fizjo scalona notatki kwiatek

SAVE OFFLINE

Receptory czułe na bodźce chemiczne, termiczne, mechaniczne i promieniowanie świetlne Ze względu na źródło receptorów -proprioreceptory (z narządów ruchu) -eksteroreceptory (bodźce ze środowiska zew) -interoreceptory (z wew.) Nieuświadamiane bodźce – regulacja czynności narządów Jeśli świadome – czucie (proste doznania0 lub złożone czynności poznawcze (percepcja) Zmysł – zdolność odbioru wyspecjalizowanej informacji o otoczeniu, która umożliwia percepcje zjawisk w otaczającym nas świecie 5 zmysłów (tradycyjnie): 1)Wzrok 2)Słuch 3)Smak 4)Węch 5)Dotyk Oprócz tego – czucie głębokie i równowagi Prawo swoistej energii zmysłów Mullera – pobudz. Narz. Zmysłu wywołuje specyficzne wrażenie, którego charakter nie zmienia się nawet wtedy, gdy narząd ten zostanie pobudzony bodźcem nieadekwatnym (np. oko bodźc. Mechanicznym)

Narządy zmysłu 1)Receptory -komórki zmysłowe (specj. Kom receptorowe) ; wyjątek to zmysł dotyku (jego receptor to początkowy odcinek czuciowego wł. Nerwowego, zwany CZĘŚCIĄ receptorową tego włokna; To samo z czuciem bólu i temperatury) 2)Elementy niepobudliwe (modyfikują działanie bodźca na receptor) Receptory ulegają adaptacji. W zależności od szybkości adaptacji wyrożnia się receptory: 1)Fazowe (szybko adaptujące się) pobudzenie tylko na początku dzial. Bodźca i w momencie jego ustąpienia) 2)Toniczne (wolno adaptujące się) – pobudz. Cały czas, ale stopniowo się zmniejsza KLASYFIKACJA BODŹCÓW ZE WZGLĘDU NA SIŁĘ -Podprogowy; niewystarczający do pobudzenia recep. -Progowy; najmniejsza intensywność bodź. wystarczająca do pobudzenia recep. -Nadprogowy; silniejszy od progowego, pobudza receptor zależnie od swojej intensywności -Maksymalny; naprogowy, wywołujący maksymalne pobudz. Receptora; dalsze zwiększanie siły nieefektywne -Supramakysmalne; większe niż maksymalne Pobudliwośc receptorów = nie jest stała, zależy od wielu czynników (jednostki fizyczne bez sensu

więc) -Często zależność między siłą bodźca a subiektywną ocenę ma charakter logarytmiczny (np. dB) -Bodźce nadprogowe; wg Webera człowiek jest zdolny ocenić nie wielkość zmiany, ale jej stosunek do zmiany początkowej siły bodźca (odczuwamy, ze cos jest cięższe, a nie ile dokładnie np.) Strona 607 jest do tego wzór, ale chyba bez przesady CZUCIE SOMATYCZNE – zdolność odbioru i przetwarzania info z powierzchni i wnętrza ciała; Dzieli się je na -powierzchowne (skórne) -głębokie (proprioceptywne); w tym równowaga -trzewne Czucie kinestetyczne – dostarcza informacje o ruchach kończyn (czucie głębokie) Komórki zwojowe – neurony czuciowe, nazwa od tego, ze mają ciało w zwojach (Rdzeniowy, trójdzielny) – są to kom. rzekomojednobiegunowe Bodźce umiarkowane, nieszkodliwe dla skóry – dotyk, temperatura Silne, grożące uszkodzeniem tkanki – ból SKÓRE UNERWIAJĄ TRZY RODZAJE WŁOKIEN CZUCIOWYCh 1)A beta; najgrubsze, gruba otoczka mielinowa; zakończenia wrażliwe na bodźce czucia dotyku 2)A delta 3)C A delta i C – receptory czucia bólu i temperatury; nieprecyzyjne czucie dotyku (nie prowadzi do ropoznawania właśc. Przedmiotów, lecz umożliwia ocene afektywnego (uczuciowego) charakteru bodźca) Samo C – swędzenie, łaskotanie Tabela strona 608 Pole recepcyjne – obszar skóry unerwiany przez dane włókno Od ich wielkości zależy rozdzielczość czucia w danym obszarze ciała największa rozdzielczość – skóra opuszek palców i warg Receptor>przekształcenie sygnału analogowego (intensywność bodźca) w cyfrowy (impulsy nerwowe) W błonie zak. Nerwowego tkwią czujniki wrażliwe na bodźce mech/term/chem Np. czujniki w receptorach dotyku – kanały jonowe; otwierają się pod wpływem odkształcania skóry,

przepuszczają do środka Na+ co skutkuje depolaryzacją Potencjał receptorowy – to samo co EPSP Czujnikami bodźców w receptorach czucia bólu i temp. – kanały TRP i ASIC TRP (Transient receptor potential); nieswoiste kanały kationowe, przepuszczalne dla jonów Na+ i Ca2+ (do środka) i K+ (na zewnątrz) Pod wpływem bodźców > białko kanałów ulega zmianie konformacyjnej, kanał otwiera siędla jonów Na+ i Ca2+ = depolaryzacja Niektóre TRP – przepuszcają gł Ca2+; modyfikują pobudliwość neuronów za pośrednictwem przekaźników wtórnych w ten sposób; Na podobnej zasadzie – działanie ASIC (Acid Sensing Ion channels) – wrażliwe na protonów H+; otwierają się dla Na+ i Ca2+ gdy w staniu zapalnym/niedokrwienia narządu tkanka ulega zakwaszeniu

CZUCIE DOTYKU Receptory czucia dotyku = wrażliwe na słabe bodźce mechaniczne = pobudza je niewielkie odkształcenie skóry

Receptory Merkla – powolna adaptacja; A beta włókno unerwia

-w skórze nieowłosionej i owłosionej; także bł. Śluz jamy ustnej -typowo w warstwie podstawnej naskórka -szczególnie liczne w skórze opuszek palców i warg -Przytwierdzają liczne wypustki za pomocą desmosomów do keratynocytów (przenoszą siłe bodźca dotykowego z keratynocyt. Na tarczkę Merkla) -niektóre dane sugerują, ze funkcjonują jako kom zmysłowe i czynnie pobudz. Kom. zmysl za pomocą neuroprzek. -małe pola recepcyjne; pozwala to rozróżniać szczegóły o rozm. 0,5mm Dzięki powolnej adaptacji – są źródłem info. O kontakcie przedmiotów ze skórą; Szczególnie wrażliwe na kształty, krawędzie, krzywizny, nierówności – UMOŻLIWIAJĄ ROZPOZNANIE PRZEDMIOTY BEZ UDZIAŁU WZROKU/CZYTANIE BRAILLE’A

Zakończenia Ruffiniego – powolna adaptacja, A beta włókno

-duże pola recepcyjne -wrażliwe na rozciąganie skóry (przesuwanie przedmiotu po skórze) -Licznie w skórze ręki, zwł, stawy palców; -dzięki współpracy z propriocepcją umożliwiają rozponawanie kształtu i położenie ręki podczas manipulowania przedmio5qmi

Ciałka Meissnera – szybka adaptacja, A beta włókna

-w brodawkach skóry (granica skóry i naskó®ka) -wrażliwe na wibracje o nisk. Czest. (poniżej 50Hz); zwł. W płaszczyźnie równoległej do pow. Skóry

-duże pola receptoryjne -POBUDZANE GDY PRZEDMIOT WYŚLIZGUJE SIĘ Z RĘKI; REGULACJA SIŁ UŚCISKU

Ciałka Paciniego – najszybsza adaptacja, A beta włókna

-najgłębiej; granica skóry i tk. Podskórnej -duża pobudliwość; reagują na niewielkie ale krótkotrwałe odkształcenia skóry -Wibracje powyżej 150Hz (nie wykrywają małej częst. Drgań ani stałego odkszt. Skóry) -Umożliwiaja ocene szorstkości przedmiotu (np. papier ścierny) -INFORMACJA Z NICH UŁATWIA POSŁUGIWANIE SIĘ NARZĘDZIAMI (NÓŻ, WIERTARKA)

CZUCIE TEMPERATURY -receptory w skórze właściwej i bł. Śluz (gł jama ustna i górne drogi oddech) -głównie włókna C, na zimno też A delta -Zdolność zależy od właśc. Kanałów TRP Ciepło: TRPV1-czujnik ciepłą ze szczytem wrażliwości na temp. Ok. 43*C TRPV 2 – najbardziej wrażliwe na 52*C > SZKODZĄCE GORĄCO) TRPV3 (32-39*C) – wrażliwe na kamforę (uczucie ciepła) TRPV4 (26-35*C) Zimno TRPM8 (poniżej 25*C) – wrażliwe na mentol (uczucie zimna) TRPA1 (Poniżęj 17*C) – BÓL, SZKODZĄCE ZIMNO Kanały te także w błonie naskórka; pod wpływem ciepłą keratynocyty uwalniają ATP – pobudzanie recep. Purynergicznych i pobudzenie nerwów; Próg wrażliwości tego kanału – obniżają WANILOIDY; np. kapsaicyna. Związki z tej grupy wchodzą w skład maści rozgrzewających (wcieranie powoduje uczucie ciepła) Tutaj krótka wzmianka, ze unerwienie wg segmentów rdzenia nie pokrywa się z unerwieniem poszczególnych nerwów Czucie powierzchowne można zbadać: -tępym przedmiotem (czucie dotyku) -igła (ból) -próbówka z ciepłą/zimną wodą (temp.) Dzięki znajomości anatomicznej i tego co pisałem wyżej, możemy ocenic, czy patologia dotyczy korzenia rdzeniowych czy konkretnego nerwu (czyli np. dotykamy dwa obszary unerwione przez ten sam korzeń rdzeniowy ale dwa inne nerwy) CZUCIE GŁĘBOKIE -czucie mięśniowe (receptory w mięśniach i ścięgnach) -cz. Kinestetyczne (torebki stawowe i więzadła)

Cz. Kinestetyczne umożliwia: -odczuwanie ułożenia części ciała -ruch, a także ciężar oporu i siły przeciwstawiającej się ruchom -współuczestnicząwnich receptory dotyku w skórze; jest ona rozciągana wskutek zginania lub prostowanai końćzyny wszak;

NA CZUCIU GŁĘBOKIM I DOTYKU OPIERA SIĘ TEŻ – uwaga – STEREOGNOZJA (zdolność do rozpoznawania bez kontroli wzroku obejmowanych ręką przedmiotów) Impulsy czucia głębokiego są przewodzoene przez włokna A Beta a z tych o wolniejszej adaptacji – A gamma; W CELU ZBADANIA CZUCIA GŁĘBOKIEGO: -przy zamkniętych oczach polecamy pacjentowi ocenić, położenie częśći kończyny (np. dłoń/ stopa_ podczas jej zginania przez badającego) DWIE DROGI PRZEWODZENIA CZUCIA Czucie GŁĘBOKIE i Dotyk I neuron – zwój rdzeniowy -> sznury grzbietowe > pęczek smukły i klinowaty > Neuron II - JĄDRO SMUKŁE (czucie dolnych okolic ciała) KLINOWATE (czucie kończyny górnej i szyi) > UWAGA KURWA SKRZYŻOWANIE – druga strona ciała i WSTĘGA PRZYŚODKOWA > jądro VPL wzgórza (III neurony) Temperatura, czucie bólu I neuron – zwój rdzeniowy -> tylny róg istoty szarej rdzenia (2 neuron) > SKRZYŻOWANIE;>Sznury boczne i teraz tak = 1)Droga rdzeniowo-wzgórzowa BOCZNA (ból, temp.) > VPL (3 neuron)2)Droga RDZENIOWO SIATKOWA (czucie bólu) >Twór siatkowaty

ALE GŁOWA – JUŻ INACZEJ I neuron – zwój trójdzielny>JĄDRA CZUCIOWE NERWU TRÓJDZIELNEGO (II neurony); UWAGA SKRZYŻOWANIE > WSTĘGA TRÓJDZIELNA; > VPM Wzgórza (ventro postero medial) I tu – ciekawostka – takie jądro jest jak JĄDRO ŚRODMÓZGOWIOWE n. V; NIE JEST jądrem czuciowym a ODPOWIEDNIKIEM ZWOJU ale w OUN (pojebane); dociera tu info z mięśni żucia; regulują napięcie tych mięśni; WYPUSTKI TEGO NERWU>Jądro ruchowe N V w moście (II neuron)

OŚRODKI CZUCIOWE WZGÓRZA: Podkorowy ośrodek czucia somatycznego – BRZUSZNO TYLNA cz. Wzgórza 2 jądra tam;

-Jądro brzuszne tylno-boczne (VPL) -Jądro brzuszne tylno-przyśrodkowe (VPM) i w sumie to somatotopowe; bo w VPL poniżej główy, VPM przez n V i CZUCIE SMAKU

SOMATOSENSORYCZNA – pierwotna (projekcyjna) okolica czuciowa I rzędu (SI) i czuciowe okolice asocjacyjne - SII brzusznie i z tyłu do okolicy SI (czuciowa dodatkowa/czuciowa drugiego rzędu) CZUCIOWY OBSZAR ASOCJACYJNY – 5 POLE WG BRODMANNA Jako że skrzyżowane włokna – to w lewej półkuli z prawej części ciała etc VPM >boczna część kory, VPL>do przyśrodkowej Podobna, lecz mniej precyzyjny somatotopizm > SII ma I teraz tak; SI ma w sumie 4 pola brodmana, każda z czegoś innego 3a – czucie z mięśni 3b – receptory dotyku TONICZNE (wolno adaptujące się) 2- więzadła i torebki stawowe 1-Receptory dotyku FAZOWE (szybko adaptujące się) Ciekawostka – reprezentacje somatotopowe nie są stałe; jeśli częściej części ciała danej używamy; to lepiej reprezentowana, a ta której mniej – to mniej. Jeśli utracimy część ciała – reprezentacje jej przejmuje sąsiadnia reprezentacja (np. brak palca wskazującego – WARGI)

W CZUCIWOYM POLU ASOCJACYJNYM (pole 5 wg Brodmanna) – też zakodowany schemat ciała -dzięki temu wiemy, ze mamy ręce, nogi etc; i możemy nimi manipulować -To samo PO CZASIE z narzędziami jak używamy dostatecznie często; PROTEZY TAK SAMO (przedłużenie ciała w sumie) Tak silne to jest, ze nie narusza go nawet utrata cz. Ciała; zespól fantomu tzw; przekonani są, że nadal mają uwaloną kończynę, mogą niąporuszać itd.; to samo po mastektomii Ogólnie to połączenia wzgórzowo-korowe i korowo-rdzeniowe są w TYLNEJ części Torebki wewnętrznej; wiec jeśli jąuszkodzimy (zaburzenie przepływu krwi w móżgu np. – upośledzenie czucia) Uszkodzenie SI – upośledza zdolnośc rozpoznawania MIEJSCA działania bodźca i KIERUNKU jego poruszania się po pow. Skóry; Uszkodzennie okolicy asocjacyjnej – AGNOZJA dotykowa; albo nawet ASTEROGNOZJA (gdy czucie głębokie też) – nie rozpoznaje się przdmiotu dotykając go, lub obejmując bez kontroli wzrokowej

MOŻE TAKŻE WYSTĄPIĆ BRAK ODCZUWANIA SCHEMATU CIAŁĄ PO STRONIE PRZECIWNEJ; nie potrafimy ocenić wtedy ułożenia ciała po tej stronie BÓL -nieprzyjemne doznanie wskutek pobudzenia nocyceptrów -wraźliwe są na silne bodźce, potencjalnie szklidwe dla organzizmu albo bodźce z uszkodzonej tkanki (bodźce nocyceptywne) PRÓB BÓLU NA GORĄCO – 44,5*C Mamy dwa bóle 1)Fizjologiczny – chroni przed działaniem czynników szkodliwych 2)Patologiczny – sygnalizuje proces chorobowy Nocyceptory mamy w: -skórze -narząd ruchu (okostna, torebki stawowe, więzadła, mięśnie) -rogówka oka -miazga zębowa (w tych miejscach – włokna A delta i C) A w: -opona twarda móżgu -opłucna -otrzewna -ściany narządów Włokna bezmielinowe C typu (ból trzewny) Jako, że są te dwa rodzaje włókien to ból fizjologicznych z obszarów unerwionych podwójnie ma dwie fazy – SZYBKĄ I POWOLNĄ Ból szybki (faza szybka) -krótkotrwałe odczucie bólu, natychmiast po zadziałaniu bodźca (A delta) Ból wolny (faza powolna) -tępy ból, charakter piękąćy, utrzymuje się jakiś czas po kontakcie z bodźcem jeszcze (i ten występuje w trzewnym jako jedyny) W ogóle to są dwa rodzaje włokien Delta – I i II; A delta I – kwalifikowane gł. Jako mechanoreceptory; na temp. Reagują dopiero gdy temp. Przekracza 50*C Przewodzą więc ból szybki na silne bodźce mechaniczne (np. uderzenie się młotkiem w palec) A delta II - niżśzy próg terminy, wyższy mechaniczny; ból szybki przy bodźcach termicznych Zakończenia włokien C – receptory POLIMODALNE; bo pobuzdają je wszelkie bodźce bólowe

Oprócz tego niektóre C – uczucie świądu A niektóre C „milczące” – dopiero odzywająsie przy USZKODZENIU TKANKI (A nie wychwytując sam bodziec potencjalnie szkodliwy)

Kanały sodowe ->ważne bo wiadomo, nerwowy i odczuwanie bólu Gdy niewrażliwe > brak czucia bólu; Nadwrażliwe > Bolesny rumień końćzyn (erythromelalgia) i napadowy silny zespół bólowy Nadczynność Kan. Na+ występuje w stanach zapalnych/następstwo lekow (np. przeciwnowotworowe z platyną > w tym wypadku dotykając zimnego przedmiotu udczuwamy ból zamiast chłodu) Sobie tam idą te impulsy do rogów tylnych rdzenia kręgowego i PODĄŻAJĄ TAM Z NIMI WYPUSTKI NIEKTÓRYCH NEURONÓW CZUCIA DOTYKU – odgrywają one role w MODULOWANIU CZUCIA BÓLU

Między II neuronem a wypustkami I występuje tutaj tzw BRAMKA RDZENIOWA (koncepcja Walla i Melzacka) Pobudzenie neuronów II jest utrudnione, gdy jednocześnie jest informacja o dotyku z tej samej części ciała (łagodzenie bólu przez rozcieranie go) To generalnie taka bramka interneuronowa > hamuje włokna bólowe przed kontaktem z II neuronem Ten interneuron jest pobudzany (ego hamowanie) przez włokna A beta (Dotyk) a hamowany przez włokna A delta i Beta; Oprócz tej BRAMKI RDZENIOWEJ są jeszcze mechanizmy mózgowe hamowania bólu; >hamowanie Neuronów II rzędu przez połączenia z OUN tłumiące ból ODRUCH OBRONNY – inaczej NOCYCEPTYWNY; też modulowany przez bramkę rdzeniową jest, co ważne; bocznica (i do mózgu i do rogu przedniego rdzenia włokna z II neuronu) AKUPUNKTURA WŁĄSNIE DZIAŁA POBUDZAJĄC TE INTERNEURONY HAMUJACE BÓL Z II NEURONU BÓL 1)Droga rdzeniowo-wzgórzowa (szybki ból) do wzgórza i kory; łatwo można więc go zlokalzowac 2)Droga rdzeniowo-siatkowa (wolny ból) >RF, jądra śródblaszkowe; jądra linii pośrodkowej wzgó®za; Tępy charakter, trudny do lokalizacji i jako że pobudza RF > zakłóca sen Czucie bólu też otrzymuje JĄDRO PRZYRAMIENNE w GRZBIETOWO-BOCZNEJ cz. Mostu (JPwGBczM)>ciało migdałowte, wyspa i zakręt obręczy (ukł limbiczny – odczuwanie bólu jako nieprzyjemnego doznania)

BÓL PATOLOGICZNY >zwiększona wrażliwość komórek nocyceptorowych >uszkodone tkanki zbierają substancje które nasilają stan zapalny i uwrażliwia neurony na bodźce; >Sub, te pochodzą z zakończen wł. Nerw, (gl C), kom tucznych, leukocytów, makrofagów, fibroblasty Włokna C uwalniają substancje P (SP) i peptyd zależyn od genu kalcytoniny (CGRP); powstają w perykarionie; normalnie wędrują do Neuronu II, ale gdy stan zapalny, to do cz. Obwodowej również SP i CGRP ułatwiają rozwój zapalnego SP – rozszerza naczynia krwionośne CGRP – ułątwia przenikanie wody przez ściany naczyń i przyczynia się do powstania obrzęku

Sprzyja to napływie : Związki chemiczne o działaniu prozapalnym -bradykinina -prostaglandyny -tromboksany -leukotrieny -endokannabinoidy -czynnik wzrostu nerwów (NGF) -cytokiny (Il1B, Il6 i TNFalfa) z czego Il1B >w uszkodzonej tkance powstaje PGE2 PGE2 > uwrażliwia na bodźce nocycepotory Proteinazy – rozkładają białka tkanki Protony – zakwaszenie tkanki AKTYWACJA >TRPV1 ból temp wysokiej 43*C >TRPA1; ból temp niskiej poniżej 17*C >ASIC Protony – bezpośrednio na TRPV1 Bradykinina PGE2, NGF i TNFalfa -> własne receptory wbłónie a stamtąd na TRPV1 NGF wraz z receptorem TrkA jest internalizowany do neuronu i pobudza dalszą syntezę SP i CGRP WSZYSTKO TO > obnizą próg wrażliwości TRPV1> Allodynia (zwykły dotyk już boli) HIPERAGLEZJA > pod wpływem prozapalnych czynników nasilenie ból na bodźce szkodliwe (np. półpasiec, oparzenia, nadmierne nasłonecznie skóry) TRPA1 wrażliwy jest, oprócz zimna także na zw, chem w gazie łzawiącym, spalinach, dym pochodzący

ze spalania rośłin > drażnią więc spojówkę oka, drogi oddechowe (powodują ból, łzawienie, kaszel, stany zapalne) Kanały ASIC > na protony wrażliwe, szczególnie licznie w mięsniu sercowym i mięśniach szkieletowych; w m sercowym >zakwaszenie przez niedokrwienie (bóle wieńcowe) w m szkieletowych > kwas mlekowy DO leczenia bólu >NLPZ hamujące syntezę PGE2 Ból przewkelły > pc Monoklonalne przeciwko NGF czy TNFalfa

Z nocyceptorów do Neuronu II - > glutaminian działą na receptory AMPA (ból fizjologiczny) Ból chroniczny > gdy dalej trwa bombardowanie NII glutaminianem; obudzają się receptory NMDA; do srodka oprócz Na+ wchodzi też Ca2+ >przekaźniki wtórne>w efekcie ból chroniczny Oprócz tego SP i CGRP działają na przekaźnictwo do Neuronu II; SP -wzmaga i przedłuża działanie glutaminianu; powoduje długotrwalą deoplaryzacje co umozliwia pobudzenie NMDA W warunkach patologicznych też się oprócz SP i CGRP – Neurokinina A; działa ona nie tylko w synapie w której została uwolnina ale i inne synapsy tego samego a nawet sąsiednich neuronów (tzw przekaźnictwo objętościowe) POWODUJE TO HIPERALGEZJE WTÓRNA; zwiększanie wrażliwości na ból zdrowego obszaru dookoła ogniska zapalnego

BÓL ODNIEISONY >ból trzewny promieniuje do okolic ciała, dawnej zwanych strefami Heada, unerwianych przez ten sam odcinek (metamer) rdzenia kręgowego który unerwia dany narząd; >promieniowanie bólu jest spowodowane szczególną organizacją tego unerwienia; od neuronów I rzędu odchodzą wlokna do sąsiednich neuronó II rzędu czucia bólu pochdzoącego ze skory i tkanki podskórnej; dlatego mimo braku zmian w tych obszarach ból odniesiony; np. ból na przyśrodkowej pow. Lewej kóńczyny górnej w chorobie wieńcowej; Tak samo bocznice do rogów przednich >skurcz miensie w okolicy;

OŚRODKOWY SYSTEM TŁUMIENIA BÓLU

Nardzędna rola > istota szara okołowodociągowa; Ona oddziałowuje na: 1)Jądro wielkie szwu 2)Jądra w brzuszno-bocznej cz. Rdzenia przedłużonego z Jądra wielkiego szwu > wł nerwowe 5HT (serotninergiczne) Z jądra Z rdzenia >noradrenergiczne; hamują one przepływ impulsów cuzciza bólu w rogach grzbietowych rzenia kręgowego; ANALGEZJA >obniżenie wrażliwości bólowej; pod wpływem stresu, pobudzenia emocjonalnego

>bocznice z dróg czucia bólu do tych jąder; hamowanie bólu wzrotnie; (drugi mechanizm podejrzania działania akupunktury)

ROLA PEPTYDÓW OPIOIDOWYCH W TŁUMIENIU BÓLU 2 mechanizmy neurochemiczne; 1)Analgezja opoidowa; peptydy opioidowe; 2)Analgezja nieopioidowa; 5HT, Noradrenalina, endokanabinoidy Peptydy opioidowe - > endorfiny/opioidy Z prekursirów 1)Pro-opio-melano-kortykotropina Prekursor ACTH, alfa melanotropiny i beta endorfiny Beta endorfina; w przysadce i jądrze łukowatym podwzgórza; z przysadki > do krwi; regulacja różnych funkcjo organizmu z jądra >istota szara okołowodociągowa; hamowanie bólu 2)pro-dynorfina >peptydy zwane dynorfinami; w różnych miejscach, gł ROGI GRZBIETOWE RDZENIA KRĘGOWEGO 3)Pro-endomorfina 2 endomorfiny z 4 aminokwsów; 4)Pro-enkefalina; >prekuror dwóch enkefalin, każdy z 5 aminokwasów

met-enkefalina i leu enkefalina >działają na interneurony

DZIAŁAJĄ ONE NA RECEPTORY OPIOIDOWE > receptory metabotropowe; białko G typu hamującego, hamowanei enzymu cyklazy adenylowej; Albo Otwarcie kanałów K+ i hiperpolaryzacja Albo hamowanie hamowania; (hamowanie neuronów GABA) Kilka subpopulacji receptorów opioidowych W TŁUMIENIU BÓLU – TRIADA -mi μ; Beta endorfina i enkefaliny -delta δ Beta endorfina i enkefaliny -kappa κ tylko przez dynorfina Morfina – głównie Mi, w większych dawkach wszystkie Inne receptory - >inne funkcje fizjologiczne W istocie szarej okołowodociągowej – Mi i delta W rdzeniu – Kappa Świąd; >pobudzenie receptoró świądowych (PRURITUOceptory) przez PRURUTIOGENY (włókna C) Typowy pruritogen – histamina,typowa rola w alergii; Ta sama droga co czucie bólu, ale inne włokna INFORMACIA DOCIERA DO OKOLICY RUCHOWEJ; umozliwai to szybkie wywołanie czynności drapania bół łagodzi świąd; drapanie Prawpdobonie ten sam co hamuję bol; do istoty szarej wodociągowej; stąd hamowanie impulsów w rdzeniu o świądzie.

Jeszcze ze skryptu takie rzeczy; -badanie czucia/bolu/odczucia temp w pomieszczeniu ciepłym, badany oczy zamknięte i wacikiem/pędzeilkeim/papierkiem/palcem (orientacyjnie) sprawdzamy Opóźnione odczucie bólu wskutek zwolnienia przewodnicywa występuje w:

-wiądzie rdzenia -zapaleniu wielonerwowym CZUCIE EPIKRYTYCZNE – zdolność określenia i umiejscowanie bodźca CZUCIE PROTPATYCZNE _ określenie jedynie prytmitywnych wrazen czuciowych jak dotyk, ból, ciepło, zimno Topognosis – zdoność umiejscowania bodźca na skórze Dyskryminacja – rozróżnianie dwóch jednocześnie działających bodźcó Dermoleksja – odczytywanie znaków pisanych na skórze Czucie umiejscowienia – bez kontroloni wzroku określenie gdzie działą bodziec Rodzielczość czucia Opuszki palców rąk 3-8mm Dłoniowa pow. Ręki 8-12mm Grzbietowa pow. Ręki 30mm Na karku 35mm Klatka piersiowa 40 ramieniu i udzie 75 mm Czucie głębokie – sznurami tylnymi i drogami rdzeniowo-móżdżkowymi tylnymi Twardówka (rogówka) Naczyniówka (tęczówka, ciało rzęskowe) Gałkę oczną wypełnia płyn który składa się z : 1)Cieczy wodnistej (płyn komórkowy) 2)Płyn uwięziony w strukturze ciała szklistego; Ciśnienie przez płyn>nadaje gałce odpowiedni kształt Ciecz wodnista >wydzielana w ilości 2-3 µl /min do KOMORY TYLNEJ OKA przez kom. nabłonka pokrywające c. rzęskowe >Komórki te czynnie wydzielają jony Na+->pod jej wpływem wypływają z kom tez aniony chloerkowe i dwuwęglanowe >nadmiar jonów->ciś osmotyczne>woda z komórek W skład cieczy wchodzą też inne składniki; np.; 1)kw. Askorbinowy 2)glukoza 3)aminokwasy Sluża one do odżywania komorek nieunaczynionych części oka – soczewka i rogówka

Ciecz wodnista>źrenica->kąt tęczówkowo-rogowkowy>kanał Schlemma (przez złożony system beleczek)->żyły Płyn jest wytw i resorpcja, więc ciśnienie w gałce to 15 (+/- 2) mmHg; niezbędne aby oko miało odp kształt Powyżęj 20 mmHg>gorzej widzisz, ślepota 60-70mmHg -> Jaskra Najczęstsza przyczyna Jaskry > utrudniony przepływ do kanału Schlemma przez beleczki; Wzrost ćisnienia powoduje 1)Ucisk aksonów kom zwojowych w obrebie dysku nerwu wzrokowego 2)Zwężenie światłą tętnicy siatkowatej Atropina>podwyższa ciś śródgałkowe; Pilokarpina> zmniejsza ciśnienie WSPÓŁCZYNNIK REFRAKCJI – prędkość swiatła w powietrzu/prędkość w innym srodowisku Im bardziej krzywa granica tym promienie załamują się silniej im bardziej ukośnie padają na te krzywiznę Ognisko soczewki – skupianie się promieni świetlnych; schodzą się przedłużenia rozproszonych promieni

Ogniskowa – odleglosc ogniska od srodka soczewki Stopień załmywania swiatła przez soczewkę> dioptrie DIOPTRIA – odwrotonosc ogniskowej w metrach Soczewka o ogniskowej 1 m- jedna dioptria, 0,5 – 2 dioptrie etc Współczynniki refrakcji; 1)rogówki (1,38) 2)płyn przedniej kom oka (1,33) 3)soczewka (1,40) 4)ciało szkliste (1,3) NAJSILNIEJ SWIATŁO ZAŁAMUJE SIĘ NA GRANICY ROGOWKI Z POWIETRZEM Ogólna siła refrakcyjna oka ludzkiego przy patrzeniu w dal – 59 Dsph 30% tylko z tego na soczewkę (20 Dsph);

Siatkówka: 1)niepobudliwa (pigmentowa); kom. zawierające melaninę, pełni funkcje błony przeciwodblaskowej; 2)pobudliwa – trzy warstwy komórek; I. Czopki i pręciki II.Kom dwubiegunowe III.w. komórek zwojowych

Kom barwnikowe (czopki i pręciki) składają się z:

1)Odcinek zewnętrzny Kolumna tarzczej robiona przez fałdy bl. Kom w której syntetyzowane i magazynowane są fotopigmenty 2)odcinek wewnętrzny 3)jądro 4)zakończenie synaptyczne Światło padające na siatkówke->proces chemiczny zwany Fotorecepcją FOTORECPECJA – zmiana komfigruacji barwników wzrokowych (fotopigmentów) Fotopigmenty>pochodzą od witaminy A (karotenu)= nazywane karotenoidami Następstwo FOTORECEPCJI>FOTOTRANSDUKCJA; czyli kasakda reakcji chem. Wyzwalanych przez aktywny fotorecpetor Rodopsyna = czerwień (purpura) wzrokowa składa się z REINALU (retinenu) i OPSYNY (Skotopsyna) dwie postacie – stabilna (trans) i niestabilnej (11-cis) występującej w CIEMNOSCI w połączneiu z opsyną Pod wpływem światła> odczepia się opsyna, forma trans; opsyna szereg przemian w których powstaje METARODOPSYNA I a potem METARODOPSYNA II W CIEMNOSCI w PRĘCIKU >gromadzi się duza ilość cGMP; gdyż stale aktywna enzma cyklazy guanylowej; (obecna w błonie pręcika) Do nieaktywnej rodopsny> sprzężona transducyna nieaktywna w ciemności; Transducyna jest z rodziny białek G Pod wpływem cGMP> kanały Na+ odc. Zew. Pręcika są w ciemności otwarte i jony Na+ wnikajądo cytoplazmy; Jednoczesnie > pompa sodowa w błonie odcinka wewnętrznego wypompowuje Na+ na zew; Ten ruch (do zewnętrznej wchodzą i z wewnętrznej wychodzą) > prąd ciemniowy

w efekcie> w odcinku zewnętrznym jest nadmiar dodatkowy ładynków który powoduje stala depolrazycaje bł. Kom; POD WPŁYWEM ŚWIATŁA; rodopsyna w Metarodopsyne II (MII); która jest enzymem aktywującym transducynę>transducyna aktywuję fosfodiesterazę>fosfodiesteraza unieczynnia cGMP Brak cGMP>zamykająsię kanały sodowe Na+>pompa w odc wewnętrznym wypompowuje reszte Na+>HIPERPOLARYZACJA PRĘCIKA Ekwiwalent pobudzenia to więc hiperpolaryzacja a nie jak w innych kom pobudliwych – depolaryzacja Identycznie działają czopki; opsyna czopków wtrzech odmianach zwanych fotopsynami występuje Transdukcja sygnału świetlnego – oznacza się pewną bezwładnością; dlatego pobudzenie fotoreceptorów i wywołane nim wrazenie wzrokowe utrzymuje się dluzej niż obraz na siatkoówke; Częstości krytyczna – jak będziemy migać z wysoką częstotliwoscia to oko odbierze jako jeden obraz; w kinematografii i telewizji tak jest; Częśtość krytyczna czopki – 50Hz pręciki – 16Hz Impulsy nerwowoe powstjaą dopiero w kom zwojowych siatkówki; miedzy komorkami siatkówki szerzy się na inne bez potencjału czynnościowego a jedynie na skutek stopniowanej depolaryzacji lub hiperpolaryzacji Cykl rozpadu i syntedy rodopsyny str 632

POBUDZANIE CZOPKÓW kontaktuja się one z komórkami dwubiegunowymi typu: 1)włączeniowego (ON) 2)wyłączniowego (OFF) Zaleznie wiec, jak czopek zostanie pobudzony i przekazuje sygnał dalej, to kom typu ON ulega depolaryzacji, a OFF – hiperpolaryzacji Pobudzenie czopka za pośrednictwem komóek poziomych i amakrynowych może powodować hamowanie oboczne sąsiedniej KOMORKI ZWOJOWE pobudzanej przez inny czopek > widzenie kontrastowe dzięki temu

POBUDZANI PRĘCIKÓW

>z komorkami dwubiegunowymi typu ON się kontaktują; nie przenoszą one bezpośrednio na kom. zwojowe pobudzenia, a za pośrednictwm KOMOREK AMKRYNOWYCH; a one do zwojowych >Preciki mogą też pobudzać podprogowo sąsiadujące z nimi czopki; CZOPKI > wypustki w bok, kontaktują się średnio z 50 sąsiadujacymi pręcikami; dlatego paraokslanie mogą niekiedy reagować na słąbe oswietlnie

ŚWIATŁOCZUŁE KOM. ZWOJOWE >kilka jest czułych na światło; >w błonie MELANORODOPSYNA; jak światło to rozkłada i depolaryzuje; >Nie uczestnizą w widzeniu ale przekazują info o obecności swiatłą do osrodkow w mózgu sterujących dobową rytmiką funkcji fizjologicznych >też pobudzenie tych kom wyzwala ODRUCH ŹRENICZNY NA SWIATŁO; ADAPTACJA OKA DO ŚWIATŁĄ I CIEMNOSCI; >mechanizm fotochemiczny najważniejszy; Polega on na tym, ze zmieniająsię stężenia rodoposyny w pręcikach siatkówki tak w sumie; rozkładana w świetle, syntezowana w ciemności; Gdy dużo rodopsyny to nawet mały bodziec swietlny pobudzi pręcik Fotochemiczna adaptacja w ciągu od kilku do kilkunastu minut i może ZWIĘKSYCH POBUDLIWSOC FOTORECEPTOROW DO 25 tys razy Kurza ślepta; > brak witaminy A; rodopsyna z retinalem;

MECHANIM FOTOTOPOWY – w świetle dziennym >udział czopków >precyzyjniejsze niż skototopowe >musi być silne światło >niski stosunek czopków do liczby kom zwojowych zapewniają dobrą rozdzielczość MECHANIZM SKOTOTOPOWY; - przy skąpym oświetleniu >pręciki, kom, zwojowe pobudzane pośrednio przez KOM AMAKRYTNOWE >jedna kom zwojowa z wieloma receptorami; niekorzystne dla ostrości widzenia ale dzięki sumowaniu pobudzenia wielu pęcików umozliwia orientacje w przestrzeni nawet przy bardzo niewielkim oświetleniu ZJAWISKO PURKINIJEGO; >oko adaptowane do światła najwyrażliwe na fale o długości 550 nm, a do ciemności – 505 nm; >Dlatego przy zapadającym zmierzchu zmienia się wtrazenie względnej janosci przedmiotow o roznymi zabarwieniu >kwiaty czerwoene wtedy czarne, a niebieskie – jaśniejsze

POLA RECEPCYJNE KOMOREK ZWOJOWYCH SIATKOWKI; >kom zwojowa otrzymuje informacje z fotoreceptorów w określonym obszarsze siatkówki – POLE RECEPCYJNE tej kom. Małe komórki – (zazwyczaj) małe pole recepcyjne; - wysoka rozdzielczość wzroku przewodzą impulsy wolno (14m/s); więc predestynowane do odbioru info i cechach przedmiotó nieruchmowych/ powolnych Duże kom; duże pola recepcyjne, grube aksony (50m/s) > ruch przedmiotu ZDOLNOSC ROZDZIECLZA OKA o prawidłowej odległości z 10 m dwa jasne punkty oddalone od siebie o 2-3 mm (45 sekund kątowych) Najwieszka rozdzieclczosc – dolek srodkowy

Komórki zwojowe – stale aktywne w ciemności Aktywnosc się może zwiększać/zmniejszać przy oświetlaniu ich pól recepcyjnych Gdy zwiększa – reakcja włączeniowa (typu ON) Gdy zmniejsza – reakcja wyłączeniowa (typu OFF) Małę kom zwojowe – koncentryczne pola recepcyjne; I zaleznie od tego czy oświetlamy ich środek czy obwód pola recepcyjnego – mogą reagować ON lub OFF (jeden zareaguje ON na oświetlania srodka inna na obwód - > ZWIĘKSZA TO KONTRASTOWOSC WIDZENIA Dużę kom zwojowe -> krótkotrwałe pobudzenie gdy pojawi się w ich polu plamka śwetlna i gdy je opuszcza (umozliwai to wykrywaie ruchu przedmiotów w polu widzenia)

WIDZENIE BARW >wynika ze zróżnicowanej wrażliwości fotoreceptoró na fale elektromagnetyczne; Teoria Younga i Helmholtza; Czopki czerwone – 580 nm – fotopsyna I (porfiropsyna) Zielone – 540 nm – fotopsyna II (jodopsyna) Niebieskie – 450; - fotopsyna (cyjanopsyna) Zakresy wrazliwosci zachodzą na siebie wiec zielony może widzieć tez czerwony np.; ale słabiej Tak naprawdę to dokładne rozróżnianie barw zaleznie nie tylko od siatkówki ale i OUN

Widzenie barw - > tylko małe kom zwojowe; W srodku ich pola recepcyjnego > jeden czopek?jedna kom dwubiegunowa; Też jest taki mechanizm, ja go za bardzo nie do końca rozumiem; tzn wiem o co chodzi ale po co to komu; A więc tak – jak jest taki sobie czopek w srodku, np. czerwony, to antagonistycznie do niego na obwodze są zielone (lub niebiesko-żołte) Pobudzenie czopka czerownego>pobudzenie kom zwojowej Pobudzeni zielonych >hamowanie; Kom zwojowa wykazuje pobudzenie gdy srodek pola jest oświetlony siwatłęm czerownym/bialem albo calosc czerwonym Gdy całę białym – nieaktywna; a gdy obwod lub całość zielonym – zahamowane; I PO CO TO WSZYSTKO? Czerwony i zielony – chrom X Niebieski – 7 chromosom; Widzenie trójbarwne – trichormatyczne dwubarwne – duchroatyczne widzenie Brak czerwonego – protanopia zielonego – deuteranopia niebieskiego – tritanopia Tritanopia rzadko tak ogółem; A TERAZ JAK TEN STRUMIEN INFORMACJI WZROKOWEJ WYGLĄDA; z małych i dużych kom zwojowych> impulsy do CKB; Jako ze inaczej one biegną to: Od małych – strumień brzuszny (cechy stacjonarne przedmiotu; kształt, barwa, powierzchnia) Od dużych – strumień grzbietowy (lokalizacja i ruch przedmiotu) z CKB > do PROJEKCYJNEJ OKOLICY PRZEDWZRKOWEJ (V1, 17 pB); ORGANIZACJA RETINOTOPOWA TAM; najrozleglejsze – dołek środkowy; z V1 do okolic asocjacyjnych V2 (18pB) i V3 (pB19) A DALEJ ROZDZIELA SIĘ JAK W SCOOBY DOO SYGNAŁ Info ze strumienia brzusznego >V4 w ZAKRĘCIE SKRONIOWYM DOLNYM;

ze strumienia grzbietowego; > do okolicy MT (mediotemporal) na przyśrodkowej pow zakrętu skroniowego górnego>do okolicy tw tylnej części płata ciemieniowego

Neurony okolic wzrokowych > na ogół słabo reagują na oświetlenie całej siatkówki; Silna reakcja – widok pałęczek, liń, krawędzi czy części figur geometrycznych;

W ZALEZNOSCI OD STOPNIA ZŁOŻONOSCI REACKJI NA BODŹCE ROZRÓŻNIA SIĘ KOMÓRKI -proste i kompleksowe; wrażliwe na bodźce stacjonarne -hiperkompleksowe wrażliwe na bodźce ruchome

KOMÓRKI PROSTE >okolica V1 >odpowieadają na oświetlnie wydłużonego obszaru w ich polu recepcyjnym (zazwyczaj pałeczka pod określonym kątem) KOMÓRKI KOMPLEKSOWE >połączone z kilkoma komórkami prostymi >reagują na krawędzie czyli na odpowiednio ustawione granicye między jasna i ciemną częścią figury >V1 i V2 KOMÓRKI HIPERKOMPLEKSOWE >V3 i MT >otrzymują zintegrowaną informacje z wielu kom „kompleksowych” >pobudzane przez bodźce np. pałeczki poruszające się w określonym kierunku WYNIKA Z TEGO, ŻE NEURONY OBSZARU WZROKOWEGO KORY SĄ WRAŻLIWE NIE NA POJEDYNCZE PUNKTY W POLU WIDZENIA LECZ NA BODŹCE ZŁOŻÓNE, STANOWIĄCE ELEMENTY OGLĄDNYCH PRZEDMIOTÓW;

Pole widzenia – obszar przestrzeni; którego obraz pada na siatkówke; Rozróżniamy w nim małą część środkową (od dołka środkowego) i częśćobwodową; WIDZENIE STEREOSKOPOWE: informacje z wewnętrznej (nosowej) cz siatków > do przeciwnej półkuli z zewnętrznej > do tej samej półkuli; To umożliwia widzenie stereoskopowe (trójwymiarowe) i ocene odleglosci o ile obraz pada na korespondujące miejsca obu siatkówke; konieczne przy tym aby byłą zbieznosc wzroku na przedmiocie; Gdy zez albo różnica refrakcji między tymi dwoma oczymia jest 2 dioptrie (nie ze obie -2, tylko np. jedna -1 a druga -3) to przedmiot jest widziany „podwójnie” a oczy sobie przeszkadzają nawzajem;

Ukł nerwowy przeciwdziała temu blokując info z jednego oka; gdy taka sytuacja ma miejsce podczas rozwoju prowadzi do znacznego upośledznia ostrości widzenia blokowanego oka (ambliopii) Ocena odległości oglądanego przedmiotu > porówananie różnic między obrazami tego przedmiotu na siatkówka obojga oczu; działa to do 60m; powyżej tego oba obrazy wyglądają niemal identycznie; W tej sytuacji> można ocenić analizująć roznice wielkości dwóch obserowwanych znanych przedmiotów; Inny miernik > zjawisko PARALAKSY (przy ruchach głowy obrazy bliskich i dalekich przedmiotow przesuwają się w przeciwnych kierunkach) UBYTKI W POLU WIDZENIA; >przedmiot znika gdy znajdzie się w odległości 15* bozcnie od srodka pola (w obrębie plamki ślepej) Uszkodzenie okolicy wzrokowej w korze móżgu>niedowidzenia połowiczne (nierozpoznawanie przedmiotów w połowie pola widzenia przeciwnej do strony uszkodzenia) NIedowdzienie skroniowe; >guz przysadki uszkadza przednią część skrzyżowania nerwów wzrokowych (inne – 12.71 stron 142) RUCHY GAŁEK OCZNYCH IV i III – rotacyjne ruchy VI – ku skroni III – w dół, w górę, do środka; Jądra tych nerwów połączone przez PĘCZEK PODŁUŻNY PRZYŚODKOWY ich działanie koordynowane przez oś®odek umiejscowiony w moście, w śasiedztwe j. n. VI (ośrodek mostowy ruchów gałek ocznych) ODRUCH BŁĘDNIKOWO-OCZNY; >jego zadanie to zmiana polożenia gałek ocznych przy ruchach głowy (aby obraz otoczenia był nadal w tym samym miejscu na siatkówce); >Badanie na obracającym się krześle; - oczopląs obrotowy; (gałki pierw w przeciwnym kierunku do ruchu glowy a potem przeskok i kueruja się ku nowemu obiektowi, prawie jak reakcja optokinetyczna) -oczopląs porotacyjny; śródchłonka jeszcze się przesuwa; przeciwny do faz oczopląsu obrotowego; błędnik>jądra przedsionkwoe>ośrodek mostowy koordynujący ruchy gałek ocznych REAKCJA OPTOKINETYCZNA; -wodzenie oczami za przesuwającym się obrazem

-po skrajnym ulozeniu = szybki powrót do pozycji wyjściowej; „oczopląs kolejowy” RUCHY SAKADYCZNE (SKOKOWE) -szybkie przeskakiwanie wzroku na kolejne fragmenty poznawanej scenerii (np. jak się oglądasz za ładnymi dziewczynami na rynku) >jest tak dzięki wzgórkom górnych pokrywy; jest tam kodowana mapa przestrzeni wg któtrej jest wyzwalany kolejny ruch RUCHY PODĄŻANIA -przy szybkich, nieregularnych zmianach prędkości albo kierunku obserwowanego obiektu; GDY WOLNO – ruchy WODZENIA ODRUCH WPATRYWANIA SIĘ; (ODRUCH FIKSACJI GAŁEK OCZNYCH) >gdy nowy przedmiot w polu widzenia >osie wzrkowe na przedmiot, akomodacja oku, żwężenie źrenic (zwiększa głębię ostrości) OSRODKI KONTROLUJĄCE RUCHY GAŁEK OCZNYCH struktury Pnia mózgu oraz wyspecjalizowane okolice w korze móżgu >ośrodek mostowy (koordynujący ruchy gałek ocznych) >Wzgórki gó®ne pokrywy >płat potyliczny (steruje ruchy mimowolne gałek ocznych; z obszaru wzrokowego kory info, a potem do ośrodku w moście; >REAKCJA OPTOKINETYCZNA) Poszukiwanie przedmiotów w Polu widzenia >czynność dowolona> w polu 8a płata czolowego;(w wyniku jego pobudzenia gałki oczne zwracają się w stronę przeciwną; chory więc patrzy w stronę uszkodzenia bo przeważan ośrodek w zdrowej cz. półkuli)

