy morfotyczne - erytrocyty – krwinki czerwone - leukocyty – krwinki białe - trombocyty – płytki krwi 2. Funkcje krwi: - Oddechowa – przenosi tlen z powietrza zawartego w pęcherzykach płucnych do tkanek i odwrotnie dwutlenek węgla; - Transportująca – transportuje składniki odżywcze będące produktami energetycznymi i budulcowymi do tkanek; - Odprowadza produkty przemiany materii do narządów wydalających (nerki, jelito grube, płuca, skóra); - Transport hormonów z gruczołów, które je produkują do narządów docelowych; - Termoregulacyjna – wyrównuje różnice temperatur pomiędzy różnymi narządami, przenosząc ciepło z tkanek położonych głębiej do bardziej powierzchniowych oraz z narządów o większej aktywności metabolicznej i wyższej temperaturze do narządów o mniejszej aktywności metabolicznej i niższej temperaturze; - Obronna i odpornościowa - dzięki właściwością leukocytów i frakcji gammaglobulin - utrzymanie homeostazy - stałego środowiska wewnętrznego (jony) → OSOCZE Skład chemiczny osocza: - 91% - woda; - 8% - związki organiczne; - 7% - białka (albuminy, globuliny, fibrynogen); - 1% - glukoza, kw. mlekowy, mocznik, kreatynina, kw. moczowy, cholesterol, trójglicerydy, wolne kwasy tłuszczowe; - 1% - związki nieorganiczne; - Kationy – sód, potas, wapń, magnez, żelazo itd. - Aniony – wodorowęglany, chlorki, fosforany itd. ALBUMINY Stanowią około 55,2% białek osocza, są odpowiedzialne za utrzymywanie stałego ciśnienia onkotycznego krwi czyli wiązanie i zatrzymywanie większej ilości wody we krwi; FIBRYNOGEN Stanowią około 6,5% białek osocza. Odgrywa główną rolę w procesie krzepnięcia krwi; GLOBULINY Stanowią około 38,3% białek osocza. Można je podzielić na 3 frakcje – α, β lub γ; Funkcje: - Transportujące – biorą w nich udział α - globuliny i β - globuliny; np.: - ceruloplazmina – transportuje miedź; - transferryna – transportuje żelaza; - haptoglobina – transportuje hemoglobinę; - transkortyna – transportuje kortyzol; - apolipoproteiny – transportuje lipidy; - Obronne – biorą w niej udział γ – globuliny – to główne przeciwciała czyli immunoglobuliny, dzieli się je na 5 klas: IgG, IgM, IgA, IgE, IgD; Stężenie IgG w osoczu jest wskaźnikiem stanu odporności i wzrasta np. po przebyciu chorób zakaźnych lub szczepionek obronnych; SKŁADNIKI MORFOTYCZNE LEUKOCYTY - norma fizjologiczna 4 – 10 tys./mm3 - w ich skład wchodzą: - Granulocyty – zawierają w cytoplazmie ziarnistości, jądro podzielone na płaty, wytwarzane w czerwonym szpiku kostnym; - Limfocyty – (agranulocyty) duże kuliste jądro, wytwarzane w węzłach chłonnych, gruczołach chłonnych przewodu pokarmowego i szpiku kostnym; - Monocyty – (agranulocyty) jądro kształtu nerkowatego, pochodzą z czerwonego szpiku kostnego, po przejściu do tkanek i narządów stanowią część układu siateczkowo-śródbłonkowego; GRANULOCYTY OBOJĘTNOCHŁONNE (Neutrofile) - średnica 9 – 12 µ - stanowią ok. 63% wszystkich krwinek białych; - jądro zbudowane z 1 – 5 płatów; - Wykazują zdolność do: - Chemotaksji – poruszania się w kierunku ognisk zapalnych, martwych tkanek i innych obcych ciał; - Diapedezy – przenikanie przez nieuszkodzone ściany naczyń krwionośnych do otaczających tkanek; - Fagocytozy – pochłaniania i enzymatycznego rozkładu komórek, resztek tkankowych, bakterii; GRANULOCYTY KWASOCHŁONNE (Eozynofile) - średnica 12 – 15 µ - stanowią ok. 3% wszystkich krwinek białych; - jądro zbudowane z 2 – 3 płatów, - Ich liczba wzrasta w stanach alergicznych (np. astma oskrzelowa, pokrzywka) kiedy w tkankach w większych ilościach uwalnia się histamina; - w warunkach fizjologicznych inaktywują substancje wywołujące odczyn zapalny (działają antyzapalnie); GRANULOCYTY ZASADOCHŁONNE (Bazofile) - średnica 10 – 15 µ - stanowią ok. 0,5 - 1% wszystkich krwinek białych; - jądro zbudowane z 2 – 3 płatów; - W ziarnistościach znajdują się: - heparyna – czynnik hamujący proces krzepnięcia krwi; - histamina – świadczy o ich udziale w reakcjach alergicznych; LIMFOCYTY - średnica 5 – 12 µ - stanowią ok. 23 - 30% wszystkich krwinek białych; - w zależności od pełnionych funkcji dzielą się na: - Limfocyty T – grasico zależne (70%) ( powstałe