ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Φυσιολογία Ι. Ομοιόσταση Αίμα Διδάσκων: Αν. Καθηγήτρια Πατρώνα Βεζυράκη

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Φυσιολογία Ι Ομοιόσταση Αίμα Διδάσκων: Αν. Καθηγήτρια Πατρώνα Βεζυράκη

2 Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς.

3

4 ΕΙΣΑΓΩΓΗ H Φυσιολογία συνίσταται στην μελέτη των λειτουργιών των κυττάρων, των ιστών, των οργάνων των λειτουργικών συστημάτων των οργανισμών καθώς και των αλληλεπιδράσεων τους.

5 Τα δεδομένα της Φυσιολογίας στηρίζονται σε υποθέσεις και θεωρίες οι οποίες εξάγονται από: 1) Μελέτες και παρατηρήσεις των λειτουργιών των φυσιολογικών οργανισμών 2) Μελέτες και παρατηρήσεις διαταραχών των λειτουργιών που παρατηρούνται στις διάφορες νόσους 3)Μελέτες και παρατηρήσεις κατά την εκτέλεση διαφόρων πειραμάτων στα πειραματόζωα και στον άνθρωπο.

6 Η ορθότητα των υποθέσεων και θεωριών αυτών υπόκεινται σε συνεχή έλεγχο από νέα δεδομένα: - ή θα εδραιώσουν τις προηγούμενες υποθέσεις και θεωρίες -ή θα τις τροποποιήσουν και θα τις βελτιώσουν -ή θα τις ανατρέψουν εντελώς με νέες υποθέσεις και θεωρίες για τους μηχανισμούς των λειτουργιών ενός οργανισμού Φυσιολογία: o σημαντικότερος για τον άνθρωπο τομέα της επιστήμης γιατί μελετά το φαινόμενο της ζωής και παρέχει στον άνθρωπο απαντήσεις σε θεμελιώδη ερωτήματα που αφορούν αυτή την ίδια την ύπαρξη του.

7 Λειτουργική οργάνωση του ανθρωπίνου σώματος και έλεγχος του εσωτερικού περιβάλλοντος Βασική μονάδα του σώματος είναι το κύτταρο και κάθε όργανο είναι άθροισμα πολλών διαφορετικών τύπων κυττάρων, κάθε τύπος δε είναι προσαρμοσμένος στην εκτέλεση μιας ιδιαίτερης λειτουργίας Υπολογίζεται ότι ο αριθμός των κυττάρων του ανθρώπινου σώματος σε μια ηλικία των 70 χρόνων αν θεωρήσουμε και το ποσό της αντικατάστασης και της καταστροφής είναι δώδεκα τετράκις εκατομμύρια κύτταρα.

8 Το ποσοστό σε υγρά διαμερίσματα ενός ενήλικα βάρους 70 kg καταλαμβάνει το 56% του βάρους σώματος Στο ποσοστό αυτό των υγρών διαμερισμάτων: 2/3 «ενδοκυττάριο υγρό» 1/3 «εξωκυττάριο υγρό» Το εξωκυττάριο υγρό που καταλαμβάνει τους χώρους έξω από τα κύτταρα είναι: 75% μεσοκυττάριο ή διάμεσο 25% πλάσμα

9 Πλάσμα: η μεσοκυττάρια ουσία του αίματος στην οποία εναιωρούνται τα έμμορφα συστατικά και κυκλοφορεί εντός των αγγείων του κυκλοφορικού συστήματος Εξωκυττάριο υγρό 1.βρίσκεται σε συνεχή κίνηση σε όλη την έκταση του σώματος 2. αναμιγνύεται γρήγορα με την κυκλοφορία του αίματος με διάχυση ανάμεσα στο αίμα και το διάμεσο υγρό και 3.περιέχει τα ιόντα και τις θρεπτικές ουσίες που χρειάζονται για την λειτουργία των κυττάρων καθώς και ο αποδέκτης των προϊόντων από τις μεταβολικές διεργασίες των κυττάρων Για το λόγο αυτό το εξωκυττάριο υγρό ονομάζεται και Eσωτερικό περιβάλλον από τον μεγάλο Φυσιολόγο Claude Bernard.