AKOMODACJA OKA >zależy od napięcia więzadeł między soczewką a nacyniówką (do przodu i do tyłu) M rzęskowy -kurczy się= soczewka jest SŁABIEJ rociągana; bardziej kulisty i silniej skupia promienie świetlne (przedmioty bliskie) -rozluźniony > więzadłą silniej rozciągają soczewkę > mniejsza siła łamania>odległe przedmioty;

ZAKRES AKOMODACJI OKA U MŁODEGO CZLOWIEAKA – 14 dioptrii (przedmioty odległe i te 6 cm oka) Z wiekiem > sprężystość soczewki maleje > zakres maleje do 2 dioptrii (presybopia)

REGULACJA SZEROKOŚCI ŹRENIC >m zwieracz i rozwieracz źrenicy; zwieracz > wł przywspolczulne ze zwoju rzęskowego; jądro Westphala-Edingera Zwieraja się przy zbieżnym ustawieniu galek ocznych, podczas akomodacji oka REAKCJA NA ŚWIATŁO Komórki swiatłoczule zwojowe> nerw II wzrokowy >pole przedpokrywowe >jądra W-E> w obu zwężęnie (REACKA KONSENSULANA) Łuk odruchu siatkówka > płat potyliczny >wzgórki górne pokrywy >prawe i lewe jądro n okoruchowego i zwój rzęskowy = w efekcie zbieżne ustawienie gałek (m prosty przyśrodkowy) i zwieracz źrenicy; (ODRUCH AKOMODACYJNO-KONWERGENCYJNY) Mięsień rozwieracz -> wł współczulne; w odcunku piersiowym rdzenia kręgowego; (ok Th12-C8) ROZWIERAJĄ SIĘ TEZ PODCZAS REAKCJI EMOCJONALNYCH Fale dźwiękowe>drgania cząsteczek, powietrza zwłaszcza Dźwiki słyszalne drgania między 16Hz a 20 kHz Tony – proste dźwięki o drganiach sinusoidalnych w zakresie jednej częstotliwości; występują jako składowe harmoniczne dźwięków Częstotliwosc dźwięków którą człowiek odbiera jako wysokość, zależy od częstotliwości pierwszej harmonicznej Drgania bł bębeknowej przenoszą się na kosteczki słuchowe, połączone ze sobą stawami na okienko owalne (przedsionkowe) Kosteczki słuchowe tworzą system dźwigni, dzięki któremu siła wywierana na bł. Okienka owalnego jest ponad 20 razy większa niż siły drgań błony bębenkowej Inna rola – regulacja amplitudy drgań akustycznych; nadmiernie silny dźwięk wywołuje odruchowy skurcz mięsnia napinacza błony bębenkowej i strzemiączkowego > zmiana polozenia kosci, usztywnienie systemu drgań Dzięki temu głośność dźwięku, zwłaszcza w zakresie niskich częstosliowsci zmniejsza się o 30-40dB chroniąc narząd słuchu Ucho wew w części skalistej kosci skroniowej; na srodku blednika – przedsionek, do tylu – kanały półkoliste, do przodu ślimak

ŚLIMAK wnętrze jest utworzone przez kanał spiralny, owijający się wokół stożka kostnego zwanego WRZECIONKIEM Od sciany przyśrodkowej kanału spiralnego odchodzi blaszka spiralna kostna, która dzieli kanał na dwie przestrzenie – schody przedsionka i bębenka Wew błędnika kostnego – błędnik błoniasty, z przewodem ślimakowym. Jest umiejscowiony wewnątrz kanału spiralnego ślimaka tworząc kształt rury 2,5 zwoju Od strony przyśrodkowej przewód ślimakowy jest przytwierdzony do blaszki spiralnej kostnej a od zewnątrz – zrośnięty z okostną kanału spiralnego. SCIANE TE WYSCIELA SIEC NACZYN KRWIONOSNYCH ZWANĄ PRĄŻKIEM NACZYNIOWYM Ściana podstawna (ze schodami bębenka sąsiadującą) tworzy BŁONA PODSTAWNA na której spoczywa narząd spiralny. Nad błoną podstawną znajduje się blaszka siatkowata, a nad nią- błona pokrywająca. Przemieszczenie tych błon spowodwoane bodźcem akustycznym pobudza receptory słuchowe Po przeciwnej stronie od błony podstawnej – błona Reissnera; ograniczając przewód ślimakowy (schody srodkowe) od schodów przedsionka

SCHODY BĘBENKA I PRZEDSIONKA - przychłonka (peryimfa), obfitująca w jony Na+ (154mM) za to brak niemal jonów K+ (3mM) SCHODY ŚRODKOWE – śródchłónka, wydzielana przez prążek naczyniowy – duże stężenie jonów K+ (161 mM) i mało Na+ (1mM) Przestrzeń narądu Cortiego – chłonka Cortiego „trzecia chłonka” – skład podobnie jak perylimfa KOMÓRKI WŁOSKOWATE – receptory słuchowe, włoski. Są zewnętrzne i wewnętrzne (wlasciwe receptory słuchu, umieszczone przyśrodkowo) włoski są umoocwane w płytce utworzonej przez zgrubiały odc błony kom; za pomocą której jest osadzona w blaszcze siatkowatej Końce włosków – stykają się z błona pokrywająca (niektóre ją penetrują) Przeciwległy biegun – za pomocą kom podporowych kontaktuje się z bł. Podstawna Pod wpływem drgań strzemiączka > błona okienka drga, ruchy perylimfy (oscylacyjne zmiany ciś płyu w kanale spiralnym), odwrotne ruchy na okienku okrągłym; Drgania płynu > odkształcenie błony podstawnej

fala wędruje od podstawy przewodu ślimakowego, gdzie BŁONA JEST NAJWĘŻSZA do szczytu, gdzie jest NAJSZERSZA Dlatego niskie częstosliwosc - > drgania w końcowej części; (poniżej 500Hz) Wysokie - > na początku (powyżej 10kHz) RECEPTORY SŁUCHOWE POBUDZANE SĄ W NAJSILNEIJ DRGAJĄCYM ODC, BŁONY Na to nakłada się drugi sposób kodowania wysok. Tonów; opiera się on na rezonansowych wlasc. KOMOEK WLOSOWATYCH ZEW. Wchodzą one w rezonans z drganiami błony podstawnej i wykonują ruchy oscylacyjne – wzmagają one drgania błony dkladnie w obrębie szczytu fali wędrującej Mechanizm ten pozwala odroznic dwa tony które różnią się częstotliwoscia o zaledwie 0,3% - np. 1000 i 1003Hz

POBUDZENIE KOM WLOSKOWATYCH WEW. Drgania błony podstawnej przenosza się na osadzone w niej filary; swymi drugimi koncami lącza się z błoną siatkowatą; w skutek tego drgania akustyczne łatwo przenosząsie na blaszkę siatkowatą w której osadzone są kom. włoskowte Uginają się one przy kontaktcie z NIERUCHOMĄ błoną pokrywającą; rytmicznie i poprzecznie względem pł podstawnej Włoski kom – w śródchłonce Ich części podstawnej – chłonka Cortiego’ Gdy włoski wyprostowane – niewielka ilsoc K+ wnika stale do komórek ze srodchlonki i przyczynia się do utrzymania się potencjału spoczynkowego; GDY WŁOSKI ZGINAJĄSIE W STRONE ZEW (w stronę prążka naczyniowego) >otwarcie się kanałów potasowych, K+ wnika do środka, depolaryzacja >ruchy te zgodne z gradientem elektrochem i stężeń (śródchłonka o 80mV wyższy potencjał niż przychłonka) >nastepnei K+ wydostają się z kom (zgodnie z gradientami oboma również) i wracają do prążka naczyniowego; przez cytoplazmę kom podporowych i fibroblastów błony podstawnej (złącza szczelinowe miedzy tymi kom) GDY ZGIECIE WŁOSKÓW W STRONĘ WEW >uszczelnianie kanałów potasowych i hiperpolaryzacja

POBUDZENIE KOM WLOSKOWATYCH ZEW. Podczas depolaryzacji otwierają się tez kanały wapniowe i do srodka dostają się jony Ca2+ zwiększając stan depolaryzacji, ale również otwierają kanały K+ w podstawnej części (opusczanie komórki przez K+ do prązka naczyniowego)

Ale jony znowu wbijają od góry etc – powodouje to oscylacyjne wahania pot. Elektrycznego kom. Powodem jest aktyna, która kurczy się przy depolaryzacji, rozluźniają przy repolaryzacji Komórka więc drga; zjawisko to nazywne jest SPRZĘŻENIEM ELEKTROMECHANICZNYM i odgrywa zasadniczą role w precyzyjnym kodowaniu wysokości tonów

Kom zew. W roznych cz. Blony podstawnej roznia się wielkoscia i wlasciowosciami elektrycnzmi, przez co są nastawione na stosunkowe wąśkie zakresy częst. Drgań Dlatego dzięki drganią kom zew wzmacniają drgania tylko niewielkiego odcinka bł. Podstawnej REZONASOWE WŁAŚCIWOŚCI KOM WLOSKOWATYCH ZEW >efekt Kempa To takie echo w uchu; powodują opóźnienia drgania błony w stosunku do dźwięku przy dźwięków z miniaturowego glosnika Zjawisko Kempa nie wystepuje u osob z upośledzniem słuchu wskutek uszkodzenia NARZĄDU SPIRALNEGO Kom włoskowate >afarentnie do zwoju spiralnego włokna; dalek do osrodkow mózgowych >eferentnie – za pomocą ich ośrodki mózgowe regulują pobudzenie kom. Komrówki WEWNĘTRZNE >grube włoka mielinowe Zewnętrzne – CIENKIE mielinowe Gdy kom depolaryzowana > glutaminian >depolaryzacja wlokna aferentnego Oba rodzaje kom -> włokna eferentne z JĄDRA GÓRNEGO OLIWKI W komorkach zew – łączy się z podstawną częscią komórki, wydziela acetylocholinę hamując komorke (mniej drga) eferentne komorek włoskowatych wew ->tworzy synapsę z włóknem eferentnym i hamuje przpelyw w tym wlokinie ZAPOBIEGA TEN MECHANIZM NADMIERNEMU POBUDZENIU KOM WLOSKOWATYCH Ze zwoju spiralnego ślimaka>nerw ślimakowy>nerw VIII KODWANIE WYOSKOSCI TONOW W NERWIE SLIMAKOWYM DZIEJE SIĘ NA ZASADZIE a)częstotliwości b)zasada miejsca Zasada częstotliwości – odwzorowanie wysokości tonu w częstości wyładowań elektrycznych generowanych przez wlokno nerwowe; tak sa kodowane NISKIE TONY

Gdy częstotliwość przekraza 1-2kHz, znaczna część fal dźwiękowych przpyada na okres refkracji wlokna, nie może wiec go pobudzić; wtedy kodowanie na ZASADZIE MIEJSCA Obszar błony podstawnej>wlokna nerwu ślimakowego z konkretnego obszaru> miejsce w ośrodkach słuchowych; Dlatego przy niskich tonach > pobudzanie jedynie wlokna specyficzne dla danej wysokości tonu; przy wyższych – również dla innych, zbliżonych wysokościach tonu NERW ŚLIMAKOWEY DOCHODZI DO DWÓCH JĄDER ŚLIMAKOWYCH – grzebietowe i brzueszne; Częśc – od razu bezpośrednio do wzgórka dolnego (po tej samej stronie) inne – ciało czworoboczne Z ciała czworobocznego > jądro górne oliwki; głownie po PRZECIWNEJ STRONIE CIAŁA, ale część po te samej; Z JĄDER GÓRNCH OLIWKI > wstęga boczna; droga nerwowa dochodząca do wzgórków dolnych Wzgórek dolny otrzymue zatem informacje z narządu słuchu PO TEJ SAMEJ i PO PRZECIWNEJ stronie cała; Wzgórki dolne – organizacja tonotopowa (rozne tony rozne neurony pobudzają) Wzgórki dolne ->Ciała kolankowe przyśrodkowe wzgórza (też częściowo tonotopowe)>projekcyjne pole słuchowe (płat skroniowy) ZADANIE PODKOROWYCH OŚRODKÓW SŁUCHOWYCH >opracowanie informacji słuchowych przed przeslaniem ich do osrodkow korowych >ocena miejsca pochodzenia dźwięku CZŁOWIEK POTRAFI ROZROZNIC KIERUNKU POCHODZENIA DWÓCH DŹWIĘKÓW ROZNIACYCH SIĘ O JEDEN STOPIEN KĄTOWY 2 sposoby wykrywania kierunku dźwięku; 1) Przy tonach nie większych niż 1kHz – mierzy się czas w jakim informacja z każdego ucha dociera do ośrodków słuchu 2)Gdy częstotliwość tonu przekracza 1kHz >mierzy się z którego ucha głośniej słychać; W OCENIE KIERUNKU POCHODZENIA DŹWIĘKU GŁÓWNĄ ROLĘ ODGRYWA JĄDRO OLIWKI -Różnica w czasie; na podstawie informacji otrzymywanych wcześniej z ucha bliższego i potem dalszego -przy natężeniu dźwięku; analiza także przez jądro przyśrodkowe ciała czworobocznego dzieje się to tak: 1.Informacja z jąder ślimaka dociera KRÓTSZĄ drogą do jądra górnego oliwki po tej samej stronie 2.Informacje z jąder ślimaka po drugiej stronie idzie pierw do jądra przyśrodkowego ciała

czworobocznego, gdzie pobudza neurony hamujące neurony w jądrze górnym oliwki (po drugiej stronie) Jądro jest więc zatem pobudzane prze impulsy z jednego ucha i hamowane przez impulsy z drugiego Do oceny kierunku dźwięku służy wypadkowy stan pobudzenia obu jąder więc.

ORGANIZACJA OKOLICY SŁUCHOWEJ KORY MÓŻGU pierwotne pole słuchowe znajduje się w GRZBIETOWEJ części ZAKRĘTU SKRONIOWEGO GÓRNEGO w miejscu w którym WIDOCZNE SĄ JEDEN LUB DWA ZAKRĘY POPRZECZNE (HESCHLA). Obszar ten pokrywa się z polem 41 wg Brod. Wokół niego znajduje się OBSZAR ASOSCJACYJNY – 52, 42 o częściowo 22 pole + w pł. Skroniowym leżą jeszcze inne obszary asocjacyjne, służące do analizy specjalnych kat. Dźwięków Obszary asocjacyjne otrzymują połączenia z: 1)pierwotnej okolicy słuchowej 2)różnych części ciał. Kolank. Przyśrodk. W pierwtonej okolicy słuchowej występuje TONOTOPOWE odzwiercielenie bł. Podstw. Ślimaka Wysokie tony – przednia część Niskie – tylna Jednostki fizyczne w akustyce – nie odzwierciedlają subiektywnej oceny głośności tonu; Powstała dlatego skale decybolową; JAKO BODZIEC PROGOWY PRZYJĘTO FALĘ; 1)o częstotliwości 1000 Hz 2)wywierającą ciśnienei 2*10-5Pa 3)działającą z mocą 10-16W/cm2 Głośność dziwęku w decyblach oblicza się według wzoru: Głośność = 10 (logM-logMp) Gdzie: M-moc mierzonej fali akustycznej Mp-moc progowa; Tak więc dźwięk o mocy progowej – 0 decybeli 10-15W – 10 dB

10-14W – 20 dB itd. Badanie słuchu – audiometr Korzysta się z: słuchawki i wibrator (przykładany do głowy) Zdolnosc przewodnictwa powietznego określana dla częst. Od 125 do 10 000 Hz Kostnego - 250 do 4 000 Hz Pomiar zaczyna się od 0dB (powinno być słyszalna dla osób o normalnym słuchu) a potem podnosi aż badany usłyszy Do percepcji mowy człowiek wykorzystuje zakres od 100Hz do 4kHz Do muzyki – od 50Hz do 12kHz ZABURZENIA SŁUCHU -odbiorcze (zmiany w uchu wewnętrznym lub ośrodki słuchu w mózgu) -przewodzeniowe (zab. Przekazywania drgań powietrza przez kosteczki słuchowe) Rodzaj upośledznia ustalamy za pomocą prób z widełkami stroikowymi 1)Próba Webera; -widełki na szczyt głowy lub czoło badanego; aby przez kosci czaszki dochodził ton; -czlowiek zdrowy – słyszy ten ton jednakowo w obu uszach -chory z wadą słuchu typu odbiorczego – lepiej w uchu zdrowym -chory z wadą słuchu typu przewodzeniowego paradoksalnie słyszy lepiej w uchu chorym DZIEJE SIĘ TAK GDYŻ W UCHU ZDROWYM SŁSZENIE INTERFERUJE ZE SZŁYSZENIEM ZA POMOCĄ PRZEW. KOSTNEGO I PRZYTUŁUMIA JE 2)Próba Rinniego -widełki do ucha badanego; określamy jak długo badany słyszy ton -potem stroik do wyrostka sutkowatego (przew. Kostne) -z obu robimy ułamek przewodnictwa powietrznego i kostnego -U osob zdrowych; ułamek WIĘKSZY NIŻ 1, chore – MNIEJ NIŻ 1 (uszkodzenie przewodzenia) -skrócony czas w obu pomiarach = uszkodzenie odbioru 3)Próba Schwabacha -widełki do wyrostka sutkowatego -20-30 sekund; osoba zdrowa słyszy. Jeśli powyżej 30s = uszkodzenie przewodzenia. Poniżej 20s = uszkodzenie odbioru NAJCZĘSTSZA PRZYCZYNA USZK SŁUCHU U OSÓB MŁÓDYCH – długotrwaly hałas pow 90dB Powoduje on uszkodzenie 1)włosków kom. włoskowatych 2)zakończeń synaptycznych; 3)Same komórki też

1 i 2 odwracalne, 3 – nie 2 – pod wpływem zbyt dużej ilości glutaminianu wyrodnieją Szczególnie grożny – hałas powyżej 130dB trwający nawet tylko 15 min (np. muzyka z słuchawek) Do uszkodzenia komórek włoskow. Może dojść także wskutek stosowania LEKÓW OTOTOKSYCZNYCH jak niektóre antybiotyki i chemioterapeutyki (w leczeniu nowotworów) Głuchota starcza (presbyacousia) – pow 60 r.ż. powód – uszkodzenie kom. włoskiwaotych i neuronów zwoju spiralnego Upośledzenie to dotyczy najwcześniej wysokich częst. (pow 4kHz)

UTRZYMANIE RÓNOWAGI CIAŁA Równowaga ciała jest stabilna, gdy rzut środka ciężkości ciała wykazuje tylko niewielkie ruchy (zwane wychwianiami) w pobliżu płaszczyzny podparcia wyznaczonej pow. stóp Wychwiania – spowodowane drobnymi stale utrzymujących się napięci m. antygrawitacyjnych (posturalnych) Utrzymanie równowagi > odruchy (reakcje posturalne), wyzwalane wskutek POBUDZENIA APARATU PRZEDSIONKOWEGO (wykrywa odyychlenia od pion. Poł, ciała) + ocena położenia ciałą somatosensorycznie (pobudzenie proprioreceptorów w mięśniach, więzadłąch, rozciąganie torebek stawowych czy impulsy z recept. Rozciąg. Skóry) APARAT PRZEDSIONKOWY -w błędniku błoniastym; -łagiewka, woreczka, trzy przewody półkoliste (bańki tak konkretnie) -wypełniony endolimfą W nich są komórki recep. Czucia równowagi -wyposazone we włoski na biegunie skierowanym do wnętrza błęd. Błon. -przeciwległy biegun – zakończ. N przedsionkowego Włoski kom >zlepione galaretową sub. Tworzący osklepek (bańki błoniaste) lub błonę kamyczkową (łagiewka i woreczek) W błonie kamyczkowej > drobne kamyki, otolity z węglanu wapnia; mają one więszy ciężar właśc. Niż sródchłonka; przemieszczają się więc dość bezwładnie z błoną kamyczkową; Receptory woreczka i łagiewki: > odychlenie o poł. Pionowego w sposób statyczny >reagują tez na ruch dynamiczne ruchy głowy do przodu;

>wykrywają przyśpiezsenie liniowe od ok 0,05 m/s2 >recep. Woreczka pobudzane np. podczas skoków (pionowe ruchy głowy) >Receptory reagują na ugięcia pod wpływem kamyczków

PRZEWODY PÓŁKOLISTE; -ustawione względem siebie pod kątem prostym -Miejsca rozszerzenia = bańka błoniasta -w bańce =grzebień bańkowy na szczycie którego są kom. włoskow. Zlepione galaretowatą istotą tworząca kopułkę -wierzchołek kopułki sięga do sklepienia bańki i jest do niego częściowo przytwierdzony -ruch śródchłonki wywiera na nie ciś=zmiana kształtu=przecięgie włosków RECEPTORY GRZEBIENI BAŃKOWYCH REGUJĄ NA ZMIANY RUCHU OBROTOWEGO GŁOWY, czyli na PRZYŚPIESZENIE KĄTOWE O WARTOŚCI OD 1*/s2(pobudzanie przy nagłych zwrotach ciała powodujące ruch głowy)

KAŻDA KOM RECEPTOROWA MA -jeden długi włosek (kinocilium lub kinetocilium) -60 do 12 krótszych stereocilia(dlatego nazywane są kom, włoskowatymi) Koniuszki włosków połączone ze sobą za pomocy cienkich włókienek zwanych ŁĄCZNIKAMI KONIUSZKOWYMI Przemieszczenie się osklepka/bł. Kamyczkowek>zgięcie kinocilium>wraz z nim stereocila (pociągane przez łączniki koniuszkowe)>otwarce kanałow jonowych w stereocilia>K+ do środka i depolaryzacja Wraz z K+ otwierają się kanały Ca2+>zwiększa depolaryz. Ale jednocześnie otwiera kanały K+ >zmniejszenie deopolaryz. (oscylacja potencjału wewnątrzkom) Potencjał ten reguluje uwalnianie neuroprzekaźnika W warunkach spoczynkowych; wł nerwu przedsionkowego dają ok 100 impulsów na 1s Kilkakrotnie więcej gdy pobudzone, zmniejszona gdy włoski zginane w drugą stronę (nie napisane w którą, po prostu drugą) ADAPTACJA RECEPTORÓW RÓWNOWAGI >miejsce przyłączenia ŁĄCZNIKA KONIUSZKOWEGO do wyższego STEREOCILIUM jest ruchome; Gdy się obniza >sąsiednie, niższe stereocilium pochyla się z mniejszą siłą>słabiej rozciągana błona kom>kanał potasowy otwiera się z opóźnieniem>do pobudzenia potrzebne większe przyśpieszenie

JĄDRA PRZEDSIONKOWE

Informacje z aparatu przedsionkowego -> do jąder przedsionkowy W OBRĘBIE MOSTU z jąder >PĘCZEK PODŁUŻNY PRZYŚRODKOWY>do jąder okoruchowych (połączenie to >w skład łuku ODRUCHU PRZEDSIONKOWO OCZNEGO; dostosowuje on polozenie gałek ocznych do zmiany polozenia głowy aby obserwowany przedmiot nie unikał z pola widzenia) Jądro przedsionkwoe dolne>móżdżek i RF zstępujący Przedsionkowo rdzeniowe drogi; regulują napięcie mięśniowego 1)przyśrodkowa – ośr. Rdzenia kręg unerwająćego MIĘSNIE KARKU; korygują ustawienie główy w zaleznosci od kierunku działania przyspiesz kątowego. 2)Boczna >korekcja napięcia miesni posturalnych Chemoreceptory – zaliczane do interoceptorów 5 mln komórek zmysłowych ma człowiek; ale mimo to słabe powonienie Ale mamy nos zewnętrzny – usprawnia kontakt powietrza z nabłonkiem węchowym i ulatwia recepcje przez to; KOMÓRKA WĘCHOWA -ciało i dwie wypustki; jedna dendryt druga akson Na końcu dendryt rozszerza się, tworząc kolbkę węchową; wychodzi z niej kilka nici węchowych W błonie nici węchowych -> białka które swoiście wiążą substancje; funkcjonują podobnie jak receptory metabotropowe bo pod wpływem ulegaja zmianie stukturlalne i uruchamiają kaskadę procesów metabolicznych w kom

Nardząd węchu człowieka -rozróżnia kilka tys. Zapachów -wrażliwy na nikłązawartość sub zapach w powietrzu np. – kw octowy 10-10 g/cm3 a merkaptany(tialkohole) 4,5*10-15 g/cm3 powietrza

BIAŁKA RECEPTOROWE

-ok 1000 białek, kazde z nich z ok 300 aminokwasów; -zakotwiczone w błónie (7 domen stransblónowych) -te aminokwasy sa rozne; to decyduje o wiązaniu swoistych sub o podobnej budowie chem; np. związki aromatyczne czy alifatyczne

TRANSDUKCJA SYGNAŁU W KOM WĘCHOWEJ Receptor wiąze cząśtkę>białko G>cAMP>kanały Na+ i Ca2+ >Ca2+ kanały Cl- na zewnątrz = DEPOLARYZACJA KOM;(gdy odpowiednai jej wartość > potencjal czynnościowy)

Niektóre fosfatydyloinozytol (PIP2) Akson-> opuszka węchowa Tam łącza się z dendrytami komórek MITRALNYCH i PĘDZELKOWATYCH za pomocą synaps GLUTAMINERGICZNYCH Wlokna erwowe uczesnitczące w tych kontaktach są silnie rozgałęzione i tworzą sieć, w obrębie której wyróżniają się kłębuszki węchowe; Do każdego kłębuszka wechowego > dochodzi info z kom. węch wrażliwych na ten sam zapach; Ta sama info dalej jest przekazywana prze KOM. MITRALNĄ do OŚRODKÓW WĘCHU Aksony kom mitralnych i pędzelkowatych towrzą NERW WĘCHOWY (I)

W Kłębuszkach >wstępny etap opracowaniwa informacji z kom węchowych Główa rola w tym procesie – komórki OKOŁOKŁĘBUSZKOWE i ZIARNISTE ich zadanie – koordynacja funkcji sąsiadujących kłębuszków i kom mitralnych KOM OKOŁOKŁĘBUSKZOWE – kom dwubiegunowe; -jedna wypustka do kłębuszka, synapsa pobudzająca gdzie kontaktuje się z zakónczeniem aksonu kom węchowej lub dentrytem kom mitralnej -druga; przewazniej hamująca, choć niekiedy pobudzajca z sąśiedną kom mitralną; Ich zadanie: koordynacja funkcji sąsiednich kłębuszków węchowych

KOMÓRKI ZIARNISTE -brak aksonów; tylko dendryty; stykają się z dendrytami kom mitralnych Synapsy dendro-dendrytyczne w miejscach styku> dwukierunkowe oddziałowywanie na siebie; -hamuje lub pobudza Z dendrytu kom mitralnej > glutamininan, działający na jonotrpowe i metabotropowe receptory kom ziarnistej; Aktywacja NMDA (jontrop) ->depolaryzacja kom ziarnistej Depolaryzacja>wydzialenie w innej synapsie GABA>hamuje zwrotnie kom mitralną Jednoczesnie; aktywacja mGlu2(receptor mettrop) ogranicza uwalnianie GABA z kom; i w efekcie mniejsze hamowanie zwrotne kom mitralnej

Kom zianirsta może nie tylko hamować zwrotnie kom mitralną, ale także dzialac na inne Oddziałowywanie to stanowi istotę hamowania obocznego; zwięsza ono zdolność rozróżniania przez narząd węchowy SUBSTANCJI ZAPACHOWYCH O ZBLIZONEJ BUDOWIE CHEM

WYBIÓCZOŚĆ PERCEPCJI WĘCHOWEJ -człówiek rozróżnia ok 7 tys roznych zapachów; Jak więc się rozróżnia tyle skoro mamy ok 1 tys bialek wechowych tylko? -Poszczegolne kom węchowe podobne zapachy, ale rozna wrazliwosc na zapachy w danym zespole; to wyodrębnienie subtelnych odmienności jest mozlwie dzięki hamowaniu OBOCZNEMU MIEDZY KOMORKAMI MITRALNYMI W OBRĘBIE TEGO SAMEGO KŁEBUSZKA WĘCHOWEGO Inna rzecz – rozpoznanie podobnych do siebie zapachów może ułtawiac przestrzenna organizacja nał węchowego i opuszki węchowej; jeśli zapachy te w niejednakowy sposób pobudzają kom węchowe w różnych miejscach nabł. Węchowego też może to być rozroznianiwe wg transdukcji na różnych przekaźnikach wtórnych (cAMP czy PIP2)

Dwie drogi od opuszki węchowej

1) – do części KOROWO-PRZYŚRODKOWEJ ciała MIGDAŁOWATEGO i do okolicy HAKA PŁATA SKORNIOWEGO 2) – istota dziurkowana przednia, ZAKRĘT PODSKLEPIENIOWY i SPOIDŁO PRZEDNIE. Dalej do TYLNEJ CZĘSCI ZAKRĘTÓW OCZODOŁOWYCH Przypuszcza się, ze okolica HAja i zakrety oczodowłóe > główna rola w powstawnaiu wrażeni węchowych

SMAK -5 smaków Receptory – komórki smakowe w kubkach smakowych; taki kubek zawiera 50-100 kom smakowych; Znajduja się one w brodawkach języka (gł okolonych i liściastych) a także w podniebnieniu, górna cz, przełyku i krtani

KOMÓRKA SMAKOWA

-z cz. szczytowej i podstawno-bocznej; Cz. szczytowa – we włosek smakowy sięgający otworu smakowego; to kilka sklejonych mikrokosmkow; w nich kanały jonowe lub receptory metabotoropwoe Cz. podstawno boczna – włókna nerwowe czuciowe wnikają tam; synapsy się tam kontaktują ZALEZNIE OD TEGO JAKI SMAK, INACZEJ RECPECJA

Smak słony -jony Na+ wynikajądo cytoplazmy i powodują depolaracje błóny SMAK KWAŚNY -H+; część wnika przez specjalne kanały protonowe, część zamyka kanały K+ i otiwera Na+ > depolaryzacja komórwki Reszta ->metabotropowe; Szczegolna uwaga > DŁUGI zewnątrzkom. Łańuch N recepotorów smaku słodkiego i umami; Sub słodkie i umami powodją aktywacje cyklazy adenylowej>cAMP zamyka kanały potasowe>dodatni ładunek w kom>depolaryzacja Receptor smaku gorzkiego > sprzężóne białko G; z roznymi działaniem podjednostek; Podjednostki beta i gamma> aktywacja pochodnych PIP2 (DAG, IP3) DAG za pośrednictwem kinazy białkowowej C powoduje ZAMKNIĘCIE KANAŁÓW POTASOWYCH i nagromadzenia K+ w cytoplazmie IP3 -> uwalniania Ca2+ z ER podjednostka alfa zaś (alfa gustducyna) aktywuje FOSFODIESTRAZĘ > unieczynnia cAMP (cAMP które zamyka kanały kationowe; w efekcie otwierają się i Na+ i Ca2+ napływają do komórki Gorzkie substancje tez mogą BEZPOŚREDNIO zamykać kanały potoasowe i powodować nagromadzenie K+ w kom; Efekt tak czyisak >depolaryzacja Zwiekszanie stezejnia jonów Ca2+ > umozliwia uwlnienie neuroprzekaźników

DROGI CZUCIA SMAKÓW

>do jądra smakowe w rdzeniu przedłużonym; (przednia część jądra pasma samotnego)->do VPM wzgórza>do obszaru reprezentacji smaku w zakręcie ZAŚRODKOWYM płata ciemieniowego kory mózgu; w polbizu reprezentacj jężyka W analizie info smakowych uczestniczą też -wyspa -zakręty oczodołowe; dochodzi tam do integracji info z receptorów smaku, węchu i dotyku z jamy ustnej > powstawanie zlozonych doznan związanych ze spożywanym pokarmem Charakterystyka m szkieletowych; -głównie odpowiadająza utrzymanie postawy ciałą i za lokomocje

Można je podzielić na nastepujace grupy 1.M agonistyczne (ich skurcz powoduje określonych ruch w stawie) 2.M synergistyczne (ich skurcz wspodziala ze skurczem miesni agonistycznych) 3.M antagonistyczne (ich skurcz przewistawia się działaniom m agonistycznych; Wspoldzialanie 1 i 3 warunkuje -stabilizacje stawu i brak ruchu -płynnosc ruchu w stawie ze stopniowaniem sily i predkosci ruchu Miocyt > na ogół odpowiada długości całego mięśnia Z sarkolemą bogatą w glikoproteiny > łączy się tk łączna (śródmięsna) Pęczki mięśnia -> omięsna scisłę połączenia miedzy bł kom i tk łączną -> umozliwiaja przekazywaie scięgnom siły skurczu mięśnia

SARKOMER -ograniczony liniami Z (alfa aktynina) -prążek I – nie załuamuje swiatła -prążek A – załamuje światło Prązki I zawierają cząsteczki aktyny, i kompleks białek troponinowo-tropomizoynowy; a prążki A – miozyny Miozyna połączona z liniami Z – pośrednio za pomocą tytyny (titiny); Prążęk H – cz. prążka A bez aktyny; Pionowa linia M dzieli prążek H na połowe i stanowi element podporowy sarkomeru; (zbudowana z MIOMEZYNY – łączy ze sobą łańcychu ciężkie miozyny tzw ogony) Grube filamenty -> miozyna; z dwóch nitkowatych łańcuchów które twrzą tzw ogon miozynowych oraz z dwóch oddzielnych głów miozynowych zbudowanych z zwiniętego kuliście fragmentu N jednego z łąncuchow ciężkich i dwóch lekkich Głowa miozynowa > aktywność kinazy ATPazowej >maja tez liczne tzw miejsca aktywne; mogą one wiazac się z miejscami aktywnymi cząsteczki aktyny M szkieletowe Obecne poprzeczne prążkowie BRAK połączeń anatomicznych i czynnosciwoych miedzy poszczególnymi kom mięśniowymi

M gładkie Brak poprzecznego prążkowania OBECNE połaczenia natomiczne i cznynnosciowe (typu gap junctions) pomiędzy poszcegolnymi kom mięśniowymi

M sercowy Obecność poprzecznego prążkowania OBECNE połaczenia anatomiczne i czynnościowe (Wstawki) pomiędzy poszczególnymi kom miensiowymi

Unerwienie przez OUN (zależne od woli) Czynność skurczowa kom mies warunkwoana impusem nerwowoym z OUN

Depolaryzacja błony kom zalegna głownie od stężenia jonów Na+ (Ca2+ mały wpływ)

Unerwione przez AUN; (niezależne od woli) -modulująca rola AUN (częśtość i siła skurczów) -obecnosc kom rozruszcnzikowych; narzucają one rytm pobudzeni innym kom gładkich -odruchowy skurcz na rozciąganie Depolaryzacja był kom zalezna od Na+ i Ca2+

Wzrost sarkoplazmatycznego stężenia jonow Ca2+ dzięki dep kan. T i uwalnaniu ich z SER

Wzrost stężenia Ca2+ sarkoplazm dzięki dep. Bl kom i wnikaniu do kom Ca2+ spoza kom

Aktywowanie skurczu poprzez wiązania jonów Ca2+ z troponiną C

Skurcz aktywowany dzięki połączeniu Ca2+ z kalmoduliną i aktywacje kinazy łańcuchów lekkich miozyny Mozliwosc skruczu tężcowego (zatrzask) Metabolizm tlen

Mozliwosc skurczu tężcowego Metabolizm tlen i beztlen

Unerwione przez AUN (niezależne od woli) -Moduujaca rola AUN (częstość i siła skurczu) -obecnosc kom rozrusznikowych; wytwarzają one potencjał czynnościowy i pobudzają komórki roboce m sercowego Depolaryzacja bł kom (potenzjał czynnościowy z fazą plateau) zależny od stężenia jonów Na+ i Ca2+( w przestrzeni poza kom) Wzrost stężenia Ca2+ dzięki dep bl kom, następczemu wnikaniu z przestrzeni poza kom, SER (wzrost uwalanianai Ca2+ z siateczki endoplazmatycznej przez lokalny wzrost stężenia jonów Ca2+) Aktywowani skruczu poprzez wiązanie jonów Ca2+ z troponiną C BRAK MOZLIWOSCI SKURCZU TEŻCOWEGO Metabolim lten

Filamenty cienkie -aktyna -tropomiozyna -kompleks troponin (T,I,C) Z łancuchem aktyny -> związane cząsteczki ADP; prawdopodobnie jest to tzw MIEJSCE AKTYWNE (przyłączanie się głowy miozyny do aktyny) Są one w spoczynku zakryte/zablokowane przez łanuch tropomiozyny Wdłuż tropomiozyny -> kompleks troponiny TIC T-wiąże tropomiozynę I – zaslania miejsca aktywne C – wysokie powinowactwo do jonów Ca2+ Związcanie Ca2+ z C -> przesunięcie tropomiozyny na aktynie i odsłonięcie miejsc aktywnych

HEKSAGONALNY JEST UTRZYMYWANY GLÓWNIE DZIĘKI OBECNOSCI BIAŁEK WEWNĄTRZSARKOMEROWYCH -miomezyny -nebuliny – ciągnie się od linii Z wzdłuż aktyny -tytyny Biała te stanowią tzw RÓWNOGLEGŁY ELEMENT SPRĘŻYSTY odpoweidzialny w głownej mierze za napięcie spoczynkowe.

Białka zewnątrzsarkomerowe (podporowe) -> PROSTOPADŁY element sprężysty -desmina -dystrofina -laminina

DESMINA -> utrzymuje poprzeczne uporządkowanie przestrzenne filamentów, rozciągając się od sarkolemy, poprzez alfa aktyninę aż do błony jądra kom Dystrofina + laminina -> gł połączenia sarkolemy i cytoszkieletu z macierzą ZEWNĄTRZKOMÓKOWĄ

Kanaliki T -> przedluzenie sarkolemy, dociera do wnętrza kom, blisko SER SER w pobliżu kanaolików T -> tworzy w pobliżu kanalików T rozszerzenie w kształcie kuli, tzw ZBIORNIKI KOŃCOWE/CYSTERNY BRZEŻNE TRIADA MIĘSNIOWA = UKŁAD SARKOTUBULARNY inaczej; Błona kanalika T w pobliżu cystern brzeżnych zawiera wrażliwy na zmiany potencjału błonowego receptor DiHydroPiRydynowy (DHPR) Cysterny brzeżne zas -> receptory Rianodynowe (RyR) i WYPUSTKI STOPKOWATE RyR, wypustki stopkowate i DHPR -> przekazywanie pobudzenia do wnętrza komórki z błony

W cysternych brzeżnych -> KALCYSEKWESTRYNA; niskie powinowactwo i wysoka pojemność wiązania jonów Ca2+ Części środkowe siateczki sarkoplazmatycznej (tzw kanaliki podłużne ER) -> oplatają gęstą siecią białka kurczliwe komórki mięśniowej; ze znaczną iloscia pomp wapniowych SERCA wychwytujące Ca2+ z cytoplazmy miocytu

Potencjał spoczynkowy miocytu; od -90 do -85mV (zbliżony do potencjału równowagi jonów K+)

Fizjologicznie jest on wynikiem wcześniejszej aktywacji acetylocholinozaleznych kanałów błony postsynaptycnzej złącza nerwowo-mięsniowego

Przepływ krwi przez miesnie szkieletowe wynosi 1,5-4,5ml/100g tkanki/minuta i ze względu na stosunkowo duza maset k mięśniowej (45% dorosłego człowieka) stanowi ok 20% pojemności minutowej serca Krązenie krwi w m. szkieletowych dzięki obecności NACZYŃ OPOROWYCH warunkuje w znacznym stopniu (do 50%) wielkości całkowitego oporu naczyniowego (TPR – Total Peripheral resistance) i tym samym wielkość ciśnienia tętniczego krwi; W spoczynku -> większy przpelyw przez włokna typu I (tlenowe) niż przez IIX (glikolityczne, szybkokurczące się) Pozostaje ona względnie stala w wyniku stałego napięcia m gładkiej sciany naczy przed i pozwałośniczkowych -> warunkowane głownie TONICZNĄ aktywnoscia AUN a nie regulacja miogenna (autoregulacja, ma ona mniejsze znaczenie) W czasie wysiłku -> nawet 20 krotna zmiana wielkości przepływu krwi; wprost proporcjonalna do zapotrzebowania tlenu Przepływ ten zwiększa się już na początku wysiłku ->wzrost stężenia jonów K+ -> hiperpolaryzacja bł mięśniowej naczyń przedwłośniczkowych ->ich rozkurcz

I TAK GŁÓWNYM POWODEM WZROSTU UKRWIENIA JEST PRODUKCJA METABOLITÓW PRZEZ MIĘŚIEŃ (proporcjonalne do pracy mięśnia) -spadek prężności tlenu -wzrost prężności CO2 (pCO2) -spadek pH -wzrost temperatury (intensyfikuje rozszerzenie naczyń przedwłoniczkowych) W odpoeidzi na wysiłek dochodzi więc do znacznego rozszerzeniea zwieraczy przedwłosniczkowych -powoduje to włączanie do mikrokrążenia n. włosowatych NIECZYNNYCH W CZASIE SPOCZYNKU -warunkuje to wzrost przepływu w n włosowatych -zwiększa filtracje włośniczkową > sprzyja dyfuzji sub. Odżywczych do miesni; Wzrost temp i spadek pH -> usprawienienie ekstrakcji tlenu (efekt bohra, krzywa w prawo) -wielkosc ekstrakcji tlenu wzrasta nawet do 80-90% Podczas intensywnego wysiłku pobudzane sa zlokalizowane wew. m receptory metaboliczne – ERGOCEPTORY

Bodźcem są tu metabolity mięśniowe -> wzrost K+, spadek pH, kw arachidonowy i prostaglandyny -związki te pobudzają wł n. grupy II i niezmielinizowane IV (trzewnoczuciowe) -w odpowiedzi na ich pobudzenie -> ZWIĘKSZENIE AKTYWNOSCI UKŁ WSPÓŁCZULNEGO.

Efektem jest: -zw. Ciś tętniczego krwi -wzrost wentylacji płuc -redystrybucja krwi do grup m. bardziej zaangażowanych (i miesni, i obszarów miesni) -redystrybucja krwi z naczyń krążenia trzewnego i nerkowego Przekrwienie utrzymuje się jakiś czas po zaprzestaniu wysiłki z powodu -syntezy prostaglandyn -powolne wypłukowania metabolitów -spłacanie „długu tlenowego”

SKURCZ MIĘŚNI W CZASIE WYSIŁLU WARUNKUJE WYTWORZENIE WYŻSZEGO CIŚNIENIA ŚRÓDMIĘŚNIOWEGO -ucisk żył głębokich->zwiększanie powrotu żylnego Podciśnienie w czasie rozkruczu (zastawki) -> zasysanie krwi włośniczkowej >zmniejsza obciążenie serca to wszysto Włokna mięśniowe są w 98% unierwione indywidualnie przez jedn odgałęzienie aksonu motoneuronu alfa Wielkosc jednostek motorycznych -> zalezna od roli mięśnia (im mniejsze, tym precyzyjniejsze ruchy)

Płynnośc ruchu warunkowana jest 1.Asynchroniczne pobudzanie jednostek motorycznych 2.Synchroniczne współdziałanie mięśni agonistycznych, synergistycznych i antagonistycznych; -warunkowane jest to informacją z proprioreceptorów (długość/siła mięśnia); przekazuje to do: a)osrodkow ruchowych w OUN b) motoneuronu alfa c)interneuron pośredniczący (hamuje neruon ruchowy antagonisty)

Rola receptorów wewnątrzmięśniowych – włókna intrafuzalne (wrzecionka mięśniowe) -przekształcone miocyty (2-10) -otoczone torebką, równolegle do mięśnia Dwa typy 1.Łancuszkowe -receptory toniczne (włókna IA) -motoneurony gamma statyczne -receptory bukietowate (kwiatkowate) -> dośrodkowe zakończenia włokien nerwowych typu II 2.Torebkowe -receptory fazowe (włokna IA) -motoneurony gamma dynamiczne Włokna IA przekazując sygnał ->odruchowy skurcz rozciąganego mięśnia

->hamowanie poprzez interneuron pośredniczący (typu Golgiego II) mięśnia antagonisty (aby nie hamował skurczu) motoneurony gamma -> rozciągają wl intrafuzalne (poprzeczne prążkowe na obwodzie jest) -> ZWIĘKSZENIE POBUDLIWOŚCI RECEPTORA

RECEPTORY ŚCIĘGNISTE (NARZĄD ŚCIEGNISTY GOLGIEGO) ->w obrębie ścięgien, szeregowo w stosunku do włokien mięśniowych ->wysoki próg pobudliwości; gdy pobudzone HAMUJĄ czynności skurczowe mięśnia ->unerwione aferentnie przez wł. Nerwowe typu Ib

ZŁĄCZE NERWOWO MIĘŚNIOWE -> z reguły w środku miocytu -wzbogacanie tutaj pęcherzyków synaptycznych w acetylocholinę -msc bezpośredniego kontaktu pęcherzyków z błoną komórkową to STREFY CZYNNE BŁONY PRESYNAPTYCZNEJ Płytka ruchowa; fragment sarkolemy, pofałdowany, z licznymi grzebieniami (zagłębieniami) synaptycznymi zawierające receptory dla acetylocholiny; -także acetylocholinesteraza (rozkłaca Ach do choliny i kw octowego)

Przekazywanie syngału:

-Wzrost stężenia Ca2+ wewnątrz kolbki (spowodowany depolaryzacją) aktywuje kompleks białkowy SNARE umozliwiajacy fuzje pęcherzyka z błoną; -Acetylocholina łączy się z receptorami nikotynowymi; zwiększa to przepuszczalność dla jonów Na+ K+; zwiększony napływ Na+ powoduje depolaryzacje miejscową -Ta depolaryzacja miejscowa to tzw potencjał płytki motorycznej (EPP, end plate potential); ZAWSZE PRZEKRACZA ON POTENCJAŁ PROGOWY -> potencjał czynnościowy błony m. w OBU kierunkach (kanaliki T) -> sprzężenie elektromechaniczne Opróćz EPP istnieje też MEPP (miniature end plate potential); miniaturowe potencjały postsynaptyczne płytki motorycznej -wynik spontanicznego uwolnienie jednego pęcherzyka z bł presynaptyczną i uwolnienie porcji (kwantu) ACH powodując miejscową dep. (o wartości ok 0,4 mV) -rola MEPP w troficznym oddziaływaniu kom nerw. na kom. mieś.