w węzłach chłonnych, dojrzewają w grasicy), -odpowiedzialne za reakcje immunologiczną typu komórkowego (odporność komórkowa broni organizm przed zakażeniami wirusowym, grzybiczymi i niektórymi bakteryjnymi); - Odpowiedzialne za odrzucanie przeszczepów; - Odpowiedzialne za rozpoznanie i odrzucanie nieprawidłowo zbudowanych komórek własnego ciała; - Są wyposażone w receptory powierzchniowe, które powstały pierwszego spotkania z antygenem. To białko receptorowe warunkuje tzw. pamięć immunologiczną; - Limfocyty pomocnicze Th (40%) wydzielają cytokiny (interleukinę, interferon γ, czynnik martwicy nowotworów), które aktywują limfocyt B oraz limfocyty cytotoksyczne; - Limfocyty cytotoksyczne (Tc) (30%) – dzięki limfotoksynom niszczą komórki zawierające obce antygeny; - Limfocyty B – szpikozależne (15%); - Odpowiedzialne za reakcje immunologiczne typu humoralnego czuli za wytwarzanie przeciwciał czyli immunoglobulin; - Umiejscawiają się w środkowej części węzłów chłonnych, dzielą się i przekształcają w dojrzałe komórki plazmatyczne, zdolne do wytwarzania immunoglobulin; - Limfocyty NK – naturalni niszczyciele (15%) - Chronią organizm głównie przed: - komórkami nowotworowymi; - komórkami z defektem genetycznym - Wykazują silną aktywność cytotoksyczną, niszcząc obce komórki za pomocą wytworzonych przez siebie białek (perforyna); Monocyty - średnica 16 – 22 µ - stanowią ok. 6% wszystkich krwinek białych; - Jądro kształtu nerkowatego; - ulegają wielokrotnym podziałom – biorą udział w tworzeniu ziarniny w czasie gojenia się ran; - uczestniczą w wytwarzaniu wrodzonej odporności nieswoistej (opornośc) dzięki zdolnościom do fagocytozy (makrofagi); - uczestniczą w wytwarzaniu nabytej odporności swoistej czyli odpowiedzi immunologicznej np. po przebyciu zakażenia; - wytwarzają interferon (białko hamujące rozwój wirusów); ERYTROCYTY  - stanowią ok. 95% składników morfotycznych krwi; - norma fizjologiczna: K (4 – 4,5 mln/mm3) M (4,5 – 5,4 mln/mm3) - brak jądra komórkowego - spłaszczone na podobieństwo dysku i obustronnie wklęsłe w środku; - średnica ok. 7 µ (normocyt); ~anizocytoza – występowanie erytrocytów o różnej wielkości; ~poikilocytoza – występowanie erytrocytów różnego kształtu; ~agregacja – skupiska krwinek ~aglutynacja – zlepianie się erytrocytów pod wpływem przeciwciał z surowicy - zawierają 57% wody, 34% hemoglobiny, a 9% to otoczka; - powstają w czerwonym szpiku kostnym; - żyją 120 dni; - rozpadają się głównie w śledzionie; Funkcje erytrocytów - transport tlenu możliwy dzięki następującym przystosowaniom komórki; - zawartość hemoglobiny; - kształt komórki; - brak jądra komórkowego; - transport dwutlenku węgla (dzięki obecności anhydrozy węglanowej i hemoglobiny); - buforowanie krwi (udział w utrzymaniu stałego pH krwi); TROMBOCYTY - średnica 2 – 4 µ - brak jądra komórkowego; - norma fizjologiczna 150 – 400 tys./mm3 - żyją ok. 10 dni; - biorą udział w krzepnięciu krwi; - wykazują zdolność do agregacji czyli tworzenia skupisk tzw. agregatów płytkowych oraz adhezji czyli przylegania do uszkodzonej ściany naczynia; LICZBA HEMATOKRYTOWA (Hct) Liczba hematokrytowa – stosunek elementów morfotycznych do całej objętości krwi średnia wartość - 45% u kobiet - 41% u mężczyzn - 46% Krew Kobiety - 14,5 g/dl (8,7 mmol/l) - hemoglobina Mężczyźni - 16 g/dl (10 mmol/l) - hemoglobina 1. Hemoglobina - 4% hem - związek organiczny niebiałkowy - 96% globina – białko 2. Globina- zbudowana z 4 łańcuchów peptydowych stanowiące dwie identyczne pary pod względem budowy. U zdrowego dorosłego człowieka: 97% HbA1 - 2 alfa+2 beta 2,5% HbA2 - 2 alfa 2 delta 0,5% HbF - 2 alfa 2 gamma – płodowa Łańcuch alfa 141 aminokwasów Łańcuch beta 146 aminokwasów 3. Hem - budowa pierścienia Jedna cząsteczka hemoglobiny składa się z 4 pierścieniowych układów hemowych z jednym atomem Fe 2+. Każdy z hemów połączony jest z jednym łańcuchem polipeptydowym, między dwoma cząsteczkami histydyny 4. Utlenowanie - nietrwałe przyłączanie cząsteczki tlenu - powstaje oksyhemoglobina HbO2 5. Stopień wysycenia hemoglobiny tlenem zależy od ciśnienia parcjalnego tlenu pO2 ciśnienia