10 Τα κύτταρα του σώματος επιβιώνουν, αυξάνονται και επιτελούν τις λειτουργίες τους για όσο χρόνο το εσωτερικό περιβάλλον διαθέτει τις κατάλληλες συγκεντρώσεις των θρεπτικών συστατικών Η σύσταση του εσωτερικού περιβάλλοντος διατηρείται συνεχώς σταθερή : α) με συνεχή ανεφοδιασμό σε θρεπτικά συστατικά β) απομάκρυνση των αχρήστων και επιβλαβών προϊόντων

11 Ομοιόσταση Λειτουργία με την οποία επιτυγχάνεται η διατήρηση στατικών ή σταθερών συνθηκών στο εσωτερικό περιβάλλον Όλα τα όργανα και οι ιστοί εκτελούν λειτουργίες που βοηθούν στην διατήρηση της ομοιοστασίας Η ομοιόσταση πραγματοποιείται με την κυκλοφορία του αίματος με την προϋπόθεση ότι όλα τα λειτουργικά συστήματα διατηρούνται φυσιολογικά

12 Δεξιά πνευμονική αρτηρία Αριστερή πνευμονική αρτηρία Αριστερή πνευμονική φλέβα Δεξιά πνευμονική φλέβα Τριχοειδή δεξιού πνεύμονα Κοίλη φλέβα Σύστημα πυλαίας ήπατος Τριχοειδή αριστερού πνεύμονα Αορτή Συστηματική κυκλοφορία Τριχοειδή εντέρου Τριχοειδή συστηματικής κυκλοφορίας Νεφρικά Τριχοειδή ΚΑΡΔΙΑΓΓΕΙΑΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ

13 Η καρδιά είναι σύστημα δύο αντλιών Κατά την διάρκεια της κίνησης αυτής του αίματος δια των τριχοειδών από τα διάφορα λειτουργικά συστήματα εξασφαλίζεται 1.η παροχή στα κύτταρα των διαφόρων οργάνων των απαραίτητων συστατικών για την συνέχιση της λειτουργίας τους και 2.η απομάκρυνση των άχρηστων προϊόντων μεταβολισμού των κυττάρων, και διατήρηση της ομοιοστασίας του εσωτερικού περιβάλλοντος. που η μια στέλνει το αίμα στους πνεύμονες και η άλλη στην συστηματική κυκλοφορία σε χρόνο 1 min σε κατάσταση ηρεμίας και έξι φορές/min σε υπερβολική δραστηριότητα

14 ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΛΕΓΧΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ Μέσα στον οργανισμό λειτουργούν συστήματα ομοιόστασης κατά χιλιάδες τόσο μέσα σε κάθε κύτταρο του σώματος όσο και σε ολόκληρο τον οργανισμό σαν σύνολο αποτέλεσμα την διατήρηση του μεγέθους χιλιάδων παραμέτρων σε σταθερά επίπεδα

15 Οι ομοιοστατικοί μηχανισμοί λειτουργούν σαν συστήματα αρνητικής παλίνδρομης ρύθμισης Ένα τέτοιο σύστημα περιλαμβάνει: Παράμετρο: που πρέπει να διατηρείται σταθερή Μηχανισμό: για την συνεχή παρακολούθηση των μεταβολών αυτής της παραμέτρου Τιμή αναφοράς: που αποτελεί την φυσιολογική τιμή της παραμέτρου Μηχανισμούς: που κινητοποιούνται με στόχο την επανόρθωση μιας εκτροπής της παραμέτρου

16 Α.Π. Ενεργοποίηση τασεοϋποδοχέων Ώσεων στον προμήκη μυελό Πρόκληση αναστολής του αγγειοσυσταλτικού κέντρου Διέγερση του πνευμονογαστρικού κέντρου ώσεων προς την καρδιά, αιμοφόρα αγγεία α) έντασης και συχνότητας συστολής της καρδιάς β) αγγειοδιαστολή φλεβών, αρτηριδίων α) Μείωση της καρδιακής παροχής β) Μείωση των περιφερικών αντιστάσεων Α.Π

17 Α.Π Α.Π Μείωση διέγερσης τασεοϋποδοχέων Κατάργηση της ανασταλτικής επίδρασης στο αγγειοσυσταλτικό κέντρο Αύξηση των ώσεων του αγγειοσυσταλτικού κέντρου Α)Αγγειοσυστολή αρτηριδίων Β)Αγγειοσυστολή φλεβών,μεγάλων αγγείων Α) αύξηση των περιφερικών αντιστάσεων Β) αύξηση του όγκου αίματος που επανέρχεται στις καρδιακές κοιλότητες Αύξηση της έντασης συστολής