Sprzężenie elektromechaniczne – zespół zjawisk zaczynający się w złączu nerw-mięś. A zakończonym skurczem mięśnia. FAZY: 1.Depolaryzacja motoneuronu alfa 2.uwolnienie ACH w złączu N-M 3.Depolaryzacja płytki ruchowej miocytu 4.Depolaryzacja kanalików T 5.Interackja DHPR z kanałami rianodynowymi, ich otwarcie i uwolnienie jonów Ca2+ ze zbiorników końcowych ER

6.Wzrost stężenia Ca2+ w sarkoplazmie 7.Wiązanie Ca2+ przez troponinę C, odsłaniając miejsca aktywne 8.powstawanie mostków poprzecznych 9.Przemieszczanie aktyny wzgl miozyny 10.Usuwanie Ca2+ z cytoplazmy do ER

MOLEKULARNY MECHANIZM SKURCZU 1.Błona cystern brzeżnych w pobliżu kanalików T ma RyR, które blokują kanały wapniowe o wysokim przewodnictwie dla Ca2+ -w ich sąsiedztwie DHPR z wypustkami stopowatymi -pod wpływem dep. DHPR zmienia przestrzenne ułożenie i wchodzi w czynną interakcje z RyR cystern brzeżnych -zmiana komformacji RyR odplokowuje kanały wapniowe 2.Uwolnienie znacznej liczby jonów Ca2+ z cystern brzeżnych (wzrost z 0,1 do 10 umol/l) powoduje intesyfikacje wiązania jonów Ca2+ z troponiną C -w efekcie odsłonięcia miejsc aktywnych powstają mostki poprzeczne z miozyną -> ZWIĘKSAJĄ POWINOWACTWO TROPONINY C DO JONÓW Ca2+; nasila to tworzenie kolejnych mostków poprzecznych (MECHANIZM SPRZĘŻENIE ZWROTNEGO DODATNIEGO, SZCZEGÓLNIE ISTOTNY W M. SERCOWYM) 3.Wytworzenie napięcia mięśniowego; Mechanizm skrócenia sarkomeru składa się z czterech elementów: A.W stanie spoczynku cz. Łanucha ciężkiego miozyny zawiera częściowo rozłozne ATP (do ADP i Pi, nadal związane z gł miozynową); głowa miozynowa jest pod kątem prostym w stosunku do ogona miozynowego B.Połączenie głowy z miejscem aktywnym powoduje zmianę wewnątrzcząśteczkowego rozkładu sił (uwolnienie Pi z powstałego kompleksu) co skutujuje zgięciem głowy i przesunięciem się aktyny względem miozyny (zgięcie o 40* tj z 90 do 50*) C.Następnie od kompleksu (głowa miozynowa i miejsce aktywne) odłącza się ADP; pochyla to głowę o dalsze 5* (do 45*) i jest to ZGIĘCIE MAKSYMALNE D.W miejsce odłączonego ADP przyłącza się ATP; jej przyłącznie powoduje dysocjaje głowy miozynowej od miejsca aktywnego -hydroliza ATP do ATP i Pi pozwala na odgięcie głowy ponownie do 90* Warunkiem niezbędnym do dysocjacji jest więc zamiana ADP i Pi na nowe ATP; Brak ATP -> uniemozliwia rozdizelenie aktyny i miozyny- > trwały przykurcz (przyczyna stężenia pośmiertnego) Cykl powtarza się do momentu zmniejszenia jonów Ca2+ w sarkoplazmie; stężenie poniżej 0,1 umol/l skutkuje odłączneiem Ca2+ od tropC i zasłnięciecem miejsc aktywnych -Obniżenie jonów Ca2+ jest możliwe dzięki pompie wapniowej SERCA która transportuje je do

KANALIKÓW PODŁUŻNYCH ER; stąd do cystern brzezynch są transportowane gdzie są magazynowane za pomocą kalsekwestryny

RODZAJE SKURCZU A. Ze względu na częśtotliwosc pobudzeni 1.Skurcz pojedynczy 2.Skurcz tężcowy niezupełny -kolejne pobudzenia w fazie rozkurczu 3.Skurcz tężcowy zupełny -kolejne pobudzenia w fazie skurczu -siła rozwijana przez wł. Jest maksymalna B.Ze względu na rodzaj wykonwywanej pracy 1.Izometryczne -przyczepy mięśnia nie zostają przemieszczone bo choć sarkomer podlega skróceniu to rozciągają się ELEMENTY SPRĘŻYSTE 2.Izotoniczne -szybkosc skracania mięśnia pozostaje stała (maksymalna) 3.Auksotoniczne -przeciwstawia się pewnemu oporowi miesien, ale tez i skraca dwie fazy: pierwsza to izometryczny -m rozwija siłęrównoważącą obciążenie przeciwko któremu ma się skracać (OBCIĄŻENIE WTÓRNE) -skracaja się elementy kurczliwe kosztem rozciągania elementów sprężystych az do momentu gdy ich napięcie zrowowazy wielkość obciążenia wtórnego Wtedy zaczyna się druga faza – skurcz izotoniczny -siła nie zmienia się, a miesien się skraca Zwiększanie obciążenia wtórnego powoduje zmniejszenie szybkości skracania (najszybciej się skraca gdy nie ma obciążenia, podczas izotonicznego) i wydłużenie fazy IZOMETRYCZNEJ (dłuższy czas niezpędny do rozciągniecia elementor sprężystych celem rozwiniecia Im większe obciążenie wtórne – tym bardziej maleje zakres skracania mięśnia; Zakres skracania m. podczas skurczu auksotonicznego jest wiec odwrotnie proporcjonalny do obciążenia wtórnego; ZALEŻY ON TAKŻE WPROST PROPORCJONALNIE OD OPTYMALNEJ WYJSCIOWEJ DŁUGOSCI WŁOKNA MIESNIOWEGO; Siłą rozwijana przez mięśnie; decyduje o niej:

1.Wstępne rozciągnięcie mięśnia -stan optymalnego rozciągnięcia początkowego; -jest to TEORETYCZNA wielkość rozgiącnięcia początkowego mięśnia zakłądająca możliwe najwieksza liczbę połączeń pomiędzy cząsteczkami miozyny i aktyny -długość te określa się także mianem DŁUGOSCI SPOCZYNKOWEJ Długość spoczynkowa miesni to rozciągniecie m. pomiędzy szczególnymi przyczepami kostnymi -jest ona równoważna długości przy której m. podczas skurczu izometrycznego rozwija największe napięcie (określanem mianem NAPIĘCIA CAŁKOWITEGO) Napięcie bierne (w czasie spoczynku) -> im bardziej wydłużamy mięsień tym większe Gdy większe rozciągnięcie -mniej mostków, mniejsza siła -gdy przekroczy się ok 3 krotność długości optymalnej dochodzi do PĘKNIECIA MIĘSNIA Gdy za małe: -aktyna zachodzi na siebie, nie tworzy się część mostków poprzecznych, nizsza siła 2.Rekrtuacja jednostek motorycznych -pobudzenie więcej jednostek motorycznych mięśnia do skurczu; każdy mięsień jest HETEROGENNY pod względem składu wł mięśniowych -pojedynczy motoneuron alfa na ogół jeden rodzja miesni Jednostki wolnokurczące się są NIEWIELKIE (100-500 wł mięśniowe) -jednostki odporne na zmęczenie, o torze przemian tlenowych; -niski próg pobudliwości, rekrutowane jako pierwsze Jednostki szybko kurczące są z reguły większe (1000-2000 włókien) -wyższy próg pobudliwości Zwiekszanie częśtosci i siły pobudzeni (bodźce maksymalne lub submaksymalne) skutuje pobudzeniem większej liczby włokien mięśniowych i tych mocniej się kurczących Gdy mniejsza siła – pierw jednostki wolnokurczące się -lepsza kontrola ruchu z użyciem mniejszej siły 3.Częstotliwosc pobudzeni -zwiększanie częstości uwalniania (a więc i stałego stężenia) Ca2+ z ER do cytoplazmy -w efekcie ciągle tworzone są mostki i miesien się kurczy

4.Pętla rdzeniowo-mięśniowa -krążenie miedzy włóknami intrafuzalnymi, włóknami gamma i motoneuronami alfa (utrzymywanie stałego napięcia)

odruch z receptorów ścięgnistych (aparat Golgiego) zabezpiecza przed rozwijaniem zbyt dużej sily przez miesien co by mogło grozić zerwaniem przyczepów ścięgnistych -gdy nadmiernie rozciągany pobudza eferntnymi włóknami Ib interneuron hamujący motoneuron alfa który wywołał nadmierne rozciągnięcie recepotórw

Źródło energii mięśni i ich metabolizm -jedyne bezpośrednie źródło stanowi ATP -jego ilość wewnątrzmięśniowa jest niewielka, styka na kilka skurczy Dlatego musi być ciągle RESYNTETYZOWANE (odbudowywane); głównymi źródłami resyntezy są: 1.Fosfokreatyna wewnątrzmiesniowa 2.Glikogen wewnątrzmiesniowy 3.Glukoza krwiopochodna 4.Wolne Kw, tł z krwi 5.Triglicerydy Glukoza – tlenowo i beztlen energia produkowana, tłuszcze tylko tlenowo Glikoliza tlenowa – 38 moli ATP B-oksydacja cząstki kw palmitynowego – 129 moli ATP Glukoza w mięśniach -> glikogenoliza -zapoczątkowana przez fosforylazę glikogenowa, katalizująca rozpad fosforolityczny wiązań 1,4glikogenu z wytworzniem glukozo-1-fosforanu Fosforylaza glikogenowa występuje w 2 izoformach: 1.Fosforylaza a (aktywowana przy braku 5’-AMP) 2.Fosforylaza b (aktywowana tylko w obecności 5’-AMP) W mięśniach – większość to nieaktywan forma fosforylazy b Podczas czynności skurczowej -> obniżenie stężenia ATP i glukozo-6-fosforanu -> AKTYWACJA KINAZY FOSFORYLAZOWEJ Kinaza fosforylazowa -> fosforyluje resztę seryny fosforylazy b przekształcając ją w fosforylazę a (Jest to warunek rozpoczęcia glikogenolizy!!!) Drugie źródło glukozy -> z krwi, za pomocą transporterów glukozy (GLUT-1,4) Wzajemne relacje metabolizmu glukozy i WKT -> „reakcje cyklu Randala”

W warunach beztlen -> pirogronian do kw. Mlekowego (tylko dwie cząsteczki ATP zysku wtedy) -kw mlekowy potem do wątroby, tam do pirogroniau i znowu glukoza (cykl Corich)

Kwasy tłuszczowe -gł źródło przy wysiłku długotrwałym o niskiej i umiarkowanej intensywności -do miesni dyfuzją bierną(choć postuluje się udział białkowych transporterów) Jest też trochę wewnątrzmięśniowych triglicerydów -są one rozkładane do WKT i glierolu z udziałem lipazy hormonowrażliwej (HSL, hormone senstive lipase) -zwartosc triglicerydów i aktywnosc HSL jest wprost proporcjonalna do zdolności wł miensiowego do przemian tlenowych WKT przed wnikinieciem do mitochodnrium łączy się z enzymem A (CoA) twrząc acyloCoA( z udziałem syntetazy Acylo-CoA) -następnie łączy się z karnityną (katalizowane przez enzym bł zew mitochondrium, palmitylotransferazę karnitynową I) -powstała acylokarnityna przedsotaje się do wnętrza mitchondrium, gdzie rozkłada się do acylo CoA i karnityny (palmylotransferaza karnitynowa II katalizuje reakcje) -AcyloCoA dekarboskylowane z utworzeniem Acetylo CoA (które do cyklu krebsa dołącza)

Fosfokreatyna -katalizowane przeniesienie wiązania przez kinazę kreatynową -główny zapas wykorzystywany podczas intentesywnego wysiłku krótkotrwałego (np. pierwsze 4s w sprincie na 100 m)

Resynteza ATP też z dwóch ADP (enzym kinaza adenylanowa inaczej miokinaza) -ilosc ATP pozyskana w tym nieznaczna

Ogólnie też -im dłużej wysiłęk tym większe wykorzystywanie glikogenu i WKT jako podstawowego źródła energii -w trakcie czynności skurczowej jedynie 20-25% energii z rozpadu ATP przechodzi w pracę mechaniczna (praca zewnętrzna), a reszta to ciepło – ILOSC energii wykorzystanej na pracę to WYDAJNOSC ENERGETYCZNA MIĘŚNIA podwyższenie temp wewnątrzmięśniowej w wyniku rozgrzewki (kilkuminutowy wysiłek o umiarkownej intenstywnosc) -wzmaga ukrwienie miesni -zwieksza szybkość skurczu włokien typu I -w efekcie wzrost generwoania mocy maksymalnej nawet o 15-20%! -jednoczesnie usprawnia termoregulacje

PODZIAŁ WŁOKIEN MIESNIOWYCH:

1.Typ I -włokna wolno kurzczące się, tlenowe -niemal wyłącznie tlenowo -wysoki stopień kapilaryzacji -duzo mitochondrium i mioglobiny -wysoki stopien aktywności enzymow zw z tlenowymi przeminanami -wolne narastanie siły, siła skurczu mała, odporne na zmęczenie 2.Typ IIA -tlenowo glikolityczne -dosc wysoka aktywnosc oksydacyjne i rownie umiarkowana glikolityczna 3Typ IIX -mało mitochondirum -słaba kapilrazyacja -niska aktywnosc enzymow oksydacyjnych, wysoka glikolitycznych Rozkład procentowy zależy od funkcji miesni, cech osobniczych, wytrenowania mięśnia

Typ wł mięśniowego Rodzaj metabolizmu Szybkosc skracania Odpornosc na zmeczenie Siła skurczu Średnica włokien Liczba miofibryli we włóknie Kapilrazacja Zaw glikogenu Zaw tł obojętnego Wzmocnienie siły

I Tlenowy Mała b. wysoka Niska Mała Mała Wysoka Niska Wyoka Nie wystepuje

IIA Tlenowo-beztlen Duża Wysoka, Srednia Srednia Srednia Średnio wysoka Wysoka Srednia Wystepuje

IIX Beztlen Duża Niska Wysoka Wysoka Duza Niska Wysoka Niska wystepuje

ZMĘCZENIE MIĘŚNI – zmniejszenie szybkości skurczu i jego maksymalnej siły. Wydłuża się czas relaksacji jest spowodowane: -wyczerpanie ATP -nagromadzenie jonów wodorowych (jeden z głównych warunkujący zmęczenie wewnątrzmiesniowe) -obnizanie pH zmniejsza szybkość uwalniania jonów Ca2+ z ER i wiązania z troponiną C -wzrost stężenia Pi podowuje znaczące obniżenie napięcia mięśniowego, jego wpływ polega na zmniejszaniu uwlanianiu jonów Ca2+ i tworzeniu mostków poprzecznych -lokalny wzrost ADP, K+ i NH3 -zwiekszanie wytwarania wolnych rodników tlenowych

Przy krótkotrwałym intentywnym wysiłki powodem jest także wskutek zmniejszenia tempa odnowy ATP z powodu wyczerpania fosfokreatyny (szczególnie widoczne we wl typu IIA i IIX) Przy długotrwałym – głównie zużycie wewnatrzmiesniowych zasobów glikogenu (szczególnie dlugotrwaly wysiłek o wysokie intensywności, który powoduje, ze glikogen staje się głównym substratem energetycznym) Wysoka intensywność wysiłku (pow 70% VO2max) -we włóknach typu I glikogen się wyczerpał a typu IIA nie sa w stanie przez dluzszy czas zrekompensować mocy

Długotrwały o niskiej intensywności -źródłem głownie WKT, z krwi i z wewnętrznej puli triglicerydów -także utylizacja glikogenu i glukozy z krwi

W trakcie wysiłku -> nasilona glikogenoliza wątrobowa; w miare wydluzania się wysiłku fizycznego prowadzi do wyczerpania glukozy w wątrobie i krwi -> HIPOGLIKEMIA Hipoglikemia -> odpowiedzialna za rozwój zmeczenia przy wysiłku długotrwałym -prowadzi też do zmeczenia ośrodkowego (nerwowego) a nie tylko obwodowego (mięśniowego) Do zmęczenia obwodowego przyczynia się także ODWODNIENIE organizmu -hipowolemia warunkuje gorszy przepływ krwi (dostarczanie sub odżywczych i usuwanie metabolitów także gorsze) Zmniejszony przepływ krwi towarzyszy też wysiłkowi statycznemu (skurcze izometryczne)

Oprócz zmęczenia obwodowego, powodem bólu mieśni może być USZKODZENIEM KOMÓREK MIĘŚNIOWYCH (zazwyczaj w rejonie przylegającym do przyczepów sciegen) -podczas wysiłku ekscentrycznego intensywnego (miesnie naprzemiennie się szybko kurcza i rozciagaja, np. zbieganie z pochylosci, wspinaczka wysokogorska) -ból ten ma charakter tępy, rozrywający, rozwija się powoli -apogeum ok 24-48h po wysiłku -miesien usztywniony, zasięg ruchu zredukowany -Włokna typu IIA i IIX są bardziej narażone na uszkodzenie niż typu I -ból ustępuje w ciągu tygodnia, ale całkowita regeneracja jest dużo wolniejsza Powyżśez miany są także opisywane jako Powysiłkowa Opóźniona Bolesnosc Mięsniowa (DOMS, Delayed onset of muscle sorness) i wystepuje po bardzo intensywnych wysiłkach fizycznych

Unerwienie miesni -> pełni też role troficzną -ekspresja genów kodujących białka strukturalne tk mięśniowej pod kontrola czynnikow

neuropochodnych uwalnianych razem z ACH -po przecięciu nerwu -> jego atrofia

Poodnerwieniowa atrofia tk mies (zespól poodnerwieniowych) wyraza się przede wszystkim: -ubytkiem masy mięśniowej (az do znacznego zaniku) -nadwrazliwosc poodnerwieniwa na ACH; nadmierna pobudliwość mięśnia -utrata złaczy nerw-miesn; rozmieszczenie receptorow ACH i kanałów sodowych na całym miocycie a nie tylko w płytce; zwieksza to wrazliwosc na ACH we krwi.; -skurcze włókienkowe (niewidoczne, nieregularne skurcze miocytów z powodu uwalnianai resztki ACH z degenerującego polaczenia nerw-mies); w ciągu kilku dni mogą się także pojawić skurcze wiekzsych grup miocytów widoczne jako spontaniczne, powtarzające się skurcze m. (WYNIK NADWRAZLIWOSCI POODNERWIENIOWEJ) -atrofia pojawia się po 3-4 msc od przerwania ciaglosci aksonu -po 12 msc kolejnych zastepuje się tk miensiowa tk łączna i tłuszczowa

AKSONY MOTONEURONÓW MAJA JEDNAK ZDOLNOSC DO REGENERACJI -warunek to obecność torebek łącznotkankowych wzdłuż których wyrasta nowy akson -czynniki mitogenne i neurogenne wyzwalane przez odrastający neuron i miocyt z którym ma się to połaczyc -odtworzenie kolbki i relokalizacja receptorów

Mechanika ruchu -na ogół rozpietosc miesni pomiędzy stawami odpiwada ich dlugosci optymalnej (dzięki czemu maksymalna sila skurczu) -każdy staw mscem przyczepu miesni synergistyczny, agonistycznych, antagonistycznych -do precyzji ruchu czasami się unieruchaia stawów proksymalnych aby był płynniejszy w dystalnych (w podrecnziku jest na odwrot ale z opisu to się jebneli widać) -funkcja statyczna (trzymanie równowagi) i dynamincza (ruch) Badanie EMG – opiera się na rejestracji zmian polaryzacji bł komórkowej kom. mięsni szkielet. Wyóróżnia się rejestracje jedno i dwubiegunową; Jednobiegunowa -jedna z elektrod jest uziemiona (elektroda zerowa) -druga umieszczona w pobliżu źródła zmian potencjału błonowego Rejestracja taka mierzy BEZWZGLĘDNE wartości potencjału w stosunku do elektrody zerowej

Dwubiegunowa -obie elektrody czynne, ustawione blisko siebie i blisko źródla zmian potencjału -mierzone są WZGLĘDNE zmiany pola elektrycznego występujące miedzy obydwiema elektrodami;

Z użyciem EMG (jedno i dwubiegunowej) można odczytać -zmiany potencjałów pojedynczych miocytów -potencjały poszczególnych jednostek motorycznych -złożone potencjały wysiłkowe (które następują podczas skurczu całego mięsnia)

Badanie pojedynczego miocytu -> pobudzanie i rejestracja potencjału -można oceni szybkośc przewodzenia pobudzenia w badanym włólnie mięśniowym, znana jest bowiem dokladna odleglosc miedzy elektrodą drażniącą i badającą

Zapis potencjałow jednostek motorycznych Z jednej jednostki motorycznej ->Elektromiogram prosty Z kilku jednostek, które dają się jeszcze odróżnić jako odrębine ->elektromiogram pośredni Z wielu jednostek motorycznych, nakładających siei nie można ich odróżnić -> elektromiogram złożony

ELEKTROMIOGRAFIE WYKONUJE SIĘ W BADANIACH KLINICZNYCH W SPOCZYNKU I PODCZAS WYKONYWANIA RUCHU U osób zdrowych elektromiogram spoczynkowy; -nie rejeestruje zmian potencjałów -czasami odnotowuje się niewielkie zmiany związane z wprowadzeniem elektrod badawczych w głąb mięśnia -spontaniczna aktywność elektryczna mięśnia występuje też, związana prawdopodobnie z obecnością miniaturowych potencjałów złąćza nerwowo-mięsniowego (MEPP) szczególnie gdy elektroda badawcza znajdue się w pobliżu miejsca o dużym skupieniu płytek motorycznych W badaniu klinicznym czynność skurczową wywołuje się poprzez ELEKTRYCZNĄ STYMULACJĘ MOTONEURONÓW ALFA albo polecając badanemu wykonanie niewielkiego ruchu badanej konczyn;

Zwiekszanie siły mięśnia -> wzrost amplitudy i czestotliwosci wyładowań EMG odpowiadający ZAANGAŻOWANIU WIĘKSZEJ LICZBY JEDNOSTEK RUCHOWYCH

EMG jest badaniem INWAZYJNYM -stosowanym kliniczne do oceny lokalizacji i charakteru zmian patologicznych w mięśniach i/lub nerwach obwodowych POZWALA TEŻ OCENIĆ DYNAMIKĘ PROCESU CHOROBOWEGO

MIĘŚNIE GŁADKIE -większość w scianach jamistych narz, wew i naczyń krwionośnych -odpronosc na zmeczenie PODZIAŁ CZYNNOSCIOWY; ze względu na gęstość unerwienia przez AUN 1.Skąpo unerwione, typu jednostkowego (miogenne) 2.Obficie unerwione, typu wielojednostkowego (neurogenne)

Mięśnie typu jednostkowego (miogenne) -w scianach dużych naczyń krwionośnych -jelita, macica -są wśród nich komórki rozrusznikowe, zapewniające duzy stopien automatyzmu -SĄ TYPOWYMI MIESNIAMI TRZEWNYMI -mniejsza precyzja działania -duza liczba połączen miedzy komorkami (syncytium) -WYRAŹNA ODPOWIEDZ SKURCZOWA NA ICH ROZCIĄGANIE! -mało regulowane przez AUN, odp na to jest rozlana i utrzymuje się dłużej -Bardziej wrażliwe na KATECHOLAMINY Z KRWI (mniejszy wychwyt zwrotny z powodu skąpego unerwienia AUN)

Mięśnie typu wielojednostkwoego (neurogenne) -brak własnego automatyzmu -ściła kontrola AUN -gęsta sieć zylakowości (silny wychwyt zwrotny) co umozliwia precyzyjną, szybką i zlokalizowana kontrole skurczu -mniej wrażliwe na katecholaminy z krwi (zakończenia nerwowe je wychwytują) np. miesien zwieracz i rozwieracz źrenicy

ULTRASTRUKTURA -jednojądrzaste, wrzecionowate -50-400x2-10 um -formują warstwy -tworzą miedzy sobą połączenia, gł GAP JUNCTION Tutaj też jest aktyna i miozyna i tropomizoyna Miozyna -> gł izoformy MHC-SM1,2 w ciężkich łancucahc i MLC-17a,b w lekkich -obecnosc innych izoform zwiazan jest z niższa aktywnoscia ATP-azową cząsteczek miozyny w mięśniach gładkich BRAK TROPONINY -> jej rolę pełni KALMODULINA

Do tego: -brak typowych zbiorników końcowych -ER słabo rozwinięte -procentwoa zawartsoc bialek kurczliwych mniejsza niż w szkieletowych (1:10) -Za to wyższy stosunek aktyny do miozyny (10-15:1 w gładkich 2:1 w szkieletowych) Filamenty aktyny i miozyny są ułożone w PĘCZKACH rownolegle wzgl siebie na całej długości -> stwarza możliwość tworzenia mostkow pop. Mimo rozciągniecia miensia Ale są za to ułożone NIEREGULARNIE do długiej osi komórki (brak poprzecznego prążkowania) -> BRAK SARKOMERÓW! Ciałka gęste -> odpowiednik linii Z; -podstawowy element cytoszkieletu, zapewnia połączenia aktyny z bl kom (wew) -filamenty pośrednie (z desminy i winkuliny) łączą je z resztą cytoszkieletu i utrzymują aktyne i miozynę blisko siebie

POTENCJAŁ BŁONOWY (SPOCZYNKOWY) WYNOSI W M GŁADKICH OD -35mV do -65 mV! (nizszy niż w prążkowanych) -oprócz K+ i Na+ także Ca2+ uczestniczy w tworzeniu potencjału w niektórych m gładkich (szczególni jednostkowych!) występuje również zjawisko POWOLNEJ SPOCZYNKOWEJ DEPOLARYZACJI; -istotna rola w typowych m trzewnych gdzie zjawisko występowania rytmicznych wahań potencjału błonowego (TZW FALE WOLNE) warunkuje sprawną czynność skurczową (PERYSTALTYKĘ) -tylko w pewnej grupie, warunkowana przez powolny dokomórkowy napływ jonów Ca2+ (jak w układzie bodźcoprzewodzącym serca) który zmniejsza wartość p. spoczynkowego az do wartości potencjału progowego (napływ Na+ i typowy iglicowy potencjał czynnościowy) Dzięki temu zdolność do automatyzmu (komórki rozrusznikowe) -depolaryzacja rozprzestrzenia się dzięki gap junctions (koneksony) -połączenia nie są tak scisłe jak wstawki w sercu przez co następuje DEKREMENTACJA potencjału (stopniowo wygasa)

Ca2+ do miesni gładkich napływa także spoza komórki -dzięki kanałom wapniowym bramkowanym elektrycznie (typu L) i uczestniczą w generwaniu potencjalu czynnościowego i spoczynkowej depolaryzacji komó®ek -brak za to kanalików T (jej rola kaweole, niewielkie zagłębienia) -brak cystern brzeżnych (uzależnienie od napływu Ca2+)

MOLEKULARNY MECHANIZM -skurcz zaczyna się w momencie wzrostu Ca 2+ (co najmniej 5 krotny) -Ca2+ są wychywtywane przez kalmodulinę i pod wpływem kompleksu Kalmodulina-Ca2+ dochodzi do aktywacji KINAZY ŁAŃCUCHÓW LEKKICH MIOZYNY (MLCK – Myosin Light Chain Kinase) która

fosforyluje cząsteczki miozyny W aktywacji MLCK uczestniczą także pewnie dwa inne białka – KALPONINA i KALDESMON -w stanie rozkurczu są związane fizycznie z tropomiozyną i aktyną -hamują aktywnosc ATPazową miozyny (co przyczynia się do blokowania interackji pomiędzy aktyną i miozyną) -powstanie kompleksu kalmodulina-Ca2+ dezaktwuje oba białka i odblokowuje aktywnosc ATPazowej miozyny

UFOSFORYLOZWANA MLCK katalizuje fosforylacje lekkich łancuchow miozyny (regulatorowych) które zmieniają przestrzenne ulozenie głów i aktywacje ATP-aze miozynową

Rozkurcz -> defosforylacja cząsteczek z udziałem MLCF (Myosine light chain phosphatase, fosfataza łąncuchow lekkich miesni gładkich) -rozkurcz jest efektem spadku Ca2+ poniżej 0,1 umol/l -spadek przez SERCA który do ER pompuje gdzie Ca2+ jest wiązane przez białko KALRETIKLNĘ -także pompa wapniowa i antyport z jonami Na+ (3Na+/Ca2+) MIMO WSZYSTKO USUWANIE CA2+ TRWA DŁUZEJ NIŻ W M. SZKIELTOWYCH -> DŁUZSZY CZAS SKURCZU M. GŁADKICH

W czasie skuruczu -> rzadziej się tworzą i rozrywają mostki poprzeczne, utrzymuje się relatywnie dłuższy czas połączenia -pozwala to na napięcie stałe mięśnia przy niskim koszcie ATP (nie jest potrzebne kolejne az do rozerwania mostka) JEST TO TZW MECHANIZM ZATRZASKU (LATCH MECHANISM) -obecny np. w miesniowce dużych naczyń tętniczych (utrzymywane wysokei napiecie stale) ODPOWIEDZIALNY ZA TO JEST SPADEK AKTYWNOSCI ENZYMATYCZNEJ MLCK i FOSFATAZY MIOZYOWEJ (MLCF?) W CZASIE TRWANIA SKURCZU

REGULACJA 1.Miesnie typu jednostkowe -pod wpływem stężenia Ca2+ (różne czynniki na to wpływają) -podatne na związki z krwi jak (nor)adrenalina, ACH, angiotensyna i oksytocyna; ZWIEKSZAJĄ ONE PRZEPUSZCZALNSOC DLA CA2+ (BŁONY KOM I ER) -obecnosc komorek rozrusznikowych; (generacja spoczynkowa depolaryzacje blony kom, tzw fale wolne); w efekcie nawet bez implusów z zew znajduja się w stanie NAPIĘCIA TONICZNEGO -przyczyną teog napięcia jest sumowanie bodźców humoralnych (krwiopochodnych) i z AUN które mogą nakładac się na samoistnie generowany rytm pobudzenia Oprócz tego – charakterystyczna jest ich WRAŻLIWOŚC NA ROZCIĄGANIE

-błona miocytu rozciągana zwieksza przepuszczalność dla Ca2+ i Na+ i skurcz; jest to mechanizm regulacyjny chroniący przd nadmiernym rozciągnieiem (np. pełnego jelita) -jednoczesnie m gładkie maja znaczna elastyczność, zwłaszcza m macicy (po rozciagnieicu m utrzymywany jest on w tym stanie jeszcze jakiś czas, dopiero potem stopniowo się zmniejsza)

UNERWIENIE M GŁADKICH -m gładkie unerwione przez współczulny i przywspółczulny -WYJĄTEK – NACZYNIA KRWIONOSNE, TUTAJ WSPÓLCZULNY DOMINUJE -Macica pod minimalna kontrolą -Sciany przewodu pokarmowego przez ENS (enteric nervous system, sploty jelitowego ukł nerwowego)

PRZEKAŹNICTWO NERWOWO-MIĘSNIOWE -zamiast złączen nerw-mies typowych (brak płytki motorycznej), zamiast tego żylakowate rozszerzenia aksonu; w nich ziarnistości (pęcherzyki synaptyczne) -niewielka specjalizacja błony przylegającej do żylakowatosci -80-120 nm ma szczelina synaptyczna; ale są i większe, gdzie uwalniany neuroprzekaźnik może oddzialowywac tez na okoliczne komórki -może być hiper (Cl-) lub depolaryzacja (Na+, Ca2+) -neuroprzekaźnik bardziej działa metabolicznie niż jonotropowo, za pomocą przekaźników wtórnych jak IP3, DAG, cAMP, cGMP (SPRZĘŻENIE FARMAKOCHEMICZNE!) W EFEKCIE SKURCZ BEZ POTENCJAŁU POSTYNAPTYCZNEGO! -receptor metobotropowy->białko G->aktywacja postaci błonowej fosfolipazy C (PLC, phospholipase C) -Enzym ten (PLC) katalizuje reakcje hydrolizy fosfatydyloinozytolo-2-fosforanu (PIP2) do IP3 orad DAG -IP3 do receptora w ER (IP3-gated-Ca2+Channel) i uwalnianie Ca2+ z ER -jednoczesnie DAG hamuje aktywnosc MLCF co przedłuza czas skurczu

Hormony nie inicjują nowych czynności, a jedynie Modyfikują (+/-) już instniejącą aktywnosc komórek Ukł dokrewny scisle wspolracuje z układem nerwowym i immunologiczyum w utrzymaniu homeostazy

Hormon – sub wydzielana przez dokrewne kom gruczołowe do otaczającego ją środowiska (płyn zewnątrzkomórkowy, krew, chłonka, itp.) transportowaną do komórek docelowych, działających na komórki docelowe, za pośrednictwem swoistych receptorów, wywołujące w komórce docelowej zmiany czynnościowe i/lub morfologiczne Mogą mieć dziąłanie -intrakrynne (wpływ na komórki które je wytworzyły i uwolniły do płynu WEWNĄTRZkomórkowego -autorkynne (wpływ na komórki które je wytworzyły i uwolniły do płynu ZEWNĄTRZkomórkowego

-parakrynne (oddziaływanie na komórki sąsiadujące z komorkami, które uwolnily hormony do przestrzeni zewnątrzkomórkowej) -endokrynne (do komorek docelowych przez krew) -neuorkrynne (neuoprzekaźnik uwolniony do krwi, stąd do docelowej komórki)

Zazwyczaj działenia hormonow nie ogranicza się do jednej tkanki ale ma charakter WIELONARZĄDOWY Często ze sobą współdziałają: 1.Synergistycznie - np. kortyzol i glukagon razem dają lepszy efekt pobudzania glukonegenezy niż gdyby zsumować efekt każdy z nich z osobna 2.Permisyjne (ułatwiające) – np. zmiany w ukł krążenia wywołanie przez katecholaminy są znacznie większe, jeśli zachodzą w obecności kortyzolu (sam kortyzol na to za bardzo nie działa) 3.Wchodzą w skład redundancyjny z AUN (rendunancja – nadmiar w stosunku do potrzeby) – np. kontrola stężenia glukozy we krwi – biorą udział katecholaminy z rdzenia nadnerczy i zakonczen adrenergicznych ukł współczulnego a także glukagon) Pętle sprzężeń zwrotnych: 1. Pętla ultrakrótka (hormon podwzgórzowy już działa od razu na wydzielanie hormonów podwzgórzowych) 2.Pętla krótka (hormon przysadkowy działa na wydzielanie hormonów podwzgórzowych) 3.Pętla długa (hormon z gruczolu dokrewnego działa na wydzielanie hormonów podwzgórzowych [także przysadkowych]) + klasyczna definicja ukł dokrewnego jest cienszka bo wiele sub typu limfokiny czy serotonina, prostaglandyny mogą działać jak hormony a także narządy nie będące gruczołami dokrewnymi (serce, nerki) mogą je wytwarzać

Trzy rodzaje grup hormonów: 1.Pochodne aminokwasów -adrenalina, dopamina, tyroksyna (T4) Trijodotyronine (T3) i melatoninę; -rozpuszczalne w wodzie - z trudem przenikają przez bariery lipidowe (wyjątek T3, T4 i melatonina) -T3, T4 i melatonina są aktywne po podaniu doustnym a adrenalina i noradrenalina nie (czy to efekt tego, ze nie przechodzą przez błony? Kto wie.) – nie bo estradiol np. jest niepolarny a się nie wchłania; 2.Związki Polipeptydowe -od trójpeptydu (np. TRH) do bardziej zlozonych (GH to np. 191 aminokwasów) -rozpuszczalne w wodzie -tylko receptory w błonie komórkowej -krótki okres połowicznego rozpadu -po podaniu doustnym pozostają nieaktywne

3.Pochodne cholesterolu (hormony steroidowe) -kora nadnerczy i gonady + aktywna forma wit D3 (kalcytriol) -rozpuszczaja się w tłuszczach (i z łatwością przez bariery lipidowe przenikają) wywiarając wpływ także na CNS -receptory wewnątrzkom.

REGULACJA WYDZIELIANIA DOKREWNEGO 1.Nerwowa -przez AUN; -np. uwalnianie insuliny z kom B zależy m. in. Od pobudzenia pozazwojowych nerwów cholinergicznych nerwow współczulnych -uwalnianie katecholamin – od pobudzania przedzwojowych włoikien cholingericznych nerwow współczulnych -niektóre hormony (np. prolaktyna, oksytocyna) uwalniane są z narządów w odpowiedzi na drażnienie receptorów nerwowych znajujdacych się w gruczołach stukowych czy kanale szyjki macicy -czasami po prostu neurony same uwalniają hormony (wazopresyna i oksytocyna) 2.Hormonalna -hormony tropowe 3.Metaboliczna -substraty lub produkty metaboliczne wplywaja na wydzielanie dokrewne -np. glukoza której poziom w osoczu kontroluje uwalnianie insuliny i glukagonu -albo jony Na+/K+ na aldosteron -czy Ca2+ na parathormon

BIOSYNTEZA HORMONÓW 1.Polipeptydowe -w RER -od azotowego (N) końca cząsteczek -pierw powstaje prohormon albo preprohormon z HYDROFOBOWYM PEPTYDEM SYGNAŁOWYM przy N konocwym aminokwasie -dzieki temu hydrofobowemu końcowi przenika przez blony ER i wnika do aG w którym zostaje uformowany przez enzymy w hormon ostateczny (peptyd sygnały jest oddzielany) -ostateczna forma jest magazynowana w ziarnistościach komórki dokrewnej -aktywnosc prohormonu zwykle mniejsza niż zwykłego hormonu 2.Steroidowy -Biosynteza i wydalanie niejako ex tempore (w danym momencie); czyli wkrótce po pobudzeniu komórek gruczołu dokrewnego

-prekursor (cholesterol) liczne zmiany; początkowo w mitochondriach, potem w ER i końcowe procesy steroidogenezy znowu związne są z mitochondriami -bez tworzenia ziarnistości są wydalane od razu -tak samo nasze trijo aminokwasów przechodzących przez błone lipidową nie są spichrzane i od razu spieprzają

UWALNIANIE HORMONÓW

-bodźce; właśnie wytworzony hormon lub zmagazynowane; -transport do miejsca celowego może się odbywać z pomocą: a)biernej dyfuzji błony komórkowe b)transport ułatwiony c)transport aktywny d)pinocytoza (np. pobieranie tyreoglobuliny) e)Egzocytoza (hormony polipeptydowe – insulina, glukagon etc) Podstawowe uwalnianie -> charakter pulsacyjny Bodźce -> chwilowy wzrost wydzielania; Rytmy wydzielania hormonów: a)co godzine – wydzielanie okołogodzinowe b)w cyklu 24h – okołodobowe (np. melatoniny miedzy 2 a 5 godziną najwyższe stężenie w osoczu) c)w cyklu ok 30 dniowym – okomiesieczny d)rocznym – okołorocznym lub sezonowym

TRANSPORT W OSOCZU -wiekszosc w postaci nieczynnej, związanej z białkami osocza (rodzaj magazynów -> zabazpiecza przed szybkim metabolizmem i wydalaniem); -nieliczne w postaci wolnej; te w stanie równowagi dynamicznej z tymi związanymi Stąd więc -> dynamika syntezy białek transportowych jest jednym z wielu czynnikow regulujących aktywnosc hormonalną Booooo ilość tych białek DECYDUJE O STEZENIU BIOLOGICZNIE AKTYWNEGO HORMONU! Przykłady to np. kortyzol z transkortyną albo hormony płciowe i SSBG (sex steroid-binging globulin; globulina wiążąca steroidy płciowe)

RECEPTORY 1.Jądrowe 2.Cytoplazmatyczne 3.Błonowe -większoc polipeptydowych -białko G i przekaźnik wtórny (cAMP, cGMP, Ca2+, IP3, DAG) -aktywacja kinazy białkowe, które aktywują enzymy i jazda Trochę inaczej działają recepotory błonowe związane z kinazą tyrozynową -już przyłączenie receptora fosforyluje kinazę tyrozynową (która jest zakotwiczona w błonie ) -

INSULINA -połączenie horomonu z receptorem pozwala na wiązanie kinazy tyrozynowej i jego autofosforylacje (GH) Hormony steroidowe (cytoplazmatyczne, jądrowe) -> hormony aktywuje czynnik transkrpycyjny który leci do jądra (albo już tam jest) i łącza się tam z odpowiednim framgendem DNA jądra (HRE – hormon response element) Gdy brak hormonow ich bialka recpetorowe tworza w cytoplazmie połaczenia z białkami HSP (heatshock proteins) RECEPTORY DLA HORMONOW TARCZYCY I WITAMINY D3 -> trwale związane ze specyficznymi framgentem genomu tarczycy

METODY OZNACZANIA HORMONÓW 1.Biologiczne -ograniczona czułość, mała swoista (in vivo/in vitro określając efekty ich działania) 2.Fizyko-chemiczne -fluorometryczne czy kolorometryczne; dalej stosowane w oznaczaniu amin katecholowych czy hormonow steroidowych 3.Radiometryczne -przeciwciała (RIA); rozpoznają piko lub nanogramowe stężenia

HORMONY PODWZGÓZA 1.Wazopresyna argininowa – AVP; zwana tekże hormonem antydiuretycznym (ADH) -cykliczny nonapeptyd; -masa cząśteckzowa to 1084 -biologiczne półtrwanie to 18 min -inaktywacja w wątrobie i nerkach -wydzielany ciągle w małych porcjach

Ogólnie to powstaje jako preprohormon w: 1.Jądrze nadwzrokowym (główne źródło AVP – wzrokowe-wazopresyna) 2.Jądro przykomorowe (N)-peptyd sygnalny-AVP-Neurofizyna II-(C)

Pobudza wydzielanie Wzrost ciśnienia osmotycznego i PMR o 1-2% ponad wartość prawidłową

Hamuje Spadek ciśnienia osmotycznego płynów ustrojowych

Zmniejszenie objętości i ciśnienia tętniczego krwi Angiotensyna II Nikotyna Prostaglandyny Pobudzenie OUN przez czynniki stresowe np. uraz fizyczny, bodźce emocjonalne, ból

Wzrost objętości i ciśnienia krwi Kortyzol Alkohol Przedsionkowy peptyd natriuretyczny (ANP – antral natriuretic peptide) Hormony gruczołu tarczowego

Ogólnie to podstawową rolą AVP jest utrzymanie prawidłowej OSMOLARNOSCI płynów ustrojowych i prawidłowego CIŚNIENIA KRWI Działają na recepetory: V2 -błonowe -wtórnie cAMP -w kom. kanalików dystalnych i zbiorczych nerek -wbudowywane są do błony kom. obecne w cytoplazmie akwaporyny -woda z moczu do płynu zewnątrzkomórkowego V1a -W stanach patologicznych np. pokrwotocznych gdy znacząco wzrasta ilość hormonu -skurcz naczyń krwionośnych (miesniowka gładka) V1b -działając na niego AVP wzmaga uwalnianie ACTH z przedniego płata przysadki -dzieki temu POŚREDNIO wpływa na proces steroidogenezy w korze nadnerczy

Klinczne 1 MOCZÓWKA PROSTA (Diabetes insipidus) -najczęstsze zaburzenie wydzielania AVP -niedobor AVP -poliuria i polidypsja -jako zmiany pierwotne od podłożu idiopatycznym lub w następstwie uszkodzenia szlaku nadwzrokowo-przysadkowego w obrębie podwzgórza i lejka 2.Zespół niedostosowanego wydzielania ADH -nadmierne wydzielanie AVP skutek niektórych leków (tiazydy, karbamazepiny) -rozwój nowotworów (np. płuc, dwunastnicy, trzuski, mózgu) wydzielających ektopowo AVP (guzy

ektopowe to hormonalnie czynne) -zatrzymanie wody w organizmie a przez to spadek stężenia Na+ w osoczu krwi, hipoosmolalnosci osocza i wydalania zagęszczonego moczu

2. OKSYTOCYNA (OXY) -cykliczny nonapetyd o masie cząsteczkowej 1007 -w przeciwieństwie do AVP uwalnia się okresowo zna drodze odruchowej w wyniku podrażnienia receptorów brodawek sutkowych (np. ssanie piersi) czy receptorów szyjki macicy i pochwy (poród, stosunek płciowy) -wytwarzanie jej jest wzmagane przez ESTROGENY a hamowane przez PROGESTERON i KATECHOLAMINY -preprohormon z neurofizyną I

Powoduje -skurcz komórek mioepitelialnych pęcherzyków gruczołów mlecznych i przewodów wpyrowadzających (ułatwianie wydalania mleka z gruczołow sutkowych) -Ogólnie to wydzielanie OXY współistnieje z wydzielaniem PRL; przypuszcza się, ze male ilości OXY przedostają się do przedniego płata przysadki i tu pobudzają wydzielanie prolaktyny Skucze miesni gładkich macicy (umozliwa poród!) -pod koniec ciąży i podczas porodu -> mniej progesteronu, więcej OXY inicjującego skurcze macicy -nasila się w miare rozciągania szyjki macicy przez przesuwający się płód ->drażnienie receptorów i wzmaganie wydzielania OXY (dodatnie sprzężenie zwrotne!) W czasie ciąży -> wzrasta stężenie we krwi oksytocynazy, enzymu rozkładającego OXY (hamuje akcje porodową; przed porodem następuje jednak NAGŁY SPADEK stężenia tego enzymu -> pozwala to na wyznaczenie zbliżającego się porodu) W akcie płciowym i zapłodnieniu ->wzmaga się jej wydzielanie podczas seksu; skurcze macicy powoduje >skurcze te umozliwaja transport nasienia w kierunku jajowodów (i zapłodnienie!) U mężczyzn poziom OXY w osoczu krwi jest taki sam jak u kobiet i wzrasta w czasie orgazmu przy czym rola tego hormonu nie jest w pełni jasna

PODWZGÓRZOWE HORMONY -na płat przedni przysadki działają za pomocą wtórnych przekaźników (Ca2+, cAMP lub fosfolipidy blonowe) -tu jest takie ciekawe zdanie którego nie do końca rozumiem chyba, wiec napisze swoja interpretacje może potem mnie olśni; Pulsacyjny charakter wydzielania decyduje o wrazliwosci receptorow przysadki na ich działanie:

1.Ciągłe uwalnianie dużej ilości hormonow z podwzgórza prowadzi do spadku aktywności hormonalnej przysadki (down regulation -> wszak sprzężenie zwrotne ujemne) 2.Odpowiednia częśtość pulsów zwiększania wrażliowsc receptorów przysadki na działanie tych hormonów; (up regulation)

PRZYSADKA I JEJ HORMONY -średnica 1 cm i masa 0,5-0,7g -w zagłębieniu kosci klinowej Z dwóch części: 1.Płąt przedni z kieszonki przysadkowej Rathkego 2.Płat tylny, część mózgowia W obrębie przysadki idzie wyróżnich 5 podstawowych komórek gruczołowych;

Komórki przysadki Somatotropowe (K) Laktotropowe (K) Kortykotropowe (Z) Gonadotropowe (Z) Tyreotropowe (Z)

Udział w populacji kom. przysadki 40-50% 10-25% 15-20% 10-15% 3-5%

Hormon przysadki

Narząd docelowy

GH PRL ACTH* LH i FSH TSH

Tkanki obwodowe Gruczoły sutkowe Kora nadnerczy Gonady Tarczyca

K - kwasochłonne Z -zasadochłonne *Warto zaznaczy ze ACTH należy do grupy sub. Powstających z prohormonu zwanego Pro-OpioMelono-Kortyną (POMC) z którego powstają nie tylko ACTH ale także Beta-lipotropina (B-LPH) i niewielkie ilości Beta-endorfiny

HORMON WZROSTU – GROWTH HORMONE; Zwany także Somatotropiną (STH;Somatotropic Hormone) -podstawowy hormonalny (pozagenetyczny) czynnik pobudzający wzrost organizmu -prosty łańcuch polipeptydowy, 191 aminokwasów -duża swoistość gatunkowa (tylko człowieka i małpy będzie działał na innego człowieka – duza swoistość receptoru u naczelnych)

Stężnie GH w surowicy (co innego kurwa mówi tekst a co innego tabelka) tekst: -najwyzsze w okresie życia płodowego i u noworodków -potem spada, ale u dzieci az do zakończenia dojrzewania płciowego jest znacznie większe niż u dorosłych

Ponadto: 1.Zależy od płcu – u kobiet większe (zwłaszcza przed owulacją!) -> przez ESTRADIOL 2.Ma rytm okołodobowy – szczyt w nocy, w fazie NREM a spada w ciągu dziennego czuwania; Dwa hormony podwzgórza regulują jego wydzielanie – GHRH i GHIH (somatostatyna); miedzy nimi a GH występuje ujemne sprzężenie zwrotne; Inne czynniki wpływające na jego wydzielanie:

POBUDZANIE GHRH Spadek stężenia glukozy Spadek stężenia WKT Wzrost steżęnia aminokwasów Agoniści receptorów alfa-adrenergicznych Głód, grelina EA DAS E (Estrogeny/Androgeny, Dopamina, Acetylocholina/Serotonina, Enkefaliny)

HAMOWANIE GHIH (somatostatyna) Wzrost stężenie glukozy Wzrost stężenia WKT Somatomedyny Agoniści receptorów B-adrenergicznych GH Kortyzol