parcjalnego pCO2 temperatury stężenia jonów wodorowych czyli pH Im wyższe pO2, tym niższe pCO2, tym niższa temperatura i mniejsze stężenie H+, czyli pH wyższe - tym lepsze wysycenie hemoglobiny tlenem W Naczynia włosowatych płuc - dobre warunki 6. Pojemność tlenowa krwi 100 ml krwi - 16 g Hb 16 g Hb - 21 ml O2/ 100 ml krwi tętniczej Hb - 15 ml O2/ 100 ml krwi żylnej ____________________________ AVd 6ml O2/ 100 ml krwi (różnica tętniczo- żylna zawartości we krwi; komórki pobierają 6 ml tlenu na 100 ml VO2 - 300 ml/ min - średnie zużycie tlenu na minutę 7. Funkcje hemoglobiny ~ transport CO2 z komórek do powietrza pęcherzykowego - ok. 20% CO2 przyłącza się do grup aminowych łańcuchów peptydowych i powstaje karboksyhemoglobina ~ buforująca 8. Pochodne hemoglobiny oksyhemoglobina HbO2 – połączenie hemoglobiny z tlenem karbaminohemoglobina HbCO2- połączenie hemoglobiny z dwutlenkiem węgla karboksyhemoglobina HbCo -połączenie hemoglobiny z tlenkiem węgla zaczadzenie methemoglobina MetHb- powstaje w wyniku utlenienia Fe2+ do Fe3+ 9. Hemoliza - przemieszczanie hemoglobiny do roztworu w wyniku uszkodzenia otoczki krwinki czerwonej; czynniki ~fizyczne - wysoka/ niska temp., promienie rentgenowskie, czynniki mechaniczne niszczące błonę komórkową ~chemiczne- wszystkie związki rozpuszczające lipidowe składniki otoczki krwinki (alkohol, chloroform, eter) kwasy i zasady w odpowiednich stężęniach, kwasy żółciowe, mydła itp ~biologiczne - hemolizyny - ciała odpornościowe ~osmotyczne 10. Ciśnienie osmotyczne - siła z jaką cząsteczki rozpuszczone przyciągają cząsteczki rozpuszczalnika. Zależy od stężenia związku chemicznego w rozpuszczalniku (woda) Roztwór izotoniczny dla krwinki czerwonej - 0,9% NaCl- brak dominującego kierunku ruchu wody hipertoniczny - każdy roztwór NaCl o większym stężeniu niż 0,9% hipotoniczny - woda destylowana 11. Badanie oporności krwinek czerwonych Minimalna granica odporności erytrocytów – najmniejsze stężenie roztworu, w którym nie wystąpiła hemoliza - 0,46 - 0,42% NaCl - minimalne st., Maksymalna granica odporności - największe stężenie roztworu w którym jeszcze nie wystąpiła hemoliza granica maksymalna oporności ( roztwór, w którym na dnie znajduje się najmniejszy osad krwinek - 0,34 - 0,30 Nacl) 12. Krzepnięcie krwi przekształcanie rozpuszczalnego fibrynogenu (czynnik.1) w nierozpuszczalną fibrynę (czynnik. 1a) pod wpływem enzymu trombiny (czynnik. 2a) - w procesie tym bierze udział wiele czynników. większość z nich syntetyzowana jest w  I Faza – powstanie trombokinazy; Może ona powstać dwojako: - W układzie wewnętrznym, czyli w samej krwi, ze składników osocza i rozpadających się płytek krwi powstaje trombokinaza osoczowa; - W układzie zewnętrznym z uszkodzonych tkanek zostaje uwolniona trombokinaza tkankowa; II Faza – wytwarzanie trombiny Trombina (cz. II) Jony Ca2+ (cz. IV) Prokonwertyna (cz. VII) proakceleryna (cz. V) Konwertyna (cz. VIIa) akceleryna (cz. VI) Trombina (cz. IIa) III Faza – krzepnięcie właściwe Fibryna stała (nitki włóknika stałego, które tworzą siec będąca zrębem skrzepu lub zakrzepu); IV Faza – refrakcja retrakcja Włókienka fibryny skracają się i wyciskają ze skrzepu surowicę; V Faza – fibrynoliza (rozpuszczanie skrzepu) Zachodzi pod wpływem plazminy, która powstaje z nieaktywnego plazminogenu. Plazmina powoduje rozpuszczenie skrzepu powstałego po wylewie komórki do tkanki jak i również zakrzepu powstałego w świetle naczynia krwionośnego; 13. Związki hamujące krzepnięcie krwi: - heparyna – występuje stale we krwi. Jest wytwarzana przez granulocyty zasadochłonne oraz komórki tuczne (heparynocyty) występujące w tkance łącznej głównie wątroby i płuc. Hamuje: - wytwarzanie trombokinazy osocza; - przejście protrombiny w trombinę; - działanie trombiny na fibrynogen; - Niedobór witaminy K w pokarmach, jej upośledzone wchłanianie z jelita przede wszystkim hamuje w wątrobie syntezę protrombiny, a także prokonwertyny; 14. Czas krwawienia to czas jaki upłynął od momentu zranienia skóry do chwili ustania krwawienia; U zdrowych osób powinien on wynosić: - przy oznaczeniu metodą Duke’a od 2 do 6 minut; - przy