RESPIRATORNI I CIRKULATORNI SISTEM ČOVEKA

Transcript

1 RESPIRATORNI I CIRKULATORNI SISTEM ČOVEKA Doc. dr Snežana Marković Institut za biologiju i ekologiju Prirodno-matematički fakultet Univerzitet u Kragujevcu

2 DISANJE I KRVOTOK Disanje proces kojim se ćelije snabdevaju kiseonikom; razmena O 2 i CO 2 između tela i spoljašnje sredine, između telesnih tečnosti i ćelija Cirkulatorni sistem vrši transport O 2 Kiseonik je neophodan za stvaranje energije u ćelijama Respiratorni i cirkulatorni sistem učestvuju u eliminisanju CO 2 iz organizma Fina usaglašenost respiratornog i cirkulatornog sistema sa nervnim sistemom Disanje svesno/nesvesni proces Udahnuta količina vazduha se prečišćava, zagreva i vlaži prolaskom kroz nosne šupljine; prolazi kroz farinks, traheju, bronhije, bronhiole, alveole; difuzijom iz alveola kiseonik prelazi u plućne kapilare Ugljen dioksid izlazi obrnutim putem iz organizma Krv koja kruži velikim (sistemska cirkulacija) i malim krvotokom (plućna cirkulacija) transportuje krv iz pluća do svih ćelija Plućne vene leva pretkomora srca leva komora srca aorta (veliki krvotok) arterije arteriole kapilari tkiva i ćelije venski kapilari venule vene gornja i donja šuplja vena desna pretkomora srca desna komora srca plućna arterija (mali krvotok) pluća (razmena gasova) Krv krvna plazma i krvne ćelije: eritrociti (transport gasova), leukociti (imuni odgovor), trombociti (hemostaza) Srce funkcioniše kao pumpa Uloga nervnog sistema u regulaciji aktivnosti respiratornog i cirkulatornog sistema

3

4 DISANJE Disanjem se unosi O 2 a izbacuje CO 2 iz tela Čovek udahne i izdahne oko 5-6 L vazduha u minutu; 16 udisaja u min Spoljašnje, unutrašnje i ćelijsko disanje Gornji disajni putevi: nosne šupljine, farinks (ždrelo) Donji disajni putevi: larinks (grkljan), traheja (dušnik), bronhije, bronhiole, alveole Građa pluća: dva plućna krila, desno od tri režnja, a levo od dva režnja Osnovna morfološka i anatomska jedinica pluća je lobulus od alveola, kapilarnih sudova, vezivnog tkiva, nerava Pluća su zaštićena rebrima, kičmom, pleurom (dvoslojna membrana plućna maramica) Pokreti pluća zavise od spoljašnjih i unutrašnjih međurebarnih mišića i dijafragme kontrakcijom ovih mišića smanjuje se pritisak u grudnoj šupljini udisaj; relaksacija mišića izaziva povećanje pritiska izdisaj Alveolarni pritisak je negativan prilikom inspirijuma, a pozitivan tokom ekspirijuma u odnosu na barometarski pritisak Razmena gasova između alveola i krvi ostvaruje se difuzijom, a zasniva se na različitim parcijalnim pritiscima u alveolama i eritrocitima ( po 2 8 kpa, pco kpa); Surfaktant (proteini i fosfolipidi) pokriva unutrašnju površinu alveola;

5

6

7 Inervacija pluća: produžena moždina (inspiracijski i ekspiracijski centar), pons (pneumotaksički i apneustički centar), nervus vagus, n.glosofaringeus Respiratorni senzori: Hemosenzori - centralni u produženoj moždini ( pco 2 i H + u CSL), periferni u karotidnoj i arterijskoj cirkulaciji ( po 2 u krvi) Mehanoreceptori u zidu grudnog koša Plućni senzori u traheji i bronhijama Mišićna vretena u respiratornim mišićima

8 Poremećaji u disanju Hiperpneja i hipopneja abnormalan porast ili pad dubine i frekvencije respiratornih pokerta Tahipneja (ubrzano), bradipneja (usporeno) i apneja (prestanak) abnormalne promene u frekvenciji disanja Hiper i hipoventilacija volumen izdahnutog CO 2 je veći ili manji od količine stvorenog CO 2 u mitohondrijama Dispneja teško i naporno disanje Ortopneja teško disanje, osim u uspravnom pložaju Prečišćavanje respiratornog vazduha mukus nosa, grla, traheje i bronhija; makrofagi; cilijarni pokrov Kapaciteti pluća: totalni 6-7 L vitalni 5,3 L (respiratorni 0,5 L, inspiratorni rezervni 3 L, ekspiratorni rezervni 1,7 L) + rezidualni 1,3 L Fiziološki i funkcionalni mrtav prostor (oralna, nazalna, faringealna šupljina, traheja i bronhije) Alveolarni prostor razmene gasova