GH wpływa na liczne tkanki -gł miesnie, tk tłuszcz, przew pokarmowy oraz wątrobę -działa za pośrednictwem swoistych receptorów (złożone z 620 aminokwasów) GH powoduje uruchomienie kaskady szlaku JAK2-STAT -składowe JAK2-STAT po uaktywnieniu przez kinazy zależne od GH stają się aktywnymi czynnikami transkrypcyjnymi (aktywacja genów w jądrze) -JAK2 należy do rodziny cytoplazmatycznych kinaz tyrozynowych (rodzina Janus) -czynniki STAT stanowią rodzine nieaktywnych cytoplazmatycznych transkrypcyjnych, które po wywołanej przez JAK fosforylacji wędrują do jądra i aktywują tamtejsze geny

Efekty tego działania – widoczne dopiero po upływie kilku godzin (lub dni!) Synteza receptorów dla GH w jego obecności! (ale także insulina lub estrogeny mogą stymulować) -ale hamowana w czasie głodzenia GH bierze udział w metabolizmie białek, tłuszczów, węglowadnów i regulacji gospodarki mineralnej działając na tkanki bezpośrednio lub POŚREDNIO poprzez związane z insuliną somatomedyny (IGF-1 i 2 insuline-like growth factor 2) GH – antyinsulinowe działanie; IGF – insulinopodobne (np. wzrost syntezy lipidów, wzrost spalania glukozy, zahamowanie działa lipolitycznego adrenaliny etc) IGF -> hamuje wydizelanie GH jak i GHRH

GH -główny czynnik pobudzający przyrost masy ciała, mózgu, tk limfatycznej i narz płciowych w młodym wieku -lipolitycznie działa, uwalniając WKT i glicerol do krwi (DZIAŁANIE KETOGENNE) -gdy działa bezpośrednio na tkanki, GH hamuje transport glukozy do kom i proces glikolizy -po podaniu GH obserwuje się wzrost stężenia glukozy we krwi (zmniejszenie jej zużycia w kom a częściowo glukoneogeneza z aminokwasów) -zmnijesza tolerancje ustroju na glukozę i pobudza wydzielanie insuliny; efekt ten może być spowdowany bezpośrednim działaniem GH na trzustkę jak i wzrostem glukozy, WKT i ciał ketonowych we krwi -przy dłuższym steosowaniu -> hiperglikemia stąd przyjmuje się, ze GH działa DIABETOGENNIE

Na gospodarkę hormonalną: -wzmoznienie wchłaniania wapnia z jelit Ca -ZATRZYMANIE W USTROJU elektrolików jak sód, potas, fosforany, NaKP -oddziaływanie na przemianę wapniowo-fosforanową (wzrost aktywności metabolicznej tk kostnej; wzrost kosci długich w obrębie CHRZĄSTEK NASADOWYCH) ponadto – GH ma możliwość wiązania się receptorem PRL i tym samym troficznie działać względem kom gruczołu sutkowego

HORMON WZROSTU (GH) – antyinsulinowe efekty GH Mięsień

Wątroba

Tk. Tłuszczowa

Wzrost wychwytu aminokwasów Wzrost syntezy białka Spadek wychwytu glukozy Wzrost masy mięśniowej

Wzrost syntezy białka Wzrost syntezy RNA Wzrost glukoneogenezy Wzrost wytwarzania SOMATOMEDYNY

Spadek wychwytu glukozy Wzrost lipolizy Spadek tkanki tłuszczowej

SOMATOMEDYNY – INSULINOPODOBNE EFEKTY GH IGF-1 IGF-2 (liczne (chondrocyty) narządy, tkanki) Wzrost syntezy Wzrost syntezy kolagenu białka Wzrost syntezy Wzrost syntezy białka RNA Wzrost proliferacji Wzrost syntezy komórek DNA Wzrost linijny Wzrost wielkości i liczby komórek – wzrost tkanek i wielkości organów ciała

Nadmierne wydzielanie GH przez gruczolaka komórek kwasochłonnych 1.U dorosłych – AKROMEGALIA -miejscowy przerost kości; zwłaszcza czaszki i żuchwy -braz wzrostu liniowego (wcześniejsze zarosnieciu chrząstek nasadowych kosci długich)

2.U dzieci i młodzieży – gigantyzm -nadmierny liniowy wzrost kosci -często niedoczynność gonad, opóźniająca zarastanie chrząstek przynasadowych -wraz z IGF-1 procesy te prowadzą do gwałtowanego wzrostu Zaś zmniejszony lub całkowity brak GH oraz niedobór gonadotropin 1.Karłowatość; -idiopatyczna lub guz w obrębie siodła tureckiego -również zmiany zapalne lub pourazowe -główny objaw to zahamowanie wzrostu przy prawidłowej budowie ciała -zazwyczaj uwidacznia się w 2-3 rż -w ciągu kolejnych lat zycia dynamika wzrostu jest wciąż uposledozna -u dzieci starszych zaburzone dojrzewanie płciowe -Rozwoj umysłowy bez INSTOTNYCH odchyleń od normy

PROLAKTYNA – PRL -polipeptyd z 198 aminokwasów -ilosc kom lakototropowych wzrasta w czasie ciąży i laktacji oraz pod wpływem działania estrogenów; REGULACJA WYDZIELANIA; Pobudzenie

Hamowanie

PRH Estrogeny Oksytocyna Serotoina Drażnienie brodawek sutkowych Stres Ciąża VANG (VIP, Angiotensyna II, Neurotensyna, Galanina VIP – wazroaktywny Peptyd Jelitowy

Dopamina (PIH) lub PIF - prolaktostatyna Somatostatyna Prolaktyna GABA

PODSTAWOWA FUNKCJA PRL – pobudzanie laktacji! -jej wzrost rozpoczyna się w okresie ciąży (wysokie stężenie estrogenów -> zwięksa liczbę komorek laktotropowych + ich wrażliwość na inne czynniki pobudzające Wysokie stężnie PROGESTERONU w okresie ciaży -> hamuje uwalnianie PRL -> dopier po porodzie, wydaleniu łożyska i obniżeniu stężenie progestseronu Gdy noworodek po porodzie nei jest karmiony naturalnie – steżęnie PRL w osoczu spada w ciągu 3-6 tyg do wartości sprzed ciąży

-drażnienie mechanoreceptorów brodawek sutkowych (karmienie niemowlęcia) pobudza uwalnianie PRL, zwłaszcza w ciągu 8-12 tyg od porodu

W okresie dojrzewnia płciowego -> Prolaktyna razem z estrogenami, progesteronem, kortyzlem i GH pobudza rozwój gruczołów, sutkowych – gł PRZEWODÓW MLECZNYCH KGH-PEP W okresie ciąży -> stymuluje rozwój apartu wydzielniczego; Po porodzie – razem z Insuliną i Kortyzolem (PIK) odpwiadają za wytwarzanie mleka WYSOKIE STEZENIE PRL -> hamowanie GnRH (hormon gonadotropinowy) a tym samym FSH i LH hamując owulacje Prolaktyna jest wytwarzana też przez kom ukł immuno oraz komórki macicy w okresie ciąży -PRAWDOPODBNIE BIERZE UDZIAŁ W PROCESACH WARUNKUJĄCYCH IMMUNOLOGICZNĄ TOLERANCJE TKANEK PŁODU Normalnie wydzielanie PRL jest tonicznie hamowane przez PIF (prawdopodobnie dopamina) oraz pobudzane przez PRH (nie wiadomo co to; możliwe ze oksytocyna lub TRH) -wytwarzanie PRL charakteryzuje RYTM dobowy – szczyt w godzinach nocnych

NADMIERNE WYDZIELANIE PRL -najczestsza patologia w zakresie ukł podwzgórzowo-przysadkowego wywołanym gruczolakiem przedniego płata przysadki U kobiet – brak miesiączki i mlekotok; U mężczyzn – mlektok i zmniejszone libido/impotencja u mężczyzn

HORMONY TROPOWE PRZYSADKI TSH – Mukoproteina Gonadotropiny – glikoproteiny ACTH – polipeptyd CZEŚĆ POŚREDNIA PRZYSADKI -z wyjątkiem okresu życia płodowego nie ma u człowieka iwększego znaczenia funkcjonalnego; -jej komórki, podobnie jak komórki zasadchołonne przedniego płata przysadki wytwarzają POMC -POMC jest także wytwrzaona w podwzgó®zu, płucach, przewodzie pokarmowym i łożysku (P-P-PP-Ł) IL -plat srodkowy AL. - przedni CZĄSTECZKA POMC; (N)peptyd sygnaly ; Y-MSH ; ACTH; B-LPH (C) -rozkład w IL i AL do fragmentu N Końcowego, ACTH, B-LPH ; -z N końcowego y-MSH w IL i AL

ACTH -> na a-MSH i CLIP (proces zachodzi w IL) B LPH -> na y-LPH i B-endorfinę (szybko w IL, wolno w AL.) Y-LPH > B-MSH a B-endrofina - >Met-enkefalina

W płącie pośrednim przysadki z POMC powstaje -CLIP (cortoctropin-like intermiadiate lobe peptide; kortykotropowopodobny peptyd cz. Pośredniej przysadki) -B-LPH (hormon lipotropowy) -B-endorfia -hormony melanotropowe (a-MSH i B-MSH) Hormony melantorpowy nie funkcjojuja jako odrębne cząsteczki; u zwierząt są odpowiedzialne za rozporszenie melaniny w skórze; -nie stwierdzono ich w osoczu krwi ani nie określono roli fizjologicznej -ale melanocyty maja receptory melanotropowe (powinowactwo do MSH i do ACTH) -ACTH zawiera sekwecnje a-MSH; a tym samym może łączyc się z receptorem MSH ->> W STANIE NADMIERNEGO WYDZIELANIA ACTH POJAWIA SIĘ HIPERPIGMENTACJA SKÓRY (przez ACTH na melanocyty)

HORMONY RDZENIA NADNERCZY -z ektodermy -komórki chromochłonne -podlegają bezpośredniej kontroli ukł współczulnego Inne, mniejsze skupiska komórek chromochłonnych, które towarzyszą zwojom i splotom współczulnym to tzw CIAŁKA POZAZWOJOWE (paraganglia)

Rdzeń nadnerczy wytwarza trzy aminy katecholowe 1.Dopaminę 2.Noradrelaninę (NA) 3.Adrenalinę (A) -powstają one w rdzeniu z tyrozny; do 5 etapów

1.Tyrozyna ----Hydroksylaza tyrozynowa - dopa -Hydroksylaza tyrozynowa hamowana jest przez dopaminę, NA i A; -stymulowana przez ukł współczulny 2.Dopa –Dekarboksylaza dopamina 3.Dopamina ---B-hydroksylaza dopaminowa Noradrenalina (norepinefryna) -etap stymulowany przez ukł współczulny 4.Noradrenalina ---N-metylotransferaza ADRENALINA (epinefryna) -N-metylotransferaza jest pobudzana przez glkokorykoidy (np. Kortyzol)

-Kora ma więc wpływ na rdzeń nadnerczy -Przerost kory = przerost rdzenia’ uposledzona czynność kory = zanik rdzenia;

NA i A są gromadzone w osobnych ziarnistościach (Dopamina może tez, ale chuj wie) W tych ziarnistościach oprócz NA i A są takżę 1.ATP 2.Nukleotydy 3.enkefaliny 4.B-endorfiny 5.neuropeptyd Y (NPY) 6.chromogranina 7.Inne białka 8.Lipidy

Czynnik uwalniający kom rdzenia do wydzielania amin -> ACETYLOCHILINA (uwalniana na zakończeniach przedzwojowych wł współczulnych) Uwalnianie amin katecholowych to konsekwencja pobdzenia AUN przez różne bodźce; 1.Hipoglikemie 2.Hiposksje 3.głód 4.Ból 5.Emocje (Strach, gniew, złość) 6.Stan wstrząsowe itd. -bodźce z kory mózgowej i ukł limbicznego do podwzgórza i jego osordku kontrolujący AUN -> pobudzenie ukł współczulnego Stężenie A spada w czasie snu; Steżęnie NA nie wykazuje większych zmian dobowych

Aminy katecholowe są szybko inaktywowane dzięki dwóm enzymom 1.MAO (monoamine oxidase, oksydaza monoaminowa) -odszczepia grupę metyloaminową i powoduje przemianę adrenaliny w KWAS DIHYDROKSYMIGDAŁOWY (substrat dla COMT) 2.COMT (catechol-O-methyltransferase, katecholo-O-metyloytansferazie) -Kwas dihydroksymigdałowy w kwas 3-metoksy-4-hydroksymigdałowy zwany także KWASEM WANILINO-OKSYMIGDAŁOWYM (VMA) – stanowiącym ok 40% wydalanych z moczem produktów przemian katecholamin -COMT przekształca tez bezpośrednio NA i A w normetanefrynę i metanefrynę (50% metabolitów amin wydalanych z moczem)

Nieznaczna ilość amin katecholowych (ok 5%) wydalana z moczem w stanie niezmieonej

COMT – we wszystkich tkankach występuje, ale najaktywniejszy w: 1.Osoczu 2.Nerkach 3.Wątrobie gdzie aminy katecholowy są najsilniej inaktywowane i następnie sprzęgane z kwasem siarkowym lub glukuronowym; MAO – w cytoplazmie zakończne nerwowych (unieczynnia wychwytywane przez nie aminy katecholowe)

Tl;dr – metabolity katecholamin wydalane są z moczem

MECHANIM I ZAKRES DZIAŁANIA A I NA -efekty wielonarządowe -działająza pośrednictwem receptorów typu a1 i a2 oraz B1 i B2 A najsilniej pobudza receptory typu B, a słabiej typu a NA reguje głównie z receptorami a, słabiej z B1 a na B2 w ogóle nie ma wpływu; Intrakcja z receptorami B -> aktywacja cyklazy adenylanowej i wzrostu stężenia cAMP w komorakch docelowych z a2 (obecne na błonie PREsynaptycznej) -> zmniejsza zawartość cAMP z a1 -> zwieksza stężenie Ca2+ w kom docelowych

W układzie sercowo-naczyniowym pod wpływem katechlamin następuje 1.Wzrost częśtości skurczów serca i kurczliwości m. sercowego (zwiększenie objętości wyrzutowej i pojemności minutowej serca) 2.Skurcz tętniczek krążenia skórnego, nerkowego i trzewnego z jednoczesnym rozkurcem tętniczek mięśniowych i wieńcowych -następowy wzrost ciś skurczowego -obniżenie rozkurczowego -zwiększenie amplitudy skurczowo-rozkurczowej -w efekcie tych zmian zwieksza się przepływ przez miesnie oraz utrzymuje się niezmieony przepływ sercow i mózgowy co zapewnia wydolność organizmu w czasie wysiłku fizycznego/stresie

Katechoalminy są także odpowiedzialne za: 1.Zahamowanie motoryki przewodu pokarmowego 2.Rozkurcz m. gładkich oskrzeli 3.rozszerzenie źrenic;

4.Zmniejszenie (gdy podraznia się receptory a) lub zwiększanie (gdy receptory B) uwalania AVP 5.aktywacje układu renina-angiotensyna-aldosteron (pobudzanie uwalniania reniny) 6.Intensyfukacja uwalaniania hormonów tarczycy 7.Zahamowanie agregacji płytek itd.; Ponadto katecholaminy, zwłaszcza adreanlina biorą udział w regulacji licznych procesów metabolicznych; należa do nich: 1.Pobudzenie glikogenolizy (wątroba i mięśnie) 2.Wzmozenie lipolizy oraz zwiększanie uwalniania WKT i ich metabolitów (ketogenne działanie?) 3.Pobudzanie glukoneogenezy w wątrobie 4.Hamowanie insulinozaleznego wychwytu glukozy przez miesnie i tk tłuszczową; 5.Zwiększanie nawet o 15% podstawowego metabolizmu 6.Pobudzenie procesów termogennych (działanie kaloriogenne) 7.Zmiany hormonalne -pobudzenie wydzialanie glukagonu -zahamowanie wydzielania insuliny Powodue to prawidłowe stężenie glukozy w surowicy krwi i dostateczne zaptrzenie OUN w glukozę -Zwiekszanie uwalniania katecolamin w czasie wysiłku wzmaga zużycie zapasow glikogenu w mięśniach, zużytkowanie przez wątrobę uwalnianych przez miesnie mleczanow i wykorzystanie WKT jak substratów energetycznych

GUZY CHROMOCHŁÓNNE (pheochromocytoma) -wywodza się z fragmentów komorek chromochłonnych nadnerczy/fragmentow tk chromochłonnej lezącej wzdłuż brzusznego odcinka aorty i tętnicy biodrwej -wydzielają do ukł krążenia A, NA i niekiedy dopaminę -też inne aktywne peptyd mogą być; AVP, somatostatyna, substancja P, VIP itd. U takich pacjentów stale nadciśnienie, okresowe zmiany napadowe (tachykardia, skurcz anczyn, nadmierne pocenie się, bladość, zmeczenie – z powodu gwałtwoanego uwalniania katecholamin)

HORMONY KORY NADNERCZY -niezbędny do życia! -po jego usunieciu lub zniszczeniu w ciągu 3-14 dni następuje smierc; -kora prawidłowo waży ok 4g Histologicznie skłąda się z 3 warstw 1.Warstw kłębkowatej (zona glomerulosa); -najbardziej zew -utworzona z nieregularnych gniazd i sznurów komórkowych; -wydziela głónie

2.Warstwa pasmowata (zona fasciculata) -pasma komorek, promieniście ulozone wzgldem torebki 3.Warstwa Siatkowata (zona reticularis) -sznury biegna w różnych kierunkach Warstwy te stanowią 80-90% masy nadnerczy

Ogólnie to; -nadnercza mają duże zdolności regeneracyjnej; -odnowa w każdej warstwie komorek; ale najitensweniejsza w części zewnętrznej warstwy pasmoatej i w warstwie kłębkowatej -stamtąd komórki w miare starzenia się wedruja ku srodkowi, do warstwy siatkowatej, będącej MIEJSCEMI ICH OBUMIERANIA; Proces odnowy, proliferacji i przemiany komórkowej oraz funkcje dokrewne kory są regulowane przez ACTH Receptory błonowe komórek; -wychwytuja cholesterol wiąząc lipoproteiny osocza bogate w cholesterol (LDL czy HDL) który następnie jest zestryfikowany i zmagazynowan w wakuolach cytoplazmatycznych Niewielka ilość cholesterolu powstanie w korze bezpośrednio z Acetylo-CoA W warunkach podstawowego wydzielania – gł źródłem wykorzystywanym do syntezy hormonow jest cholesterol z krwi W warunkach wydzielanai pobudzanego – aktywacja esterazy pod wpływem ACTH; wtedy hormony są tworzone z cholesterolu zmagazynowanego

MINERALOKORTYKOIDY

-warstwa kłebkowata nadnerczy zawiera enzymy tylko do ich produkcji (brak aktywności CYP17) -90% całej aktywności mineralokortkodiwoej przypada na aldosteron, a pozostałe 10% na DOC (deoksykortkosteron), kortykosteron i kortyzol; -Aktywnosc mineralokortykoidowa kortyzolu, głównego glikokortykodiu jest prawie 3000 razy mniejsza od aktywności aldosteronu, mimo ze stężenie kortyzolu w soczou krwi jest ok 2000 razy większe niż aldosteronu -tylko 60% aldosteronu obecnego we krwi jest związane z białkami oszocza; pozostałe w postaci wolnej -okres biologicznego rozpadu króki i trwa 20 minut

Wbrew pozorm, DOC i kortykosteron to prekursory aldosteronu

WYDZIELANIE ALDOSTERONU; -wbrew pozorom prawie niezależne od uwalniania reszty hormonów nadnerczy -uwalananie zależy w sumie od 4 podstawoych czynników; 1.Stężenie jonów K+ w płynie zewnątrzkomórkowym; 2.Aktywnosc układu renina-angiotensyna 3.Stężenie jonów Na+ w płynie zewnątrzkomórkowym 4.ACTH No i wbrew pozorom 1 i 2 najwazniejsza; -już niewielki wzrost K+ wywołuje wielokrotne zwieksaanie wydzielania aldosteronu oraz pobudzenie układu renina-angiotensyna; jony te działają bezpośredni na gruczołowe warstwy kory -Spadek stężenia Na+ w płynie zewnątrzkomórkowym o 10-20% wywołuje ok 2x wzrost wydzielania aldosteronu -a ACTH XD No chociaż jest konieczny do wytwarzania aldosteronu ma niewielki wpływ na jego ilość; Uwalanianie aldosteronu ma rytm okołodobowy -szczyt w godzinach rannych -rytm ten wiaze się ze zmianą pozycji ciała oraz wahaniami aktywności układu renina-angiotensyna

DZIALANIE ALDOSTERONU -podstawową rolą jest utrzymanie homeostazy w zakresie prawidłowego stężenia jonow Na+ i K+ w płynie zewnatrzkomorkwoym oraz jego objętości; -Efekt dopiero po ok 60 min od wzrostu jego wydzielania; -ta obsuwa jest wynikiem faktu, że jak na hormon steroidowy przystało musi wbić do komórki i zrobić swoje (mRNA etc) -działa na komórki kanalików nerkowych; Konsewkencją działania aldosteronu na te komórki jest więc: 1.Wzrost liczby kanałów błonowych dla jonów Na+ w błonie przyszczytowej komórek (czyli od strony światła kanalików) 2.Pobudzenie ATPazy Na+/K+ w błonie przypodstawnej 3.Wzrost ekspresji H+ATP-azy w błónie przyszczytowej oraz ilości wymmienikow Cl-/HCO3w boczno-przypodstawnej błonie KOMÓREK WSTAWKOWYCH -aktywnosc anhynrdazy węglowej dzięki czemu niborą udział w zakwaszaniu moczu i alkalizacji osocza; W wyniku tych zmian: 1.Zwiększa się wchłanianie zwrotne Na+ (tylko 2% przefiltrowanych jonów Na+ pozostaje pod kontrolą aldosteronu) 2.Wydzielanie jonów K+ przez komórki kanalików zbiorczych i w mniejszym stopniu kanalików dystalnych nerek 3.Wzrasta wydzielanie jonów H+ w tych kanalikach

Ponadto aldosteron pobudza wchłanianie jonów Na+ i wydzielanie jonów K+ przez komórki kanalików wyprowadzających gruczołów potowych, ślinowych oraz nabłonka jelitowego (gł okrężnica!)

Mechanizm działania aldosteronu na nerki: A.Jony Na+ poprzez kanały ENaC wchodzą do komórek głównych kanalików zbiorczych nerek, a następnie są wypompowywane przez ATPaze Na+/K+ do przestrzeni zewnątrzkomórkowej; B.Aldosteron wzmaga ekspresje SGK1 (serum glucocortycoid-induced kinase) która -zwiększa ilość ENaC w błonie dzięki fosforylacji i inaktywacji ligazy ubikwitynzajci Nedd4-2 -fosforyluje kanały ROMK (wydalające jony K+ do kanalika) -także wzrost ekspresji białek związanych z transportem Na+ (ENaC?) W komórkach wstawkowych – ułatwia trnsport H+ (wymienianych za Na+ z kanalików)

GLIKOKORTYKOIDY -w warstwie pasmowatej, w niewielkim stopniu w warstwie siatkwoatek -95% aktywności na kortyzol (hydrokortyzon) a pozostale 5% na kortykosteron (produkt pośredni tworzenia aldosteronu!) Tutaj warto zaznaczyć, ze syntetyczne glikokortykoidy jak DPM (deksametazon, prednizon, metyloprednizon) mają większą aktywnosc glikokotykoidową (deksametazon prawie 30 krotnie większą) niż hormony naturalne, ale za to nie wykazują lub wykazują znacznie mniejsze właściwości mineralkortykoidowe;

Kortyzol wiąże się we krwi głównie z a-globuliną, tzw TRANSKORTYNĄ; -w niewielkim stopniu także z albuinami -tak jak inne hormony, związany z białkiem jest nieaktywny, co sprawia ze no ilość wytwarzania transkortyny tez wpływa na aktywnosc kortyzolu; (transkortyna wytwarzana jest przez WĄTROBĘ) -90% kortyzolu w osoczu to postac zwiazana; Okres biologicznego ropzadu 60-90minut! -W dobowym wydzielaniu, szczyt przypada na godziny ranne, a spadek na nocne Rozpad glikokortykoidów – wątroba! Ich metabolity (tetra-hydro-pochodne) zostają sprzężone GŁÓWNIE Z KW GLUKURONOWYM! -w mniejszym stopniu z kw siarkowym i fosforanowym. Zarówno wolne jak i skoniugowane g-kortykoidy są wydalane do jelit wraz z żółciąi po częściowej absorpcji włączoane do krążenia jelitowo-wątrobowego; Ogólnie to i tak wydalanie wolnych i sprzężonych g-kortykoidów w ciągu 48h 93% dawki zostaje wydalone przez skóre; z czego:

-70% z moczem -23% ze stolcem -7% prawdpodobnie przez skórę;

REGULACJA WYDZIELANIA -wydzielanie i wytwarzanie g-kortykoidów a takżę androgenów nadnerczowych zależy prawie całkowicie od ACTH; -ACTH jest kontrolowane przez kortykoliberyne (CRH) W wyniku różnorodnych czynnikow stresowych (fizycznych lub emocjonalnych) w krótkim czasie dochodzi do nawet 20 krotnego wzrostu ACTH i w konsekwencji kortyzolu; (kortyzol – poprzez działanie metabolicznie zmniejsza niekorzystne następstwa stresu!) -w warunkach podstawowych wydzielanie CRH/ACTH tak samo jak kortyzol ma rytm domowy ze szczytem w godzinach rannych i spadkiem około północy; ACTH swoiście pobudza układ cyklaza adenylowana – cAMP w korze nadnerczy (RECEPTORY BŁONOWE BO ACTH TO POLIPEPTYD) -głównym etapem syntezy kontrolowanej przez ACTH jest zamiana cholesterolu w pregnenlon (Przez CYP11A1, desmolazę cholesterolową – znajduje się ona na wew. pow. Bł. Mitochondrium) ACTH wywiera też efekty troficzne na korę nadnerczy Ogólnie to poza tym ACTH w sumie jakby nie było kontrolue metabolizm i aktywnosc narządów niemal wyłącznie za pośrednictwem hormonów nadnerczy (głównie g-kortykoidów) W sumie to takimi bezpośrednimi działaniami ACTH poza tym jest -hamowanie wydzielania CRH -pobudzanie syntezy melaniny w melanocytach i pobudzanie przemieszania się barwnika do kerantocytów (zabarwienie skóry! – to przez podobieństwo strukturalne ACTH do a-MSH)

DZIALANIE G-KORTYKOIDÓW; -szeroki zakres; Kontrolują przemiany metaboliczne węglowodanów, białek, tłuszczy oraz modulują funkcje różnorodnych układów w tym: -krążenia, OUN czy immunologiczny; Umożliwiają adaptacje do niekorzystnych warunków przez czynniki stresowe! (niezbęde przez to do prawidłowego funkcjonowania organizmu) -działa bezpośrednio lub permisyjne Dowodem permisyjnego działania są liczne zjawiska: 1.Kortyzol nie pobudza bezpośrednio glikogenolizy -aaaale wzmaga glikogenolityczne działanie glukagonu; 2.DZialanie lipolityczne kortyzolu jest niewielkie -ale kortyzol + adrenalina lub GH – znacznie wzmaga lipolize

3.Kortyzol istotnie zwiększa naczyniozwężające działanie katecholamin i angiotensyny II

Dobra, wracamy do g-kortykoidów najbardziej poznanym jego efektem to jest w sumie znaczne, nawet 5-10 krotny wzrost glukoneogenezy (w wątrobie) -nie tylko zwiększa aktywnosc enzymów które to czynią, ale także uwalnia aminokwasy z innych tkanek – GŁÓWNIE MIĘŚNI -znacznie wzrasta ilość glikogenu w wątrobie; Ponadto kortyzol -zmniejsza wykorzystywanie glukozy przez wiele komórek -zmniejsza insulinozalzenych wychwyt glukozy (zwłaszcza miesnie i tk tłuszczowa!) W sumie więc – ostatecznym efektem jest wzrost stężenia glukozy we krwi, hiperglikemii i CUKRZYCY POCHODZENIA NADNERCZOWGO – DZIALANIE DIABETOGENNE!

A co do g-kortykoidów i ich kontroli metabolizmu białek: 1.Zahamowanie syntezy i zwiększenie katabolizmu białek (wyjątek – hepatocyty) 2.Mobilizacja aminokwasów zwłaszcza w: a) mięśniach (zaniki mięśniowe) b)tk kostnej (osteoporoza) i c) tk łącznej (rozstępy, kruche naczynia krwionośne) 3.Wzrost stężenie aminokwasów w osoczu krwi; 4.Wzrost transportu aminokwasów do hepatocytow połączony ze zwiekszona glukoneogeneza i synteza białek;

TŁUSZCZ -g-kortykoidy ułatwiają mobilizacje WKT -> ich wzrost w osoczu -w sumie to one same w sobie nie mają działania lipolitycznego -ale są niezbędne w procesie lipolizy pobudzanym przez A i GH -jednoczesnie wzmaga zużycie WKT w tkankach i ich transport tam (to taka charaktestycznach cecha g-kortykoidów – mniejsze zużycie glukozy do produkcji energii a większe WKT) W EFEKCIE – WIĘCEJ DZIAŁ KETONOWYCH (DZIAŁANIE KETOGENNE) Prócz tego kortyzol pobudza apetyt – prawdopodobnie poprzez aktywacje NPY w podwzgórzu -pobudza lipogenezę (XD) PODSUMOWUJAC WIĘC DZIALANIE METABOLICZNE NALEŻY STWIERDZIĆ ŻE: 1.Wykazuja działanie diabetogenne (antyinsulinowe) 2.ich wzrost wywołuje efekt liopolitczny, hiperglikemiczny a takżę ketogenny

3.Wzmaga oraz wydłuża hiperglikemiczne działanie A, glukagonu i GH ( DZIALANIE PERMISYJNE!) 4.Spadek masy białkowej 5.Ich działanie diabetogenne i kataboliczne jest najsilniej wyrażone przy niedoborze insuliny

To były funckje metaboliczne, a poza tym g-kortykoidy kontrolują tez czynności wielu narządów; 1.Nerki -zwiększają filtracje kłębuszkową --hamują zwrotne wchłanianie fosforanów w kanalikach nerkowych 2.Podwzgórze -hamują wydzielanie AVP (wzmaganie diurezy!) 3.Ukł krwionosny -zwiększają reaktywność skurczową miocytów, potegując działanie A i NA na naczynia krw. -dzialanie inotropowe dodatnie (pobudzająco na kurczliwość m. sercowego) 4.OUN -wywołuja zmiany w zapisie EEG -powoduja depresje, bezsenność lub poprawiają samopoczucie (euforia) xD 5.Przewód pokarmowy -pobudzają wydzielanie HCl w żołądku; (wzmożenie uwalniania gastryny) -powoduje to ułatwianie powstawaiania owrzodzeń 6.Ukł szkieletowy -zmniejszenie masy kostnej (nawet osteoporoza) poprzez hamowanie syntezy kolagenu typu I -wywołują powstawanie aktywnych osteoblastów -zmniejszają wchłanianie jonów Ca2+ i fosforanów w jelitach -hamują syntezę kalcytriolu (aktywna postac wit D3) -pobudzają resorpcje kosci 7.Tk łączna -hamuha syntezę kolagenu – prowadzi to do ścieńczenia skóry (rozstępy) i ścian kapilar 8M. szkieletowe a)przy podstawowym wydzielaniu -zwiekszaja kurczliwość m szkieletowych b)przy nadmiernej ilości -zahamowanie synteyz białka w mięśniach i pobudzenie katabolizmu -w konsekwencji spadek masy i siły skurczowej mięśni; 9.Okres płodowy -g-kortykoidy ułatwawiaja dojrzewanie OUN, płuc, PP, siatkówki i skóry (OPP – SS) xD Poza tym g-kortykoidy mają działanie a.Przeciwzapalne

-Kortyzol pobudza powstawanie HAMUJĄCYCH CZYNNIKÓW JĄDROWYCH kB (I-kB) które łącza się z czynnikami jądrowymi kB (NF-kB) i blokują ich wejście do jądra -tym samym uniemozliwiaja aktywacje docelowych genów -aktywny receptor GR (glikokortykoidów) tez się z nimi łączy robiąc to samo -w efekcie zapobieganie aktywacji fosfolipazy A2 (PLA2), COX2 (cykloosygenaza 2) iNOS indukowalna synteza NO (która poszerza naczynia) -wszystko to hamuje powstawanie procesu zapalnego b.immunosupresyjne -hamuje lim T (wydzielanie IL2), aktwowane Lim T (IFN-y) i makrofagi (IL1) Hamowanie procesów immun. Na rożynch etapach ma ogromne nznaczenie w transplantacji narządu (umozlwiają utrzymanie przeszczepu)

Klinicznie 1.Brak/zbyt mało – Choroba Addisona (cisawica) -nie tylko kortyzolu tylko ogółem nadnerczowych hormonów z tego co piszo -na skutek pierwotnego uszkodzenia kory nadnerczy (np. gruźlica, autoimmunologiczna chorob, przerzuty nowotworowe, toksyczne działanie leków) Najbardziej typowe jest -spadek masy ciała -oslabienie -niskie ciśnienie t. krwi -ciemne zabarwienie skory i bl śluzowych -skłonność do utraty sodu z moczem 2.Za dużo -niezalecznie od przyczyny – zespół Cushinga -otylosc z pominieciem kończyn (twarz księżycowata/kark bawoli) -zmiany skórne (najczęściej rozstępy) -nadmierne owłosienie u kobiet -nadciśnienie -zaburzenia czynności gonad -osteoporoze -zaburzenia metaboliczne

ANDROGENY KORY NADNERCZY -warstwa siatkowata gł -dzialanie słabe -przede wszystkim DHEA (De-Hydro-Epi-Androsteron) oraz androstendion -w tk obwodowych podlegają one konwersji do testosteronu (uzyskują tam cechy androgenne!) -tez nieznaczne ilości estrogenu i progesteronu te androgeny 1.U kobiet -odpowiedzialne przez cały okres osoncziego za obecność owłosienia pachowego

-estrogeny ważne źródło aktywności estrogenowej po menopauzie 2.U mężczyzn -jedynie we wczesnych etapach rozwoju n. płciowych KLINIKA -guz hormonalny (androgenny) może wywołać do rzekomego przedwczesnego dojrzewania płciowego, z nadmiarem rozwoju wtórnych męskich cech płciowych – zespół nadnerczowo płciowy (androgenital syndrome) -u kobiet powoduje objaw wirylizmu (zarost na rodzie, pogrubienie głosu, łysienie)

HORMONY GRUCZOŁU TARCZOWEGO -gruczoł tarczowy to jeden z największych gruczołów dokrwengo (o masie 25-60g) -przepływ krwi przez nią wynosi 8ml/100g tk/sekunda! (jest wiec jednym z najlepiej ukrwionych narządów) -przy nadczynności może wzrastać nawet do 17ml na 100g/s

Zbudowany z pęcherzyków wypełnionych tyreoglobulinę -Tyreoglobulina to glikoproteid obfitujący w tyrozynę i stanowi magazyn T3 i T4 -kształt komórek i wielkość pęcherzyka zalezą od ich stanu czynnosciwoeog -są tu też komórki C, nie wchodzące w skłąd pęcherzyków (choć ściśle z nimi związane), należące do układu APUD; wytwarzają polipeptyd kalcytoninę, związany z regulacją gopodarki Ca-P

METABOLIZM JODU -no jest niezbędny do produkcji hormonów tarczy - w sumie to włąśnie jego metabolizm sscisle się wiaze z funkcją tarczycy Dobowa podaż jodu to wiadomo, zależy od diety i gdzie żyjesz -przeciętnie wynosi 500 ug -wg norm WHO powinna mieć ok 150ug u dorosłych a w okresie ciąży i laktacji 200ug) W jelitach wchłaniany jest jedynie jod w postaci jonu jodkowego (J-)

BILANS -w przestrzeni zewnątrzkomórkwoej to 250ug -tarczyca wychwytuje 120ug -ona sama ma jakies 8000ug ok; najwieksza pula jodu w organizmie; w ciągu doby 60ug ucieka do krwi, 60ug z hormonami -w obwodzie pod postacią T3 i T4 wynosik ok 600ug -dziennie z tego ok 20 ug po zużyciu przez tkanki zostaje wydalone z kałem, a 40ug obecne w krazeniu jelitowo-wątrobowym wraca do puli zewnątrzkomórkowej (czyli ze chyba 60ug ucieka do jelita, ale 2/3 jest zwrotnie wchłanianie, ale nwm) -Nerki wydalają z moczem ok 480ug na dobę

WYTWARZANIE I UWALANIENIE HORMONÓW GRUCZOŁU TARCZWEGO -oba (T3 i T4) to jodowane pochodne tyrozyny) -ścisle się to wiąże z tyreoglobuliną ale o tym dalej Gromadzenie jodków przez tarczycę – aktywnie! (nakład energii) pobudza te pompe najsilniej TSH (tyreotropowy hormon) a zablokować ją można -nadchloranem potasowym -tiocyjankiem potasu -nadtechnecjanem sodu Tyreoglobulina -wielkocząsteczkowy glikoproteid (660 tys masa cząsteczkowa dużo nie) -zawiera 123 reszty tyrozyny w każdej cząsteczce będącej polimerem wielu podjednostek -zawiera 0,1-0,8% jodu w różnych postaciach Na T4 przypada 35% tego jodu, na T3 – 5%, na MIT (monojodotyrozyna) 20% i 40% na DIT (dijodotyrozynę) Tyreoglobulina + tyreoperoksydaza jest wydzielana do swiatłą pęcherzyka -taka normalna zawartość hormonow w koloidzie wystarczyłaby na 3 miechy Jodki wychwycone przez pompę jodkową kom pęcherzykowych ulegają w obecności tyreoperoksydazy utlenieniu do postaci aktywnej to jest -jonu jodyniowego -podjodanów -wolnego rodnika jodowego Który może brać udział w jodowaniu reszt tyrozynowych tyreoglobuliny JODOWANIE – też przez tyreoperoksydaze katalizowany polega na przyłącznie jodu do tyrozyny w pozycji 3 (MIT) a następnie 5 (DIT już) -zachodzi na powierzchni mikrokosmków kom pęcherzykowych i dotyczy tylko tyrozyny wbudowanej w tyreoglobulinę (wolna tyrozyna niet) -pobudzane przez TSH, hamowane (enzymu tyreoperoksydazy) można zablokować np. propylo-tiouracylem Po takim jodowaniu zachodzi kondensacja dwóch tyrozyn w obrębie tyreoglobuliny z jednoczesnym odszczepieniem bocznego łańcucha alaninowego -powstaje więc T4 (z 2x DIT) lub T3 (z DIT i MIT) -ta kondensacja jest wynikiem zmian komformacyjcnh w tyreoglobulinie -w procesie tym 7 razy cześciej powstaje T4 niż T3 (enzym kondensujący aktywowany przez TSH)

Dalej: -komórki pęcherzykowe wychwytują koloid z tyreoglobuliną (mikro/makropinocytoza)

-pod wpływem TSH lizosomy sobie płyną do tych wakuol z koloidem i rozkładają (tworzą endolizomy) -proteliza i uwalania T3 i T4 oraz nieaktywne MIT i DIT; -te ostatnie odłączają jodki pod wpływem dejodynaz (które nie działają na T3 i T4 i podlega on recyrkulacji;

Hormony T3 i T4 (ten drugi 20 razy więcej niż pierwszy) zostają uwolnione do krwi -wydziela ok 60ug jodu hormonalnego na dobę (0,47mmol/dobę)

EFEKT WOLFFA-CHAIKOFFA

-hamowanie syntezy i uwalniania t3/t4 to sposób na leczenie nadczynności tarczycy -należa do nich jodki które szybko dość poprawiają stan kliniczny; to dlatego, żę jak jest ich więcej we krwi, a tarczyca ma ograniczone możliwości to zmienia się stosunek jodkow we krwi do tych w tarczycy (prawidłowo 1:30) i wtedy zwalaniają procesy wychwytu i gromadzenia jodu (EFEKT WOLFFA CHAIKOFFA)

Tarczyca uwalnia jod do osocza pod postacią; -T4 (90%) -T3 (10%) -rT3 (1%) – reverse T3, jest metabolicznie nieaktywna, pełni funkcje regulacyjną (hamuje uwalnianie T3 i T4) T3 mimo ze jest w mniejszej ilości wydzielane, to jest 3-8 bardziej aktywne hormonalnie niż T4 -to właśnie T3 odpowiada głównie, jeśli nie wyłączanie, za działanie hormonów tarczycy na kom. docelowe w tkanka.

Z całego T3 obecnego w krążeniu, tylko 25% to bezpośredni wyrzut z tarczycy, reszta to wyniki dejodynacji T4 w tk obwodowych; Hormony tarczycy wiażą się we krwi z białkami: 1.Globuliną TBG (Thyroxine-binging globulinę) 2.Prealbuminą (TBPA, Thyroxcine-binding prealbumine) -wiąże prawie wyłącznie T4! 3.Albumina -najmniej trwale wiąże Hormony T4 jest transportowany przez osocze w 99,9% z białkami z tego w: -75% z TBG, -25% TBPA Zaledwie 0,1% w postaci wolnej! Za to T3 wiąże się nieco słabiej z TBG i prawie wcale z TBPA; -0,4% w postaci wolnej Stosunek związanego z białkiem hormu T4 do T3 wynosi 70:1 wolnego – tylko 5:1

T4 ma okres półtrwania ok 6 dni (to przez to związanie z białkiem) -gdy tarczyca nadczynności to tylko 4 dni -gdy niedoczynna to nawet 10 dni; T3 tylko 2 dni około; Zarówno T3 i T4 ulegają w tkankach zużyciu i metabolizacji -dezaminacja, dekarboksylacja I przechodzą odpowiednio w kwas trijodotryrooctowy lub tetrajodotyrooctowy; -wykazują zaledwie 20% aktywności prekursorów i ulegają dalszej dejodynacji az utracą aktywnosc hormonalną; W wątrobie odbywa się koniugacja ok 20% T3/T4 z kw glukuronowym i ich wydalanie z żółcią do jelit; skąd po hydrolizie mogą się wchłaniać z powrotem i wracać krążeniem wrotnym w psotaci wolnych hormonów;

CZYNNOŚCI HORMONÓW -warto w końcu sobie powiedzieć, ze T4 to w sumie tylko prohormon; -znaczna część T4 (35%) jest dejodynowana do T3, a 45% do rT3 -stężenie rT3 i tak jest ok 5 razy mniejsze niż stężenie T3 -Czas latencji działania t3 nie przekracza 24h a u T4 to nawet kilka dni;

Hormony łączą się z KWAŚNYMI białkami jądrowymi, związanymi ze specyficznymi fragmentami DNA (TRE – thyroid hormone response elemene) -t3 większe powinowactwo -łączy się tworząc kompleks DNA-TRE i zaczyna się wzmozna transkrypcja (to pierwsza oznaka, ze cos się dzieje – wzmozna ilość RNA w cytoplazmie) -nasilenie syntezy białka, enzymów, katabolizm Tu jest chyba napisane, ze same T3 i T4 to katalizator reakcji utleniania i gł regulator przemian metabolicznych ustroju (ale chyba w przenośni, nie maja wlasc enzymatycznej chyba) -Duze ich ilości powodują wzrost metabolizmu nawet o 60-100% powyżej wartości prawidłowych -wzrost metabolizmu po upływie kilku godzin (T3) lub dni (t4) i szczyt tego po 12 dniach

Ostateczny efekt działania tych hormonow to: -wzmozone uzycie tlenu -wzrost wytwarzania energii w komórkach (ATP/ciepło – kaloriogeneza) -wzrost metabolizmu nie obserwuje się w śledzionie, mózgu i gonadach -większe zmiany metabolicznie tylko przy dużych stężeniach; a i tak nie odzwierciedlają fizjologicznych efektów; WĘGLE -działa synergistycznie z A i insuliną

-wzmaga wchłanianie glukozy i galaktozy z jelit i ich zużycie przez komórki (insulina) -wspolnie z katecholaminami wzmaga rozpad glikogenu (prowadzi to do okresowej hiperglikemii!); to efekt zwiększenia wrażliwości CYKLAZY ADENYLANOWEJ na działanie amin katecholowych’ -efektowi temu przeciwdziała zwiększone zużycie glukozy przez komórki TŁUSZCZE -zwiększają lipolize w adipocytach -uskane WKT i glicerol zuywane do wytwarzania energii (więcej WKT w krwi) -działa tam synergistycznie z GH, G-kortykoidy i katecholaminy -efekt lipolityczny wzrasta przy wzroście wrazliwosci AC (adenyle cyclase) na działanie katecholamin (im więcej cAMP tym mocniej lipoliza); także od aktywności homornów lipazy wewnątrzkomórkowej;

Zmniejszenie lub brak h. tarczycy prowadzi do upośledzenia metabolizmu lipidów -wzrost st. Cholesterolu, fosfolipidów i triglicerydów we krwi; -znaczne odkładanie się tłuszczy w wątrobie i tk; BIAŁKA -wzmagają syntezę ich ogółem - u młodych przyspieszaja wzrost i pobudzają wydzielanie GH WITAMINKI I MINERAŁY -wzmagają zużycie witamin, zwłaszcza B1, B2, B12, C i D; -nasilają prcesy tworzenia i resoprcji kości (ogólnie zmniejsza się masa, bo jednak resorpcja przewyżśza genezę) -pobudzają linearny wzrost kosci oraz dojrzewanie przynasadowych miejsc wzrostu w kościach -NIEZBĘDNE W OKRESIE PŁODOWYM DO DOJRZEWANIA CENTRUM WZROSTU W KOŚCIACH! -podnoszą poziom wapnia w osoczu i moczu -podnosza poziom fosforanow w osoczu i zmniejszają w moczu;

UKŁAD DOKREWNY -przyspieszenie degradacji hormonów (bo większy metabolis) -dotyczy to kortyzolu, aldosteronu i GH -w fawkach fizjologicznych wzmagają wydzielanie GH, jego efekt działania i deradacje -synergistycznie do katecholamin i g-kortykoidów na przemianę tłuszczową i węglowodanowaą; -hamuja wydzielanie TSH i PRL -wzmagaja wydzielanie ACTH -przy braku T3 i T4 PTH nie działa na wzrost kości! -ich prawidłowe wydzielanie warunkuje dorzjewanie gonad, czynności płciowe i wydziealnie hormonów płciowych

UKŁ NERWOWY -niezbędne do jego rozwoju i dojrzewania -w zyciu płodowym – wpływają na wzrost kory mózgowej i móżdżkowej; proliferazcje aksonów oraz tworzenie rozgalezien dendrytów, tworzenie synaps i mielinizacje -niektóre ich działania są wtórne i zależne od katecholamin (które zwiekszaja aktywnosc RF)

-ich oddziaływanie skraca czas reakcji np. odruchowych ze ścięgna Achillesa (CZUŁY MIERNIK FUNKCJI TARCZYCY!) SERCE -pamietaj ze wpływ na narządy jest wtorny i to efekt większego zużycia tlenu i przemian materii; -wzrasta przepływ krwi przez prawie wszystkie obszar, zwłaszcza przez skórę (zwiększenie wydalania ciepłą z organizmu!) -wrost pojemności wyrzutowej serca (o 50% i więcej!) i przyśpieszenia akcji serca (tachkatrdia wskaźnikiem nadczynności tarczycy) -Wzrost cisneinia skurczowego (przez zwiększenie pojemności wyrzutowej) i spadek rozkurczowego (rozszerzenie naczyń obwodowych) oraz wzrost ciśnienia pulsowego;

REGULACJA -głównie przez TSH -wydzielanie TRH i TSH zmniea się w ciągu doby (szczyt uwalniania w nocy) -zmiany zaleznie od pory roku (więcej w zimę! – stąd tez rytm okołoroczny) Wydzielanie TRH i czynniki: a)pobudzające -zimno -dłuotrwałe emocje -sen b)Hamujące -ciepło -stres (ich wpływ na ukł nerwowy, szczególnie ukł limbiczny i pobudzenie wydzielania ACTH i gkortykoidow które także hamują wydzielanie TRH!) -T3 i T4 Pobudzanie tyreotropowych przez TRH odbywa się poprzez cAMP i Ca2+ (które wzmaga uwalnianie TSH z nich) TSH NA TARCZYCE -pobudzenie metabolizmu fosfolipidów błony (PIP2!) -wzrost stęzneia IP3 który mobilizuje jony Ca2+ Ogólnie pobudza wszystkie funkcje jej a szczególnie: 1.Zwieksza aktywnosc pompy jodkowej kom pęcherzykowych 2.Pobudza syntezę Tyreoglobuliny i jodowanie jej 3.wzmaga jej proteolizę i uwalnianie T3 i T4 do krwi 4.Zwieksza aktynowsc dejodynaz 5.wzrsot wielkości i aktywnosc kom pęcherzykowych 6.Zwieksza liczbe kom pęcherzykowych i ich pofałdowanie na szczycie (do błony zwrócnym koncem) KLINIKA 1.Za mao -u dzieci powoduje zwolnienie wzrostu i rozwoju, także opóźnienie umysłowe -u dorosłych zwolnienie przemian metabolicznych (ociężałośc fizyczna, zimo, wzrost masy ciała,

zaburzenia miesiączkowe) – w badnaiu fizykalnym mamy zimną, suchą i szorstką skórę i obrzękłą twarz, zwolnione odruchy 2.Za dużo (tyreotoksykoza) – choroba Gravesa-Basedowa; -wole -wytrzeszcz -osłabienie, spadek masy ciała -nadmierna potliwość, niepokój, drżenie kończyn; Chorba autoimmun. -> wzrost wytwarzania TSH (Hamowanie steroidami nadnerczowymi tego procesu)

TSZUMSTKA -wyspy Landerghansa (trzustkowe) w liczbie ok 1-2 mln, 1-2% masy trzustki -z czterech typów komorek, A, B, D i PP (F) 1.Kom A -20% wysp -obowodowo -glukagon 2.Kom B -60 do 75% kom -centrum -insulina 3.Kom D ok 5% -somatostatyna (SRIH) -nie wiadomo co to SRIH w sumie robi; ale chyba hamuje uwalanianie innych hormonów wysp i wydzielanie ZEWNĄTRZNE trzustki 4.Kom. PP (F) 5-10% -polipeptyd trzustkowym (PP – pancreatic polypeptide) gł pod wpływem pobudzenia n. X i działania cholecystokininy; -hamuje czynność zewnątrzwydzielniczą trzustki; Pomiedzy kom (szcegolnie ABD) tworzą się liczne połaczenia i umozliwaja sygnalizacje parakrynną miedzy nimi -tez jest układ krażenia wrotnego miedzy kapilarami wysp a cz. Zewnątrzwydzielniczą – dzięki temu hormony regulują wydzielanie zewnątrzywdzielnicze tszumstki (glukagon, SRIH i PP – hamuje, insulina pobudza)

GLUKAGON

-z 29 aminokwasów; -podobny do sekretyny (zalicza się więc go do polipeptydów sekretynowych jak VIP i GIP (Gastric inhibitory peptide) -wytwrzany jako preproglukagon, magazynowany jako proglukagon i procesie protranslacyjnym do glukagonu -względnie stałe wydzielanie normalne; -no ale jest też hormonem stresu, więc jak jest stres to wincej (mobilizuje dostawe substrartów energetycznych tj glukozy i WKT)

POBUDZANIE Hipoglikemia (ponad dwukrotny wzrost!) Aminokwasy glukogenne ACH Agonoiści B-adrenergicznych receptorow CCK Gastryna Wysiłek fizyczny Stres, infekcje Teofilina, kortyzol (KT)

HAMOWANIE Hiperglikemia (spadek o 50% wydzielania) Wzrost stężenia FFA GABA Agoniści a-adrenergicznych receptorów; Insulina sekretyna Somatostatyna Ciała ketonowe (sam glukagon ma działanie ketogenne!)