oznaczeniu metodą Copley’a i Calicka od 1 do 15 minut; Wydłuża się przy: - zmniejszonej liczbie płytek krwi lub upośledzonej ich czynności - niedoborze witaminy C; 15. Czas krzepnięcia +/- 9 min to czas jaki upłynął od momentu wynaczynienia się krwi do chwili jej krzepnięcia. Prawidłowy czas krzepnięcia oznaczony: 16. Grupy krwi - warunkowanie gr. krwi - obecność w błonie komórkowej krwinki czerwonej aglutynogenu, czyli A i B lub ich brakiem - W surowicy krwi znajdują się aglutyniny (swoiste przeciwciała) alfa i beta, które są skierowane przeciwko antygenom A i B. Znajdują się one we frakcji y-globuliny osocza. 17. Czynnik Rh - nie jest jednorodny. składa się z wielu antygenów, najsilniejszy aglutynogen D. 85% białych - posiada (D) - Rh +, 15% białych brak D - Rh -. w warunkach prawidłowych w surowicy nie ma przeciwciał anty- D. jeśli osobie rh- (bez D) przetoczy się ten aglutynogen, wytworzy ona przeciw niemu własne przeciwciała. ponieważ przy wielokrotnych transfuzjach poziom przeciwciał anty- D może być wysoki, biorca może aglutynować przetaczaną mu krew Niezgodność w obrębie grupy Rh może być powodem konfliktu serologicznego 18. KWASICA METABOLICZNA KWASICA METABOLICZNA PH PCO2 HCO3- NIEWYRÓWNANA ↓ N ↓ CZĘŚCIOWO WYRÓWNANA ↓ ↓ ↓ WYRÓWNANA N ↓ ↓ - niewyrównana - pCO2 nie obniżone, pH obniżone - częściowo wyrównana - pCO2 obniżone, lecz w stopniu niedostatecznym do normalizacji pH - całkowicie wyrównana - pCO2 obniżone w takim stopniu, że pH osiąga wartości prawidłowe 19. ZASADOWICA METABOLICZNA ZASADOWICA METABOLICZNA PH PCO2 HCO3- NIEWYRÓWNANA ↑ N ↑ CZĘŚCIOWO WYRÓWNANA ↑ ↑ ↑ WYRÓWNANA N ↑ ↑ a. przyjmowanie alkalizujących leków - wrzody żołądka a. długotrwałe stosowanie diety jarskiej b. znaczna utrata soku żołądkowego - długotrwałe wymioty c. niewyrównana - pCO2 nie podwyższone, pH podwyższone d. częściowo wyrównana - pCo2 podwyższone, lecz w stopniu niedostatecznym do normalizacji pH 20. Kwasica Oddechowa KWASICA ODDECHOWA PH PCO2 HCO3- NIEWYRÓWNANA ↓ ↑ N CZĘŚCIOWO WYRÓWNANA ↓ ↑ ↑ WYRÓWNANA N ↑ ↑ a. zaburzenia eliminacji co2 przez płuca uwarunkowane spadkiem wentylacji pęcherzyków płucnych a. utrudniona dyfuzja CO2 z krwi do pęcherzyków płucnych (choroby obturacyjne płuc) b. porażenie mięśni oddechowych - np. porażenie dziecięce c. niewyrównana - HCO3 we krwi nie podwyższone, pH obniżone d. częściowo wyrównane - hco3 we krwi podwyższone lecz w stopniu niedostatecznym do normalizacji pH e. całkowicie wyrównana - hco3 we krwi podwyższone w takim stopniu, że pH osiąga wartość prawidłową 21. Zasadowica Oddechowa (hiperwentylacja, emocje itp.) ZASADOWICA ODDECHOWA PH PCO2 HCO3- NIEWYRÓWNANA ↑ ↓ N CZĘŚCIOWO WYRÓWNANA ↑ ↓ ↓ WYRÓWNANA N ↓ ↓ a. niewyrównana - hco3 we krwi nie obniżone ph podwyższone a. częściowo wyrównana - hco3 we krwi obniżone,, lecz w stopniu niedostatecznym do normalizacji ph b. wyrównane - hco3 we krwi obniżone w takim stopniu, że ph osiąga wartości prawidłowe MIĘŚNIE 1. Rodzaje tkanki mięśniowej - Gładka - Poprzecznie prążkowana serca ( wbudowane w siebie) - Poprzecznie prążkowana szkieletowa (oddzielone od siebie) nie jest połączona z sarkolemmą innej komórki Każde włókno musi być oddzielnie unerwione Syncytium – włókna mięśniowe połączone ze sobą Układ heksagonalny – organizacja przestrzenna białek kurczliwych Brak kontroli nad mięśniami gładkimi i serca, nad mięśniami szkieletowymi mamy możliwość. Układ nerwowy autonomiczny unerwia mięśnie gładkie i serca ( charakter miogenny), układ somatyczny unerwia mięśnie szkieletowe 2. Budowa mięśnia poprzecznie prążkowanego Mięśnie szkieletowe zbudowane są z komórek zwanych włóknami mięśniowymi Włókno otoczone jest błoną komórkową (sarkolemmą) i wypełnione sarkoplazmą Wewnątrz włókna znajdują się włókienka- miofibryle, które dzielą się na nitki- miofilamenty zbudowane z białek kurczliwych: miozyny i aktyny Pomiędzy włókienkami są liczne mitochondria, znaczna ilość glikogenu ( materiał zapasowy), mioglobina (magazyn tlenu) Na obwodzie pod sarkolemmą jest od kilku do kilkunastu jąder komórkowych 1 miozyna=6 aktyn Kanalik T- element błony komórkowej, który