9 STVARANJE GLASA Dva sluzokožna nabora u vidu membrane unutar larinksa Tokom govora mišići larinksa se kontrahuju, glasne žice se spajaju, vazduh izbacije iz pluća vazduh prolazi kroz pukotinu nastalu između glasnih žica, treperenje i stvaranje glasa Relaksacijom mišića razdvajaju se glasne žice i prestaje stvaranje zvuka Dužina i zategnutost glasnih žica utiču na dubinu glasa; kod muškaraca glasne žice su duže i sporije trepere dublji glas Glasnost govora zavisi od jačine kojom se vazduh istiskuje između glasnih žica

10 KRVOTOK Uloga krvotoka je transport i razmena gasova, hranljivih i štetnih materija sa ćelijama i tkivima Krvotok: srce, arterije, arteiole, kapilari, venule, vene Arterije odvode krv iz srca i transportuju do svih tkiva Aorta odvodi oksigenisanu krv iz leve komore srca sistemski krvotok Plućna arterija odvodi deoksigenisanu krv iz desne komore srca plućni krvotok Građa arterija: spoljašnji vezivni sloj, glatko-mišićni sloj, elastični sloj i endotel; odupiru se visokom krvnom pritisku Vene dovode krv u srce Gornja šuplja vena dovodi deoksigenisanu krv u desnu pretkomoru srca Plućna vena dovodi oksigenisanu krv u levu pretkomoru srca Građa vena: tanki spoljašnji vezivni sloj, glatko-mišićni sloj, endotel; mišići i endotel izgrađuju venske zaliske

11 Sistemske arterije: aorta, karotidna arterija, pazušna arterija (subclavian a), nishodna aorta, bubrežna arterija (renal a), bedrena arterija (iliac a), butna arterija (femoral a) Plućna arterija (pulmonary a) Sistemske vene: gornja šuplja vena (superior v cava), jugularna vena, pazušna vena (subclavian v), donja šuplja vena (interior v cava), bubrežna vena (renal v), hepatična vena, portalna vena, bedrena vena (iliac v), butna vena (femoral v) Plućna vena (pulmonary v)

12

13 Kapilarni sistem: arteriole, metarteriole, kapilari, venule Građa kapilara: jednoslojni epitel, sadrži male (2-5 nm) ili velike pore (20-80 nm, u bubrezima i jetri) Filtracija (oko 20 L/dan u intersticijum; bez bubrežne filtracije) i reapsorpcija tečnosti (oko 18 L/dan u venule, 2 L/dan u limfotok) Građa arteriola i venula: spoljašnji vezivni sloj, tanak sloj glatkomišićnih ćelija, endotel Inervacija (simpatikusna i parasimpakisna) mišićnih ćelija u zidu arteriola Uloga u razmeni materija i gasova između krvnog sistema i tkiva Radna hiperemija

14 SRCE telesna pumpa Srce upumpava u aortu i plućnu arteriju oko 5 L krvi u min (13% mozak, 4% srce, 20-25% bubrezi, 10% koža, 24% digestivni trakt i jetra, 21% skeletni mišići); distribucija volumena i otpora Otkucaji srca automatske srčane kontrakcije; oko 3 milijardi otkucaja tokom prosečnog životnog veka Građa srca: šuplji organ od srčanog mišićnog tkiva koje obavija perikard, dve komore, dve pretkomore, septumi (pregrade), srčani zalisci (trikuspidalni na prelazu desne pk u k, mitralni na prelazu iz l pk u k, aortin, plućni); leva strana srca sistemski krvotok; desna strana srca plućni krvotok

15

16

17 Ishrana srčanog mišića Koronarni krvotok: dve koronarne arterije se odvajaju od aorte manje arterije kapilari vene krv iz koronarnih vena se uliva u desnu pretkomoru Koronarna bolest: suženje koronarnih arterija usled nagomilavanja masti u zidovima ovih krvnih sudova