Warto pamiętać, że insulina bardzo wpływa na glukagon – gdy mało glukozy, to znacznie mocniej pobudzone jest wytwarzanie glukagonu gdy tej insuliny nie ma;

DZIAŁĄNIE GLUKAGONU; główny narządo to wątroba (glikogenoliza); inne to tylko przy większych dawkach (gł tk tłuszcz i mięsnie) -uruchomienie cAMP -> kinaza białkowa A; przekształca fosforylazę glikogenową b w formę a; -również hamuje się proces glikogenezy -pamiętać że to właśnie w wątrobie tak się dzieje bo w mięśniach to nie bardzo ten hormon działa! (tak samo działa A, NA i g-kortykoidy; one wraz GH uwalnianym w czasie hipoglikemii hamują zużycie glukozy przez komórki) Jak działanie utrzymuje się dłużej, (4-5h) to glikogen wątrobowy zostaje całkowicie zużyty; -still wzmożona glukoneogenza; stąd dużo mocznika (ureogeneza) a co za tym idzie, ujemny bilans azotowy, spadek stężenia aminokwasów w osoczu i zużycie tlenu przez hepatocyty; ADIPOCYTY -pobudza rozkład triglcerydów (aktywajca HSL; hormone senstive lipase) -WKT zużywane do glukonegenezy (Acetylo CoA zwiększa aktywność KOKARBOKSYLAZY PIROGRONIANOWEJ); - stąd oczywiście działanie ketogenne UKŁAD NACZYNIOWY -w dużych dawkach ma efekt -działa inotropowo dodatnio (pobudzanie cAMP -> zwiększanie wyrzutu i pojemności minutowej

serca) -rozszerza naczynia wieńcowe i tętniczki KRĄŻENIA DUŻEGO (mniejszy opór obwodowy -> obniża ciśnienie rozkurczowe); + zwiększa przepływ krwi przez naczynia obwodowe (zwłaszcza trzewne) UKł POKARMOWY ->hamuje czynności motoryczne żóładka oraz wydziealnie żół-trzustkowe’ -wzmaga za to wydziealnie jelitowe i żółci wątrobowej MOCZOWY -umiarkowanie diuretyczne – zwiększa wydalanie woelu jonów (diureza osmotyczna -> to przez zwiększona filtracja kłębuszkowa oraz bezpośredniego działania na kanaliki nerkowe) -wzrst stężenia jonów K+ (uwalnianych z hepatocytów) oraz spadek stężęnia jonów Ca2+ i PO43- (na skutek ich wydzielania z moczem wzmożonego) a w przypadku PO43-; także zużywany w procesach fosforylacji glikgogenu

TO SUM UP -regulacja stężęnia glukozy, WKT i aminokwasów w osoczu krwi -mobilizuje substart energetyczne (glukoza i WKT gł) w czasie kiedy ich potrzeba (wysiłek fizyczny, hipoglikemia, głodzenie)

INSULINA -w komórce B -preproinsulina z 23 aminokwasowego peptydu sygnałowego i proinsuliny; Sama proinsulina wygląda tak: 84 aminokwasy z czego; (N)30 aminokwasowy łańcuch B – 33 aminokwasowy peptyd łączący C – 21 amionkwasowy łańcuch A (N)30B-33C-21A(C) Co ciekawe, choć proinsulina jest nieczynna to nie da się jej odoroznic w metodach immunochemicznych od insuliny -miedzy łąncuchami A i B mostki disiarczkowe -w aG w sumie jest zmieniana w insulinę (ok 60 minut – dwa trypsynopodobne endopeptydazy usuwają łańcuch C) -dojrzałe ziarniastosci kom B zawierają 5-10% proinsuliny oraz insuliny/peptyd C w równościach rownomolarnych; w niewielkich ilościach wiec proinsuliny mamy w krążeniu (tzw DUŻA INSULINA)

INSULINA ma masę cząśteczkową 5734 aleee; zaleznie od pH, stężenie i temp może tworzyć polimery; stąd masa takich polimerów waha się średnio 12-48 tys a nawet wyjątkowo do 300 tys -muszą być połączone łańcuch A i B mostkami disiarczkowymi; (konformacja odpowiadnia – dalsze zmiany konfomracji 2 i 3 rzędowej bo B tworzy helise – inaktywuje insulinę) -wydziealnie stale, na niskim poziomie, nawet mimo braków bodźców na komórki B

-rytm okołodobowy (spadek wieczorm, szczyt rano) -wydziealnie wyższe u otyłych niż szczupłych -dzienne zapotrzebowanie człowieka to ok 50j (20% zapasów trzustki) -okres półtrwania w krążeniu to ok 5 minut;

WYDZIELANIE -może być wyrzucanie tego co już się ma, albo stymulowanie wydzielania de novo; (albo na raz) Ogółem to można wyróżnić dwie pule infuliny: Uwalniana łatwo i szybko (faza I) i uwalniania powoli (faza II) Najsilniejszy i najbardziej fizjologiczny bodziec do uwalniania insuliny to wzrost glukozy we krwi po prostu; 2-3 krotny wzrost powoduje gwałtowny wyrzut insuliny; -wyrzut ten jest proporcjonalny do tego ile nam ta glukoza wzrośnie (nawet 10 krotny wzrost insuliny w krążeniu!) -szczyt wydzielanie występuje w ciągu 3-5 minut (są to zapasy z komórek B wyrzucane) FAZA I -następnie równy szybki spadek insuliny we krwi, który po 5-10 minutach spada do wartości noramlnej Jeśli i tak się wysokie stężenie glukozy utrzymuje -> poziom insuliny znowu podnosci się i znowu wraca do szczytu w 2-3h (zaleznie od stężenie glikozy – insulina tu jest produkowana de novo – FAZA II) Warto tutaj zaznaczyć, że przewlekła hiperglikemia prowadzi do włąsnie takiego stałego wydziealnia insuliny na wysokim poziomie ale także do hiperstymulacji i przersotu komórek B – FAZA III (hipersekrecja na skutek przerostu)

Co było wspomnianie – podstawoym czynnikiem regulującym wydzialenie insuliny to stężenie we krwi: 1.Glukoza wnika przez błonowe białko GLUT-2 do kom B; tam fosforylowana do glukozo-6-fosforan; przez GLUKOKINAZĘ (glukoreceptor swoisty; wzmaga wytwarzanie ATP przy dużej ilość glukozy w krążeniu) -to ATP jest wykorzystywane do zamkniecia kanałów jonowy K+ i depolaryzacja -> Ca2+ do środka > łączą sięz kalmoduliną -> aktywacja kinazy białkowej która warunkuje ruch ziarniostisci i uwalnianie hormonu CO WAŻNE – tez węglowodany w swietle jelit pobudzają uwalnianie insuliny zanim jeszcze nastąpi ich wchłanianie (jak dasz tyle samo insuliny dożylnie i dojelitowo to w tym drugim wypadku wincej insuliny) DZIAŁA TO TAK -aktywacja przez węgle w jelibie tzw osi jelitowo-trzustkowej z tego rozumiem to zarówno odruch nerowy pobudza zarówno ruchy jelit jak i hormony jelitowe uwalnianiane przez węgle (GIP; CCK, gastryna i inne czynniki określanie umowanie jako inkretyny (GIP i GLP-1 to tak ściśle inkretyny; GLP-1 to Glucagon Like Peptide 1)

Inne czynniki które pobudzją wydzielanie insuliny:

POBUDZA Wzrost glukozy (też mannozy, fruktozy) Wzrost aminokwasów (Leucyna, arginina( Wzrost WKT Agoniści B-adrenergicznych CCK, Sekretyna, Inkretyny (GIP i GLP-1) Wzrost ciał ketonowych VIP, acetylocholina

HAMUJE Spadek glukozy Spadek aminokwasów Spadek WKT Agoniści a-adrenergicznych Głód Wysiłek fizyczny Somatostatyna Leptyna

RECEPTOR INSULINY -dwie podjednostki alfa i dwie beta połączone mostkami disiarczkowymi -a na zewnątrz i łaczą się z insulina, a podjednostki B w cytoplazmie dostępują autofosforylacji tyrozyny (zmiana receptora w kinazę tyrozynową i fosforylowania innych białek -po wszystkim kompleks insulina-receptor zostaje wciągnięty (internalizowany); z kompelsem też przedostaje się proteaza insulinowa, enzym znajdujący się w błonie komórkowej -zinternalizowana insulina potem rozlozona w endosomach -takie receptory w wielu roznych kom, nie tylko typowo insulinowrażliwych (jak miocyty czy adipocyty)

DZIAŁANIE INSULINY Zaleznie od tempa mamy 1.Efekty szybkie (kilka sekund!) -wzrost transportu błonowego glukozy, aminokwasów i jonów K+ do komórek 2.Efekty wolne (kilka minut) -stymulacja syntezy białka i zahamowanie jego rozpadu -aktywacja enzymów syntezy glikogenu i syntezy enzymów szlaku glikolitycznego oraz zahamowanie fosforylaz i enzymów glukoneogenezy 3.Efekty opóźnione (kilka godzin) -produkcja enzymów indukowanych przez insulinę (np. lipogenetyczne) Insulina to hormon ANABOLICZNy odpowiedzialny za wykorzystanie węgli w procesach metabolicznych i magazynowanie substratow energetycznych -głowny skutek to HIPOGLIKEMIA (zużycie glukozy przez miesnie, wszystkie rodzaje i adipocyty) W tych komórkach docelowych zwiększa wychwyt glukozy przez ułatwienie transportu glukozy (NOŚNIKI GLUT-4!) i nasila jej zużycie; -nie działą za to w tkankach jak móżg, nerki, bl śluzowa jelit i krwinki czerwone -też w mięśniach stymuluje syntezę glikogenu; wychwytują tez więcej aminokwasów (wzmaga to syntezę białka) Na adipocyty -> zmniejszenie HSL i cAMP; więc więcej triglicerydów -obnizenie TG we krwi obniża ich zużycie jako sbustrat energetyczny

-wzmozenie lipogenezy z glukozy i octanu; zwłaszcza po uzupełnieniu glikogenu w wątrobie widać to wyraźnie;

WĄTROBA -tutaj glukoza do hepatocytów mega easy na zasadzie dyfuzji przechodzi -wzmaga się glikoliza (glukokinaza/fosforuktokinaza/kinaza pirogronianowa) -hamowanie syntezy enzymów glukoneogenzy (zwłaszcza karboksylazy pirogronianowej, karboksylazy fosfoenolopirogronianowej, fruktozo-1,6-bifosfatazy i glukozo-6-fosfatazy) -wzmaga się odkładanie glikogenu; zwłaszcza po kilku h (większa atkywnosci glukokinazy i syntazy glikogenu; zahamowanie aktywności fosforylazy) Ogolnie więc insulina/glukagon działa tak, aby wątroba gromadziła/uwalaniała glukozę z glikogenu po to aby zawsze we krwi było jej dość do działania ukł nerwowego; -zwieksza tez wchłanianie jonów K+ do komorek (wzrost aktywności Na+/K+ATPazy) KLINIKA -brak insuliny/zmniejszenie jej biologicznego dizalania prowadza do rozwoju cukrzycy (za dużo glukozy we krwi) 2 Typy podstawowe 1.Cukrzyca insulinozaleznya – zniszcenie kom B 2.Cukrzyza insulinoniezalezna – spadek wrazliwosci tkanek na dizalanie insuliny (nieprawidłowe funkcjowanie kom B)

METABOLIZM WAPNIOWO-FOSFORANOWY WAPŃ -Cawłkowita zawartość u człowieka to ok 25 moli (1100g) czyli ok 1,5% masy ciała, z czego 99,85% znajduje się w kościach; -w kilku postacia, najwazniejsza to ta zjonizowana utrzymanie fizjologicznego stężenia Ca2+ w osoczu (ok 2,5mmol/l) jest warunkiem prawidłowego: 1.Krzepnięcia krwi 2.Kurczliwosci mieśni 3.Pobudliwosci nerw-mięśń 4.Mineralizacji kości i inne W kościach wapń występuje w dwóch głównych postaciach; 1.Łatwo wymielana z płynami ustrojowymi (ok 100 mmol) 2.Postac słabo wymienialna, uwięziona w kryształach hydroksyapatytowych [Ca10(PO4)6(OH)2] – ok 25 tys mmol (250 razy więcej!) -oba układy uczestniczą w homeostazie wapnia

1 postać – w ciągu doby ok 500 mmol idzie tam i z powrotem (płyn zewnatrzkom-kość, regulacja stężenia Ca2+ w ustroju) 2.zwiazany z ciągłą remodelacją kości (synteza/resorpcja) – w ciągu dobry tam i z powrotem zaledwie 7,5mmol ) Dużo dość (250 mmol) jest przesączane w kłębuszkach (ale tylko 2,5 mmol/d jest wydalane z moczem; reszta wchłanianiana) -resorpcja zwrotna w kanaliku I rzedu i pętli Henlego, w ścisłym związku z wchłanianiem jonów Na+ Za to z kałem – 22,5 mmol/d Dzienne wchłanianie tej straty (25mmol/d) odbywa się w jelicie dzięki Ca2+ATPazie w brzeżku prążkowanym enterocytów, zależnej od Kalcytrioli -wchlanianie Ca2+ zwieksza się gdy mało go w pokarmie, dieta białkowa, kalcytol i niskie pH soku jelitowego;

Całkowita zawartość wapnia w osoczu wynosi 4,5-5mmol/l z czego mamy tutaj: 1.Wapń zjonizowany – 50% 2.Związany z cytrynianami, węglanami i fosforanami – 9% 3.Zwiazany z białkiem – 41% -są one w równowadze; jonizacja wapnia wiec zależy od ilości wapnia w białku etc;

FOSFOR -ok 6300mmol (700g) fosforanów; -80 do 85% to kosci -prawidlowe stężenie fosforanow w osoczu wynosi ok 2mmol/l -prawie ¾ z tego to fosforany organicznie, reszta to nieorganiczne (głównie jony PO43-, HPO42- i H2PO4-; te dwa ostatnie to bufor fosforanowy) -w jelicie cienkim (i dwunastnicy, czyli części jelita, lol) za pomocą czynnego transportu lub dyfuzji biernej; KALCYTRIOL TEŻ WZMAGA JEGO WCHLANIANIE! Wydalane 0,4-1,4g/d z moczem; 0,2-0,6g/d z kałem; (0,6-2g całościowo) -wymiana z kości z płynem 0,25-0,5 g/d

TK KOSTNA -zbudowane z organicznej macierzy zawierającej gł kolagen typu I (potrójna helisa, dwa łańcuchy a1 i jeden a2) i hydroksapatytów (kryształy gł z fosforanami wapnia) -trzy rodzaje kom – osteoblasty/cyty/klasty Osteoblasty produkują -kolagen -osteokalcyna, ostenektyna

-proteoglikany -fosfataza zasadowa (hydrolizuje estry fosforanowe – podnosi stężenie reszt fosforanowych; PO43co pozwala na wytrącanie sięfosforanów wpania -ta mineralizacja zamienia je w lakunach i przeksztalca w osteocyty OSTEOCYTY -mniejsza aktywnosc osteoblastów, ale nadal syntetyzują składniki organiczne -mogą uwalniać sub. Mineralne bez niszczenia zrąbu kości (OSTEOLIZA OSTEOCYTOWA!) OSTEKLASTY -H+ATPaza która wytwarza jony H+ zakwaszające środowisko, co rozpuszcza hydroksyapataty -uwalniają proteazy niszczące kolagen macierzy -oba te procest prowadzają do nieodwraalnej destrukcji tk kostnej (OSTEOLIZA OSTEKOLASTYCZNA)

Synteza/resorpcja -całe życie; tylko u dzieci 100% kosci obejmują, a u dorosłych 20% Regulowane przez 1.hormony (PTH, D3, kalcytonina) 2.czynniki wzrostowe -EGF – czynnik wzrostowy naskórka; epidermal growth factor -FGF czynnik wzrstowy fibroblastów , fibroblast growth factor -PDGF, czynnik wzrsotwy z płytek krwi; platelet-derivder growth factor -interleukina IL-1B itd.

HORMONY W GOSPODARCE CA-P -jelita, nerki i kości; jelita whclanianie, nerki wydalanie, kosci rezerwuar i bufor zmian tej gospodarki 1.PARATHORMON (PTH) W przytarczycach -dwie pary gruczołów o łącznej masie 100-150 mg; -bezposredni pod dolnym i górnymi biegunami tarczycy -wydzielają PTH jako preprohormon (115a); po odszczepieniu 25 aminokwasów – 90 prohormon; -od prohormou kolejne 6 (traci w aG) i tworzy parathromon 115-25-6=84 aminokwasów finalnie PTH w ziarnistości i co w ogóle ciekawe; tutaj nie jest regulowane jego wydzielanie od potrzeby, ale jego rozpad na mniejsze fragmenty, które są mniej efektywne; wiec w razie potrzeby wolniejsze tempo rozpadu; (przystosowanie rozpadu a nie syntezy do potrzeby ustroju) -90% od razu rozpada się w przytarczycach -małą ilość spichrzana -im większe stężenie Ca2+ tym mniejsze stężenie PTH we krwi (bo się rozpada już w komorkach glówych) -okres półtrwania we krwi PTH to kilka minut

-rytm okołodobowy – szczyt w godzinach wieczornych;

Podstawoym bodziec który uwalnia PTH to spadek ZJONIZOWANEGO WAPNIA we krwi; inne to -niskie stężenie Kalcytriolu -pobudzenie B-adrenergicznych receptorów -hiperfosfatemia -prostaglandyna E Ogólnie to podwyzsza wapń, obniza fosforany -dziala na nerki, kosci, pośrednio jelita KOSCI -w normokalemi PTH reguluje procesy remodelacji kości -przy hipokalemii – wincej PTH i do tego Kalcytriol który działa permisyjnie – pobudzają demineralizacje kości działając dwuetapowo 1.Faza – po 3-4h -Osteoliza osteocytowa (BEZ USZKODZENIA STRUKTURY MACIERZY KOSCI!) -zahamowanie tworzenia osteoidu (macierzy kostnej) 2.Faza – po dalszych 12h -jak nie ma wyrównania wapnia mimo wcześniejszej fazy’ -OSTEOLIZA OSTEKLASTOWA; pobudzana pośrednio poprzez IL-6, uwalnianie przez aktywowane PTH osteoblasty; -wzrasta liczba osteoklastów; wytwarzają proteazy rozkladajace orgniczny zrąb oraz kwasy – mlekowy i cytrynowy rozpusczające kryształy hydroksyapatytowe

NERKI -hamowanie resorpcji zwrotnej fosforanów w kanalikach I rzędu (zwiększanie wydzielania z moczem) -nasilenie resorpcji zwrotnej Ca2+, głownie w kanalikach II rzędu -warto pamietac ze normanie i tak 90% Ca2+ wraca bez udziału PTH Cos innego jest tutaj ważniejszego – PTH pobudza aktywnosc enzymu hydroksylazy odpowiedzialnej za tworzenie Kalcytriolu z kalcydiolu JELITA -posrednio, przez Kalcytriol, który wzmaga wchłanianie Ca2+ KLINIKA PRZYTARCZYCE SĄ NIEZBĘDNE DO ŻYCIA! -w ciągu kilku dni rozwija się teżyczka, do której głownych objawów należy: 1.Drżenie włókienkowe mięśni, z następowymi skurczami klonicznymi lub tonicznymi 2.Zwiekszenie pobudliwości kurczowej m szkieletowych 3.Tachypnoe, tachykardia, wzrost temp ciała

4.Niekiedy skurcz m krtani i klatki piersiowej grożącej uduszeniem Ponadto obserwuje się -spadek stężenia Ca2+ w plynie zewnątrzkom i osoczu -wzrost zawartości fosforanów tamze -uposledzenie wydalania fosforanow i wapna z moczem

KALCYTONINA (TYREOKALCYTONINA) -przez komórki C tarczycy, APUD -prepropetyd o masie 12 000; -własciwy peptyd spichrzany w ziarnistościach, związany z bloną, uwalniany pod wpłweym stężenie jonów Ca2+ w osoczu krwi; -cztery postacie – alfa, beta, gamma i delta – roznica w skladie i liczbie aminokwasow Oprócz Ca2+ działa na wydzielanie kalcytoniny jeszcze -gastryna -CCK -glukagon -estrogeny -agonisci B-adrenergicznych Ogolnie to obniza fosforany i wapń we krwi na skutek zwiekszecnia aktywności osteoblastów; i zahamowania osteoklastów; wiec to i to leci do kości; -wzrost osteonektyny i osteokalcyny, wiązących jony wapnia NERKI -przejsciwoy i wnieilki wpływ (wzrost wydalania z moczem Ca, Mg, Na, Cl i fosforanów nieorganicznych) -hamuje aktyownosc 25(OH)D3-hydroksylazy i wytwarzania przez to kalcytriolu (ANTAGONISTA PTH) Oprócz regulacji gospodarki Ca-P -hamuje wydzielanie żołądkowe i trzustkowe (CCK i gastryna pobudzają) -hamuje łaknienie i wydzielanie insuliny (glukagon pobudza) -dzialała analgetycznie (przeciwbólowo) - > POBUDZANIE WYDZIELANIA ENDOGENNYCH OPIATÓW, ZWIEKSA LICZBE ICH RECEPTORÓW W PODWZGÓRZU I PODNOSI PRÓG POBUDLIWOSCI DLA BODŹCÓW BÓLOWYCH

KALCYTRIOL -sterolowe pochodzne od zwierząt (D3) i roślin (D2) -najwazniejsza wit D3 (cholekalcyferol) która jest dostarzcana z pokarmem LUB ze skóry (swiatłó, zakres 290-320 nm) z 7 dehydrocholesterolu

W wątrobie w SER – do kalcydiolu się przekształca (25 Hydroksylaza, wymaga NADPH, O2 i białkowego czynnika cytoplazmatycznego jako kofaktorów) -kalcydiol sam hamuje te rekacje; brak tez jego działania, można traktować jako prohormon w sumie -transportowany jest ze swojstą globuliną wiążącą witaminę (DBP) która ma niewielkie powinowactwo do Kalcydiolu, a większe do kalcytrolu W kanalikach PROKSYMALNYCH w nerkach; kalcydiol przechodzi w kalcytriol lub 24,25(OH)2D3 Kalcytriol to wlasciwy hormon, 24,25(OH)2D3 jest wytwarzany ok 1000 razy częściej niż kalcytiol, ale jej podstawowym miejscemi działania jest tk chrzęstna;

Kalcytriol działa na jelita, kosci oraz nerki -podnosci Ca-P w plynie zewnątrzkomórkowym na jelita; najważniejsze to chyba: 1.indukcja nowych białek, noscnikow Ca2+ 2. fosfatazy alkalicznej 3. oraz zależnej od wapnia ATP-azy enterocytów wszystko to wzmaga wchłanianie Ca z jelit; Na kości – taki sam jak PTH i zależy od stężenia jonow w osoczu -efekt permisji kalcyriolu na PTH NERKI -wzmaga resorpcie Ca-P w kanalikach dystalnych; KLINIKA -niedobór Kalcytriol (zła dieta, brak słońca, złego wchłaniania) prowadzi do zaburzeń minteralizacji kosci i chrząstki -powoduje to OSTEOMALACJE u dorosłych (chrząstki nasadowe są już zamknięte) lub Krzywica u dzieci (kosci rosnąće)

POBUDZANIE Hipokalcemia Hipofosfatemia PTH Hormony płciowe Prolaktyna GH

SZYSZYMKA

HAMOWANIE Hiperkalcemia Hiperfosfatemia Wysokie stężnie Kalcytriolu Kortyzol T3, T4

-niewielki twór (170 mg); cz nadwzgórza, pod oponą miękką; -ze struktur międzymózgowia, pochodzenia neuroektodermalnego i mezynchymalnego -zanika w okresie przekwiatania

Składa się z dwóch komórek -pinealocyów (komórki glowne); tworzą liczne wypustki i są ulozone w sznury -kom śródmiąższowe, podobne do kom glejowych BRAK BEZPOSREDNIEGO POŁĄCZENIA NEURONALNEGO Z MÓŻGIEM -wyjątek to unerwienie wspolczulne, z górnego zwoju szyjnego Wydziela melatonina z L-tryptofanu, gdzie pośrednim etapem jest serotoina -zawiera takie peptydy jak TRH, Somatostatyna, GnRH, NA i ADH Cykl okołodobowy wydzielania melatoniny i (w mniejszym stopniu) serotoniny -szczyt miedzy 2 a 4 -hamujace działania swiatla na receptory siatkówki oka przenosi się za pośrednictwem drogi adrenergicznej siatkowo-podwzgórzwej: Do podwzgórza i stąd dalej pozazwojymi wloknami adrenerginczymi do obwodowego ukł współczulnego, zaopatrującego szyszynkę (odruch neuroendokrynny zależny od swiatła) Melatonina to silnie LIPOFILNA SUB (łatwo idzie do krwi albo PMR) -poza szyszynką powstaje też w siatkówce oka i szpiku kostnym -o wiele więcej jej w komórkach neuroendokrynnych żołądka i jelit (pełni miejscowo funkcje antyoksydacyjne i przeciwzapalne (stąd podaje się ją nie tylko przy upośledzonym snie ale tez uszkodzeniach trawiennych sluzowki żołądka i jelit) Ma tez znaczenie na rozporszenie melaniny (a wiec zabarwienie skóry) -uwalnianie wolnych rodników (ochrona ich przed przedwczesnym starzeniem) -wpływa na GnRH, hormony cyklu miesięcznego i gametogenezę; -u zwierząt – wpływ na roczne zmiany rytmu płodności; u człowieka też (choroby nowotworowe tego narządu niedoczynność/nadczynność- hipo/hipergonadalne zmiany) Stęzenie melatoniny w krwi zależy od wieku 1-3 lata to 250 pg/ml 8-15 180pg/ml Dorosli 80 pg/ml po 80rż zaledwie 20 pg/ml

CZYNNOSCI DOKREWNE GONAD MENSZCZYZN -aktywowana przez gonadotropowe hormony; FSH i LH -na razie znaleziono tylko 10 aminokwasową luliberynę, określaną jako GnRH lub LHRH -pobudza syntezę i tego i tego Do 10 rż wydzielanie GnRH oraz gonadotropin jest niemal calkowcie zahamowane, pomimo obecności ich w podwzgórzu i przysace (brak androgenów do 10-12 rż) – dopiero potem zaczyna się wydzielanie LHRH i gonadotropin; -w efekcie w wieku 13-14 rz osiąga się pelna dojrzałośc płciową, gametogenną i dokrewną; Nie wiadomo dlaczego wcześniej się to nie wydziela; -podejrzewa się ze to dlatego, ze wcześniej neurony peptydoergiczne podwzgórza są mega wrażliwe

na statyczne działanie testosteronu z nadnerczy chociażby; -z czasem stają się coraz mniej wrażliwe i rozpoczyna się wydzielane GnRH itd. Gonadotropiny są GLIKOPROTEINAMI zbudowanymi z dwóch podjednostek a i B; -łanuchy peptydowe alfa są identyczne w FSH, LH i TSH (lol); A beta są inne i swoiste FSH podobnie jak tesosteron, kontroluje aktywnosc kom podporowych Sertolego oraz działa w stosunku do nich troficznie; -pobudza w nich produkcje ABP (androgen binding peptide – białko wiążące androgeny) -także produkcje inhibiny, aktywiny i rozmaitych czynników wzrostu Inhibina – zarówno w jądrach i jajnikach jest wydzielana -w dwóch postaciach; z jednej podjenstce alfa oraz jednej z dwóch beta (a lub b) -obie inhibiny A (a-BA) i B(a-BB) hamują wydzielanie FSH z przysadki -hamuje też wywarzanie testosteronu AKtywina – pobudza wytwarzanie testostoernu przez kom Leydiga ABP – transportuje testosteron w samych kom leydiga, i tez w obrębie kanalików prostych, sieci jądra i przew. Wyprowadzających najądrza, gdzie obevnosc testosteronu jest neizbędna w końcowych etapach dojrzewania plemników FSH aktywuje w kom Sertoliego aromataze, umozliwajaca przeksztalacanie testosteronu w estradiol -inicjuje tez proces spermatogenezy LH ma za to dzialnie troficzne na komórki śródmiąższe Leydiga (L-L) i pobudza wydzielanie testosteronu przez te komórki -hormon ten podany dzieku płci męsiej powoduje zamianę fibroblastów jąder na komórki leydiga; -wydzielaw więcej tesosteronu w obecność PRL (zwieksza ona receptorów dla LH – działanie synergistyczne) W okresie pokwitania – wydzielanie LH i androgenów zwiększa się typowo w czasiesnu -u dorosłych ta zaleznosc znika (niewielkie wahania, rano o 25% większe wydzielanie testosteronu niż rano) -szczyt wytwyrzania androgenów u dorosłych osiąga szczyt w 20 r.z (5-10mg/d) a potem maleje (20% tego w 80 rż) Taki spadek mocny androgenów we krwi zaznacza się po 40-50 rż, kiedy jednocześnie zmniejsza się ich hamujący wpływ na wydzielanie GnRH i LH -wzmaga się wtedy czynność gonadotropowa przysadki, warunkując u niektórych mężczyzn objawy PRZEKWITANIA MĘSKIEGO w postaci: -wzmozonej draźliwosci -depresji -upośledzenie koncentracji -zmniejszenia potencji płciowej -uderzeń gorąca (można to leczyć androgenami)

ANDROGENY -powstają z cholesterolu w komórkach śródmiąższowych Leydiga -przekształca się do pregnenolonu pod wpływem CYP11A1 (desmolaza cholesterelowa) a ten leci dalej -ogólnie to jest to mega podobny szlak do tego z nadnerczy ale brak tutaj 11 i 21 hydroksylaz -androgeny nalezą do steroidów C19 z grupą ketonową lub hydroksylową przy atomie węgla w pozycji 17; Jądra przede wszystkim uwalniają do osocza TESTOSTERON oraz ANDROSTENDION (prekursor testosteronu i małej aktywności hormonalnej) -niewielkie ilości przekształcają się w estrogeny, a większość polega zamiania w WĄTROBIE na 17ketosteroidy po koniugacji z kw siarkowym/glukurownoym zostaje wydalony z MOCZEM To jest w ogóle miara wytwarzania androgenów w organizmie; tj ilość tych 17ketosteroidów w moczu: -co ciekawe 30% z nich tylko jest pochodzenia jądrweog, reszta to nadnercza (dobowe wydzialenie to 10-20mg tego) 97% androgenów jest związana z białkami a 3%w postaci wolnej, wykazującej aktywnosc biologiczną; -65% z tego jest związany z SSBG (sex steroid-bining globulinę; B-globulina osocza wiążącza hormony płciowe) a 30% z albuminyami -oba kontrolowane przez wątrobę, wiec ich ilość tez wpływa na działanie testosteronu 90% testosteronu w osoczu to ten z jąder; tylko mała część powstaje z androstendionu (prekursor – zmiana w wątrobie) -testeosteron w tkankach docelowych dalej się przekształca; przechodzi w dihydrotestosteron (DHT) który z kolei przechodzi w 3a,5a-androstenediol -zarówno DHT i testosteron działają bezpośrednio na kom za posrednicwem receptorow wewnatrzkom (te do jądra) -kompleks DHT-receptor trwalszy; więc i skutecznejszy (Ale DHT to tylko 10% krążych we krwi androgenów – wiec w sumie tylko potęguje jego efekty)

W OKRESIE PŁODOWYM testosteorn jest wytwarzany przez jądra pod wpływem Gn łożyskowej -odpowiada za przemiany przewodó pranerczy Wolffa w najądrza, nasieniwody i pęcherzyki nasienne -DHT natomiast kontroluje powstwanie cewki moczowej, penisa, moszny i prostaty; -dalszy rozwój w okresie dojrzewania płciowego Wtedy (dojrzewanie płciowe) testosteron odpowiada za dalszy rozwój penisa, pęcherzyków nasiennych i strun głosowych -zmiany w zakresie psychiki (tendencja do wzrostu aktywności fizycznej, agresywność, zainteresowanie płcią przeciwną) DHT za to odpowiada za dalszy rozwój moszny i prostaty, pojawienia się owłosiona typu męskiego i rozwój gruczołów łojowych; Po osiągnieciu dojrzałości – testosteron podstawoym hormonem odpowiedzialnym za

spermatogenezę (także erekcje i libido u mężczyzn) -także silny wpływ na metabolizm; pobudza syntezę białka w całym ustroju (działa na wszystkie etapy; transkrypcje, translacje) -więcej mitochondrium (intensynwiejsze przemiany metaboliczne) -efekty działania androgenów już 30 min po jego wstrzykneciu; najbardziej to widać w mięśniach i kościach (Wzrost masy mięśnia, kosci szybciej rosną w związku ze zwiększoną syntezą osteoidu kości – nastepenie zanikają płytki nasadowe, nasady zlewają się z trzonami i wzrost jest definitywnie zakończony) Dzialanie anaboliczne testeosternu utrzyuje się cale zycie; podnosi on o 10-20% podstawową przemianę materii -zwiększa tez zwrotną resorpcje sodu w kanalikach nerkwoych -liczba erytrocytów up -wieksze stężenie cholesterolu, LDL i VLDL

KLINIKA -niedobór androgenów między 2 a 3 mies ŻYCIA PŁODOWEGO (obojniacze cechy narządów płciowych) -jak niedobów w III trymestrze to wnętrostwo i niedostateczny rozwój prącia -przed okresem dojrzewania – słąby rozwój 2 i 3 rzedowych i eunuchoidalne proporcje ciała -u dorosłych – imptencja i spadek libido;

YAYNIKI -estrogeny, progesteron i relaksyna

1.ESTROGENY -steroidy C18 (brak grupy metylowej węgla w pozycji 10 i delta-3-keto-konfiguracji w pierścieniu A) -są wydzielana przez komórki warstwy ziarnistej jajników (faza folikularna) i ciałko żółte (faza lutealna) -w okresie ciąży także przez łożysko (które wielokrotnie więcej ich wydziela niż jajniki) -nieznaczne ilości są także wydzialane przez kore nadnerczy (a u mężczyzn i przez jądra) Są dwa szczyty estrogenu (17B-estradiolu) -jeden pod koniec fazy folikularnej, tuż przed owuacją -drugi w połowie fazy lutealnej Najniższe – tuż przed miesiączką (i w czasie jej trwania) W OSOCZU MAMY TRZY GŁÓWNE ESTROGENY 1.Estradiol (najaktywniejszy – może przekształcąc się w estron w tk obowdowych; pozostaje z nim w osoczu w równowadze) 2.Estron – 12 razy mniej aktywny od estradiolu 3.Estriol – efekt utleniania estradiolu i estronu, 80 razy mniej aktywny niż estradiol;

Zmiany typowe jak to przy syntezę hormonów z cholesteriolu - pierw z desmolazy (CYP11A1) powstaje pregnenolon, dającym początek dwóm drogom metabolicznym, katabolizowanym przez enzymy mikrosmalne -ostatecznie estradiol powstaje przez aromatyzacje testosteronu, a estron w wyniku aromatyzacji androstendionu (ESTRADIOL I TAK GŁÓWNY PRODUKT!) -naturalne estrogeny są nieaktywne po podaniu doustnym; -za to są substancje jak np. pochodna etynylowa estradiolu, które wykazują większą aktywnosc niż estradiol i są aktywne po podaniu doustnym. Miejscem inaktywacji estrogenów jest wątroba (utlenianie do estriolu a następnie sprzężone z kwasem glukuranowym lub siarkowym i są wydalane z moczem (80%) lub żółcią (20%) -tylko 2% estradiolu w krążeniu jest w stanie wolnym -te 98% jest związane z albuminą (40%) i SSBG (60%) Główna rola to pobudzanie prolifseracji komórkowej i wzrostu narządu rozrodczych i innych tkanek związanych z rozrodem; -w okresie dzieciństwa jest niewielkie -Dopiero w okresie pokwitania pod wpłwem FSH i LH 20-krotny wzrost wydzielania estrogenów; -zwiększają gruczoły sutkowe, macicę, pochwę i zew. Narz, płciowe, następują także zmiany w psychice (zainteresowanie płcią przeciwną) -zmienia się dystrbucja tłusczu na piersi i pośladkach -krtań utrzymuje prporcje jak przed pokwitaniem, a głos wysoką tonację; Owsłosienie pod pacham i na wzgórku łonowym – androgeny z kory nadnerczy

W okresie pokwitania wzmagają też osteblaastyczną aktywnosc i tworzenie osteoidu (przyśpieszanie wzrostu kosci na dlugosc – tak jak androgeny, przyśpieszają łączenie nasad z trzonami kości i ostatecznie prowadzą do zakończenia procesu wzrostu) -wpływa też na kształtowanie się kosci miednicy małej (forma z lejkowatej zmienia się w gruszkowatą) -wzmaga odkładanie wapnia i fosforanów w kościach -anabolicznie na syntezę białek i ich odkładanie (gł w obrębie narz płciowych, gruczołów sutkowych i kości) OBNIZAJĄ STĘŻENIE CHOLESTEROLU WE KRWI! -hamują rozwój miazdzyczy naczyń i zawałów m sercowego (O wiele rzadziej przed menopauzą u kobiet) -działanie przeciwmiażdżycowe to efekt pobudzanie przez te hormon syntazy tlenku azotu (stymulowanie wydzielana NO), który powoduje rozszrzeanie już istniejących naczyń i angiogenezę do tego

PROGESTERON

-do steroidów C-21 należy; -gł przez ciałko żółte, szczyt w połowie fazie lutealnej

-także, choć w niewielkiej ilości przez pęcherzyki jajnikowe i nadnercza (obecność w fazie folikularnej, choć w niskim stężeniu W ciązy – przez lożysko, w ilościach 10 krotnie większych niż podczas szczytu w zwyklej fazie miesiączkowej; Glówny produktem końcowym przemian progesteronu (W wątrobie się to dzieje) jest niekatywny pregnandiol -podlega on koniugacji z kw glukuronowym i wydzielany z moczem -tylko 2% progesteronu w stanie wolnym (80% z albuminami a 18% z SSBG) Działa przede wszystkim na macicę, pochwę, gruczoły sutkowe oraz OUN -odpowiedzialny za cykliczne zmiany nabłonka pochwy (pobudza złuszczanie) -zmniejsza wpływ estrogenów na miesniowke macicy, obniżając jej pobudliwość skurczową, aktywnosc elektryczną i wrażliwość na oksytocynę (hamuje poród?) W gruczołach sutkowych pobudza rozwój pęcherzyków i zrazików gruczołowych, przygotowując je do aktywności wydzielniczej podczas latakcji POWODUJE WZROST LIBIDO! Ma też działanie termogeniczne, co warunkuje wzrost podstawowej temp w czasie owulacji Efekt Przeciwpadaczkowy! Wzbudza też wymianę gazową w płucach. -działa przeciwaldosteronowy, przeciwzapalnie i immunosupresyjnie -zmniejsza tolerancje glukozy

RELAKSYNA -hormon pelipeptydowy wytwarzany przez KOMÓRKI LUTEINOWE z warstwy ziarnistej pęcherzyka (oraz przez łożysko) -rozluźnia złącze łonowe i połączenia kości miedniczych oraz rozszerza szyjke macicy w czasie ciąży, przygotoując drogi rodne do wydalenia płodu -zmniejsza kurczliwość macicy oraz zwieksza syntezę glikogenu i wychwyt wody przez mięśniówkę macicy; KLINIKA -nieprawidlowa czynność dokrewna jajnikow objawia się przedwczesnym lub opóźnionym dojrzewaniem, zaburzeniame cyklu menstruacyjnego u kobiet dojrzałych albo nadmiernymi wytwarzaniem androgenów; REGULACJA FUNKCJI JAJNIKÓW -GnRH uwalnianie pulsacyjnie, LH tez -FSH odpowiada za wzcesny rozwój pęcherzyków jajnikowych, a wspólnie z LH warunkuje ich dojrzewanie -wzrost LH powoduje owulacje oraz stymuluje wydziealnie progesteronu i estrogenu z ciałka żółtego; W pierwszym okresie fazy folikularnej ze względu na wzrost stężenia estrogenów wydzielanie LH

jest hamowane, a jego stężenie utrzymuje się na stosunkowo niskim poziomie; -jedak na 36-48h sprzężenie zwrotne ujemne jest nagle zamianieniane na dodatnie i jeb, nagle LH wyjebuje w kosmos. -Ta zmiana jest na poziomie podwzgórza. Jak to działa? Nie wiadomo xD; wiadomo, ze obejmuje tylko okres ok 24godzin w cyklu; -nawet 3-4 krotny wzrost estrogenówe we krwi wywołąny przez wstrzykniecie estrogenów co najmniej 36h nic nie daje (nadal ujemne); wiec to raczej nie kwestia poziomu estrogenu

Wydzialenie FSH polega zwrotnemu hamowaniu przez estrogeny (jak i LH) oraz zwrotnemu hamowaniu przez inhibinę, której ilość w czasie fazy folikularnej rosie, zapewiajac umiarkowej wzrost stężenia we wczesnej fazie folikularnej -w połowie cyklu nagle wzrsta FSH mimo ze inhbina nadal jest wydzialna. Czemu? Bo nagły wzrost wydzielania GnRH w podwzgórza) W fazie lutealneh LH i FSH na niskim poziomie (estrogen, progesteron, inhibina) -w drugiej połowie, 3-4 dni przed miesiączką, ciałko żółte ulega zanikowai (najprawpodobniej pod wpływem prostaglandyn) – spadek produkcji estrogenu, progesteronu, wzsrasta wydzielanie FSH i LH znowu i tak w koo Macieju

KONTROLA CYKLU MENSTRUACYJNEGO; Jajniki płodu, np. 5 miesiacznego zawierają kilka milionów pęcherzykow pierwotnych -z całkowitej liczby pęcherzyków pierwotnych u noworodków plci żeńskiej (ok 400 000) ostatecznie tylko ok 800 osiąga pelne stadium pęcherzyka dojrzałego; (ok 400 owulacji u kobiet – reszta zanika) W prawidłowym cyklu miesiączkowym (od merache, pierwszej miesiączki) mają 4 etapy 1.Krwawienie miesiączkowe 2.Faza folikularna, trwająca średnio 14-17 dni 3.Owulacje 4.Faza lutealna (ok 14 dni)

W owulacji bierze udział jeden, rzadziej 2-3 dojrzałe pęcherzyki -pozostałe ulegają zanikowi (atrezja) i następnie włóknieją, wytwarzając każdorazowo małą bliznę – tzw ciałko włókniste (corpus atreticum)

Na początku cyklu, ok 20 spośród kilkuset PĘCHERZYKÓ PIERWOTNYCH rozpoczyna wzrost; -dojrzewająće pęcherzyki osiągają średnie 18-20nm; jest to wyniki proliferacji w otoczeniu owocytu, zwanych KOMÓRKAMI ZIARNISTYMI; -Pogrubieniu podlega osłonka przejrzysta, a sam pęcherzyk zmienia się z pierwotnego w drugorzędowy; Tkanka łączna w bezpośrednim otoczeniu pęcherzyka tworzy osłonkę (theca folliculi) która dzieli się na:

1.Warstwę wewnętrzną (tunica interna) -komórki z receptorem błonowym dla LH i sąmiejscemi wytwarzanie hormonów steroidów, gł androstendionu 2.Warstwę zewnętrzną (tunica externa) -silnie unaczyniona! Dalsze dojrzewanie pęcherzyka polega na tworzeniu pod wpłwem FSH jamy (antrum) wypełnionem płynem -przestrzeń ta się powieksza; przesuwa na obwód owocyt oraz z częścią kom ziarnistych, które tworzą wieniec promienisty (corona radiata) -też powoduje powstawania wzgórka jajonośnego, dla kom jajowej która prowadzi wtedy mejoze; Wieniec promienisty posiada receptory dla FSH natomiast i enzymy przeprowadzające aromatyzacje androgenów do estradiolu i estroli -pod wpływem FSH i estrogenów proliferuacje podlegają komórki ziarniste, jednocześnie podnosi się stężenie estradiolu we krwi; -w tym samym czasie pod wpływem LH wzmaga się synteza w warstwie wewnętrzenj androgenów – GŁÓWNIE ANDROSTENDIONU (które są aromatyzowane potem)

Ogólnie to estrogeny, androgeny oraz FSH i LH sa w płynie pęcherzykowym w znacznie większym stężeniu niż w osoczu; (wymaga się ich odpowiednia ilość aby mógł w pełni rozwinąć się pęcherzyk – jak nei ma odpowiedniej liczby to ulega atrezji)

Pełne dojrzewanie pęcherzyka trwa ok 14 dni i pierw czyni ie to autonomicznie, następnie pod wpłwem FSH a potem pod wpływem FSH i LH;

Taki dojrzały pęcherzyk, jak wspomnianio już wcześniej, ma 20mm i obejmuje calą warstwę korową; -kilka h przed owulacją naczynia krwionośne otoczki wnikają poiedzy kom ziarniste (a ze tam jest w pizdu estrogenów; są wtedy w dużej ilości i w osłonce WEWNĘTRZNEJ i w kom ziarnistach produkowanych; bo aromatyzacja intensifies) to nagle w krwi jest masa estradiolu na kilka dni przed owulacją - w tym stadium pod wpłwem LH kom zaczynają też wytwarzać już progesteron (stężenie przed owuacja się podnosi)!