wnika do wnętrza włókna Przedostają się nim substancje odżywcze pobudzenie Dwa zbiorniczki brzeżne - jony wapnia zmagazynowane, które są uwalniane do sarkoplazmy 3. Sarkomer- jednostka funkcjonalna mięśni Ograniczony jest poprzecznymi błonami - linie Z Zawiera ciemniejszy odcinek A- anizotropowy i jaśniejszy odcinek I- izotropowy Odcinek A zawiera głównie miozynę. W jego środkowej części występuje jaśniejsze pasmo- strefa H (część sarkomeru pozbawiona aktyny) Odcinek I zawiera aktynę. Jest on podzielony na dwie połowy błoną poprzeczną Z. każda z nich należy do sąsiedniego sarkomeru Strefa M - miejsce do którego przyczepia się S= 1/2 I+ A+ 1/2I (ilustracja z górskiego) Komórki satelitarne- wzrost i regeneracja komórki mięśniowej 4. Budowa miozyny Cząsteczka miozyny składa się z: Dwóch spiralnie skręconych łańcuchów meromiozyny ciężkiej tworzących tzw. ogon miozyny. Eliptycznie N- końcowe fragmenty tworzą dwie oddzielne tzw. głowy miozyny Dwóch par łańcuchów meromiozyny lekkiej 5. Funkcje Miozyny: Zdolność tworzenia połączeń z nicią aktyny- mostki poprzeczne Ma właściwości enzymatyczne ATP-aza (rozkłada ATP na ADP i fosforan) miofibrylarna ATP --> ADP+P+ E ADP --> AMP+ 6. Budowa aktyny: Nić aktyny zbudowana jest z dwóch spiralnie skręconych sznurów cząstek o kształcie globularnym. Otoczone są nicią tropomiozyny, na której osadzone są cząsteczki troponiny Cząsteczki troponiny posiada trzy jednostki: T- połączenie troponiny z tropomiozyną C- miejsce wiązania jonów Ca2+ I- hamuje oddziaływanie aktyny na miozynę 7. Budowa synapsy nerwowo-mięśniowej Składa się z: Błony presynaptycznej- błona należąca do odgałęzienia aksonu Błony postsynaptycznej- część sarkolemmy Szczeliny synaptycznej- oddziela mięsień od nerwowo Jest to synapsa chemiczna, ponieważ przekazywanie pobudzenia odbywa się za pośrednictwem transmitera chemicznego acetylocholiny Przepływ informacji w synapsie chemicznej jest jednostronny. Mamy wpływ na siłę pobudzenia, możemy pobudzić lub użyć inhibitorów do spowolnienia pobudzenia Błona postsynaptyczna jest pofałdowana aby zwiększyć powierzchnię impulsową 8. Działanie synapsy nerwowo-mięśniowej Pobudzenie motoneuronu Depolaryzacja błony presynaptycznej Dyfuzja jonów Ca2+ ze środowiska zewnątrzkomórkowego do wnętrza komórki nerwowej Wzrost stężenie jonów Ca2+ jest bezpośrednim bodźcem do otwarcia pęcherzyków synaptycznych Wydzielanie acetycholiny do szczeliny synaptycznej. Proces ten nazywa się sprzężeniem elektrowydzielniczym Połączenie acetycholiny z receptorem cholinergicznym na błonie postsynaptycznej Depolaryzacja błony postsynaptycznej W błonie postsynaptycznej znajduje się enzym esteraza cholinowa, która rozkłada acetycholinę na kwas octowy i cholinę 9. Teoria ślizgowa skurczu mięśniowego (Huxley'a) Depolaryzacja błony postsynaptycznej i powstanie potencjału czynnościowego Przesuwanie się depolaryzacji wzdłuż włókna oraz do wnętrza komórki poprzez kanaliki poprzeczne T Uwalnianie jonów Ca2+ z pęcherzyków końcowych siateczki sarkoplazmatycznej Wzrost stężenia Ca2+ w sarkoplazmie zapoczątkowuje aktywację układów kurczliwych i skurcz włókien mięśniowych Mechanizm ten nazywa się sprzężeniem elektromechanicznym Połączenie jonów Ca2+ z podjednostką C troponiny Zmiana przestrzenna układu troponina-tropomiozyna i odsłonięcie miejsc aktywnych aktyny Połączenie główek miozyny z miejscami aktywnymi aktyny- powstają mostki poprzeczne Rozkład ATP na ADP i fosforan pod wpływem ATP-azy miofibrylarnej Zmiany konformacyjne główki miozyny i mostków Przesuwanie się(ślizganie) głowy miozyny wzdłuż filamentu aktynowego i wsuwanie nici aktyny pomiędzy nitki miozyny Cechą charakterystyczną tej teorii jest to, że ani nici aktyny, ani miozyny nie ulegają skróceniu, a jedynie zmieniają położenie względem siebie. 