18 Τα συστήματα ελέγχου λειτουργούν με μια διαδικασία αρνητικής ανατροφοδότησης ( negative-feed-back system) γιατί το αποτέλεσμα είναι αρνητικό ως προς το αρχικό ερέθισμα Αν κάποιος παράγοντας αυξηθεί υπέρμετρα ή ελαττωθεί το σύστημα ελέγχου τίθεται σε κίνηση με μια σειρά μεταβολές επαναφορά του παράγοντα σε μια μέση τιμή αναφοράς με σκοπό την ομοιόσταση.

19 Όφελος ενός συστήματος ελέγχου Ο βαθμός αποτελεσματικότητας ενός συστήματος ελέγχου με την οποία διατηρεί σταθερές συνθήκες καθορίζεται από το όφελος της αρνητικής ανατροφοδότησης Αν π.χ. συμβεί αύξηση της αρτηριακής πίεσης από 100mmHg στα 175 mmhg οι άμεσοι μηχανισμοί που κινητοποιούνται επιφέρουν: - διόρθωση και μείωση κατά 50 mmhg -παραμονή σφάλματος 25 mmhg το όφελος του συστήματος είναι:

20 όφελος = Διόρθωση Σφάλμα Παράδειγμα: όφελος = = -2

21 ΜΕΣΗ ΚΑΤΑ ΒΑΡΟΣ ΠΕΡΙΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑ ΥΔΑΤΟΣ ΣΕ ΔΙΑΦΟΡΕΣ ΗΛΙΚΙΕΣ ΗΛΙΚΙΑ ΑΡΡΕΝΕΣ ΘΗΛΕΙΣ Εμβρυα στον 3ο μήνα Εμβρυα στον 7ο μήνα Νεογνά Έφηβοι ετών ετών πάνω από 60 ετών 52 46

22 Φυσιολογικές τιμές των όγκων υγρών διαμερισμάτων

23 Η σύσταση των διαμερισμάτων ενδοκυττάριο πλάσμα διάμεσο ή μεσοκυττάριο παρουσιάζει σημαντικές διαφορές στην περιεκτικότητα των ηλεκτρολυτών οι οποίες όμως πρέπει να διατηρούνται σε σταθερά επίπεδα προκειμένου η σύσταση του εσωτερικού περιβάλλοντος να συμβάλλει συνεχώς στην διατήρηση της ομοιοστασίας

24 ΣΗΜΑΝΤΙΚΟΙ ΗΛΕΚΤΡΟΛΥΤΕΣ ΕΝΔΟΚΥΤΤΑΡΙΟΥ ΚΑΙ ΕΞΩΚΥΤΤΑΡΙΟΥ ΥΓΡΟΥ ΕΝΔΟΚΥΤΤΑΡΙΟ ΠΛΑΣΜΑ ΕΞΩΚΥΤΤΑΡΙΟ mmol/l ΚΑΤΙΟΝΤΑ Na ( ) 145 K (3.8-5) 4 Ca 2+ <1 5 5 Mg ANIONTA Cl ( ) 114 HCO (24-32) 31 SO HPO ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ ΟΡΓΑΝΙΚΑ

25 ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΚΑ ΠΛΑΙΣΙΑ ΣΗΜΑΝΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΑΤΙΚΩΝ ΕΞΩΚΥΤΤΑΡΙΟΥ ΥΓΡΟΥ ΤΙΜΗ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΚΑ ΟΡΙΑ ΜΗ ΘΑΝΑΤΗΦΟΡΑ ΟΡΙΑ ΜΟΝΑΔΕΣ ΟΞΥΓΟΝΟ mmhg ΔΙΟΞΕΙΔΙΟ ΑΝΘΡΑΚΑ mmhg ΙΟΝΤΑ ΚΑΛΙΟΥ mmol/l ΙΟΝΤΑ ΝΑΤΡΙΟΥ mmol/l ΙΟΝΤΑ ΑΣΒΕΣΤΙΟΥ mmol/l ΙΟΝΤΑ ΧΛΩΡΙΟΥ mmol/l ΔΙΤΤΑΝΘΡΑΚΙΚΑ mmol/l ΓΛΥΚΟΖΗ mg/100ml ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ o c