OWULACJA – gwałtwonie;

-pęcherzyk się powieksza, w osłonce wzrost aktywności enzymu proteolitycznego (pod wpłwem estradiolu, progesteronu, prostaglandyn ale o tym zaraz) co powoduje ścieńczenie otoczki i pęknięcie pęcherzyka; W czasie owulacji wzgorej jajonośny się odrywa i leciii do płynu o wylwa się na zewnątrz jajnika w czasie niej;

Najwieksze znaczenie w mechanizmie owulacji ma wzrost stężenia LH we krwi -wynikiem jest wzrost stężenia cAMP w kom ziarnistych -> przyspieszona przemiana cholesterolu w progesteron, ten w androstendion i ten w estradiol -działając bezpośrednio lub przed zahamowanie inbhibiota dojrzeiwania owocoytu (OMI – ovocyte maturation inhibitor) cAMP odpowiada za dojrzewanie owocytu; Podnosi się także wytwarzenie prostaglandyn; BEZ LH NAWET PRZY NADMIARZE FSH PĘCHERZYK NIE DOJRZEWA I NIE NASTĘPUJE OWULACJA -wydzialnie LH nagle zwiększa się 6-10 krotnie, osiągając szczyt ok 18h przed owulacją -wzrsta tez dwukrotnie wydzialenie FSH; -oba te hormony działają synergistycznie powodując końcowe dojrzewanie pęcherzyka, a zwłaszcza jego przekrwienie i obrzęk;

Pękniety pęcherzyk wypełnia się skrzepem (powstaje ciałko krwotocnze, corpus haemorrhagicum) -w miejscu skrzepu pojawiająsie komórki lutealne, pochodzące ze dzielący się w znaczym tempie komórek ziarnistych i komórek osłonki wewnętrznej; -pęcherzyk razem z kom lutealnymi tworzy CIAŁKO ŻÓŁTRE którego żywtnosc wynosi ok 11 dni; -wytwarzaja estrogen i progesteron pod wplwem FSH i LH Jak nie ma zapłodnienia to corpus luteum po 11 dniach ulega zmianom litycznym i degeneracyjnmi, a w końcu atrofii – zamienia się w tk bliznowata, ciałko białwe -a jeśli zaciąży się to przeksztalca się w ciałko żółte ciążowe, dalej wykazujące aktywnosc hormonalną;

CIĄŻĄ Łozysko ważne (z trofoblastu powstaje); są tam takie hormony jak: 1.Ludzka gonadotropina kosmówkia (hCG; human chorion gonadotropin) 2.Estrogeny 3.Protesgsteron 4.Relaksyna 5.Inhibina 6.Ludzki laktogen lożyskowy (hPL – human placental lactogen) inne

hCG -glikoproteid o masie cząsteczkowej ok 46 tys; -zlozony z podjenostki alfa identycznej jak w LH, FSH i TSH oraz beta swoistej dla niej -wydzielanie rozpoczyna się 5 tyg życia płodowego, szczyt w 10 tyg; -potem spada az do ok 20 tyg dzie ustala się na mniejszy, ale wciąż stalym pozomie; Wewnętrzna warstwa trofoblastu (cytotrofoblast) wyziela substancje podobną do GnRH (LHRH)

zwaną ŁOŻYSKOWYM HORMONEM UWALNIAJĄCYM (pLH-RH) -pobudza on wytwarzanie i wydzielanie hCG z zewnętrznej warstwy trofoblastu Główna finkcją hcG jest zapobieganie zanikania ciałka zoltego ciążowego; oraz pobudzanie go do wzmożonego wydzielania progesteronu i estrogenow; -po upływie 10 tyg czynność wydzielnica ciałka żółtego zostaje zastąpiona przez łożysko i wtedy wydzialnie hCG się zmniejsza; Pobudza także pierwotne komórki śródmoązszwoe Leydiga do wytwarzania andrgoenówl pod wpłwem których rozwiajaj się meskie narządy płciowe i następuje zstępowanie jąder do moszny;

PROGESTERON I ESTROGENY -tak jak ciałko zólte ciążowe wydziela to; -maksimum wydzielania w ostatim miesiącu ciąży, 30 krotnie wyzsza niż przy szczytowym stężeniu przy okazji miesiączki ESTROGEN 1.Powieksza macice i zew narządy płciowe 2.Rozwój gruczołów mlecznych 3.Zwiotczenie więzadeł miednicy małej oraz zahamowanie wydzielania GnRH (zastopowanie miesiączek) PROGESTERON 1.Zmniejsza kurczliwość m macicy i zapobiega poronieniu 2.Pobudza wydzialenie bł śluzowej jajowdow i macicy, zapewniając składniki odzwycze dla rozwiajajcego się zarodka przez zmianę endometrium macicy w DOCZESNĄ 3.Przygotowuje tez gruczoł sutkowy do laktacji

hPL – laktogen łożyskowy -Syncytiotrofoblast to wydziela -pod względem chemicznym i immunologicznym podobny do GH i PRL -wydzielanie jego rozpoczyn asie w 5 tyg ciązy i stopniowo narasta (proporcjonalnie do wielkości łożyska) Wykazuje działanie podobne do GH i funkcjonue jako hromon wzrostu ciąży prowadząc do: 1.Zatrzymania N2, K i Ca w organizmie matki 2.Pobudza lipolizę i hamuje zużycie glikozy przez ustrój matki (zapewnia rozwijającemu się płodowi odpowiednie jej stezęnie) Śróbłonek n krwionośnych – powierzchnia ok 100 m2 i masie 1kg Częśc krwi ->zmagazynowana w zbiornikach (np. siec naczyń wątroby/śledziony, naczynia warstwy podbrodawkowej skóry etc) i wyłączona do pewnego stopnia z krwiobiegu -odzyskiwana w trakcie hipowolemii Krew+limfa+płyn tkankowy = płyny ustrojowe, płynne środowisko wew organizmu, które zaopatruje

komórki organizmu Całkowita objętość krwi – 8% masy ciała (u dzieci ok 1/10-1/9 masy ciała) Elementy morfotyczne – mniej niż 50% objętości krwi;

Zasadnicze role krwi.

1.Utrzymanie homeostazy 2.Oddychanie 3.Odżywanie 4.Czynność hydrodynamiczna, wyrównanie cis. Osmotycznego (izoosmia) i stężenia jonów H+ (izohydria, pH) 5.Obrona ustroju (ig, dopełniacz, leukocyty etc) 6.Transport witamin/hormonów 7.Regulacja temperatury ciała (duże ciepło właściwe, wysokie przewodnictwo cieplne, wysokie utajone ciepło parowania)

WŁAŚCIWOSCI FIZYCZNE KRWI

-nieprzejrzyste, czerwone zabarwienie -słodkawo-słony smak -swoisty zapach

Do własc. Fizycznych krwi należą: 1.Cięzar właściwy

-mierzy się metodą Phillipsa i van Slyke’a (kropla krwi/osocza utrzymuje się przez pewien czas w takim roztworze siarczanu miedzi, który ma ten sam ciężar właściwy) -także mierzenie wagowo/areometrycznie; wówczas mierzony w temp 22*C i wynosi on: Dla krwi całkowitej; 1,050-1,060 kg/m3 Dla osocza 1,022-1,026 kg/m3 Erytrocytów; 1,095-1,101 kg/m3 Ciężar zależy właśnie głownie od tego ile erytrocytów mamy we krwi, a ścislej – hemoglobiny Stąd przy zwiększeniu liczby krwinek w wyniku zagęszczenia krwi (erytrocytoza względna) lub wzmożenia funkcji krwiotwórczej (erytorcytoza bezwzględna) mamy wzrost ciężaru własc. Krwi

2.Lepkość

-jest 4 do 5 razy wieksza od lepkości wody -oznacza się za pomocą wiskozymetru (np. Hessa) -jest wyrazem tarcia międzycząsteczkowego el. Morf krwi o siebie i o ścianę naczynia -zależy od ilości białek osocza, liczby erytrocytów, temp i zaw CO2 Zmienia się w zaleznosci od tego co jemy: -węglowodanowe o dużej zawartości wody ZMNIEJSZAJĄ lepkości krwi -tłuszczowe o małej zaw. wody zwiększają jej lepkość Lepkość ma wahania dobowe – największa rano, gdy krew jest zagęszczona (dlatego warto pić wodę rano przez osoby zagrożone zawałem, bo rano najczęściej zawały są)

3.Ciśnienie osmotyczne

-na stałym poziomie, małe wahania przejściowe -są one związane z przyjmowaniem płynów i pokarmów oraz utratą wody -gł. Elektrolity (chociaż wszystko wpływa na osmolarność); zwłaszcza Na i K Na+ - 90% wartości cis. Osm. Płynu zewnątrzkom. -oznaczane bezpośrednio (osmometrem) albo pośrednio – metodą krioskopową, za pomocą termometru rtęciowego Beckmana lub osmometrem Fiskiego -ta ostatnia jest powszechna i polega na oznaczeniu dokładnie temp zamarzania danego roztworu; 1 mol sub. niedysocjującej obniża temp zamarzania o 1,860*C; przy znanej tej wartości można oznaczyć osmolarność roztworu; -we krwi jest to -0,558*C stąd osmolarność = 300 mOsm/l 1 Osm = ciśnienie osmotyczne przez 1 mol sub. W 1l wody Tutaj warto zaznaczyć 1.cząsteczki osmotycznie czynne na jednostkę masy – stężenie osmolalne 2.cząsteczki osmotyczne czynnie na objętość rozpuszczalnika – stężenie osmolarne Ogólnie sub dysocjujące – większe ciśnienie osmotyczne tworzą; 1 Osm dla glukozy = 180g/l; NaCl = 29,2g (1/2), CaCl2 = 37g (1/3) przykłady płynów izotonicznych dla krwi – 0,9%NaCl, płyn Ringera, Locke’a, Tyrode’a

Cis. Osmotyczne podlega regulacji nerwowej i hormonalnej;

-nadrzędne jest zgrupowanie neuronów w jądrze nadwzrokowym (kontroluje ono wydzielanie ADH) -neurony te wyposażone są w tzw OSMORECEPTORY CENTRALNE (wrażliwe na zmiany ciśnienia osmotycznego) ADH -> wchłanianie zwrotne wody w dystalnych kanalikach nerkowych (wg mojej wiedzy – kanaliki zbiorcze) Aldosteron->wzmaga resorpcje Na+ w dystalnych kanalikach nerkowych ANP (przedsionkowy peptyd natiuretyczny) – uwalniany w wyniku rozciągania miocytów przez większy powrót krwi do prawego przedsionka -hamuje wydzielanie aldosteronu i ADH, wzmaga wydalanie jonów Na+ i H2O w kanalikach

4.Zjawisko opadania krwinek

-nie może krążyć ani krzepnąć krew aby zaszło

W procesie opadania krwinek zasadnicze znaczenie mają: 1.Skład białek osocza 2.Kształt, liczba i ładunek elektr. Erytrocytów 3.Temperatura 4.Stosunek zawartości lecytyny do cholesterolu

Najważniejszy jest stosunek albumin do globulin w szybkości opadania krwinek -Zwiększa się przy zmniejszeniu stężenia albumin i zwiększeniu alfa2 i gamma globulin w osoczu krwi (marker stanu zapalnego – rozległość/nasilenie zakażenia/aktywność zapalna) Opadanie zwalnia: -zmiana kształtu erytrocytów (zwłaszcza sferocytoza) -zagęszczenie krwi (rozc – przyśpiesza) -zwiększenie ładunku ujemnego krwinek -podwyższenie temp -zmniejszenie zawartości lecytyna/cholesterol Oznaczenie OB -> metoda Westergrena (mieszamy 4:1 krew:3,8% cytrynian sodu) -potem do rurki, długość 300 mm i średnica 2,45mm -odczytujemy szybkość opadania po godzinie i dwóch W prawidłowych warunkach po pierwszej godzinie u M 6mm a u K 8mm (10/16 po dwóch)

Zwiększenie zawartości OB.

a)Fizjologiczne -obfity posiłek -intensywny wysiłek fizyczny -stany pobudzenia emocjonalnego b)Patologiczne -gruźlica -choroba reumatyczna -nowotwory złośliwe -ostre stany zapal

5.Oddziaływanie krwi ze scianą naczynia 6.Krzepliwość 7.Przewodnictwo elektryczne 8.Napiecie powierzchniowe.. i in. (brak roli praktycznej 7 i 8)

pH krwi – między 7,35-7,4 6,8-7,8 to przedział w którym jeszcze żyjemy -układ buforowy, płuca i nerki ogarniają stałe pH

Osocze – u dorosłego M ok 5% masy ciała; skład: a)Woda 91-92% b)substancje stałe w niej rozpuszczone (8-9%) -białka -składniki nieorganiczne -składniki organicznego -produkty wydzielania wew, pciała i różne enzymy

Osocze różni się od płynu śródmiąższowego jedynie zawartością białka -wynosi ok 7g% i jest ok 4 razy większe niże w płynie śródmiąższowym (1,8g%)

BIAŁKA OSOCZA

-stężenie 7-7,5g% dzielą się na: 1.Albuminy (4-5g%) 2.globuliny (2,6-3,0%) 3.fibrynogen (0,3-0,5g%) Rozdzielamy je np. elektroforetycznie, ultrawirówką lub immunoelektroforezą (precypitacja kompleksów immunologicznych) Generalnie nie do końca wiadomo skąd te białka pochodzą; -przyjmuje się, że źródłem albumin, fibrynogenu i ok 50% globulin, zwłaszcza a1 i a2 jest wątroba -syntetyzowane przez hepatocyty i kom Browicza-Kupffera -reszta (gamma i B1 i B2) w plazmocytach, limfocytach i innych kom układu makrofagów (dawniej ukł siateczkowo-środbłonkowego) wątroby, szpiku, śledziony i ukł chłonnego Skład prawidłowy wygląda jakoś tak: albuminy – 55,2% globuliny – 38,3% fibrynogen – 6,5% Współczynnik albuminowo-globulinowy – 1,5 albo 2 WSZYSTKIE frakcje białek osocza wywierają ciśnienie onkotyczne – wynosi ono ok 25mmHg -ciśnienie odwrotnie proporcjonalne do ich stężenia w osoczu Albuminy – ok 80% ciś onkotycznego (najwyższe stężenie/najmniejsza masa) Reszta to globuliny/fibrynogen Białka mają własciwosci buforowe (pH) i wpływajają na zdolnośc płytek krwi do agregacji/wytwarzanie rulonów przez erytrocyty Alfa i beta globuliny – transportery (hormony steroidowe, karoteny, barwniki żółciowe i inne) np.: alfa – ceruloplazmina beta – transferryna Do beta globulin należą izoaglutyniny, czynniki krzepnięcia krwi i enzymy (proteazy, fosfataza, esteraza cholinowa i inne) Niektóre globuliny to substraty, z których pod wpływem enzymów uwalniają się sub. Biologicznie czynne np.: -angiotensynogen (a-globulina z wątroby)-> angiotensyna pod wpływem reniny (proteaza uwalniana przez nerkę) -bradykinina (z kininogenu pod działaniem kalikreiny)

FIBRYNOGEN -duża m-sa cząsteczkowa -wytwarzane przez układ makrofagów wątroby -300 do 500mg% osocza, czyli 6,5% ogólniej ilości białka w nim zawartego -przekształca się we włóknik pod wpływem trombiny; Ogólnie to białka osocza to rezerwa dla organizmu w czasie głodu i niedoborów białkowych -całkowita pula albumin w organizmie to ok 300g (50:50 osocze/przestrzeń zewnątrznaczyniowa) -we krwi większe stężenie, bo przestrzeń zew. Ma ok 13 l. Dzienne wytwarzanie i rozpad białka w organizmie sięga ok 400g („wymianie podlegają tylko białka osocza” – wtf, przecież nie tylko) -około 10% albumin osocza jest w ciągu doby wymieniane na nowe (średni okres półtrwania albumin wynosi ok 20 dni, fibrynogenu - 3 dni; alfa/beta-globulin 3-11 dni; Gamma-globulin – 25 dni) Zawartość białek ma niewielkie wahania w stanach fizjologicznych: -praca fizyczna -dieta -rytm dobowy Przesunięcia w obrębie białek – stany patologiczne (spadek jednych białek to wzrost drugich) Zawartość białka w osoczu spada po rozległych oparzeniach -albuminy maleją w przewlekłych chorobach wątroby (marskość np.) i w przewlekłych chorobach nerek (utrata białek z moczem – zapalenie nerek, zespół nerczycowy) -wzrost stężenia y-globulin typowo w nowotworach (szpiczak mnogi, myeloma multiplex – namnażanie plazmocytów), przewlekłe zapalenia, zakażenia, marskość wątroby i inne choroby

POZABIAŁKOWE SKŁĄDNIKI OSOCZA

-azotowe i nieazotowe oraz nieorganiczne; Do organicznych zaliczamy: 1.Węglowodany i ich metabolity 2.Produkty przemiany białkowej 3.produkty przemiany hemu 4.inne metabolity Do ciał azotowych zaliczamy: 1)Mocznik (1,3-3,3umol/l) 2)Kw moczowy (178-386 mmol/l) 3)aminokwasy (30-55mg/l) 4)amoniak (23,6-41,3 mmol/l) 5)kreatynina (62-133mmol/l) Pochodzenie endo i egzogenne; całkowita zawartość azotu pozabiałkowego – 30-40mg%

GLUKOZA -najważniejszy monosacharyd -3,9 do 6,2mmol/l KWAS MLEKOWY 0,4-1,7mmol/l i zależy od natężenia wysiłku mięśniowego Produkty przemiany hemu: 1.Bilirubina (rozpady erytrocytów w makrofagach śledziony/wątroby - 0,5-7mmol/l osocza) 2.Urobilinogen; produkt dalszej przemiany bilirubiny przez bakterie jelitowe W niewydolności nerek – nawet 10 krotnie wzrasta azot pozabiałkowy (oznaczanie azotu pozabiałkowego jako wskaźnik wydolności nerek) fizjologicznie może być efektem wzmożonego katabolizmu białkowego -towarzyszy także nadczynności tarczycy, stanom długotrwałego głodu, krwotokom żoł-jel etc.

LIPIDY OSOCZA

-od 5 do 9g/l osocza W okresie międzytrawiennym – 95% tłuszczu występuje w postaci lipoprotein, pochodzących z chylomikronów (triglicerydy, fosfolipidy, cholesterol, białka) Rozkład jest taki; cholesterol – 3,9mmol/l fosfolipidy – 3g/l Triglicerydy – 1,5g/l + ADEK + hormony steroidowe + WKT

W enterocytach (gdzie trafiają w micelach złożonych z soli kw żółciowych) ->resynteza w chylomikrony, które wchłaniają się do krążenia limf jelit, a potem do krwi (gdzie ich stężenie może sięgać 1-2%) -chylomikrony to większe drobiny niż lipoproteiny i stosunkowo szybko znikają z krwi (hydroliza/wchłoniecie przez kom wątroby/adipocyty) -większość lipidów związana z białkami (lipoproteiny)

DO LIPOPROTEIN ZALICZAMY:

1.VLDL – dużo triglicerydów, umiarkowana ilość cholesterolu/fosfolipidów 2.LDL – mało TG, dużo cholesterolu 3.IDL (średnia gęstość) 4.HDL – 50% białek i niewiele lipidów WKT-> uwalniane przez enzym lipaza lipoproteinowa z TAG (tri-acylo-glicerolu) i cyk do krwi Cholesterol – powstać wolna i estry z kw tłuszcz. -pozostaje w połączeniu z Alfa/beta globulinami, które zawierają prawie wszystkie lipoproteiny

Zaw cholesterolu waha się od 3,5 do 6,5 mmol/l (150-200mg%) z czego 30% to wolne, a 70% to estry

SKŁADNIKI NIEORGANICZNE Osocze – bogate w Na i Ca, ubogie w K i Mg (erytrocyty dokładnie na odwrót) Stężenie Na w osoczu jest dość duże (135-142mmol/l) zależy gł od aldosteronu i czynności nerek (także innych hormonów, pewnie ADH np.) Wapń – 2,1-2,5mmol/l w osoczu; -w postaci zjonizowanej, kompleksowej i związana z białkiem -kalcytonina, parathormon, D3 i pH krwi wpływają na jej ilość K+ w osoczu (4-5mmol/l – w krwinkach 92-100mmol/l) -zależy od zawartości jego w pokarmach, czynności nerek, od aldosteronu i innych mineralokortykosteroidów Fosfor – 0,9-1,3mmol/l -w postaci fosforu estrowego, lipidowego i kw nukleinowych

OBJĘTOŚĆ KRWI/HEMATOKRYT Hct – objętość krwinek/objętość pełnej krwi; objętość osocza i krwinek czerwonych trzeba osobno oznaczać Oznacza się oddzielnie metodą tzw rozcieńczenia sub. Testowych (V) Objętość osocza (PV) można zmierzyć wstrzykując dożylnie barwniki, które wiążą się z białkami osocza, zwłaszcza: -błękit Evansa (T-1824) -indygokarmin -albo podając albuminę surowiczą znakowaną 125J Dwie próbki krwi z albumina – 10/20 minut po podaniu pobieramy (normalnie w ciągu 5-10 minut wymieszałoby się całkowicie) Objętość krwinek czerwonych (RCV) oznacza się znakując erytrocyty radioaktywnym chromem 51Cr, także 32P, 55Fe i 59Fe W powszechnej metodzie chromowej pobiera się 20-30 mln krwi, zabezpiecza przed krzepnięciem i miesza przez 30-40 min z dawką 15-20 uCi (mikro kiur) znakowanego chromianu sodu -90% izotopu związane z krwinkami; dalsze znakowanie hamuje się kw askorbinowym (redukuje chromian) -krew znakowaną wstrzykujemy z powrotem i po upływie 10 minut niezbędnych do jej wymieszania, pobiera się próbkę krwi do oznaczenia stężenia 51Cr

-dzieląc wstrzykniętą dawkę przez stężenie w probówce obliczamy RCV (u 70kg mężczyzny 1800-2000 ml przeciętnie wynosi RCV) Prawidłowe średnie obj krwi u 70kg M – 5 l, u K– 4,5 l; Objętość krwi zmienia się w różnych stanach fizjologicznych; 1.Zmniejsza się -zmiana pozycji z leżącej na stojącą -podczas wysiłku fizycznego (powód – zwiększony przesącz osocza przez ściany naczyń włosowatych) 2.Wzrosta -kobiety w ciąży -po długotrwałym treningu fizycznym -po adaptacji życia w warunkach obniżonego cis. Parcjalnego tlenu w tk. (wzniesienia etc)

U dzieci – objętość krwi najlepiej wyrazić w stosunku do ciężaru ciała, ale: 1.u noworodka jest to ok 0,3l 2.w 1 rż – 0,6l 3. W 6rż – 1,6l Dorośli mają taki wzór chuje muje dzikie węże, jak chcecie, to zerknijcie do podręcznika, ale imo nie warto W stanach patologicznie takich jak: -niedokrwistość -odwodnienie -choroby serca, wątroby, nerek itd. Może dojść do znacznych zmian objętości krwi; Gdy ciągłe, niewielkie krwawienia (np. nowotwory, krwawiące żylaki odbytu, miesiączki etc) – objętość niezmieniona, ale niedokrwistość, a gdy szybkie, duże – to objętość się znacznie zmienia U zdrowych ludzi nagła utrata części znacznej ob. krwi (17%/35min) nie powoduje jeszcze wyraźniejszych zmian w cis tętniczym krwi/częstości skurczów serca czy jego obj. wyrzutowej -zmniejsza się jednak krwi w krążeniu trzewiowym/aktywny skurcz n. żylnych i przesuniecie krwi do krążenia dużego -utrata pow 20% - uchwytne zmiany W okresie bezpośrednio po nawet znacznej utracie krwi – st. hemoglobiny i białek osocza utrzymuje się w granicach prawidłowych -dopiero po 2-3h obserwuje się spadek ich stężenia z powodu przechodzenia przesączu z płynu tk do naczyń włosowatych (w których obniża się ciśnienie filtracyjne z powodu skurczu) -dzięki temu krew wraca do prawidłowej wartości w ciągu doby -stężenia białka prawidłowe po 2-4 dniach

-z hemoglobiną gorzej, zależy od utraty krwi; np. po utracie 200 ml krwi – 20 dni;

HEMATOKRYT – Hct

-u M ok 42, a K 38 (nie jest to ścisłe, bo mimo odwirowania jeszcze 3-8% osocza jest miedzy krwinkami) -dlatego prawdziwy wskaźnik hematokrytu stanowi ok 96% Hct uzykanego w pomiarze i wynosi 40 u M i 36 u K -używa się do badania krwi żylnej, ale warto pamiętać, ze jest tutaj wyższy hematokryt niż w małych naczyniach (w dużych n. tylko trochę osocza od naczynia, reszta to morfotyczne, w małych – dużo osocza, mniej krwinek) Średni wskaźnik hematokrytu uwzględniający zarówno duże i małe naczynia krwionośne nosi nazwę WSKAŹNIKA HEMATORKYTU CIAŁA (Ho) i stanowi ok 91% Hct dużych naczyń

Hematokryt – zmienia się w stanach fizjologicznych: -wysiłek fizyczny -pobudzenie emocjonalne +niektóre stany patologiczne Zmniejsza się w: -niedokrwistości -ciąży -przewodnienie ustroju -choroby serca, wątroby, nerek itd. Ciężka niedokrwistość – Hct wtedy nawet do 10 (liczba krwinek ledwie pozwala na podtrzymanie życia) Zwiększa się w: -nadkrwistości (polycythemia vera) -wstrząs z powodu odwodnienia organizmu (zagęszczęnie krwi, nawet 80 Hct); daje to dużą lepkość, utrudnia przepływ i usposabia do powstawania z zakrzepów;

KRWINKI CZEROWNE -średnica w granicach 6,9-9um (7,5 przeciętnie) -grubość na obwodzie to 2um, w środku 1um -pow przeciętnie 120 um2 (ale się zmienia, bo odkształcenia) Normocyty, mikrocyty, makrocyty (normalne/mniejsze/większe krwinki) Dzięki tej soczewkowatości układają się w rulony Pierwsze krwinki padają już przy 0,48% NaCl (minimalna oporność) a w 0,33% niemal całkowita hemoliza (maksymalna oporność)

Ogólnie ich błona jest mega elastyczna i to jest mega fajne i użyteczne; odkształcenia nie uszkadzają jej struktury -są przejściowe, uczestniczy w nich tlenek azotu (NO) a po zniknięciu stresu fizycznego wracają do stanu normalnego Spektryny – białka integralne błony, stabilizują i regulują kształt erytrocytu -mogą mieć własc. kurczliwe, podobnie jak aktomiozyny Kanały kationowe (Na+ i K+) słabo przepuszczalne; dlatego wysokie K+ wew krwinek (Na+ na zewnątrz) natomiast anionowe - dobrze, co zapewnia szybką wymianę HCO3- i Cl- i warunkuje ich szybki transport przez błonę; Na zewnętrznej pow. - białka peryferyczne i glikoproteiny (receptory i antygeny grupowe) Dzięki aktywności metabolicznej – błona spolaryzowana, na zewnątrz jest ujemna przez co się odpychają wzajemnie W błonie mamy liczne enzymy: -ATPaza -acetylocholinesteraza -anhydraza węglanowa -dehydrogenazy -peptydazy, fosfatazy -reduktazy glutationu i methemoglobiny Także generalnie błona jest selektywnie przepuszczalna -łatwo przepuszcza sub rozp w tłuszczach (CO2 i O2), wodę, niektóre elektrolity, a słabo przepuszczalna dla Na+ i białek W środku żelowata, lepka, gęsta masa, złozona w 30% z Hb, wypełniająca oczka zrębu siatkowatego zbudowanego z białek i lipidów (zaledwie 0,5% masy kom, reszta to gł Hb) Retikulocyty - zanikająca zasadochłonna siateczka u nich jeszcze jest -ok. 1% (przeciętnie 0,8%) ogólnej liczby erytrocytów -ich ilość jest wskaźnikiem odpowiedzi krwiotwórczej szpiku (hipoksja, hemoliza czy leczenie żelazem) -wyrzuca resztki i staje się bardziej kwasochłonna (hemoglobinizacja) Anizocytoza – zmiana wielkości Poikilocytoza – kształtu -spotyka się te zjawiska w chorobach krwi z niedokrwistością (np. hemolityczną, megaloblastyczna, talasemia, białaczka, toksemia) Zmiany kształtu, wielkości i zawartości hemoglobiny mogą wpływać na różne wskaźniki krwinek, takie jak: 1.Średnia objętość erytrocytu (MCV, medium cell volume) -średnia ob. Krwinki w mm3

-oznacza się ją, dzieląc objętość krwinek (w ml/krwi) przez liczbę krwinek (w mln) Prawidłowa ob. – miedzy 75 do 95mm3; -poniżej 75 to mikrocytoza, pow 95 – makrocytoza -mikrocytoza częstym objawem niedokrwistości (niedobór żelaza) zaś makrocytoza – niedobory żywieniowe (np. B12/Kw foliowego) 2.Średnia zawartość hemoglobiny (MCH, Medium content of hemoglobin) -przeciętna ob. Hb w krwince (średnio 24-34pg) -liczy się dając zawartość Hbx10/liczba erytrocytów w mln/mm3 -niskie wartości = mikrocytoza, lub upośledzona synteza Hb (np. w niedokrwistościach niedobarwliwych, niedoborach żelaza, talasemii i niektórych choroba przewlekłych np. reumatycznych) 3.Średnie stężenie krwinkowe hemoglobiny (MCHC, medium cel hemoglobin concentration) -średnie stężenie hemoglobiny, bez względu na objętość krwinki -poniżej 31% to niedobarwliwość krwinek -jest znacznie większe niż stężenie możliwe do uzyskania w zwykłym roztworze wodnym hemoglobiny

Liczba krwinek – nieznaczne wahania dobowe (najniżej w snu, najwyższa w czasie pełnej aktywności w dzień) -zmienia tez się z wiekiem, najwyższa u noworodków, stopniowo potem się zmniejsza -2,5x1013 krwinek w całym organizmie, codziennie tracimy 1/120 czyli 2,08x1011, co w przeliczeniu na sekundę stanowi 2 400 000 krwinek

ENERGIA I METABOLIZM -beztlenowy z pentoz i heksoz; 90% to glikoliza, 10% to cykl pentozofosforanowy jeśli chodzi o syntezę ATP; wykorzystywane jest ono do: 1.Utrzymywanie kształtu kom. I jej zdolności do odkształcenia; -brak ATP powoduje usztywnienie błony i kształt kulisty, wiec zatrzymują się wtedy w zatokach wątroby i są usuwane

2.Kontrola stężenia kationów srodkomorkwego -pompa Na+K+ w błonie, usuwa z wewnątrz Na -zahamowanie pompy (np. pod wpływem oubainy – glikozydu nasercowego) prowadzi do Na+ wnikającego do erytrocytu, obrzęku i hemolizy 3.Zachowanie żelaza hemu na 2+ a nie 3+ (metHb) -redukowana przez reduktazę metHb czerpiącej energie z NADH 4.Zabezpieczanie białek przed denaturacją oksydacyjną -utleniają się białka i tracą swoją drugo i trzeciorzędową strukturę (a co za tym idzie – funkcje) -Przeciwdziała temu glutation (GSH – kw glutaminowy, cysteina, glicyna to jego skład) służący jako czynnik redukujący i to właśnie go erytrocyt sobie syntetyzuje

-cykl pentozofosofranowy neutralizuje leki, metabolity i sam tlen cząsteczkowy (niedobór dehydrogenazy glukozo-6-fosforanowej aka G-6-PD, jednego z pierwszych enzymu tego cyklu, prowadzi do okresowych epizodów ostrej hemolizy z następową żółtaczką, hemoglobinuria i retikulocytozą z powodu zakażeń bakteryjnych i niektórych leków)

Ogółem erytrocyty produkują troszku H2O2 który -zostaje szybko zużyty przez oksydazę glutationowa (utlenianie zredukowanego glutationu) -lub katalazę (rozkład do O2 i H2O) -nadmiar H2O2 tam gdzie jest niedobór G-6-PD; prowadzi do tworzenia wtedy metHb, uszkodzenia otoczki i hemolizy Starząca się krwinka hamuje z metabolizmem = mniej ATP, białka podatniejsza na uszkodzenie oksydacyjne, błona sztywna i łamliwa, co sprzyja fragmentaryzacji (zmiana kształtu krwinki na bardziej kulisty) a ostatecznie do hemolizy -90% krwinek przez te zmiany jest zatrzymywana w zat. śledzony czy wątroby i jest usuwane przez makrofagi (śledziona) kom brownicza-kupffera(wątroba) -pozostałe -> spontaniczna hemoliza w naczyniach bez kom. żernych

ERYTOPOEZA narz. Krwiotwórcze; 1.Woreczek żółciowy (kom mezynchymalne) 2.Kom wątroby, śledziony i węzłów chłonnych (połowa życia płodowego ok.) 3.szpik kostny (ok 4-5 msc zżycia płodowego); pod koniec życia płodowego niemal tylko tam; Ośrodkowe tk hemopoetyczne – szpik czerwony i grasica obwodowe – węzły chłonne, grudki chłonne w bł sluz i śledzionę

SZPIK -5% masy ciała (ok 3kg), z czego połowa to czerwony -skład się z siateczk włók. wytworzonych przez histocity i kom. czynnej mezynchymy o własc. żernych; -msc hemopoezy u dorosłych to kości płaskie (mostek, żebra, kości biodrowe), trzony kręgów i jamy szpikowe w sąsiedztwie nasad kości długich ( u młodych – wszystkie kości praktycznie)

Na początku – okres mezoblastyczny hematopoezy, 2-6 tyg ze sciany pęcherzyka żółtkowego -> wysepki krwiotwórcze 1-5 miesiąc – okres wątrobowo-śledzionowy; gł wątroba mniej śledziona; znika bezpośrednio przed porodem od ok 20 tyg – szpik; Pod 20 rż – gł w kościach i nasadach kosci długich

-w stanach patologicznych żółty w czerwony i nawet w wątrobie/śledzionie krwiotwórczość startuje Ok 20% komórek jądrzastych szpiku to kom erytoblastyczne; -reszta to m.in. adipocyty, kom zrębu, kom. tworzące ściany (śródbłonek, przydanka) i komórki bariery; Zrąb – kom. Siateczkowate o własc żernych (pochłanianie jąder erytroblastów) -wydzielają czynniki wzrostowe, leukotrieny, cytokiny, prostaglandyny i inne; Komórki bariery – chronią kom. hematopoetyczne -zdolność do kurczenia się, łącząc się ze sobą otaczają kom hem. chroniąc je przed czynnikami niepożądanymi; -mają też wpływ na przepływ krwi w różnych miejscach jam szpikowych teoria unitarystyczyna – wszystkie elementy morfotyczne krwi; a więc 1.Kom. serii szpikowej – mielodialnej (erytrocyty, granulocyty, monocyty i płytki krwi) 2.Limfoidalne (limfocyty/plazmocyty) wywodzą się ze wspólnych kom. macierzystych szpiku (wieloczynnościowe, komórki hematopoetyczne pnia) -powstają one z mezenychymalnych kom siateczki (hemihistoblasty) szpiku kostnego i stanowią 0,51% wszystkich kom szpiku (trudno rozpoznawalne za pomocą kryteriów morfologicznych)

Z hematopoetycznej komórki krwi wieloczynnościowej, pod wpływem wielu czynników wzrostowych (gł CSF-G i interleukiny IL-1/6/7/10/11/12) powstają następnie: 1.Komórki macierzyste limfoidalne 2.Komórki macierzyste nieukierunkowane (CFU-GEMM); one z kolei przekształcają się w: -komórki tworzące kolonie rozsadzające erytroidalne (BFU-E, potem CFU-E) -kom ukierunkowane granulocytów/makrofagów (CFU-GM), a następnie w CFU-G/CFU-M -kom macierzyste linii eozynofilów (CFU-Eo) -bazofilów (CFU-Baso) -kom tworzące kolonie rozsadzające megakariocytarne (BFU-MK) i następnie ukierunkowane (CFUMK)

Wszystkie kom hematopoetyczne należą do jednej z trzech grup: 1.Puli kom.pnia (stem-cells pool) 2.Puli kom. dzielących się (prolfierative pool) 3.Pula komórek dojrzewających i rezerwy szpikowej (maturation and reserve pool)

ETAPY ERYTROPOEZY:

-zmniejsza się srednia i objętość komórek, zagęszcza się jądro, spadek komórkowej zawartości białka, wzrost syntetazy kwasu a-lewulinowego (ALA) 1.Proerytoblast (z kom macierzystych; CFU-E) 2.Erytroblast zasadochłonny

-ER + duża zawartość RNA -początek syntezy Hb 3.Erytroblast wielobarwliwy (polichromatofilny) -odkładnie się Hb zmniejsza zasadochłonność 4.Erytroblast kwasochłonny (koniec komórek dzielących się 1-4 tylko) -ustaje synteza DNA -gdy Hb powyżej 20% ustaje cykl komórkowy -przeciskają się przez ściany zatokowe tracąc piknotyczne jądra w miąższu (fagocytowane przez siatkę) 5.Retikulocyt -0,5% erytrocytów ok; -dojrzewanie aby powstał erytrocyt trwa 30h (zarówno szpik jak i krew obwodowa) Proces erytropoezy zachodzi z udziałem: CSF-GM (colony-stimulating-factor, wydziealne przez LimT, mastocyty i zrąb; wzrost i różnicowanie się komórek w czerwonym szpiku kostnym), IL 3, 9 i 11 oraz EPO (erytopoetyna)

Erytroblasty – prawidłowo w szpiku, ale po obfitych krwawieniach czy chorobach krwi niektórych mogą się pojawiać w krwi krążącej -cały cykl tworzenia krwinki trwa ok 5 dni -w ciągu doby powstaje ok 2,8x1011, które mają ob. ok 20 ml (i tyle też ich ulega rozkładu) -w stanach patologicznych (żółtaczka hemolityczna, niedokrwistość złośliwa, erythroblastosis fetalis) erytropoeza jest tak wzmożona, że we krwi może być nawet 50% reikulocytów, a ilość szpiku może kilkakrotnie przekroczyć normę;

CZYNNIKI REGULUJĄCE ERYTOPOEZĘ; zasadnicza rola to EPO; -wytwarzana w 90-95% w nerkach i 5-10% w Wątrobie -czas połowicznego rozpadu to 5h -pod wpływem i (zmniejszenie cis parcjalnego tlenu w naczyniach) wytwarza się w śródbłonku n włosowatych w korze nerek -uwalnianie erytrogeniny z kom kanalików nerkowych; przekształca ona nieczynny proerytropoetynogen (a2 globulina wytwarzana w wątrobie) w EPO Regulacja wytw krwinek: 1.Swoista (pobudzanie kom macierzystych do podziałów w kierunku proerytroblastów) 2.Nieswoista (wpływ hormonów, witamin i skł budulcowych na wzrost na poszczególnych etapach erytropoezy) -1 skuteczniejsza Erytrogenina – w sumie nie do końca wiemy gdzie powstaje, chyba aparat przykłębkowy nerek -stale wydzielana, ale przy hipoksji szczególnie -działa kilka minut EPO powstaje także w wątrobie, ale nie styka do prawidłowej erytopoezy (niedokrwistość po usunięciu nerki) -pobudza podziały kom, wzmaga wytwarzanie Hb (ale nie hemu, a globinowego komponentu)

-wszystko co powoduje hipoksje wzmaga jej produkcje (zmniejszenie liczby erytrocytów, spadek ob. Krwi, za mało Hb, choroby serca, płuc etc) Androgeny -> uczulają kom. pnia na działanie EPO (wzmagają wytw receptorów EPO) Katecholaminy -> B-adrenergiczne receptory wzmagają wydzielenie EPO

wzrost erytrocytów dopiero 5-7 dni po hipoksji

(czyli tyle ile trwa produkcja erytrocytów w sumie) -aż ustąpi hipoksja/aż będzie stykało tlenu -po przerwaniu niedotleniania ustaje (zupełnie wg podręcznika, ale wątpię) wytwarzanie EPO i w ciągu następnych 3-4 dni produkcja spada niemal do zera; -trwa to obniżenie dopóki liczba krwinek nie powróci do wartości prawidłowej -nawet 8-10 krotny wzrost (sprzężenie ujemne wzrotne tak wgl) Poza EPO też są inne sub. pobudzające/hamujące erytropoezę’ Pobudzają: 1.Androgeny 2.Hormony tarczycy (T3/T4) 3.GH 4.Prolaktyna 5.Czynniki naczyniowe (angiotensyna, serotonina, noradrenalina, prostaglandyny - zwłaszcza F wzmagają ją przez prawdopodobnie zmniejszenie przepływu przez nerki krwi) Hamują: 1.Estrogeny

NAJWAZNIEJSZA ROLA POZA EPO – B12 -niezbędna dla wszystkich kom (brak upośledza rozplem i wzrost) -to ona sprawia, ze nukleotydy RNA przechodzą w DNA -jako ze szpik się szybko dzieli to tam widać pierwsze objawy niedoboru; W stanach niedoboru B12 – nieprawidłowo duży rozmiar krwinek (rozwojowych i ostatecznych) (megaloblasty/megalocyty) + dodatkowo nieregularny kształt, owalny zamiast dwuwklęsłego -ale co ciekawe nie upośledzają prawidłowego tworzenia Hb i MCHC jest prawidłowe (35g/%) ale większą zawartość MCH (34pg) niż w prawidłowych Odnowa krwi przy braku kobalaminy (cyjanokobalaminy) -> charakter płodowy lub megaloblastyczny -niedokrwistość bo mniej krwinek czerwonych i przez to zawartości Hb w objetosci krwi Wit B12 – ok 1ug na dobe, ale wymaga czynnika wewnętrznego (IF, Castle’a) do wchłaniania, (mukoproteid wytwarzany prze kom okładzinowe gruczołów własc. żoładka) -kompleks ten jest wchłaniany w końcowym odcinku jelita krętego, a potem cyk do wątroby i stąd dopiero do krążenia

Prawidłowe zapasy ustrojowe – 4mg, w samej wątrobie 1mg; -brak metabolizowania; utrata jedynie z nabłonkiem złuszczającym się i trochę z moczem -dziennie organizm traci ok 0,3% całkowitej zawartości wit B12 (stąd wyczerpanie zapasów dopiero po 1-3 latach) Typowa awitaminoza B12 (a przez to anemia megaloblastyczna) powstaje na skutek zaniku bł śluz żołądka (zwł. Komórek okładzinowych) – z powodu autoagresji lub infekcji H. pylori -także choroby jelita jak uchyłkowatość lub ślepe pętle; także zła mikrobiota (zużywa witaminę zanim ta zdąży się wchłonąć) + tasiemczyca czy wycięcie jelita krętego także upośledzają jej wchłanianie

Drugi czynniki który jest ważny – Kwas foliowy; (wit B9) -ważna rola w syntezie DNA (metylacja dezoksyurydylanu do dezoksytymidylanu) -dzienne zapotrzebowanie to 50ug/d (zwykle brak problemu) -wchłania się w 12nastnicy i jelicie czczym -zapasy w wątrobie stykają na 4 miechy -kiedy brak -> anemia złośliwa Niedobory B9 – alkoholizm, nadczynność tarczycy, zakazenia, choroby jelit

Hemoglobina -> ok 34g/% erytrocytów; -u noworodków 16-17%, a u młodzieży w okresie pokwitania 14-15% Stosunek zawartości Hb do erytrocytów -> wskaźnik barwny; -w warunkach prawidłowy wynosi 0,85 do 1,15 Hem -> cztery pierścienie pirolowe (w pierścień porfirynowy powiązane) Występujaca w Hb specyficzna porfiryna (protoporfiryna IX) Hem -> gł w mitochondrium ale tez troszku w cytoplazmie jednak jest syntetyzowany; 8 cząsteczek glicyny + 8 cząsteczek sukcynylo-CoA (to to samo co bursztynylo CoA) z utworzeniem kwasu a-amino-B-ketodypinowego -> dekeraboksylacja i powstanie kwasu delta-aminolewulinowego (ALA) 2xALA->porfobilingoen, prekursor profiryny porfilibongen->hydroksymetabilian->uroporfirynogen (pierwszy tetrapirol)->koproporfirynogen >protporgirynogen IX -> protoporfiryna IX +Fe2+ -> Hem

nadmiar zsyntetyzowanego hemu -> hamuje wnikanie Fe2+ i przemianę enzymatyczną kwasu ALA

Łancuchy poplipeptydowe globiny -> struktura a-helix hem -> zagłębieniach łańcucha polipeptydowego; ->im więcej tlenu się łączy tym większe powinowactwo ma do niego U dorosłych 97% to HbA1; 2,5% to HbA2 i ok 0,5% HbF HbA2 – łanuchy alfa+delta, HbF – alfa+ gamma 84 rózne warianty Hb, tylko cztery (A1, A2, F i Gower) występują prawidłowo Hb Gower 2 -> łańcuch a i epsilon występuje w erytrocytach do 3 msc życia płodowego Rzadziej -> Gower 1 (2 łanuchy Zeta i dwa epsilon) oraz Portland 1 (dwa łańcuchy zeta i dwa gamma) HbF po 4 mscu zycia -> 10% Hb, po 6 mscu -> 0,5% D,E,F H,K,M S,C -> nieprawidłowe Hemoglobiny Niedokrwistość tarczowatokrwinkowa -> Krwinki mają HbF i również łatwo się rozpadają; OZNACZANIE ZAWARTOŚCI TLENU: 1.Spektofotometrycznie 2.Rozc krew porównujemy ze wzorcami barwnego (np. Metoda Sahliego, gdzie rozc na hem. Kwaśną) 3.Określenie pojemności tlenowej (aparatem van Slyke’a) 1gHb=1,34 ml tlenu łączy Tlen-> do hemu i reszty histydynowej się łączy Hb-> białko alloesteryczne; jej pojemność regulowana na zasadzie interakcji allosterycznego dzięki obecności Hb, ilość transportowanego tlenu z płuc zwiększa się z 5 do 250 ml na każde 100ml krwi; Powinowactwo Hb do O2 zależy od: -prężność CO2 -pH -2,3-DPG Odtlenowanie Hb -> przyłączanie CO2 i jon H+ Organiczne fosforany -> przyłączają się do zredukowanej Hb, upośledzają jej zdolność łączenia się z O2 (stąd ich wzmożona produkcja w stanie hipoksji, umożliwia lepsze wykorzystanie O2) Hb – ok 30% CO2 transportują (10% karbaminohemoglobina, HCO3- to 20%) Odbierają CO2 w czasie podroży przez naczynia włosowate a po wyjściu z nich jeb CO2 do anhydrazy

węglanowej i do osocza wyrzucają jako HCO3metHb -> ciemnosinawe zabarwienie; (reduktaza metHb hamuje ten proces); Analiza widma absorpcyjnego światła białego można określić rodzaj Hb; HbO2 - > trzy smugi; wąska przy 578 nm, szersza przy 542 i trzecia – 415 nm HbH (odtlenowana) -> 559 nm metHb – 570 i 542 nm

CZYNNIKI NIEZBĘDNE DO WYTWARZANIA HB -> Miedź, cynk, nikiel, kobalt (zaburzenia z powodu ich braku praktycznie nie występują) ->B12, B9 (kw foliowy), B6 (pirydoksyna), wit C

METABOLIZM ŻELAZA; -Część składowa enzym. oddech. jako cytochromy, oksydaza cytochromowa, peroksydaza, katalaza itd. całkowita zawartość to ok 4g, z czego: -75% to Hb -20% jako ferrytyna i hemosyderyna -4% mioglobina -1% enzymy oddech/ -0,1% transferryna Ogólnie to gospodarka żelazem -> oszczędna; żelazo nie jest wydalane z Hb ->dzienna utrata żelaza u zdrowego mężczyzny to ok 0,6mg (wraz ze złuszczającym się kom bł śluz/skóry oraz z żółcią i moczem) -u kobiet 0,7-1mg; wiąże się to z krwawieniem miesiączkowym Zapotrzebowanie na Fe w okresie ciąży (całkowite) -> 300mg dla płodu i 500mg dla samej ciężarnej (zwiększenie całkowitej masy erytrocytów) -w czasie karmienia piersią, dodatkowa strata 0,5mg/doba

Przeciętna dieta – ok 10-20mg Fe; Żelazo + gastroferryna -> jelita (tam wchłanianie) -jedynie w postaci jonu żelazawego może być wchłonięte (stad sub redukując, jak wit C wzmagają wchłanianie) -przed utlenieniem chroni ją kw solny i czynnik stabilizujący (gastroferryna?) chroniąc sole żelazawe przed przejściem w żelazowe i wytrącaniem się Fosforany i fityniany (roślinne pokarmy) -> utrudniają wchłanianie – DIETA WEGETARIAŃSKA!, z mięska super się wchłania

Sole żelazawe + apoferrytyna -> ferrytyna (w scianie jelita) U mężczyzn dobowo 18mmol, a u kobiet 24mmol się wchłania zelazo Żelazo jako ferrytyna jest magazynowane w wątrobie, śledzionie i jelitach (szczególnie makrofagi tych narządów) w ferrytynie -> jako jony żelazowe; magazynowane, przechodzą do syderofiliny aby ruszać się po organizmie; Syderofilina -> transportuje zelazo wprost do mitochondirów DEFICYT TRANSFERRYNY -> NIEDOKRWISTOŚC HIPOCHROMATYCZNA

Gdy erytrocyt se umiera, to hem rozkładany przez układ monocyt/makrofag; ale jeśli nie robi tego w śledzionie, tylko w naczyniach to: Haptoglobina – silne wiąże wolną hemoglobinę Hemopeksyna -> kompleks z hemem (osłabiania reaktywność hemu, co zapobiega peroksydacji lipidów) Żelazo dopiero po zakończeniu życia krwinki odzyskiwane jest -żelazo przekazywane jest transferrynie i przetransportowane do wątroby (pula ferrytynowa) -normalnie stężenie żelaza w osoczu to jakies 60-200mg% Żelazo gł do szpiku idzie, mniej do wątroby, śledziony i nerek (substrat makrofagów) Ilość wchłoniętego żelaza zależy od tego ile apoferrytyny wolnej w jelitach jest (ilość wolnej apoferrytyny to odzwierciedlenie zapasów żelaza) -niewykorzystane Fe jest pochłanianie przez lizozymy i zwrotnie do światła leci, wraz ze złuszczającymi się kom jelitowymi (z kałem wydalane)

Gospodarka żelazem -> przykład homeostatycznego, ujemnego sprzężenia zwrotnego; -tj przy deficycie zwiększa się pula transferryny i ferrytyn w jelicie i wincej zelaza wchłaniamy; jak za dużo to dokładnie na odwrót; Żelazo bezpośrednio zużywane do erytropoezy -> w postaci ferrytyny; w kom siateczki szpiku otoczonych przez erytroblasty;

Żelazo w organizmie (w ilości ok 20mg/dobę) podlega stałemu obrotowi Cos jest, ze cześć żelaza z apoferrytyną do żółci i ponownie się wchłania w jelitach (?)