18 SRČANI CIKLUS Period od završetka jedne srčane kontrakcije do završetka druge oko 1 s otkucaja u min u mirovanju Do 200 otkucaja u min pri fizičkom radu Srčani zalisci sprečavaju vraćanje istisnute krvi zvuk Dijastola (relaksacija srca) faza relaksacije i faza punjenja Sistola (kontrakcija) pretkomora (P), Sistola komora (QRS) faza kontrakcije i ejekciona faza Sinoatrijalni čvor u desnoj pretkomori Atrioventrikularni čvor na prelazu iz desne pk u k Hisov snop i Purkinjeova vlakna (komore) Simpatička i parasimpatička inervacija

19 CIRKULACIJA KRVI Sistemska i plućna cirkulacija Oksigenisana i deoksigenisana krv Smer kretanja krvi Plućna cirkulacija; Vena porta Venski protok u donjim ekstremitetima

20 KRVNI PRITISAK Arterijski pritisak: donji dijastolni i gornji sistolni Normalan KP između mmhg Nizak KP ne obezbeđuje dovoljnu prokrvljenost svih organa Visok KP može da ošteti krvne sudove i organe Nagle promene KP pokreću odgovor nervnog sistema Spore, hronične promene KP pokreću odgovor i regulisane su hormonima Hormoni: natriuretički faktor (pretkomore) snižava KP; renin, angiotenzin, aldosteron, vazopresin povećavaju KP Hipertenzija

21 CIRKULACIJA KRVI Regulacija cirkulacije (i) optimalna regulacija srčane aktivnosti i KP, (ii) adekvatna perfuzija svih sistema, (iii) usmeravanje krvi u aktivne organske sisteme 1. Lokalna regulacija krvnog protoka miogeni efekti, nedostatak kiseonika, lokalni metabolički efekti (CO 2, H + ), vazoaktivne supstance 2. Hormonska kontrola NO (VD), endotelin1 (VD i VK), adrenalin (VD visoka konc. α1 rec. i VK niska konc. β2 rec.), eikosanoidi (prostaglandin, tromboksan VK; prostaciklin VD), bradikinin, kalidin, histamin (VD) 3. Nervna regulacija cirkulacije simpatički (noradrenalin VK, α1 rec.), parasimpatički (VD) Centri u produženoj moždini i ponsu (presorna i depresorna oblast); informacije iz hipotalamusa (termoregulacija) Senzori i receptori u cirkulaciji Cirkulatorni šok akutna ili subakutna progresivna generalizovana insuficijencija cir. sis., poremećaj mikrocirkulacije, nemogućnost adekvatnog dotoka krvi u vitalne organe

22 KRV Tečno vezivno tkivo plazma i krvni elementi (eritrociti, leukociti i trombociti) Uloge krvi: transport (gasova, materija), termoregulacija, zaštitna, hemostaza, puferski sistem Eritrociti transport gasova i materija Leukociti - zaštita Trombociti - hemostaza Hematopoeza u kostnoj srži

23

24 Eritropoetin Eritroidne ćelije EpoR membranski JAK2 (tirozin kinaza) STAT transkripcioni faktori U jedro STATpojačivači Ekspresija gena za globin (sinteza hemoglobina), Bcl-x (inhibicija apoptoze)

25

26 ERITROCITI Struktura i uloga Evolutivni razvoj eritrocita Broj eritrocita; policitemija, anemija Oblik i veličina eritrocita; srpasta anemija Hemoglobin globin i hem Deoksi i oksihemoglobin Životni vek i degradacija Krvne grupe

27

28 TRANSPORT KISEONIKA Hemoglobin globin (adultni 2 α i 2 β lanca) i hem (protoporfirin IX, sa Fe u centru) Deoksi i oksihemoglobin oksigenacija Oksidacija methemoglobin Kriva disocijacije kiseonika (pomeranje ulevo povećanje afiniteta Hb za O 2, obrnuto u desno) Fetalni Hb, mioglobin, CO, methb

29 TRANSPORT UGLJEN DIOKSIDA (i) CO 2 kao takav u krvi, (ii) delovanjem karboanhidraze u obliku HCO 3-, (iii) kao karbaminohb Hipoksija smanjeno dopremanje kiseonika tkivima: hipoksična h, anemična h, ishemična h Osetljivost moždanog tkiva na hipoksiju Cijanoza plavičasta boja kože, usana, noktiju usled velike količine deoksigenisanog Hb