26 ΤΟ ΑΙΜΑ Αίμα είναι ένας υγρός υδατοπληθής ιστός που συνεχώς ανανεώνεται κυκλοφορεί μέσα στα αγγεία του κυκλοφορικού συστήματος ρέει σε μια κανονική μονόδρομη κατεύθυνση και προωθείται κύρια από τις ρυθμικές συστολές της καρδιάς Θεωρείται μορφή του συνδετικού ιστού και όπως όλοι οι ιστοί αποτελείται από μεσοκυττάρια ουσία και κύτταρα μεσοκυττάρια ουσία =πλάσμα Κύτταρα= έμμορφα συστατικά Δηλαδή η ομοιογένεια είναι φαινομενική γιατί μέσα στην υγρή φάση που είναι το πλάσμα βρίσκονται αιωρούμενα τα έμμορφα συστατικά.

27 Έμμορφα συστατικά 1.Ερυθρά αιμοσφαίρια: είναι ατελή κύτταρα απύρηνα, σχήματος αμφίκοιλου αποπεπλατυσμένου δίσκου Κύριο συστατικό των ερυθρών αιμοσφαιρίων αιμοσφαιρίνη στο μόριο της οποίας βρίσκεται συνδεδεμένο το Οξυγόνο το οποίο μέσω των αγγείων και τριχοειδών μεταφέρεται στους ιστούς προκειμένου τα κύτταρα να επιτελέσουν τις μεταβολικές τους διεργασίες. Φυσιολογικές τιμές: x10 6 /μl για τις γυναίκες x10 6 /μl για τους άνδρες

28 1.Σχηματική απεικόνιση της μορφής των ερυθρών αιμοσφαιρίων(1)

29 2. Δομή του βασικού συστατικού των ερυθρών αιμοσφαιρίων της αιμοσφαιρίνης που σε κάθε μόριο της δεσμεύονται 4 μόρια οξυγόνου 34% βάρους RBC A=15.5g/100ml(14-17g/100ml) Θ=13.5g/100ml(12-15g/100ml)

30 Φυσικές ιδιότητες του αίματος Α.Χρώμα Αρτηριακό Φλεβικό -Αναιμία -Καρδιακή Κυάνωση -Πνευμονική ανεπάρκεια Β.Αδιαφάνεια Διαφορετικός δείκτης διάθλασης RBC- Πλάσματος Γ. Γλοιότητα 1) αριθμός RBC Φ.Τ. Γλοιότητας - ρευστότητα περιεχομένου Αίμα= ιδιότητες μεμβράνης Πλάσμα= σχέση Ε/V Δ. Ειδικό βάρος Αίμα= Ερυθρά= Πλάσμα=

31 Ειδικό βάρος πλάσματος Μείωση Ε.Β. πλάσματος Παθήσεις ήπατος Υποσιτισμός Λευκωματουρία ερυθραιμία ( Πρωτεΐνες πλάσματος Αύξηση Ε.Β. πλάσματος αφυδάτωση πέψη-μυϊκή δραστηριότητα RBC) Ε.Ωσμωτική Πίεση=290 mosm/l 6.7 Atm σε 38 0 C σημείου πήξεως= C Na+ Γλυκόζη Cl- 270mosm/l ουρία 5mosm/l HCO 3 Πρωτεΐνες 1.2mosm/l Έλεγχος- υπερυδάτωσης - αφυδάτωσης - διαταραχών ηλεκτρολυτών

32 Όγκος αίματος Φλέβες=65-70% Αρτηρίες=15-20% Κοιλότητες καρδιάς=8-10% Τριχοειδή=5-7.5% Εξαρτάται 1.Φύλο: μεγαλύτερο ποσοστό στους άνδρες 2.Σωματικό βάρος-μικρότερο ποσοστό σε υπέρβαρα άτομα 3.Ηλικία:μικρότερο ποσοστό σε άτομα άνω των 50 χρόνων 4.Μυϊκή δραστηριότητα: Αύξηση όγκου αίματος μυϊκή δραστηριότητα Αθλητές Χειρωνακτική εργασία Υπερυδάτωση Φλεβικό= Ρ.Η αίματος Μείωση όγκου αίματος διακίνηση πλάσματος πέψη- μυϊκή δραστηριότητα εμετοί-διάρροιες εφίδρωση Αρτηριακό=