30% wysycenia białka z reguły jest żelazem (Transferryny w sensie chyba) Wędrówka żelaza zależy częściowo od Cu, obecnego w ceruloplazminie, uczestniczącego w procesie redukcji i utleniania Fe (enzym!) Ceruloplazmina także: -ważne funkcje obrony komórkowej przed RFT (usuwa jony Fe2+ i jednocześnie zapobiega powstaniu anionorodnika ponadtlenkowego (jeden z najsilniej uszkadzający RFT) Gdy zbyt dużo zelaza -> magazynowanie jako ziarnisty kompleks hemosyderyny obfite złogi hemosyderyny (wątroba/trzustka) -> choroba hemochromatoza (nadmierne/długotrwałe pobieranie Fe) HEMOSYDERYNA NIE MOŻE UWALANIAC ZELAZA NA POTRZEBY ZWIAZANE Z ERYTROPOEZĄ Zapasy żelaza w organizmie wystarczą do potrzymania prawidłowej erytropoezy (syntezy Hb) przez okres 4-6 lat

Dziennie 1/120 erytrocytów umiera; 0,85% „starczemu” niszczeniu, a 0,15% niezalenie od wieku krwinek Dzienny rozpad krwinek -> ok 1% masy ich, czyli 15-20 ml krwinek Z wiekiem mniej aktywne metabolicznie są (zanikanie enzymów, zwłaszcza cyklu glikolitycznego i zmniejszanie ich aktywności) a wiec i mniej glukozy zużywają Otoczka erytrocytów -> bardziej łamliwa i pęka przez przechodzenia przez n. włosowate (zwłaszcza w śledzionie) Wycięcie śledziony -> wzrost nieprawidłowych morfologicznie erytrocytów o cechach poikiliocytozy i anizocytozy

Rozpad krwinek -> gł w ukł siateczkowo-śródblonkowym, zwłaszcza w obrębie śledziony, częściowo wątroby i szpiku Zwykle rozpad poprzedza fagocytoza (gł niszczone ze zużytymi kompletami enzymów) Hb-> wchłaniane przez makrofagi W stanach patologicznych rozpad nawet 30% masy całkowitej erytrocytów (skracanie życia do 30 a nawet 5 dni); udział w usuwaniu krwinek ze strony narządów jest różny Wewnątrznaczyniowa hemoliza -> nasilona w stanach napadowych hemoglobinurii nocnej i wysiłkowej oraz po przetoczonej niezgodnej grupowo krwi Hb w makrofagach ->globina i hem-> z hemu żelazo out do transferryny i wraca do cyklu krążenia;

Pierścień hemu pęka w mostku a-metylenowym, tworząc BILIWERYDNĘ; ta z kolej przemienia się w bilirubinę uwolnioną do osocza

Przy hemolizie we krwi widzimy zarysy bezbarwnych, pozbawionych hemoglobiny krwinek (tzw CIENIE KRWINEK) Do sprawdzania oporności na hemolizę – roztwór NaCl (0,9-0,2% i odstępy co 0,05%) Pierwszy ślad hemolizy przy 0,42%, a całkowita przy 0,35% Ten zakres zmienia się w zależności od wieku krwinek, stanu patologicznego (np. w niedokrwistości złośliwe mniej łamliwe niż w żółtaczce hemolitycznej)

Bilirubina -> nie rozpuszcza się w wodzie; transportowana z albuminami w osoczu i do wątroby W wątrobie -> koniugacja(sprzężenie) z kw glukuronowym lub siarkowym tworząc glukuronian/siarczan bilirubiny rozpuszczalny już w wodzie i wydzielane do żółci w jelicie pod wpływem mikrobioty podlega redukcji kolejno do mezobilirubinogenu, sterkobilinogenu i sterkobiliny Sterkobilinogen częściowo wchłania się do krwi i albo znowu wątroba i z zółcia do jelit, albo wydalany z moczem jako urobilinogen/urobilina Nagromadzenie bilirubiny w osoczu w ilosicach większych niż 2 mg/% prowadzi do żółtaczki -żółtaczka wynikająca z nadmiernej hemolizy krwinek (żółtaczka hemolityczna) cechuje się obecnością w osoczu bilirubiny wolnej, reagującej POŚREDNIO z odczynnikiem Ehrlichia

Nieprawidłowości erytrocytów: -nadmierna utrata -wadliwe wytwarzanie i rozpad -nieodpowiednia struktura Hb W efekcie zmniejszenie zawartości i stęż. Hb lub całkowitej masy krwinek -w pewnych stanach jednak (np. ciąży) stwierdza się anemię wywołaną nadmiernym rozc. Masy krwinek czerwonych

Najczęstszą przyczyną anemii jest ostra/przewlekła utrata krwi -bezpośrednio po krwotoku zmniejsza się ob. Krwi krążącej (i krwinek i osocza) -po dobie obj osocza wraca do normy (płyn tkankowy do łożyska) -Hb wolniej wraca (EPO działa) Przewlekła utrata krwi (np. rak żoładka)

-zubożenie ustroju w zasoby żelaza (a przez to i anemia) -nowo wytwarzane erytrocyty mają mniej Hb (niedokrwistość niedobarwliwa – wskaźnik barwny mniejszy niż 1,0 – leczenie żelazem)

Gdy erytropoeza w szpiku się zmniejsza, a nawet zupełnie wygaśnie (Aplazja) -> niedokrwistość aplastyczna -krwinki prawidłowe, ale w mniejszej liczbie -po naświetlaniu promieniami X albo gamma, uszkadzają kom szpiku - najmniej kom. pnia z których następuje odnowa krwi po pewnym czasie -lub ew uszkodzenie szpiku przez jady bakteryjne czy sub chemiczne; także z powodu nadwrażliowsci na działanie związków chem (alergia?)

Niedobór B12 i B9 prowadzi do płodowej odnowy szpiku i niedokrwiostsci megaloblastycznej (wskaźnik barwny większy niż 1,0)

Niedokrwistość spowodowana brakiem żelaza -NAJCZĘSTSZA PRZYCZYNA ANEMII (ok 100 mln ludzi na świecie) -brak Fe w diecie, niedostateczne wchłanianie w jelicie, utrata z krwią, zwiększone zapotrzebowanie organizmu (np. ciąża) -rozwija się po wyczerpaniu zapasów żelaza (np. 4-6 lat nawet) -zmniejsza się zawartość żelaza w tkan., w osoczu obniża się z ok 100mg% do 20mg% (i bardziej) -erytropoeza wzmagana przez EPO ale Hb mało Niedokrwistość spowodowana zaburzeniem rozpadu krwinek -defekt krwinek; stają się małe, sferyczne i łatwo ulegają hemolizie (nawet przy nieznacznym odkształceniu) -Nadmiar Hb uwolniony z krwinek powoduje wzrost st. Barw. Żółciowych prowadzać do ŻÓŁTACZKI HEMOLTIYCZNEJ -usunięcie śledziony zwiększa przeżycie erytrocytów i zmniejsza anemię Krwinki z nieprawidłowym Hb (np. HbS) - HEMOGLOBINOPATIE -duża nietrwałość i łatwy rozpad pod wpływem czynników fizycznych (np. hipoksji); HbS ulega wówczas polimeryzacji i wytrącaniu, a erytrocyty przyjmują kształt sierpowaty, łatwo rozpadając się przy przechodzeniu prze n włosowate (nie odkształcają się)

Choroba hemolityczna noworodków (erythroblastosis fetalis) -chodzi o konflikt serologiczny i uszkodzanie pciałami antyD

WSZYSTKIE TYPY ANEMII POWODUJĄ -niedotlenie tkanek -rozszerzenie n przedwłosowatych -obniżenie oporów naczyniowych -kompensacyjne zwiększanie obj krwi dopływającej do serca, częstości skurczów i jego obj. Wyrzutowej

-prowadzi to do nasilającej się niewydolności serca i niedotlenienia tkanek

PRZECIWIEŃSTWO ANEMII – POLICYTEMIA (inaczej – poliglobulią/erytrocytozą) -liczba erytrocytów ponad norme POLIGLOBULIA WZGĘLDNA – zagęszczenie krwi (np. w wyniku odwodnienia) -całkowita masa krwinek się nie zmienia, ale ich zawartość w ob. Krwi POLIGOBULIA BEZWZGLĘDNA -wzrost całkowitej masy erytrocytów i zaw. Hb -fizjologicznie na wysokościach pow 4 tys m n.p.m. i w czasie życia wewnątrzmacicznego (przyczyna – hipoksja hipoksyczna)

W nowotworowym rozplemie szpiku kostnego, obejmującym układ erytrocytarny (POLICYTEMIA PRAWDZIWA) -liczba krwinek wzrasta nawet do ok 15 mln/mm3 a Hct do 70-80 -układ krwi jest przeciężąny krwią, jej lepkość wzrasta nawet 15 krotnie -przeładowanie krwią zatok podskórnych nadaje jej żywoczerwone i sinawe zabarwienie Do sinicy prowadzi wzrost zawartości zredukowanej Hb powyżej 5g% (mimo, ze całkowita ilość telnu z pluć do tkanek może być nawet zwiększona)

LEUKOCYTY -zmienia się z wiekiem liczba (dzieciaki wincej) -średnio liczba wynosi 7,5x109 w 1l (od 4 do 10x109)

Granulocyty dojrzałe = segmentowane (PMN, PolyMorphoNuclear) Neutrofile – pochodzą z CFU-GM; -z jej dwa następne stadia rozwojowe tj promielocyty i mielocyty (wciąż jeszcze się dzielące) -mielocyty różnicują się dalej w metamielocyty, neutrofile o jądrach pałeczkowatych i segmentowanych (pula kom dojrzewających i rezerwowych szpiku) -dojrzewanie zachodzi pod wpływem CSF-G, CSF-1 oraz CSF-GM; wspomaga w tym procesie różnicowania się IL1,3,6 -najliczniejsze w szpiku czerwonym -czas przejścia od kom. pnia do dojrzałego granulocytu to ok 6-7 dni Eozynofile – CFU-Eos -tak jak neutrofile stadia -regulacja przez SCF, CSF-G; wspomagane przez CSF-GM i IL5 CFU-Baso

-tak jak neutrofile stadia -reguluje dojrzewanie cytokiny jak: SCF, IL3,4,10 i NGF (nerwowy czynnik wzrostu)

CYKL ŻYCIOWY GRANULOCYTÓW -średnio dojrzewają 8-12 dni -szpik kostny to magazyn, gdzie jest granulocytów 60 razy więcej niż we krwi krażacej -po opuszczeni szpiku, żyje średnio przez 30 godz (półtrwanie we krwi obwodowej – 7h); czas ten może się przedłużyć nawet do kilku dni (białaczki) i skrócić do kilku h (stan zapalny) -po przejściu do tkanek już nie wracają do krwi

TBNP (całkowita pula neutrofilów we krwi, total blood neutrophil pool) wynosi 70x109 kom. Tworzą one dwie pule: 1.Przyścienną (MNP, marginal neutrophil pool), luźno przyczepioną do śródbłonka ściany naczyniowej (ok 60% granulocytów) 2.Swobocnie krążącą (CNP, circulating neutrophile pool) – ok 40% -wymiana między tymi pulami -szybki wzrost neutrofilów pod wpływem np. adrenaliny czy leukocytozy trawiennej jest wynikiem przesunięcia granulocytów z MNP do CNP (całkowita pula nie zmienia się)

Pod wpływem toksyn/bakterii ->powstają białka globularne, tzw CZYNNIKI UWALNIAJĄCE GRANULOCYTY -powstają w ognisku zapalenia i lecą do szpiku, uwalniając granulocyty z rezerwy szpikowej do krwi i wzmagają dalszą granulocytopoezę -przez to w ciągu kilku h liczba granulocytów zwiększa się nawet 5-10 krotnie

Granuloctyty -> segmentowane jądra Eozynofile 2, rzadziej 3 Bazofile – nie jest segmentowane (przewężenie po środku) Neutrofile 1 do 5 Obok granulocytów segmentowanych także mamy metamielocyty (0-1% leukocytów) i granulocyty pałeczkowate (1-5%) Odsetek poszczególny form granulocytów -> OBRAZ ARNETHA-SCHILLINGA -im więcej segmentów tym starsze (obraz w prawo) im mniej tym młodsze (w lewo) Granulocyty -> większy metabolizm niż w erytrocytach, metabolizowana gł w warunkach tlenowych -zawierają glikogen, glutation, histaminę i liczne enzymy jak amylaza, lipaza, proteaza, katalaza, nukleotydaza, B-glukuronidaza i fosfatazy

Granulocyty mają zdolność do diapedezy, ruchu pełzakowatego, degranulacji, fagocytozy i rodnikogenezy DIAPEDEZA -przez otwory mniejsze od swojego przekroju -przez tkankę okołonaczyniową przechodzą z szybkością 40mm/min

-ich ruch przyśpieszają chemokiny (toksyn bakt, polisacharydy i polipeptydy) Funkcje w diapedezę i chemotaksji przypisuje się np. produktom przemiany kw arachidonowego przez enzymy lipoooksygenazy (LOX) tj Leukotrienom (LT) serii B i C (zwłaszcza LTB4) zwłaszcza uwalnianym przez leukocyty w miejscu zapalenia -przechodząc w kierunku sygnału leukocyty jednocześnie aktywują komórki tuczne do uwalniania LTB4, histaminy i PAF (czynnik aktywując płytki) Z innych produktów LOX – występują także w neutrofilach LTC4 (po odszczepieniu kw. Glutaminowego i glicyny, oraz po ponowym przyłączeniu kw glutaminowego przechodzą w LTD4, LTE4 i LTF4 -mają one zdolność do kurczenia miesni i są znane jako wolno reagujące sub w procesie anafilkasji; Neutrofile i w mniejszym stopniu eozynofile mają zdolność fagocytozy -warunkiem fagocytozy jest adsorpcja fragmentów bakterii lub uszkodzonych kom na pow. Ciałek białych – po niej dopiero zachodzi szybko proces wchłaniania -adosoprcje ułatwiają opsoniny (zwłaszcza gdy bakterie mają otoczki które zapobiegają fagocytozie lub wywierają ujemne dzial. Chemotakt na granulocyty) O szybkości fagocytozy decydują także powierzchnia i ładunek elektrycznych fragmentu: -nierówna pow i dodatni ładunek UŁATWIAJĄ wchłanianie (leukocyty są naładowane ujemnie) -cechy te posiadają obumarłe kom i obce cząsteczki (bakterie, wirusy, pył weglowy) Lizosomy -> enzymy hydrolityczne, lizozym i polipeptydy zasadowe -są tam rozpuszczalne lub deponowane (np. węgiel) we wnętrzu kom -zanim granulocyty ulegną inaktywacji fagocytują 5-20 bakterii

Gdy aktywowane neutrofile -> większy stopień metabolizmu -aktywacja w wyniku kontaktu z drobnoustrajami/mediatorami zapalnymi -zużywają tlen zarówno w spoczynku jak i podczas aktywacji (w aktywacji 3x więcej) -związane jest to ze wzrsotem wytwarzania H2O2 i anionorodnika ponadtlenkowego (O2-) w procesie fagocytozy Neutrofile mogą niszczyć mikroby wytwarzając aktywne metabolity O2 w procesie RODNIKOGENZY -uczestniczy w tym NADPH który odbiera elektron w cząst. Tlenu tworząc wolny rodnik O2NADPH+2O2 -> NADP++2O2-ma on słabe działanie bakteriobójcze -jego zasadniczym źródłem w osoczu są pobudzone fagocyty (kom mogą też uwalniać jony żelaza z ferrytyna) Pod wpływem enzymów O2- przekształca się w znacznie silniej działający związek H2O2 i O2 zgodnie z reakcją 2H++O2-+O2->H2O2+O2

H2O2 nie jest wolnym rodnikiem, ale cechuje się silnymi właściwościami bakteriobójczymi -Biologicznie ważne są reakcje H2O2 utleniający grupy tiolowe uraz utlenianie jonów metali (ziem przejściowych, wtf) (np. z Fe2+ do Fe3+) Fe2++H2O2->OH*+HO-+Fe3+ Rodnik wodorotlenkowy (OH*) cechuje się wysoką reaktywnoscia i jest głowny czynnikiem w tzw WYBUCHU TLENOWYM -oprócz O2- i H2O2 wydzielają także NO (ma budowę rodnikową, NO*) i pełni w organizmie wiele ważnych funkcji fizjologicznych (silny czynnik naczynioruchowy, hamuje agregacji płytek krwi) -wysokie stężenie NO* ma działanie bakteriobójcze (reakcja jonu O2- z NO* -> powstaje nadtlenoazotynu, ONOO-; peroksynitrat) który ma silne działanie cytotoks. W stosunku do obych kom;

Fagocyty -> liczne enzymy o charakt. Peroksydazy; np.: Mieloperoksydaza (MPO) w neutrofilach czy Chloroperoksydaza (gł w eoznyfoilach) -MPO wstępuje w znacznych iosciach, nawet do 5% masy suchej -utlenia on jony chlorkwoe do podchlorynu, który zaburza funkcjowanie błony kom i reaguje z enzymami mikrobów, np. syntaząATP fagocyty zawierają także aminokwasy o własc antyoksydacyjnych np. tauryna czy poliaminy (np. spermina) -reakcja podchlorynu z tymi związkami prowadzi do powstania N-chloroamin odznaczających się większą trwałością i stabilnością (oraz silniejszym wlasc bakteriobójczymi) Obecnie przyjmuje się, ze w wybuchu tlenowym właśnie reakcja MPO jest gł czynnikiem bakteriobójczych fagocytów -niedobór MPO nie prowadzi jednak do zmiany skłonności do infekcji przez inne czynniki (np. Candidę albicans)

W neutrofilach ze względu na obecność kw nukleotydowych i polirybosomów można syntetyzować białka, które są zlokalizowane w ziarnistościach azurofilnych (swoistych dla nich) choć dojrzałe syntetyzują ich mniej niż ich prekursory (szczególnie mieloblasty) -wartym uwagi jest enzym fosfatazy zasadowej, nie występuje on w mieloblastach ani promielocytach, dopiero w formach dojrzałych; -badanie jego potrafi dać odpowiedz, czy leukocytoza jest następstwem proliferacji nowotworowej (mniej fosfatazy; np. białaczka granulocytarna) czy też ma charakter odczynowy; Neutrofile mają zdolność do wychwytania i zagęszczania aminokwasów (duże stężenie w nich) -wyjątkiem jest arginina (bo enzym argninaza rozkłada go na ornitynę i mocznik) Cukry – gł glikogen, stężenie porównywalne do zawart. W wątrobie czy mięśniach (w mieloblastach niewielka, wzrasta w miare dojrzewania, spada przy fagocytozie) -ATP w 80% z glikolizy (obecnośc O2 nie hamuje tego procesu)

Tłuszcze – ok 5% masy -fosfolipidy, tł. Obojętne i cholesterol w postaci wolnej (niezestryfikowanej) Z fosfolipidów mamy: -fosfatydylocholina (70%) -sfingomielina(15%) -Fosfatydyloinzotyl (15%) Kw tłuszczowe to gł, linolenowy, palmitynowy, oleinowy, stearynowy -obok triglicerydów także dwu i monoglicerydy -także witaminy; tiamina (B1), ryboflawina (B2), fosforan pirodoksalu (B6), kw foliowy (B9), B12 i wit C Leukocytoza – wzrost wszystkich ciałek białych Neutrofilia – tylko neutrofilii -występuje ona w stanach fizjologicznych (duzy wysiłek, trawienie, ciąża, okres niemowlęcy; ale jest on tam stosunkowo niewielki) -w stanach patologicznych (zapalenia, zatrucia, białaczki – nawet 100 krotnie wzrasta); czasami to wyniki wzmożonej granulocytopoezy a czasami przezywania leukocytów Eozynofile – podobne zdolności do diapedezy, chemotaksji, fagocytozy jak neutrofile -normalnie PRZECIWDZIAŁAJĄ ODCZYNOWI ZAPALNEMU (hamując mediatory zapalnego) -w stanach patologicznych – nasilają odczyn zapalny -mogą atakować pasożyty (tak jak neutrofile bakterie) Do czynników chemotaktyczny aktywujących eozynofile zaliczamy: LTB4, PAF, Histamine IL5 i produkty wydzielnicze pasożytów -same eozynofile wydzielają natomiast LTC4 i LTB4 oraz TGF-a (transforming growth factor) i TGF-B (mogą one być także wydzielane przez trombocyty i LimT, mają funkcje p-zapalne) Rola eozynofilów – usuwanie czynników biorących udział w reakcjach immuno, także sub powstających w toku tych reakcji (histamina, kompleks immunologicznych) -fagocytoza mniej aktywna niż w neutrofilach -mają w lizosomach peroksydazę, fosfatazę kwaśną, B-glukurondiazę i katepsyny Cytotoksyczny wpływ eozynofilii na pasożyty jest związany z obecnoscia białek wybitnie zasadowych w ziarnistościach (50% białek ogółem) -także jony O2- i reakcje chlorowcowania -glikoliza w czasie zwiększonej potrzeby na energię; -wzrost liczby Eos (eozynofilia) w czasie uczuleń (astma oskrzelowa, pokrzywka) z powodu histaminy (uwalnia Eos ze szpiku i działa chemotaktycznie bo ma za zadanie ja wcinać) -dzieje się tak dzięki obecności histaminazy (aminooksydaza) W Eos także obecność PGD2 i PGE2 tworzone w czasie ich aktywacji -wraz z histaminą odpowiadają za lokalne przekrwienie przy zapaleniu Wzrost Eos obserwuje także przy niewydolności kory nadnerczy, a jej zmniejszenie jako reakcje na działąnie ACTH lub glikokortykoidów -także po dostaniu się obcych białek do tkanek wzrasta liczba eos

-są one bardziej nagromadzone na bł śluz przewodu pokarmowego i dróg oddechowych; -odtruwają one te białka Eozynofilia np. w trychinozie i innych chorobach pasożytniczych -> działanie pasożytów na organizm człowieka Mają też predylekcję do gromadzenia się wokół skrzepów, do których uwalniają profibrynoliznę -podlega ona aktywacji do fibrynolizyny (rozpuszczająca skrzepy) Oraz wokół ognisk zapalnych (usuwają histaminę, bradykinine, serotoninę i inne produkty zapalenia)

BAZOFILE -spichrzają heparynę, która hamuje proces krzepnięcia i zwiększa aktywność lipazy lipoproteinowej -mało ich, bazofilia rzadko -ciałka te są na zewnątrz ściany n włosowatych, skąd mogą uwalniać do krwiobiegu heparynę (zapobieganie tworzenia zakrzepów) -także uwalniają histaminę, serotoninę i bradykininę -mają receptory dla IgE (które pobudzają ich degranulację) w czasie której uwalniają się pochodne kw arachidonowego, przede wszystkim LTC4 Z obecnością IgE związany jest udział Eos (wg mnie Baso, ale w podręczniku napisli Eos, może się jebneli) w reakcjach alergicznych (nadwrazliwosci/anafilajsa) -gromadza się w ogniskach alergicznych i uwalniają wspominiane wcześniej substancje W błonie Baso występują receptory dla pieciu interleukin – 2,3,4,5 i 8 oraz NGF

Agranulocytoza – ustanie granulocytopoezy -dochodzi do niej przy zachwianiu równowagi pomiędzy organizmem a mikrobiotą w ukl pokarmowym i oddechowym -niebezpieczeństwu zagraża gdy spadnie ich liczba poniżej 2000/mm3 krwi Jeśli leukopoeza całkowicie ustanie – po 2-3 dniach masowa inwazja bakterii, a po 4-5 dniach śmierci z powodu posocznicy -taka ostra aplazja szpiku po dzaiałaniu dużej dawki energii jonizującej występuje (izotopy, promienie X, wybuch jądrowy) i niektóre sub toksyczne (pochodne benzenu, jady bakteryjne) i nadwrażliwość na niektóre leki (amidopiryna, sulfonamidy i inne antybiotyki)

Białaczki – niekontrolowany rozplem utkania szpikowego (b. szpikowa) lub limfatycznego (b. limfatyczna); mamy białaczkę neutrofilną, eozynofilną i bazofilną -mimo wzrostu ich ilości, ich wlsc fizjologiczne są upośledzone (brak odporności na zakazaenia) -Polimeraza DNA i w zdrowych jak i chorych na b. granuloctową przewlekła obecna -w neutrofilach białakczowych występuje także ODWROTNA TRANSKRYPTAZA W neutrofilach osób chorych na b. granulocyt. Przewlekłą zaobserwowano ponadto:

1.Zmniejszoną zawartość glikogenu 2.Zmniejszenie o ok 40% zawrt. Tłuszczów 3.Wzrost zawartości tiaminy (zwiększenie metabolizmu tlenowego glukozy) Białeczki cechuje pozaszpikowy rozplem utkania szpikowego, zwłaszcza w miejscach płodowej hematopoezy (wątroba, sledziona, w. chłonne)

LIMFOCYTY -we wszystkich tk poza OUN od 5 do 15 mm (małe 5-8mm, średnie 8-12mm i duże 12-15mm) -całkowita ilość limfocytów w oganizmie wynosi ok 1,3kg, z czego na tk limf przypada ok 100g, na szpik kostny – 70g a krew – 3g. Reszta to tkanki 3 grupy (T, B i NK) T – najliczniejsze (70%) a B i NK po 15% LimT – CD4 ok 40% i CD8 -> 30% Głównym zadaniem LimTCD4 jest wydzielenie cytokin (interleukiny – polipeptydowe przekaźniki humoralne) -widzialne w odp na działanie sub immungenne lub nieswoiste mitogeny -możne ja podzielić na prozapalne (np. IL-1B, IL-8 czy TNF-a) albo p-zalane (np. 4, 6 i 10) -prozapalne aktywują inne limT, w tym również TCD8

Ich życie waha się od kilku dni do kilku tygodni (krótko żyjące lim), kilku miesięcy a nawet kilku lat (długo żyjące) -nie jest to ścisłe powiązane z wielkością; krótko żyjące mogą być małe, średnie albo duże -ale te długo żyjące to do klasy małych Początkowo, w życiu płodowym – gł miejscem ich powstawania jest p. żółtkowy, potem wątroba -limfocyty te później kolonizują szpik kostny i tam właśnie gl powstają -te które wyszły ze szpiku nie maja zdolności do reagowania ani rozpoznawani antygenów ani nic (limfocyty szpikowe są wiec immunologicznie niekompetentne) Proces nabywania tych kompetencji odbywa się albo w grasicy, albo w ukł limf przewodu pokarmowego (pierwotne narząd limfatyczne)

CD – markery/cząsteczki różnicujące do rozróżniania leukocytów (wg podręcznika ok 160, ale znacznie więcej ich) -cząsteczki pośredniczące, receptory cytokin, cząsteczki adhezyjne -regulacja aktywności, proliferacji i różnicowania limfocytów -jednocześnie ponad 20 CD na limf (zależnie od wieku zmienia się ich ekspresja)

GRASICA I DOJRZEWANIE LIM-T -ze szpiku->krew->grasica gdzie tworzą pulę lim pre-T -mają CD7, CD34, CD45 Grasica powstanie z endodermy -część korowa bogata w lim -rdzeniowa, nabłonek i ciałka grasicze W korze preT różnicują się pierw w niedojrzałe, a potem w dojrzałe limfocyty grasicy czyli – TYMOCYTY -kom zrębu grasicy izolują je od wpływu krwi (kom nabłonkowo siateczkowe, siateczki, kom bariery i makrofagi) -w korze ekspresja cząsteczek CD2, CD3, CD4, CD7, CD8 -giną te które CD4 i CD8 jednocześnie mają (jak jedno z nich to przezywają) -CD4 w 60% a CD8 w 20-30% CD4 -glikoproteina -cztery domeny zewnątrzkom, podobna do Ig CD8 -tyż glikoproteina -heterodimer (dwa łanychy – alfa i beta) -jedna domena podobna do Ig

cykl życiowy tymocytów – 2 do 3 dni -większosc ginie bo autoagresja etc (ok 95%) -nabywają kompetencji (aktywacja genu kodującego swoistość immuno)

KOM ZRĘBU GRASICY DZIAŁAJĄ NA DOJRZEWANIE TYMOCYTÓW W WYNIKU: 1.Wydzielania tymozyny (i innych) które wzmagają/osłabiają dojrzewanie/różnicowanie/przemieszczanie się kom 2.Tworzenie woreczków z dużym stężeniem czynników (tych z 1) 3.Kontrola występowania HLA w błonie za pomocą MHC Tymocyty w korze -> wrażliwe na hormony steroidowe (szczególnie kortyzol i w ogole hormony nadnerczy) W rdzeniu ->niewrażliwe na steroidowe, dojrzałe już LimT uwalniane są immunokompetentne, ale nie całkowicie dojrzałe -po opuszczeniu robia cyrkulacje w naszym organizmie (w chłonne, sledziona, krew, i tak se latają) -długożyjące LIM T- gł odp typu kom

-odrzucanie przeszczepów -reakcja późnej nadwrazliwosci Kontakt z antygenem -> siu do najbliższego narz. Limfatycznego i namnażanie się -powstałe klony to kom. Pamieci, albo biorace udział w odp typu komórk. -szczyt transformacji limfoblastycznej 4 dni po pojawieniu się antygenu

LIMFOCYTY B -nabierają kompetencji w układzie pokarmowym (tk limf migdałków, kepki peyera, wyrostek robaczkowy) -pod wpływem antygenu transformacja w plazmoblasty -w puli limf. Recyrkulujących Po opuszczeniu szpiku mają MHC, CD10, CD34 -niektóre także CD19, 22, 38 i 40 -zakonczenie ekspresji tych cząsteczek kończy proces dojrzewanie preB w LimB -także ekspresja genów dla Ig Te z CD19 -> odpowiedzialne za humoralny mechanizm odporności Recyrkulujace limB -> strefa podtorebkowa węzłów chłonnych i tam się przekształcają w dojrzałe plazmocyty Większość LimB -> ostatecznie osiedlają się w czerwonej miazdze śledziony i w zewnętrznej strefie cz. Korowej w. chłonnych; -szczyt odp LimB na zakazenie po 8 tygodnaich (wolniej niż T, wzrasta liczba dojrzałych plazmicytów) Wycięcie grasicy u dziecka -> upośledza odp komórkową, ale nie humoralną -i T i B mają CD34 na powierzchni -> to marker chyba szpikowy jest ogólnie (z immunów)

ROZMNAZANIE I DOJRZEWANIE LIMFOCYTOW PODLEGA KONTROLI PRZEZ HORMONY; należy do nich: 1.Czynniki wytwarzane przez grasice (Tymozyna) 2.Hormony tarczycy (T3,T4) 3.GH, wraz z (2) wzgama limocytopoezę i wzrost tk limfoidalnej 4.Hormony kory nadnerczy (glikokortykoidy) -> hamuja rozmnazanie i wytwarzenie limfocytów Limfocytoza -> fizjologicznie u dzieci W stanach patologicznych -> koklusz, białaczka limf, miesak limf i inne LIMFOCYTY NK ->CD16, 56 i kilka innych -> nie dojrzewają w obwodwowych tk limfatycznych NK CD16-> silna aktywność cytotoksyczna (perforyna gł. Czynnik) IL12 -> wzmaga aktywność NK (wytwarzana przez fagocyty)

MONOCYTY - > 8 do 72 h w szpiku - na środlbonku 3 razy więcej monocytow niż we krwi Makrofagi -> płucne, kom siateczkowo-sroblonkowe gwiaździste w wątrobie, osteoklasty, makrofagi w jamie otrzewnej i torebkach stawowych -wszystkie te kom należado układu SIATECZKOWO-ŚRÓBŁONKOWEGO Makrofagi są aktywowane przez czynniki fizjologiczne (z własnego organizmu) i patoligiczne (obce)

Pod wpływem czynników z ogniska zapalnego na śródbłonku następuje ekspresja adhezyn: 1.VCAM-1 (vascular cel adhesion molecule 1) 2.ELAM-1 (Endothelalial leukocyte adh…) -monocyty (i inne leukocyty) przyczepiają się do srodblonka dzięki nim i przenikają przez niego do tkanek i przez chemokiny idą do ogniska

MONOCYTY/MAKROFAGI biorą udział w następujących procesach: 1.Regulacja biosyntezy Ig 2.Reakcje p-bakteryjne, p-pasożytnicze, p-grzybiczne i p-wirusowe (INTEFERON!) 3.Usuwanie uszkodznych tkanek 4.Kierowanie czynoscią fibroblastów/innych kom tk łącznej 5.Angiogeneza 6.Wytwarzanie czynnikow wzrostowych 7.PREZENTACJA ANTYGENU!

Podchodzą z CFU-M -ekspresja CD14 na nich; (różnicuje od innych limfocytów) -do różnicowania pobudza je CSF-GM, wraz z CSF-1 (czynnik wzrostowy 1) lub IL6 wraz z CSF1 Monoblast->promonocyt->monocyt (trwa do 1-3 dni) -nie tworza puli rezerwy szpikowej

UKŁAD MAKROFAGÓW (inaczej siatkeczkowo srodbłonowy) -wiele kom, rózna morfologia, średnica 15-20nm -znaczna ruchliwość, zdolność do fagocytozy Możemy w nich wyróznic: 1.Makrofagi osiadłe w tkankach np. makrofagi śledziony, w. chłonny, wątroby (Browicza-Kuppfera) 2.Makrofagi wolno wędrujące przez tkanki -silne właściwości żerne (enzymy hydrolityzcne, lipazy, proteazy, lizozym)

Obie formy mogą przechodzić w siebie a także roznicowac się – np. w kom nabłonkowe

Makrofagi łączą się, tworząc wielojądrzaste kom olbrzymie otaczające obce cząstki (np. węgiel, krzem) czy bakterie (gruźlice) W przewlekłych zapaleniach (gruźlica, kiła) kom nabłonkowe i wieląjdarzaste tworzą ścisła otoczkę wokół bakterii, zapobiegając ich rozprzestrzenianiu się (ziarniniak?)

Makorafagi w ognisku zapalnym -> bardziej aktywne metabolicznie, więcej enzymów lizosomalnych

Co ciekawe, przy ponownym zetknięciu z tym samym drobnoustrojem, makrofagi szybciej się mobilizują Ogólnie własc. Zerne są duże (większe niż granuloctów) – mogą fagocytowac do 100 bakterii nawet, pochłaniać duże cząstki materialne a także całe kom (erytrocyty, pasożyty) czy tkanki ulegające martwicy. -niektóre drobnoustroje (prątki gruźlicy) rozwinęły zdolność przezywania w makrofagach -inne (np. grzyby narządowe) mogą być przez nie rozprzestrzeniane do innych miejsc, odległych od miesjca zakazenia. Praktycznie każda obca substancja musi przejść do naczyń włosowatych bez zetknięcia się z naczyniami i węzłami limfatycznymi (filtrowanie -> wyłapywanie antygenów)

dużo makrofagów tam, gdzie zetkniecie ze środowiskiem zewnętrznym (płuca, ukł pokarmowy) 1.w płucach stanowią INTEGRALNĄ część ściany pęcherzyków 2.W pokarmowym są w zatokach wątroby (kupffera), wychwytując to co wchodzi do organizmu od strony jelit Druga linia obrony – makrofagi szpiku kostnego i śledziony

Aktywnosc całego układu jest regulowana przez hormony: -GH, estrogeny, hormony tarczycy i małe dawki glikokortykosteroidów -> obniżają aktywność -odpowiednia dieta, podaż białek i witamin (ważne A i B) do odpowiedniego działania odporności humoralnej i komórkowej

BARIERY ANATOMICZNE: Skóra i blony śluzowe: 1.Skóra -niskie pH, kw mlekowy i tłuszczowe kw, złuszczanie skóry 2.Błony śluzowe -śluz, substancje p-drobnosutrojowe

Drogi moczowo płciowe – niskie pH (mocz, bakterie rezydenckie), lizozym ze śluzem

Jedynie 10% drobnoustrojów z jakimi styka się człowiek jest chorobotwórcze, reszta nie.

NIESWOISTE SUBSTANCJE BAKTERIOBÓJCZE: 1.Lizozym (fagocyty, wydzieliny) -rozkłada wiązania kw neuraminowego z acetyloglukozą (sciana kom bakterii je ma) 2.Polipeptydy zasadowe -leukina (neutrofile) i plakina (trombocyty) -bakteriobójczo, zarówno wewnatrzkom i po uwolnieniu 3.Interferon -wydzielany przez zakażone komórki wirusem -indukuje w tych komórkach powstawanie białka hamującego rozmnazanie wirusa 4.Inhibitory wirusowe -mukoproteiny wydzielin śluzowych, hamujące działanie wirusów 5.Przeciwciała naturalne (IgM) -> w wyniku reakcji na antygeny bakteryjne flory jelitowej

KOMORKOWY UKŁ ODPONROSIC NIESOWISTEJ - FAGOCYTOZA RULES -pierwsza linia obrony to granulocyty, potem mono/makro

ANTYGEN – antygenowość i immunogenność -zwykle antygenem jest białko, oligosacharyd albo ich kombinacja (glikoproteid) np. toksyny bakteryjne to białka/kompleksy lipidowo-wielocukrowe Substancje antygenowe: -zwykle powyżej 10kDa -wartościowość zależy od liczby grup prostetycznych (epitopów) na pow. Cząsteczki Determinanta antygenowa może mieć: -charakter oligopeptydu (5-6 aminokwasów) -oligocukru (5-6 moncukrów) -oligonukletydu (4-5 zasady pury/piry) Liczba epitopów – zależy od wielkości cząsteczki (np. albumina 5, tyreoglobulina – 40) Hapteny -mniej niż 100kDa

-antygenowość, ale brak immunogenności bez nośnika np. białka -np. leki, chemiczne składniki kurzu, pyłu, chemikalia etc

Zanim w pełni odpowiedz swoista się wykształci, mija okres od 1 tyg do kilku miesięcy nawet

PRZECIWCIAŁO: 2 łańcuchy ciężkie (450 aminokwasów) i 2 lekkie (ok 215-214 reszt) -połączone mostkami disiarczkowymi Klasy Ig – MAGDE typ Ig – I (łanuchy lekkie Kappa), typ II – lambda Najliczniej w organizmie – IgG (80%) IgM (5-10%), IgA (10%), D i E w śladowych ilościach

Część zmienna – 107 aminokwasów; Uaktywnienie limfocytów B = TRANSFORMACJA BLASTYCZNA IgG – główne Ig we surowicy (12,5g/l surowicy) -równomiernie w przestrzeni wewnątrz i zewnątrznaczyniwoej -21 do 23 dni półtrwania -przechodzą przez łożysko -4 podklasy -antytoksyny IgA – w surowicy gl jako monomer (2,5g/l ) -poza tym jako dimery, z SC, jako SIgA -w przestrzeni zewnątrz i śródtkankowej IgM – 1,25g/l -4 do 5 dni półtrwania -gł w przestrzeni wewnątrznaczyniowej -izoaglutyniny A i B -także pciała na tyfus i paratyfus IgE – mastocyty, bazofile, reakcje alergiczne -limfocyty je tworzące sa w błonach śluzowych IgG – opsonizacja samodzielnie lub z C3b dopełniacza; IgM tylko z C3b dopełniacza Dopelniacz bez fagocytozy niszczy bakterie gram ujemne np. Neisserie łatwo SIgA – GAS (grupa A streptokoków) i Gonokoki atakują np.