10. Energetyka skurczu mięśniowego - Bezpośrednim źródłem energii do skurczu mięśniowego jest ATP (adenozynotrifosforan) - Aktywację ATP-azy miofibrylarnej zapoczątkowuje wzrost stężenia jonów Ca2+ w cytoplazmie. - Zawartość ATP w komórce jest mała (4-5 mmol/kg wilgotnej masy mięśni), dlatego też musi on być nieustannie odbudowywany czyli resyntetyzowany z powstałego ADP. Część tych procesów zachodzi w cytoplazmie komórki mięśniowej i nie wymaga tlenu- procesy anaerobowe, część przebiega w mitochondriach z udziałem tlenu procesy aerobowe 11. Procesy anaerobowe 1) Hydroliza fosfokreatyny Fosfokreatyna (PCr)- występuje w stężeniu 20-25 mmol/kg wilgotnej masy mięśni. Reakcja ta stymulowana jest przez wzrost stężenia ADP i jonów H+ w cytoplazmie. PCr+ ADP ---> Cr+ ATP 2) Glikoliza- rozkład węglowodanu do kwasu pirogronowego. Substratem energetycznym jest: Glikogen- materiał zapasowy występujący w komórce mięśniowej Glukoza- wychwytywana z krwi W nieobecności tlenu powstały kwas pirogronowy ulega przekształceniu w kwas mlekowy 3) Reakcja miokinazowa  2ADP-----> ATP+ AMP ( nad strzałką kinaza adenylowa) AMP- aktywator wielu procesów biochemicznych np.. Glikolizy i glikogenolizy AMP+ P+E+ ADP--> AMP+ATP 𝐴𝑇𝑃 𝐴𝐷𝑃 12. Procesy aerobowe Część cząsteczek ADP dyfunduje do mitochondriów, gdzie w wyniku fosforylacji oksydacyjnej odbudowywane są dalsze cząsteczki ATP. Dzieje się tak w wyniku utlenienia pirogronianu, WKT, ketokwasów i aminokwasów 13. Skurcze mięśniowe Ze względu na częstotliwość pobudzeni: - Skurcz pojedynczy- powstaje, gdy mięsień będzie drażniony bodźcami rzadszymi niż cały czas skurczu tego mięśnia (kiedy nastąpi całkowity rozkurcz mięśnia). W zapisie skurczu pojedynczego wyróżnia się 3 okresy: Okres utajonego pobudzenia, w którym mięsień jest niepobudliwy (refrakcja bezwzględna) Okres skurczu Okres rozkurczu - Skurcz tężcowy- powstaje, gdy mięsień drażniony jest serią bodźców, w której przerwa między kolejnymi bodźcami jest krótsza niż cały czas skurczu Skurcz tężcowy niezupełny- powstaje wtedy, gdy kolejne bodźce drażnią mięsień w odstępach krótszych niż okres skurczu i rozkurczu, ale dłuższych niż jego połowa Skurcz tężcowy zupełny- powstaje wtedy, gdy kolejne bodźce drażnią mięsień w odstępach krótszych niż trwa jego faza skurczu Ze względu na zmianę długości i napięcia mięśnia 1. Skurcz izometryczny- długość mięśnia nie ulega zmianie, natomiast wzrasta jego napięcie czyli przyczepy mięśniowe nie zbliżają się do siebie. Nie wywołuje on ruchu w stawie 2. Skurcz izotoniczny- napięcie mięśnia jest stałe, zmienia się długość mięśnia, wywołuje ruch w stawie 3. Skurcz auksotoniczny – wzrost napięcia mięśnia wraz ze zmianą jego długości (skróceniem) 14. Jednostka motoryczna Jest jeden neuron ruchliwy i wszystkie włókna mięśniowe przez niego unerwione. Liczba włókien mięśniowych w danej jednostce zależy od jej funkcji, przy czym zawsze są to włókna tego samego rodzaju tzn. wolno- lub szybko kurczące. 15. Rodzaje włókien mięśniowych poprzecznie prążkowanych [Włókna mięśniowe dzielą się na dwa typy]: 1) Włókna wolno kurczące się- czerwone (ST,I) Czas maksymalnego skurczu 110 ms Siła skurczu - niska Oplata je gęsta sieć naczyń włosowatych Posiadają większą liczbę mitochondriów Zawierają więcej mioglobiny i trójglicerydów Posiadają 50% wyższą aktywność enzymów przemian tlenowych np.. Dehydrogenazy bursztynianowej, oksydazy cytochromowej Są zdolne do wykorzystywania procesów tlenowych w pokrywaniu zapotrzebowania energetycznego Duża odporność na zmęczenie- zdolne do dłuższej pracy Liczba włókien w jednostce motorycznej 10- 2) Włókna szybko kurczące się- białe (FT,II) Włókna odporne na zmęczenie- tlenowo-glikolityczne (Fta, Iia) Włókna podane na zmęczenie czyli glikolityczne (FTb, Iib) Czas maksymalnego skurczu 50 ms Siła skurczu we wł Fta- średnia, Ftb- wysoka Kapilaryzacj, liczba mitochondriów, zawartość mioglobiny we wł Fta- średnia, FTb- mała Posiadają dwukrotnie większą aktywność enzymów przemian beztlenowych np.. Kinazy kreatynowej, dehydrogenazy mleczanowej, fosfofruktokinazy, fosforylazy. Dodatkowo aktywność tych enzymów jest 20-50 % większa we wł. FTb niż Fta Mała odporność na zmęczenie Liczba włókien w jednostce motorycznej 300-800 Pobudzane są przez mniejsze motoneurony o wysokim progu pobudliwości Układ krążenia Krwiobieg mały Średnie ciśnienie krwi w: PK 15 mmHg LP 7 mmHG Różnica 8 mmHg Brak naczyń oporowych Wstawiony tylko jeden narząd