33 Αιματοκρίτης Εκατοστιαία κατ όγκο αναλογία εμμόρφων συστατικών στον συνολικό όγκο αίματος Φυσιολογικές τιμές: άνδρες = 40-54% γυναίκες= 37-47% Α) αριθμό RBC: υψόμετρο καρδιακή- πνευμονική ανεπάρκεια έντονη μυϊκή δραστηριότητα Β) MCV του RBC: μικροκύτταρα Hct μακροκύτταρα Hct RBC φλεβικού αίματος Hct Γ) όγκο πλάσματος: μείωση όγκου πλάσματος αύξηση όγκου πλάσματος Εφίδρωση υπερυδάτωση Έμετος Διάρροια Πέψη-μυϊκή δραστηριότητα

34

35

36 Προερυθροβλάστη 3.Στάδια ωρίμανσης των ερυθρών αιμοσφαιρίων(3) Βασίφιλη ερυθροβλάστη Πολυχρωματόφιλη ερυθροβλάστη Οξεόφιλη ερυθροβλάστη Δικτυοερυθροκύτταρο Ώριμο ερυθροκύτταρο

37 4. Δομή του υπομεμβρανικού σκελετού του ερυθροκυττάρου Ακτίνη Πρωτεΐνη 4.1 Κανάλι ανιόντων Αγκυρίνη Σπεκτρίνη Μεμβρανικός σκελετός Ερυθροκυττάρων Γλυκοφερίνη Ο δικτυωτός αυτός σχηματισμός αυτός είναι υπεύθυνος για την διατήρηση του αμφίκοιλου σχήματος του ερυθροκυττάρου και την μηχανική του σταθερότητα κατά την πορεία τους εντός των τριχοειδών απαραίτητα για την βιολογική του αποστολή που είναι η απόδοση Ο 2 στους ιστούς

38 1.Ερυθρά αιμοσφαίρια Ο χρόνος ζωής τους είναι 120 ημέρες στο περιφερικό αίμα ακολουθεί η φαγοκυττάρωση τους από τα κύτταρα του δικτυοενδοθηλιακού συστήματος (Δ.Ε.Σ) Η παραγωγή νέων ερυθρών αιμοσφαιρίων εξαρτάται από την λειτουργική τους ικανότητα να αποδίδουν οξυγόνο στους ιστούς Ο χρόνος ωρίμανσης ενός νέου ερυθρού αιμοσφαιρίου από τον μυελό των οστών μέχρι το περιφερικό αίμα είναι 3-5 ημέρες

39 5. Μηχανισμός ερυθροποίησης όπου φαίνεται ότι η ερυθροποιητίνη είναι η ορμόνη που εκκρίνεται από τα νεφρικά κύτταρα σε περίπτωση υποξίας διεγείρει τον μυελό των οστών παραγωγή νέων ερυθρών αιμοσφαιρίων

40 1. Μειωμένη πίεση Ο 2 (ΡΟ 2 ) υψόμετρο 2. Αναιμία 3. Καρδιακή Πνευμονική ανεπάρκεια 4. Αιμορραγία 5. Καταστροφή μυελού 6. Εντονη μυϊκή δραστηριότητα ΥΠΟΞΙΑ ΙΣΤΩΝ Αύξηση μεταφοράς Ο 2 ιστών Ενεργοποίηση Νεφροί 80-90% Ηπαρ 10% 3-5 μέρες ΔΕΚ, RBC Σύνθεσης DNA, RNA Ταχύτητας διαιρέσεων ΕΡΥΘΡΟΠΟΙΗΤΙΝΗ ΜΥΕΛΟΣ ΟΣΤΩΝ

41

42

43 Τέλος Ενότητας

44 Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.

45 Σημειώματα

46 Σημείωμα Ιστορικού Εκδόσεων Έργου Το παρόν έργο αποτελεί την έκδοση 1.0. Έχουν προηγηθεί οι κάτωθι εκδόσεις: Έκδοση 1.0 διαθέσιμη εδώ.

47 Σημείωμα Αναφοράς Copyright Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων, Διδάσκων: Αν. Καθηγήτρια Πατρώνα Βεζυράκη. «Φυσιολογία Ι. Ομοιόσταση - Αίμα». Έκδοση: 1.0. Ιωάννινα Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση:

48 Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά Δημιουργού - Παρόμοια Διανομή, Διεθνής Έκδοση 4.0 [1] ή μεταγενέστερη. [1]