czyli płuca Funkcja: Wymiana gazowa na poziomie naczyń włosowatych. Tlen dyfunduje z powietrza pęcherzykowego do krwi, a CO z krwi do powietrza pęcherzykowego BUDOWA ŚCIANY NACZYŃ KRWIONOŚNYCH Ściana naczyń krwionośnych składa się z trzech warstw: Wewnętrzna- śródbłonek Środkowej (komórki mięśni gładkich, włókna sprężyste i kolagenowe) Zewnętrznej- przydatna Ściana naczyń włosowatych zbudowana jest z : Błony podstawnej Śródbłonka Grubość ściany naczynia krwionośnego zależy przede wszystkim od zawartości włókien mięśniowych- im ich więcej tym ściana grubsza Wraz ze zmniejszeniem się promienia tętnic (r ) zwiększa się grubość ściany (h) Wraz ze zwiększaniem się wartości w stosunku h:r Zwiększa się opór stwarzamy przez naczynia dla przepływu krwi Zmniejsza się rozciągliwość ściany naczynia krwionośnego RODZAJE NACZYŃ KRWIONOŚNYCH ZE WZGLĘDU NA PEŁNIONE FUNKCJE: Transportujące- duża sprężystość ściany ( duże i średnie tętnice) Oporowe- duża zawartość w ścianie włókien mięśniowych, stosunkowo gruba ściana, duży stosunek h:r, stwarzają największy opór dla przepływu krwi (tętniczki- arteriosklerozy i żyłki- wenule) Wymiany gazowej i odżywczej- najmniejsza grubość ściany, na ich poziomie zachodzi wymiana gazowa oraz substratów odżywczych i metabolitów (naczynia włosowate) Pojemnościowe- duża rozciągliwość ściany ,dzięki czemu duża zmiana objętości naczynia (promienia) w odpowiedzi na zmianę ciśnienia krwi w naczyniu (duże żyły) MIKROKRĄŻENIE W skład mikrokrążenia wchodzą: Tętniczki- atreriole Metateriole (bezpośrednie połączenia między atreriolami a wenulami Zwieracze przedwłośniczkowe- utworzone przez komórki mięśni gładkich ułożone okrężnie w ścianie naczynia. Są odpowiedzialne za rytmiczne otwieranie bądź zamykanie dopływu krwi do naczyń włosowatych  Żyłki- wenule Zespolenia tętniczo-żylne (anastomozy)- umożliwiają przepływ krwi z tętnic do żył z pominięciem naczyń włosowatych Zwiększenie powierzchni wymiany gazowej, substancji odżywczych i metabolitów Mięsień sercowy zbudowany jest z włókien poprzecznie prążkowanych połączonych mostkami plazmatycznych. Powstaje zespójnia komórkowa- syncytium W budowie mięśnia sercowego można wyróżnić: Komórki robocze(ściany przedsionków i komór serca, przegroda międzyprzedsionkowa i międzykomorowej)- posiadają większą ilość miofibryli, charakteryzują się pobudliwością i kurczliwością Komórki tworzące układ bodźcowi-przewodzący serca- mała liczba miofibryli. Są zdolne do generowania potencjałów czynnościowych. Rozwinięcie serca 1. Skurcz przedsionków —> wzrost ciśnienia w przedsionkach o ok. 3-5 mmHg —> przepływ krwi do komór i ich dodatkowe wypełnienie oraz odpowiedni wzrost ciśnienia Skurcz przedsionków warunkuje: Stopień wypełnienia komór tuż przed rozpoczęciem ich skurczu ( objętość późno-rozkurczowa 180-200 ml) Ostateczną wartość ciśnienia rozkurczowego w tym momencie ( ciśnienie późno-rozkurczowe- 15 mmHg) 1. Skurcz komór przebiega w dwóch fazach: Faza skurczu izowolumetrycznego (faza izometryczne) trwa około 0.05 s. Zamknięte zastawki przedsionków-komorowe i półksiężycowate. Zwiększa się napięcie włókien mięśniowych komór, które bardzo silnie naciskają na zawartą w nich krew. Wewnątrz komór wzrasta ciśnienie bez zmian ich objętości Faza wyrzutu ( faza izotoniczne) trwa około 0,22 s. Gdy ciśnienie w komorach zrówna się i nieco przewyższy ciśnienie rozkurczowe ( w tętnicy płucnej 25 mmHg, w aorcie 80 mmHg)- zastawki półksiężycowate otwierają się. Włókna mięśniowe skracają swoją długość, zmieniwszy się objętość komór, a ciśnienie zmienia się już w niewielkim stopni. Krew jest tłoczona do naczyń tętniczych. 1. Rozkurcz komór  Faza rozkurczu izowolumetrycznego- gdy prędkość wyrzutu maleje do 0–> odwrócenie gradientu ciśnienia między tętnicami a komorami—> zamknięcie zastawek półksiężycowate. Krew do komór nie napływa i mimo spadającego ciśnienia ich objętość nie ulega zmianie. Faza szybkiego wypełniania komór- ciśnienie w komorach obniża się poniżej ciśnienia w przedsionkach —> otwierają się zastawki przedsionków- komorowe —> szybki napływ krwi do komór WŁAŚCIWOŚCI FIZJOLOGICZNE MIĘŚNIA SERCOWEGO 1. Mięsień sercowy charakteryzuje się pobudliwością, czyli zdolnością do reagowania na bodźce i kurczliwością PRAWO WSZYSTKO ALBO NIC- PRAWO BOWDITCHA Bodziec o sile progowej wywołuje skurcz maksymalny mięśnia sercowego. Dalsze zwiększenie siły bodźca nie powoduje zwiększenia siły skurczu. Jest to związane z tym ,że każda zespólnia pod względem pobudliwości i reaktywności zachowuje się podobnie jak pojedyncza komórka PRAWO STARLINGA- siła skurczu mięśnia sercowego zależy od długości początkowej włókien mięśniowych czyli od ilości krwi jaka napływa do Jam serca w czasie rozkurczu 1. Mięsień sercowy w fazie skurczu jest niepobudliwy, czyli jest w fazie refrakcji bezwzględnej. Dlatego nie można w nim wywołać skurczu tężcowego 2. EKSTRASYSTOLE (skurcz dodatkowy) powstaje gdy na mięsień sercowy będący w fazie rozkurczu zadziała bodziec dodatkowy. A po nim następuje pauza kompensacyjna (wyrównawcza). Skurcze dodatkowe powstają przy nadpobudliwości układu nerwowego, zatruciach czy niedotlenieniu serca. UKŁAD BODŹCO- PRZEWODZĄCY SERCA ZABURZENIA W ZAKRESIE WYTWARZANIA BODŹCÓW TACHYKARDIA- duża częstotliwość rytmicznie powtarzających się skurczów serca (powyżej 100 skurczy na min) Bradykardia- mała częstotliwość ( opór naczyniowy maleje —> ułatwiony przepływ krwi na obwód —> ciśnienie, a szczególnie rozkurczenie obniża się Jeżeli prekapilary się kurczą —> opór naczyniowy wzrasta —> utrudniony przepływ krwi na obwód —> ciśnienie, a szczególnie rozkurczowe w większych naczyniach wzrasta 4) Lepkość krwi Im większa lepkość krwi tym większe RRr Ciśnienie tętna = ciśnienie skurczowe - ciśnienie rozkurczowe (naczyń żylnych i włosowatych nie dotyczy ta różnica ciśnień) Wielkością charakteryzującą średnią wartość ciśnienia w tętniczych podczas trwania całego cyklu pracy serca- CIŚNIENIE ŚREDNIE Ciśnienie średnie w aorcie - (RRs+RRr)/ 2 Ciśnienie średnie w tętnicach = RR+ 1/3 ciśnienia tętna 2. CZĘSTOŚĆ SKURCZÓW SERCA (HR) Tętno- rytmiczne uniesienie ściany naczynia tętniczego wywołane przesuwaniem się fali ciśnienia. Sposoby badania tętna Metoda palpacyjna poprzez ucisk na powierzchniowo położone tętnice (szyjną, promieniową) Sfigmograf Gładkie Wierzchołek Ramie zstępujące - katakrotyczne, na którym widać wychylenie zwane falą dykrotyczną ( pochodzi z odbicia cofającej się krwi o zamknięte zastawki półksiężycowate Ze względu na częstość skurczów serca: Tętno częste- t 3. OBJĘTOŚĆ WYRZUTOWA SERCA (SV) Ilość krwi jaką każda z komór przekopiowuje do odpowiedniego naczynia tętniczego podczas jednego skurczu. Wynosi 60-100 ml, średnio 70-80 ml. Zależy od Obciążenia wstępnego- ilości krwi żylnej dopływającej do serca Decyduje o długości, rozciągnięciu, włókien mięśnia sercowego. Końcowym okresie rozkurczu komór, czyli bezpośrednio przed rozpoczęciem się ich skurczu. Obciążeniem wstępnym dla serca jest objętość późnorozkurczowa komory. Siła skurczu jest uzależniona głównie od ilości krwi żylnej dopływającej do serca, wspomagana przez 2 mechanizmy Pompa mięśniowa- skurcze masywnych mięśni szkieletowych kd przesuwają stopniowo krew w kierunku serca. Dzięki systemowi zastawek żylnych krew nie może się cofać i przemieszcza się wyłącznie w górę do serca. Pompa oddechowa- podczas wdechu ciśnienie w klatce piersiowej maleje, co powoduje rozszerzenia żył głównych w klatce piersiowej i ułatwia dopływ krwi do serc. Podczas wydechu wzrasta ciśnienie w jamie brzusznej, co wypycha krew z żył brzucha w stronę serca Obciążenia następczego - opór stawiany wypływającej krwi z serca Zależy ono od: -Opór aorty -Obwodowego oporu naczyniowego -Lepkości krwi Stanu kurczliwości mięśnia sercowego - wpływ na serce układu współczulnego oraz katecholamin, głównie noradrenaliny, przenoszonych przez krew) Wzór Starra SV = 101 + (RRs x 0,5) - (RRr x 1,09) - (0,61 x n) gdzie SV - objętość wyrzutowa serca (ml) RRs - ciśnienie tętnicze skurczowe (mm Hg) RRr - ciśnienie tętnicze rozkurczowe (mm Hg) n - wiek osoby badanej 4. POJEMNOŚĆ MINUTOWA SERCA (Q, CO) Ilość krwi jaką każda z komór przepompowuje do odpowiedniego naczynia tętniczego w każdej minucie Q = SV x HR (ml / min)