UKŁAD DOPEŁNIACZA – ok 20 składnikow w surowicy -aktywowane przez pciała (klasyczna droga aktywacji) lub przez układu properdyny (alternatywna droga) -mają charakter glikoprotein – masa cząsteczkowa 80-400kDa Spełnia on ważną rolę w procesach immuno: 1.Cytoliza odpornosciowa 2.Fagocytoza (opsonizacja, chemotaksja) 3.Odczyny zapalne i alergiczne Zwiazany z nim jest ścisle układ properdyny -składa on się z białka properdyny, Mg2+ i składnika C3 dopełniacza -prawidlowe stężenie properdyny w surowicy wynosi ok 25mg/l

Wiązania antygen-pciało mają charakter: 1.Wiązań jonowych 2.Wodrowych 3.Hydrofobowych 4.Van der Waalsa

LimB 8-9 podziałów = z jednej komórki 500 potomnych -dojrzewa też RER w środku; dzięki temu mogą mase Ig produkować (ok 100 na sekundę) Teoria matrycy – antygen służby jako matryca dla pciała Teoria selekcji klonalnej – każdy limfocyt B produkuje tylko jeden rodzaj przeciwciał i to kontakt antygenu z konkretnym Limfocytem pozwala rozpocząć reakcje; tylko kilka lim B takich jest w ciele Pierwszy kontakt z antygenem -> niewielka ilość limfocytów pobudzona, po 12-14h pierwsze plazmocyty produkujące pciała, gł IgM ->stężenie tych pciał wzrasta, szczyt po 7-10 dniach; potem zmniejsza – po 6-8 tyg niewiele pciał już Odpowiedz wtórna – szczyt po 2-3 dniach, więcej pciał, dodatkowo wyższe miano i powinowactwo

Łączenie się wielu drobin antygenu z pciałami -> precypitacja i aglutynacja ->często już to unieszkodliwia bakterie/toskyny Ogólnie to p ciała spełniają swoją funkcje poprzez: 1.Neutralizacje 2.Precypitacje 3.Aglutynacje 4.lizę 5.Opsonizacje

NEUTRALIZACJA -pciało łącząc się toksyną/antygenem wirusa uniemożliwia ich użycie (miejsce aktywne jest zakryte) -kompleks immunologiczny jest fagocytowany przez eozynofile najczęściej w takim wypadku

PRECYPITACJA -wytrącanie się antygenu z powodu tworzenia dużych kompleksów z pciałem

AGLUTYNACJA -antygenami są cząsteczki elementów upostaciowionych (bakterie, komórki) -w wyniku łączenia z pciałami, komórki się aglutynują np. krew LIZA – współdziałając z dopełniaczem -antygen jest częścia błony kom. Lub otoczki bakteryjnej -dopełniacz jest ciepłochwiejny, tylko w świeżej krwi, nie jest swoisty -pciała powodują aktywacje układu dopełniacza i lizę komórki OPSONIZACJA -ułatwiają fagocytozę 5-100 razy (współpraca z dopełniaczem, pciała tutaj nazywane są lizynami) warto pamiętać, że podział pciał na antytoksyny, precypityny, aglutyniny i lizyny jest sztuczny (zaleznie od warunków to samo pciało może mieć różny efekt)

ODPORNOSĆ TYPU KOMÓRKOWEGO -tzw odpowiedz typu późnego; APCek prezentuje antygen LimT w węźle chłonnym -> transformacja blastyczna LimT uczulone na antygen -> sub cytotoksyczne (limfokiny) + mediatory zapalne, które przyciągają makrofagi, hamują migracje drobnoustroju i pobdzuają transformacje blastyczną LimB -indukują tworzenie ziarnina (gruźlica, bruceloza, trad, kiła) - na wszystko działają, łącznie z przeszczepami

PRZESZCZEPY Autologiczne (od siebie samego) Izogeniczne (od bliźniąt jednojowych) Allogeniczne (dawca i biorca rózni genetycznie, ten sam gatunek) -podczas przeszczepu powinna być ta sama grupa krwi Przeszczepia się serca, płuca, trzustki, wątroby, czy nerek ale wątroba, nerki i serca jedynie ważne

klinicznie Uczulone LimT atakują przeszczep, tworząc także zakrzepy, co upośledza jego waskualryzacje i odżywaianie -także przyciągają makrofagi i inne limfocyty, atakując przeszczep -odrzucanie przeszczepu może trwać od tygodni do lat (przy używaniu cyklosporyny) Nowotwory też prawdopodobnie są atakowane jak przeszczepy, ale organizm nie nadąża; Hamowanie odporności (komórkowej i humoralnej) jest możliwe dzięki czynnikom hamujących limfocytopoeze: kortykoidy, leki immunosupresyjne (np. azatiopryna), energia promienista, surowica antylimfocytarna

ALERGIA -nadwrażliwość, uszkadzanie tkanek pod wpływem reakcji immunologicznej -w sumie te same reakcje co zwykła odporność, ale to skłonności osobnicze typu wytwarzanie konkretny pciał czy rodzaj antygenu wpływa na jej rozwój Alergeny – przez skóre, przewód pokarmowy, drogą wziewną lub paranteralnie działają dzielimy na 4 typy reakcje nadwrażliwości; I, II i III od reakcji alergen p-ciało a IV od odp typu komórkowej zależą 1.Typ I – anafilaktyczny reaginowy -wytwarzają się reaginy (IgE) które biernie uczulają (przyłączają się) do bazofili i mastocytów -przy kolejnym kontakcie z alergenem, następuje wyrzucanie z tych komórek masy substancji: histaminy, serotoniny, sub. Wolno działającej (SRS-A, slow reacting substance of anaphylaxis) bradykininy i ACH. Następstwo tego to miejscowy obrzęk (rozszerzenie naczyń, przesączanie osocza do tkanek), skurcz m. gładkiej (skurcz oskrzeli), zwiększone wydzialanie w obrebie błon śluzowych etc. W miejscu reakcji – pokrzywki, katar sienny a nawet wstrząs anafilaktyczny (płuca narządem wstrząsowym – gwałtowny skurcz oskrzeli, duszności, sinica, niepokój) 2.Typ II – cytotoksyczny -pciała łącząc się, powodują lizę komórek (z dopełniaczem lub bez) -np. konflikt serologiczny, który powoduje uszkodzenie krwinek i żółtaczkę hemolityczną 3.Typ III – typ choroby posurowiczej -antygeny tworzą kompleksy immunologiczne, działa dopełniacz – za jego sprawą zostają uwolnione substancje biologicznie czynne np. histamina, ACH, kininy (bradykinine) które działają chemotaktycznie na granulocyty – te dokładają enzymy lizosomalne -rozwija się wolniej niż anafilaksja, ale towarzysza jej podobne i mniej nasilone jednak objawy (zwykle 7-12 dni po wstrzyknięciu białka) -wywołują gorączkę, pokrzywki, obrzęki – ale organizm sobie daje radę

4.Typ IV – nadwrażliwość typu późnego -w odpowiedzi na chemikalia czy leki – także nawdrazliwosc typu kontaktowego -tutaj biorą udział limTc; odpowiedz nie jest w ciągu minut-godziny, lecz kilkunastu-kilkudziesięciu godzin po zetknieciu z antygenem -udział maja tutaj eikozanoidy, (produkt metabolizmu kwasu arachidonowego, przez szlak LOX, zwłaszcza leukotrieny)

1-3 leczy się odczulaniem, glikokortykoidami, noradreanliną (zwęża naczynia), lekami phistaminowymi, solami wapniowymi (uszczelniają kapilary) Na 4 – gł glikokortykoidy

ZAPALENIE -miejscowy proces wywołany uszkodzeniem tkanek przez czynniki biologiczne, chemiczne lub fizyczne -charakter zależy od czynnika który uszkadza, miejsca i ogólnego stanu organnzimu Do kolejnych reakcji w zapaleniu należą: 1.Rozszerzenie naczyń mikrokrążenia i w związku z tym, większy przeływ krwi 2.Większa przepuszczalność naczyń dla białek (kapilar) 3.Wzmozenie przesączani surowicy do tkanek, co powoduje obrzek 4.Przechodzenie leukocytów do tkanek 5.Fagocytoza i usuniecie czynnika szkodliwego wraz z uszkodzoną tkanką Do objawów zapalenie należą: 1.Zaczerwienienie 2.Obrzęk 3.Ocieplenie 4.Ból i upośledzenie funkcji narządu objętego zapaleniem Na początek -> rozszerzenie naczyń i obrzęk, gł dzięki histaminie. (rozszerza ona naczynia i zwiększa przepuszczalność dla białka -> zmniejszenie ciś onkotycznego -> obrzęk) Rozpadające się białka, uwalniają peptydy, które wraz z prostanoidami (z COX 1 i 2 – COX prostaglandynowe) powodują ból, oraz działają na mikrokrążenie (podtrzymanie działania histaminy) W patogenezie zapalenia mają także duża role cytokiny prozapalne, gł Interleukina 1Beta i TNF a (wzrost ekspresji i ich aktywności) Do płynu tkankowego przenikają czynniki osoczowe i fibrynogen, które powodują krzepnięcie, oddzielając czynnik patogeny, hamując jego rozprzestrzenianie się; ogólnie to nasilenie odczynu zapalnego zależy od właściwości patogenu (np. gronkowce – duza ilość toksyn; powstaje wiec łatwo i szybko wał oddzielający patogen od zdrowej tkanki, paciorkwoce nie są taka agresywne, więc łatwo się rozprzestrzeniają – łatwiej wywołać posocznice) W ciągu kilku minut już, aktywowane są histiocyty tkankowe, które dzielą się, przekształcają w

makrofagi i robią atak (pierwsza linia obrony) Druga to granulocyty, które pierw się przyczepiają do ścian kapilar (marginacja) i ruchem pełzakowatym wnikają do tkanki (szczyt migracji granulocytów 6 do 10h od początku zapalenia) -produkty rozpadu tkanek, metabolizm kw. Arachidonowego przez LOX (gł leuktrieny, typu B) są chemokinami dla granulocytów Po 10-12 h – agranulocyty wnikają Ogólnie jest spora akcja tam, degranulacja, fagocytoza. Fagocyty zjadają co można, a resztki uwalniają do środowiska albo uzywaja do własnych celów -niektóre drobnoustroje uszkadzają lizosomy, powodują wypływ treści z nich i obumieranie cytoplazmy Ze zniszczonej tkanki i obumarłych fagocytów tworzy się ropa, otorbiona wałem tk zmienionej zapalnej -może ona zostać wchłonięta, otorbiona przez tk łączną, lub przebita na zewnątrz/jam ciała Równoczesnie zachodzą zmiany ogólnoustrojowe; należa do nich: 1.Wzrost temperatury 2.Oslabienie 3.Leukocytoza Pirogeny -> podrażnianiają podwzgórzowe ośrodku termoregulacyjne (pirogeny sa uwalniane same przez granulocyty albo same bakterie) -rola adaptacyjna/ochronna Zbyt duża temperatura-> szkodliwa dla OUN, drgawki (zwłaszcza u dzieci)

W pierwszych h zapalenia z granulocytów i uszkodzonej tkanki uwalniają się globuliny które uwalniają granulocyty ze szpiku -pod ich wpływem wzrasta liczba neutrofili do 20-30tys/mm3 krwi -początkowo pochodzą one z rezerwowej puli szpikowej i kom dojrzewających, dopiero potem z leukocytopoezy; to jest nasilane przez CSF, wytwarzanego przez makrofagi pod wpływem toksyn bakteryjnych i produktów zapalnych w tkankach;

GRUPY KRWI I PRZETACZANIE -utrata 20-30% całkowitej objętości krwi jest ok – może sam organizm ją wyrównać (przy odpowiedniej podaży sub. Odżywczych rzecz jasna) utrata powyżej 20-30% powoduje wstrząs pokrwotoczny, będący wstrząsem hipowolemicznym -układ sercowo-naczyniowy nie jest w stanie pełnić roli, grozi śmiercią -leczenie to ofc przetoczenie krwi;

Przetoczenie jednoimiennej krwi oprócz wstrząsu jest także praktykowane gdy krew którą mamy jest passe np.; -zaburzenie transportu gazów oddechowych, obniżenie zawartości Hb poniżej 40%, zmniejszenie cis. Onkotycznego białek osocza (spadek pon 5%), zakażenia gdzie mamy mniej niż 2000/mm3 leukocytów -hipogammaglobulinemia, zmiany układu krzepnięcia krwi (mniej trombocytów, czynnikow krzepnięcia krwi etc)

WSTRZĄS PRZETOCZENIOWY -> wynika z aglutynacji i hemolizy wstrzyknietykch krwinek ->nadmiar hemoglobiny powoduje zatkanie cewek nerkowych (uposledznie funkcji wytwarzania moczu, uremia a w efekcie smierć)

Obecnie znamy ok 30 antygenów krwinkowych, które powodują powstawnia kompleksów immunologicznych (możliwe, ze więcej, ale maja znikomą immunogenność)

UKŁAD AB0 -substancja grupowa 0 to słaby antygen i b. rzadko powstają przeciwniko niej antygeny -A i B zaś tak (dlatego nazywamy je aglutynogenami) Odsetkowo, najwięcej ludzi na świecie ma grupę: 1.0 (47%) 2.A (41%) 3.B (9%) 4.AB (3%) A w sumie dzieli się na podgrupy A1 i A2 -A1 silniej jest aglutynowane przez izoaglutyninę anty A, zaś A2 – anty-0 -nie ma znaczenia czy A1 czy A2 większego (wiec po prostu mówimy o grupie A) -tak czy siak przez to mamy 6 grup a nie 4 realnie Aglutyniny – IgM i IgG -miano aglutyniny zmienia się w ciągu życia -w pierwszych dnaich po urodzeniu brak, podnosi się miano od 2-6ms życia -szczyt przy 10rż, po czym nieznacznie spada -nie wiadomo czemu są izoaglutyniny przeciwko innej krwi; może dlatego, ze organizm ma z nimi kontakt przez pokarm czy bakterie Obok aglutyniny mogą też występować hemolizyny (wraz z dopełniaczem niszczą erytocyty) -jest znacznie mniejsze ich miano, nie mają więc takiego znaczenia w reakcji potransfuzyjnej

Praktyczne znaczenie w transfuzjach ma układ AB0, Rh i ludzkie antygeny leukocytarne -grupa H u osób z grupą krwi 0 ma słabe działanie antygenowe

Rh+ mają antygen D, zaś Rh- nie -tutaj nie ma naturalnych pciał przed przetoczeniem (braku kontaktu) z obcą krwią u RhOprócz tego, w transfuzjologii znaczenie mają jeszcze: 1.Antygeny S z układu MNS 2.kell z układku Kell 3.Jk z układu Kidd które również mogą wywołać izoimmunizacje i odczyny poprzetoczeniowe Dlatego, aby nie było problemów robi się próby krzyżowe (inkubuje i patrzy czy nie nastąpiła aglutynacja) -antygeny grupowe krwi oprócz erytrocytów także na leukocytach i trombocytach są Wspomniane wcześniej HLA ma znaczenie przy transplantacjach bardziej niż samej transfuzji

UKŁAD RH -antygeny D, C i E -Rh+ to ok 85% ludzi, Rh- to 15% -aglutyniny dopiero po kontakcie (szczyt 2-4 msc po kontakcie) – i są to tylko aglutyniny, a nie hemolizyny jak w wypadku AB0 C i E mają małe znaczenie, D zaś duże Typowym przykładem problemu w tym układzie jest konflikt serologiczny -2ga ciąża -choroba hemolityczna noworodków (erythoblastosis fetalis) -Rh+ podczas porodu (z łożyska do krwi matki) także przez łożysko w drobnych ilościach (produkty rozpadu komtórek płodu) Podczas 2giej ciąży – częstość choroby hemolitynczej wzrasta do 3%, a trzeciej – 10% -aby temu zapobiec robimy transfuzje wymienną Rh- u nowordka (w ciągu 3tyg szpik zastępuje naturalną krwią) Konflikt serologiczny także, choć rzadko, może być spowodowany przez układ AB0

Inne układy antyfenów – M, N, P, S,s, D, Kell, Lewis, Duffy, Kidd, Diego (znaczenie w badaniach sądowomedycznych i antropologicznych)

Substancje grupowe A,B i H są także na innych komorkach niż erytrocyty, a także wydalinach i wydzielinach (slina, sok żołądkowy, nasienie itp.) -bycie wydzielaczem też się dziedziczy – jako cecha dominujaca -dzięki temu z wydalin czasami można ustalić genetycznie „właściciela”

Co ciekawe, między wydzielinami z antygenami a schorzeniami jest pewien związek -u grupy A statystycznie częściej rak żołądka i niedokrwistość złośliwa -u grupy 0, zwłaszcza niewydzielających – wrzody dwunastnicy

Testy aglutynacji obserwuje się makro i mikroskopowo

ABY UNIKNĄĆ POWIKŁAŃ POTRANSFUZYJNYCH: 1.Należy oznaczyć grupę dawcy i biorcy 2.Przetaczać krew jednoimienną 3.Próba krzyżowa 4.Próba biologiczna 5.Obserwacja potransfuzyjna (wykrycie ewentualnych reakcji potransfuzyjnych) Gdy zła krew – aglutynacja a potem hemoliza -surowica dawcy ma mniejsze znaczenie niż biorcy (małe ilości, niskie miano pciał) -ale gdy zbyt dużo krwi, to jednak może to być widoczne (stąd 0 przetaczamy, owszem, ale lepiej w małych ilościach jeśli już) Reakcje potransfuzyjne to wyniki aglutynacji (z powodu wieloimiennych pciał, sklejających krwinki) oraz wytrącenia przetoczonych krwinek -blokują one kapilary w wielu tkankach i narządach -takie kompleksy są potem rozkładane przez fagocytozę (makrofagi, granulocyty) lub hemolizyny i uwalnia się duża ilość Hb Niewielkie ilości Hb (do ok 100mg%) krążą we krwi w połączeniu z haptoglobiną (białko osocza) i nie wywołują zaburzeń -powyzej tej wartości powoduje przechodzenie Hb do tkanek i i do kłębków nerkowych w torebce bowmana, gdzie idzie dalej do kanalików – tam się wytrąca i blokuje kanaliki

ROZWIJA SIĘ NIEWYDOLNOSC NEREK – POŁĄCZONA Z BEZMOCZEM I MOCZNICĄ -kończy się to śmiercią 7-12 dni po transfuzji Na start przetaczamy 100ml krwi – jeśli ból w odcinku lędźwiowym po kilku minutach – to stahp. Zapobiega to ciężkim następstwom (rozwijają się one 12h później – właśnie bezmocz i mocznica) W ciężkich reakcjach potransfuzyjnych obserwuje się: -spadek ciś krwi -wstrząs krążeniowy (spadek liczby krwinek, działanie sub toksycznych uwolnionych z komórek) Zwalczamy to podając duże ilość płynów, leków krążeniowych i moczopędnych, kortykosteroidów i środków alkalizujących (wypłukujemy Hb z cewek nerkowych)

REAKCJE POTRANSFUZYJNE TO NIE TYLKO WYNIK NIEZGODNOSCI GRUP KTWI -także wcześniejsze odczyny gorączkowe (pirogenne) lub alergiczne związane z przetaczaniem krwi

-bywają także skutkiem działania konserwantów krwi (np. cytrynian sodu) który wywołuje hipokalcemie i tężyczkę Konserwowana krew zawiera 0,5% cytrynianu sodu z dodatkiem 0,5% dekstrozy i przechowywana w 4*C -zachowuje ona przez to swoje wlasciowsci na wiele tyhofni -zachodzi jednak stopniowy rozpad krwinek (ok 10% na kazde 10 dni), stąd po upływie 4tyg, ok 25% erytrocytów ulega ropzadowi Im starsze erytrocyty tym gorsze efekty terapii Zamiast krwi pelnej można podawać tylko mase czerwonkorwinkową (przydatna np. w niedokrwiostsci pochodzenia szpikowego)

Po wstrząsie oparzeniowym – podajemy tylko osocze (bo utrate go głównie mamy) -przechowujemy je w stanie płynnym 4*C, najlepiej mieszane z różnych grup krwi (inna opcja to sucha plazma liofilizowana w temp pokojowej – ta w ogóle nawet kilka lat może być przechowywana) Dzięki mieszaniu -> żadne miano aglutynin nie jest dostatecznie duże aby być groźne Oprócz wypełnienia masy utraconej krwi, ta także uruchamia mechanizmy kompensacyjne, zapobiegające dalszym efektom wstrząsu pokrwotocznego (poprawne ukrwienie tk mózgowej – usprawnia to odruchy naczynioruchowe, hemostazę i mechanizmy odpornościowe) Trombocyty – fragmenty cytoplazmy megakariocytów CFU MK dzieli się pod wpływem CSF-GM i IL3 3-5 razy -powstające protrombocyty nie dzielą się, a jedynie powielają DNA w jądrze (endomitoza 32-64 razy więcej DNA niż w normalnej komórce) -dzieje się to pod wpłwem hematopoetycznych czynników, gł IL3 i IL6 -powiększa też się cytoplazma w stosunku do poliploidalnego jądra; od tego czasu odszunurowuja się kolejne fragmenty cytoplazmy (TROMBOCYTY) Megakariocyty mają 40-150um średnicy -oddzielanie obejmuje tworzenie i fuzje małych, cytoplazmatycznych pęcherzyków -Objętość megakariocytów przekracza 3000-4000 razy objętość pojedynczego trombocytu -Z JEDNEGO MEGAKARIOCYTYU POWSTAJE PONAD 1000 PŁYTEK

Co ciekawe – niektóre megakariocyty OPUSZCZAJĄ SZPIK KOSTNY -osadzają się w śledzionie i płucach (no i krążą we krwi) i odpowiadają za 5-7% trombocytopoezy Ogólnie to się kontroluje nie tyle objętość trombocytów w jedności objętości krwi, a całkowitą objętość -TPO (trombopoetyna) zwiększa trombocytopoeze, TGF-B ją hamuje

200-300 tys/mm3 krwi (wg niektórych nawet do miliona, nie wiem czemu)

Płytki krwi -owalne/okrągłe -średnica 1-3um -otacza je otoczka bogata w mukopolisacharydy i glikoproteidy + typowa błona komórkowa -zawiera białka kurczliwe, ziarnistości, glikogen. Pojedyncze mitochondira, aG i gęstą ER Ogólnie to normalnie ma postać płytek, ale jak jest wynaczyniana to dostaje wypustki/nibynóżki przechodzą w postać CZYNNĄ (wypustkową) a następnie w postać rozpostartą -dlugość wypustek dochodzi do 15um, a srednia postaci czynnej jest o wiele większa niż spoczynkowej

Płytki krwi zawierają: 1.Wodę (88%) 2.Sole mineralne (0,39% suchej masy) 3.Białka (57%) 4.Lipidy (20%) 5.Węglowodany (8%) i inne MAJĄ WIELE UKŁADÓW ENZYMATYCZNYCH (szczególnie glikolitycznych) oraz enzymy do użycia/syntezy ATP – zużywają tlen do celów metabolicznych (mimo braku jądra!)

ZDOLNOŚĆ DO ADHEZJI I AGREGACJI MAJĄ – CZOP PŁYTKOWY POWSTAJE -uwalniają takżę czynniki 1-5 biorące udział w krzepnięicu krwi -są źrodlem serotoniny (czynnik 5), noradrenaliny i adrenaliny (zwiększa napiecie/skurcz naczyń – hamuje to krwawienie) -mają PREKURSORY ważnych substancji w procesie krzepnięcia jak prostagladnyny (PG), tromboksany (TX) i prostacyklina (PGI2) Czas przeżycia to od 5-20 dni -10 do 15% zużywa się w procesie hemostazy, reszta fagocytowana (gł śledziona – przez to po jej usunięcia mamy wzrost liczby płytek krwi) -okres życia skraca się w skazach krwotocznych, wydłuża w krwawiączkach (HEMOFILIA) oraz od wielkości śledziony (hipersplenizm – zmniejszenie płytek)

HEMOSTAZA – zespół mechanizmów które przeciwdziałają krwawienio spowodowanym chorboowym/mechanicznym uszkodzeniom sciany komórkowej szersze pojęcie – UKŁAD HEMOSTATYCZNY który zapewnia nie tylko tamowanie krwawienia, ale także płynność krwi w naczyniu; stąd też mamy -Hemostazę ogólną – mechanizmy utrzymujące płynność krwi w naczyniach, zapobiegając jej

wynaczynieniu -Hemostaza miejscowa – zatrzymanie krwawienia miejscowo Ogólna działa ciągle, a miejscowa doraźne, wg potrzeby

DO UKŁADU HEMOSTATYCZNEGO NALEŻĄ: 1.Krew (a konkretniej płytki krwi, ich czynniki oraz zespół czynników osoczowych) 2.Naczynia krwionośne 3.Dynamika krążenia ogólnego i miejscowego 4.Narządy krwiotwórcze i krwiogubne 5.Nadrzędne układy regulacyjne (hormonalny/nerwowy) W równowadze hemostatycznej biorą udział gł. 4 układy 1.Ściana naczyń krwionośnych 2.Płytki krwi 3.Układ krzepnięcia i fibrynolizy 4.Ponadto współdziałające układy dopełniacza i kininy +inhibitory poszczególnych układów

ZATRZYMANIE KRWI W ŁOŻYSKU ZALEZY OD: 1.Własc. samych naczyń (kurczenie się mięśniówki naczyń) 2.Czopa trombocytarnego 3.Tworzenie skrzepu krwi przez czynniki osoczowe

Ogólnie to trombocyty kleją się do białek adhezyjnych (mają dla nich receptory), wśród nich wyróżnia się: 1.vWF (czynnik von Willebranda) 2.fibrynogen 3.Fibronektyna 4.Trombospondyna 5.Laminina 6.Witronektyna Białka adhezyjne jak vWF i fibrynogen, występują też w osczu krwi 1.vWF – dimer w osoczu, glikoproteina -z dimerów tworzą się multimery -nie tylko skleja trombocyty, ale także łączy ze sobą łanuchy lekkie i ciężkie czynnika VIII, ochrania go wtedy przed degradacją proteolityczną i inaktywacją przez białko C -mediator przyłączanie trombocytów do kolagenu na skutek jego niedoboru – wtórny niedobór VIIIa w osoczu

W PROCESIE KRZEPNIECIA UCZESTNICZY CO NAJMNIEJ 14 CZYNNIKÓW (12 ma cyfry rzymskie) wśród tych, których nie ma numeracji mamy: 1.PK, Prekalikreina (czynniki Fletchera) 2.HMWK – wielkocząsteczkowy kininogen, czynnik Fitzgeralda (High-Molecular weight kininogen) 3.Bialko S i C Z wyjątkiem czynnika III (tromboplastyna tkankowa) i IV (Ca2+) wszystkie to białka osocza -III to kompleks lipoproteinowy; występuje w błonach większości komórek (zwłaszcza móżgu, płuc, nerek, wątroby, śledziony i dużych naczyń krwionośnych)

OSOCZOWE CZYNNIKI KRZEPNIECIA DZIELIM NA TRZY GRUPY. 1.Czynniki zespołu protrombiny (II, VII, IX, X) 2.Czynniki wrażliwe na trombinę (I, V, VIII i XIII) 3.Czynniki kontaktu (XI, XII, PK, HMWK)

Czynniki zespółu protrombiny potrzebują wit K do syntezy w wątrobie

(kofaktor karboksylacji kw glutaminowego – powstaje kwas gamma karboksylgutaminowy, co pozwala na wiązanie jonów Ca2+) Gdy brak witaminy K, lub antykoagulanty mamy (pochodne dwukumarolu), to te czynniki nie zwierają kw y-karboksyglutaminowego i są NIECZYNNE W KRZEPNIĘCIU KRWI (PIVKA – Proteins induced by vitamin K abscence antagonists) Czynniki kontaktu – biorą udział we wczesnej facie krzepnięcia krwi, powstawaniu kinin i fibrynolozie

Większość czynników krzepnięcia to zymogeny, a aktywne enzymy są proteazami serynowymi (swoistość podobna do trypsyny) -rozrywają one w białkach wiązanie arginylowe, oraz hydrolizują syntetyczne estry i amidy argininy Aktywności enzymatycznej pozbawione są czynniki V, VIII i HMWK -czynniki XIII = „TRANSGLUTAMINAZA OSOCZOWA”; przenosci grupę y-aminową glutaminy w pozycję y-aminowa lizyny (powstawanie wiązań krzyżowych między łanuchami fibryny dzięki temu) Ogólnie sens jest taki, aby aktywować czynnik X, który powoduje przejście protrombiny w trombinę (TROMBINAZA); -powstaje on dwojako – w układzie zewnątrz i wewnątrzpochodnym. UKŁAD WEWNĄTRZPOCHODNY -z udziałem XII, PK, HMWK, XI, IX, VIII, Ca2+ i fosfolipidów płytek krwi (czynnik płytkowy 3, TF3) -mechanizm zapłonowy to kontakt XII z obcymi powierzchniami (nierównymi); w czasie tego kontaktu zmienia się jego struktura, odsłaniająca jego centrum aktywne -także przez kontakt z materiałami/związkami o ładunku ujemnym (stąd aktywacja takżę poza łożyskiem) MAKSYMALNA AKTYWNOŚĆ XIIa W OBENOSCI KALIKREINY I HMWK (kalikreina z PK pod wpłwem

proteolizy przez XIIa powstaje) dalej mamy XII->XI->IX który aktywuje X -następuje to w kompleksie fosfolipidy-X-IXa-VII-Ca2+

UKŁAD ZEWNĄTRZPOCHODNY -reakcja z czynnikiem VII w obecności Ca2+ (chyba III – tromboplastyna tkankowa) -III wraz z VIIa aktywują X lub IX VIIa (czynnik tkankowy) przekształca X w Xa, a ten zwrotnie przyśpiesza aktywacje VII Krzepnięcie normalne angażuje oba układy, z czego układ zewnątrzpochodny działa szybciej znacznie Xa jest fizjologicznym enzymem aktywującym protrombinę a V jest kofatkrem w tej reakcji (tzw wspólna droga) Trombina odczepia dwie pary fibrynopeptydów z fibrynogenu (A i B) tworząc monomer fibryny, który samoistnie się polimeryzuje -ten stabilizuje się pod wpływem XIIIa (wtedy jest bardzo stabiliny, nawet w roztworze mocznika 5mol/l nie rozpuszcza się i jest oporny na odkształcenia mechaniczne)

Tromobocyty -> źródlo fosfolipidów -gdy połaczą się one z kolagenem przy pomocy vWF, oraz pod wpływem ATP i trombiny staja się źródłem fosfolipidów płytkowych

KRZEPNIĘCIE KRWI jest powiązane z innymi ważnymi układami biologicznymi jak: 1.Dopelniacza 2.Układ fibrynolizy 3.Uklad kininotwórczy osocza Pośrednim aktywatorem tych układów jest XIIa (czynnik Hagemana) Organizm ludzki dysponuje mechanizm które hamują krzepniecie: -naturalne inhibitory krzepnięcia -układ fibrynolityczny -układ mono/makro (wychwywują one z układu trombocyty uszkodzone, oligomery fibryny, aktywowane czynniki krzepnięcia etc)

ANTYTROMBINA III (AT III) – naturalny inhbitor krzepnięcia -syntetyzowana w wątrobie, kofaktor heparyny -tworzy kompleksy z trombiną i innymi proteazami serynowymi (czynniki IX, X, XI, XII, oczywiście

wszystkie aktywne) -HEPARYNA ZWIĘKSZA (ok 2000 razy) szybkośc tworzenia tego kompleksu i efekcie – inaktywacji trombiny -jej niedobór prowadzi do powstawania powikłań zakrzepowo-zatorowych

Główna przeciwwaga dla procesu krzepnięcia jest FIBRYNOLIZA -jest to trawienie fibryny ORAZ fibrynogenu (!) -efektorem tego procesu jest plazmina (z plazminogenu powstaje) -poza wspomnianym, trawi także V, VIII i inne białka

Ogólna zasada krzepnięcia to zamiana hydrofilowego fibrynogenu (I) na hydrofobową fibrynę (Ia) -w procesie tym bierze udział trombina (IIa) Proces jest kaskadowy, bo z każdym kolejnym łańcuchu narasta coraz więcej czynników krzepnięcia Pod wpływem XIIIa i jonów Ca2+ fibryna labilna (Ia) zamienia się w fibrynę stabilna (Ib)

Po aktywacji czynnika X, oba mechanizmy aktywacji (zewnątrz i wewnątrzpochodny) przebiegają tak samo; stąd dzielimy krzepnięcie na trzy fazy: 1.Faza I – aktywacja wszystkich czynników niezbędny do aktywacji czynnika II 2.Faza II – przekształcanie II w IIa 3.Faza III – z fibrynogenu (I) powstaje fibryna stabilna (Ib)

Po wytworzeniu się skrzepu zachodzi jego RETRAKCJA -włókienka fibryny skracają się i wyciskają ze skrzepu część płynną osocza (surowice krwi) Ib podlega fibrynolizie (proteolityczny rozpad) pod wpływem plazminy Przejście plazminogenu w aktywny enzym jest aktywowane.. plazminogenem?(wtf) ale i hamowane przez inne enzymy. Aktywatorami plazminogenu są: 1.tPA, tkankowy aktywator plazminogenu (tissue plasminogen activatir) 2.uPA, urokinazowy aktywator plazminogenu (urokinase plasminogen activator) Aktywacja plazminogenu -> przecięcie w proenzymie wiązania w pozycji 561-562 (miedzy argininą i waliną) który degraduje fibrynogen do fragmentów rozpuszczalnych w wodzie. -hamują ten proces dwa inhibitory; PAI-1 i 2 (Plasminogen actovator inihbitor 1 i 2); lub przez alfa2antyplazminę

PROBLEMY Z KRZEPNIĘCIEM Brak czynnika VIII lub vWF – hemofilia typu A

IX – typu B a XI -typu C Niedobory witaminy K/wypieranie jej przez pochodne dikumarolu lub upośledzenie wchłanianie -przede wszystkim upośledza syntezę II, a takę VII, IX, X oraz białka C i S -krew wtedy nie krzepnie (lub krzepnie znaaacznie wolniej) Stan nabytego niedoboru czynników krzepnięcia to tzw HEMOFILIA RZEKOMA (alias PSEUDOHEMOFILIA) Krzepnięcie krwi w łożysku jest stale hamowane przez: 1.Trombomodulinę -na powierzchni śródbłonka, wiąże IIa 2.Białko C i S -niszczy czynnik Va i VIIIa We krwi stale występuje heparyna w ilości ok 100mg/l osocza -wytwarzana przez bazofile i kom tuczne (w tk łącznej) -gł inaktywuje trombinę Można tez zapobiec krzepnięciu krwi poprzez słabe kwasy wiążące Ca2+

HEMOSTAZA MIEJSCOWA – 3 fazy 1.Naczyniowa 2.Płytkowa 3.Osoczowa

-skurcz mięśniówki naczynia, trwa 20-30min -jest to odruch nerwoodruchowy jak i mięśniowy (pobudzenie włókien przez podrażnienie receptorów bólowych i odruch współczulny) -miogenny skurcz, spowodowany urazem i 5HT (uwalnianej przez płytki) -siła i stopień skurczu proporcjonalne do uszkodzenia (stąd przecięcie naczynia większe krwawienie niż jego zmiażdżenie np.) -uszkodzone tętnice mogą się niemal zupełnie skurczyć, a żylne – do połowy rozmiarów -skurczone naczynia powodują sklejanie się śródbłonków (zwłaszcza kapilarach) i powoduje napływ krwi do innych tętnic (miejscowe zwolnienie przepływu krwi, spadek ciśnienia – ułatwia to aglutynacje i agregacje płytek w uszkodzonym miejscu) N. włosowate pierwotnie się rozszerzają (histamina z uszkodzonych tkanek), ale potem, dzięki skurczowi n przedwłosniczkowym i 5HT następuje zwężenie światła i przepuszczalności kapilar Gdy mamy niedomogę naczyń – duża przepuszczalność kapilar utrzymuje się, a nawet zwiększa (przechodzenie krwi do tkanek)

W drugiej fazie hemostazy ważne są płytki (2-5 raza zwiększa się, agregacja, adhezja) -rozpoczyna on się zaraz po uszkodzeniu naczynia -siec płytkowa także obejmuje siec włóknikowa i wiąże w swych oczkach krwinki czerwone i białe, oraz surowice krwi (dużo) Agregacje potęgują TXA2, ADP, NA, 5HT i inne produkty metabolizmu kw arachidonowego przez COX uwalniane ze sklejających się płytek -na początku agregacja jest odwracalna, ale gdy wzrasta stężenie ADP i powstaje fibryna to staje się już nieodwracalna -towarzyszy jej uwalnianie 5HT, TXA3, amin katecholowych, Ca2+, ADP i czynników płytkowych 3 i 4 + enzymy lizosomalne W procesie tym uczestniczy białko kurczliwe (trombostenina) która odkształca płytki, uwalniając z niej ziarnistości

Co ciekawe, taka agregacja ma też znaczenie w fizjologicznych warunkach, powstające w wyniku samego przepływu krwi (sheer stress) w małych naczyniach (np. kapilary) -przy brakuj więc płytek/zmniejszonej liczbie, dochodzi więc do licznych wybroczyn na skórze i narządach wewnatrznych (bo nie ma kto zalepić tych dziur)

TRZECIA FAZA – TWORZENIE SKRZEPU (proces koagulacji) -w ciągu 15-20s (duże urazy) lub 1-2min gdy uraz jest niewielki -po 3-6 minutach skrzep gotowy, a po dalszych 30-60 minutach następuje jego obkurczanie się, (zupełne zamknięcie naczynia) Tworzenie skrzepu ma trzy fazy jak już wspominaliśmy. (Xa, Trombina, fibryna) -nitki fibryny wzmacniają czop, tworząc skrzep i tworzą razem z erytrocytami i leukocytami tzw OSTATECZNY SKRZEP KRWI -gdy taki skrzep dalej narasta to może się oderwać i trafić do tętnicy płucnej (tworzą płucne zatory naczyniowe) -ale raczej się tak nie dzieje i powoli podlega samoograniczeniu przez retrakcje i fibrynolizę AKTYWACJA PROCESÓW HEMOSTAZY, KRZEPNIĘCIA, RETRAKCJI I FIBRYNOLIZY ODBYWA SIĘ NIEMAL JEDNOCZEŚNIE W ciągu kilku godzin/dni od powstania skrzepu wnikają tam makrofagi które fagocytuja erytrocyty i przekształcają się w fibroblasty - wciągu 7-11 dni wiec podlega on organizacji łącznotkankowej, zmieniając się w postronkowate zgrubienie -niekiedy naczynie zatkane skrzepem może zostać zrekanalizowane

CZYNNIKI HEMOSTATYCZNE – substancje biorące udział w krzepnięciu krwi -wyrózniami wśród nich osoczowe, płytkowe, naczyniowe i tkankowe

Osoczowe czynniki dzielimy na krzepliwe i przeciwkrzepliwe; są one wytwarzane w różnych miejscach i wydzielane do krwi stale (np. II, I, Heparyna) albo sporadycznie (tromboplastyna tkankowa, III) -występuje w formie nieaktywnej lub aktywnej (wtórnej) np. protrombina-trombina Do osoczowy czynników aktywujących krzepnięcie (prokoagulantów) zaliczamy: -Fibrynogen (I) -protrombinę (II) -Ca 2+(IV) -proakcelerynę (V) -prokonwertynę (VII) -czynnik przeciwkrwawiączkowy A (VIII) -czynnik przeciwkrwawiączkowy B (IX); czynnik Christmasa -czynnik Stuarta-Prowera (X) -czynnik Rosenthala (XI) -czynnik kontaktu (XII) -stabilizator włóknika (XIII) Czynniki te to peptydazy, hydrolizują wiązania peptydowe W wyniku krzepnięcia z krwi znikają czynniki I, II, V i VIII; aktywne w surowicy są czynniki VII, IX-XIII oraz utrzymuje się czynnik IV -wszystkie czynniki krzepnięcia wytwarzane są w wątrobie (XI i XII prawdopodobnie, nie wymienili tutaj XIII) -czynniki I i VIII powstają także w układzie siateczkowym wątroby, śledziony i innych miejsc ustroju (reszta na rybosomach hepatocytów dokładnie) FIBRYNOGEN (I) -prawidłowe stężenie we krwi to 300-500mg% (poniżej 30-50mg% dochodzi do krwawień – krytyczne stężenie) -większość powstaje w wątrobie -dziennie znika ok 15% jego zawartości -jest dimerem, każdą podjednostka z trzech łańcuchów polipeptydowych (a, B i y) połączone wiązaniami disiarczkwoymi przy N Końcu (węzeł dwusiarczkowy) -do fibryny jest aktywowany przez trombinę, która rozrywa wiązania między argininą i glicyną tworząc małe peptydy A i B (odpowiednie do łanuchów z których się odłączają) Bez sieciowania ich czynnikiem XIII są dość labilne – brak tego czynnika upośledza hemostazę i gojenie ran oprócz we krwi, jest tez w limfie w nieznacznie ilości, a w staniach patologicznych – w płynie śródtkankowym

PROTROMBINA (II) -alfa2-globulina, glikoproteina -10-15mg% w osoczu -jest nietrwała, łatwo rozpada się do trombiny

-dziennie zużywamy 80% jej zawartości Trombina powstaje z protrombiny pod wpływem aktywatora protrombiny i jonów Ca2+ -aktywator protrombiny zaś składa się z Xa, V i fosfolipidu (płykowego lub tkankowego) -oprócz tworzenia fibryna, trombina też aktywuje V, VIII i XIII oraz bierze udział w przemiana trombocytów (zwłaszcza agregacja)

Aby zbadać ilość protrombiny wykonuje się PRÓBĘ QUICKA (jednostopniowy czas protrombiny) -w celu zbadania skuteczności leczenia antykoagulantami Odwapnione osocze mieszamy z wapniem i sub. Tromboplastynczymi (wyciąg z tk mózgowej) -czas jaki upływa od czasu zmieszania tych trzech czynnikow do wytworzenia skrzepu jest miarą zawartości PROTROMBINY -bada też obecność V, VII i X pośrednio (wspólne dla układów zewnątrz i wewnątrzpochodnych)

WAPŃ (IV) -współdziałają z enzymami, niezbędne do pobudzenia WSZYSTKICH reakcji krzepnięcia (wyjątek – dwa pierwsze etapy) w układzie wewnątrzpochodnym -nie jest to działanie swoiste (magnez czy stront czy bar może je zastąpić) wpływa on na: -przemiany hemostatyczne trombocytów -jest niezbędny do powstawania tromboplastyny krwi i trombiny -jest akceletratorem przemiany fibrynogenu w fibrynę -w sumie to w organizmie żywym nigdy nie ma tak mało wapnia aby był problem przez to w krzepnięciu AKCELERYNA – VI PROKONWERTYNA (VII) -beta globulina -bierze udział w powstawaniu tromboplastyny tkankowej -VIIa łączy się z czynnikiem tkankowym, w obecności fosfolipidów tkankowych i Ca2+ uaktywnia X PRZECIWKRWAWIĄCZKOWY A (VIII) i B (IX) -beta globuliny -biorą udział w powstaniu tromboplastyny krwi, wpływając na wydajność i szybkość tego procesu CZYNNIK STUARTA-PROWERA (X) i ROSENTHALA (XI) -beta lub gamma globuliny -także biorą udział w powstawniu tromboplastyny krwi CZYNNIK HAGEMANA (XII) -inicjator i aktywator krzepnięcia krwi -także beta/gamma globulina -bierze też udział w procesach zapalnych – wyzwala powstawanie czynników powodujących wzrost

przepuszczalności naczyń włosowatych, leukocytozy i podrażnienia receptorów bólowych (Np. kinin) STABILZATOR WŁÓKNIKA (XIII) -alfa2-globulina

W otoczce trombocytów znajdują się wszystkie białkowe czynniki krzepliwe (I-XIII) na powierzchni otoczki -wewnątrzpłytkowe czynniki występują w granulomerze lub hialomerze płytek Czynniki płytkowe: 1.Zewnątrzpłytkowy, zaadsorbowanym czynnikiem V osocza 2.Wewnątrzpłytkowy, proteolitycznie na fibrynogen (uczula go na działanie IIa) 3.wewnatrzpłytkowy, fosfolipid; bierze udział w powstawaniu AKTYWATORA PROTROMBINY (z X i V) 4.wewnątrzpłytkowy, działa p-heparynowo, ułatwia agregacje płytek 5.wewnątrzpływkoy, „identyczny z 5HT”, wzmaga napiecie i skurcz naczyń Najważniejsza jest 3, wraz z VIII i IXa aktywuje czynnik X i razem z nim i V aktywuje trombinę

PG serii E odpowiedzialne za odkształcanie płytek w czasie przechodzenia w postać aktywną TXA2 agregacje płytek i skurcz naczyń krwionośnych PGI2 nabłonka po zetknięciu się z płytkami, hamują

Cały układ krzepnięcia funkcjonuje na zasadzie wzmocnienia enzymatycznego -> niewielka zmiana wyjściowa może spowodować duże wytworzenie IIa i Ia -może podlegać dodatniemu/ujemnemu sprzężeniu zwrotnemu Dodatni – przyśpiesza aktywacje X przez trombinę Ujemne – neutralizacja trombiny przez fibrynę Zewnątrzpochodny proces przebiega w trzech etapach: 1.Uszkodzona tkanka uwalnia III i fosfolipidy (gł z fosfolipidów bl kom) 2.VII łączy się z III i w obecności fosfolipidów tk. Aktywuje X 3.Xa z fosfolipildem tkankowym i V tworzy kompleks zwany AKTYWATOREM PROTROMBINY, identyczny jak w wewnątrzpochodnym mechanizmie W ciągu 10s powstaje aktywny czynnik X (zwany trombokinazą lub czynną trombokinazą osocza) -wewnątrzpochodny proces trwa 2-5 min; płytki aktywują XII Aktywator rozrywa wiązanie arginina-treonina i uwalnia fragment peptydu przy N końcu protrombiny Silikon – zapobiega krzepnięciu w naczyniu (dalej jest, ze zewnątrz w 10-15s a wewnątrz 1-3 minut trwa xD) -fosfolipidy pochodzenia płytkowego/tkankowego tworzą powierzchnie na której rozwijają się reakcje krzepnięcia krwi

Fibryna to inaczej fibrynopeptyd - > polimeryzuje on już bez udziału trombiny -czynnik XIII jest uaktywnony przez trombinę w obecności Ca2+

NAJBARDZIEJ UZNANA TEORIA KRZEPNIECIA KRWI -> KASKADOWA (WODOSPADOWA) -nie uwzględnia ona trombiny jako aktywatora wielu reakcji i procesów hemostatycznych (teoria czynników pochodnych, tj Seegersa podkreśla rolę II jako sub. Macierzystej dla innych aktywatorów i IIa; zgodnie z tą teorią, różne aktywatory wywodziłyby się z JEDNEGO prekursora tj II)

ZAPOBIEGANIE KRZEPNIĘCIA: 1.Gładkość śródbłonka (uniemożliwia aktywacje XII) 2.Jednodrobinowa warstwa białkowa zaadsorbowana na pow śródbłonka i odpychająca czynniki (ma ładunek ujemny) i płytki Po uszkodzeniu śródbłonka dochodzi do aktywacji TF3 (i dalej, całego układu) Naturalne antykoagulanty – heparayna i antytrombiny -znamy sześć efektów antytrombinowych: najważniejszy to I (wytworzona trombina ulega adsorpcji na fibrynie) i III – kofaktor heparyny -w ten sposób 80-90% trombiny ulega adsoprcji na fibrynie i inaktywacji (zapobiega to rozprzestrzenianiu się skrzepu w naczyniu) Pozostała trombina wiąże się z antytrombiną

HEPARYNA – mukopolisacharyd -wiele kom, gł bazofile i mastocyty wytwarzają -stale w małych ilościach uwalniają -szczególnie dużo kom heparynotwórczych w n. włosowatych płuc i zatokach wątroby – wiazę się to ze zwolnieniem prądu i możliwości powstawaniu skrzepu -stężenie we krwi to jakieś 10mg% (10-100 mniej niż w p-zakrzepowych lekach) -rozkładana przez heparynazę (wątroba i nerki) -in vivo inaktywuje się je protaminami (salmina, klupeina)

Heparyna łączy się z osoczowym kofaktorem p-trombinowym w kompleks antytrombina-heparyna -hamuje działanie trombiny na fibrynogen -także z czynnikami IX-XII hamując całą kaskadę procesu wewnątrzpochodnego -zwiększona ona też adsorpcje trombiny na włókniku

FIBRYNOLIZA – czwarta faza hemostazy -oprócz rozpuszczania włóknika, uczestniczy też w miesiączkach i porodach, stanach zapalnych,

nowotworach etc Włóknik we krwi -> rozpuszczony. W tkankach -> rozpuszczanie albo fagocytoza przez makrofagi (zastępowany tk łączną) ISTOTA FIBRYNOLIZY – rozkład fibryny, fibrynogenu i czynników V, VIII i XII oraz II -czynność te spełnia PLAZMINA (enzym proteolityczny) -rozszczepia wiązania peptydowe arginina-lizyna w cząsteczce włóknika Plazmina jako plazminogen we krwi -> ulega aktywacji pod wpływem fibrynokinaz krwi lub tkankowych -pierwsza z nich powstaje w procesie wewnątrzpochodnym, druga w zewnątrzpochodnym Cały proces zaczyna już XII -aktywuje ona powstawanie różnych kinin – np. kalikreiny i bradykininy z kininogenów osocza (PRODUKTY JEGO TRAWIENIA TO SĄ) Niektóre leki mogą wybiórczo hamować fibrynolizę -najskuteczniejszy to aprotynina; polipeptyd hamujący także trypsynę i kalikreinę (stosowany w leczeniu ostrego zapalenia trzustki!) Fibrynokinaza znajduje się w dużej ilości w tkankach (np. macica, jajowody, nasieniwody, ściana naczyniowa) a w niewielkich stężeniach we krwi czy moczu (urokinaza) Plazminogen aktywuje także: -trypsyna soku trzustkowego -enzymy lizsomalne (różne komórki) -stafylokinaza, streptokinaza -PGI2 (stafylokinaza, strepto i PGI2 mają znaczenie w leczeniu stanów zakrzepowych, szczególnie zawalu serca)

AKTYWNOŚĆ FIBRYNOLITYCZNA -w śladowych ilościach w stanie spoczynku fizjologicznie -wzrasta po wysiłku fizycznym, wstrzyknięciu adrenaliny i stanach pobudzenia emocjonalnego W stanach patologicznych wzrasta: -po przetoczeniu niezgodnej krwi -operacja w obreie serca, płuc czy ginekologicznych HAMOWANA PODCZAS ENDOTOKSEMII!

Upośledzenie krzepnięcia – skaza krwotoczna; nadmiar- skrzepy SKAZA KRWOTOCZNA

-zmniejszenie ilości płytek powodem zazwyczaj’ -w efekcie przedłużony czas krwawienia, dodatni objaw opaskowy, opóźniana retrakcja -KRWAWIENIA WYSTĘPUJA GDY LICZBA PŁYTEK SPADNIE PONIŻEJ 50 000/mm3 Inna przyczyna – nieprawidłowa czynność płytek np. skaza pochodzenia naczyniowego -wynik działania jadów naczyniowych, awitaminozy C/B (przedłużenie krwawienia, nieprawidłowe sklejanie płytek) Jeszcze inna – brak jednego/kilku czynników krzepnięcia -najczęściej brak II (bo brak K/uszkodzenie wątroby) Rzadko – hemofilia -częściowy lub całkowity brak VIII wywołuje spontaniczne krwawienia do skóry, stawów, przewodu pokarmowego -spadek 3% poniżej normy – wydłuza się czas krzepnięcia. Poniżej 30% - „wyniki prób krzepnięcia są prawidłowe” (wtf)

ZAKRZEPY -zwykle z powodu nierówności śródbłonka; wynika ona np. z miażdżycy, urazu i zwolnionego przepływu krwi -CZĘSTO U CHORYCH PO ZABIGACH OPERACYJNYCH (zwłaszcza brzusznych, ginekologicznych z żylakowosci etc) zakrzepy z lewej połowy serca i tętnic układowych mogą tworzyć ZATORY W MÓZGU, wątrobie czy nerkach w leczeniu stanów zakrzepowo-zatorowych stosuje się oprócz heparyny, także pochodne kumarynowe -działanie antykoagulantów pojawia się 12-24h po zastosowaniu, utrzymuje 2-3 dni od przerwania stosowania

Krzepniecie krwi in vitro – silikonowe/ parafinowe próbówki, lub 0,1% roztwór cytrynianu sodu, potasu, amonu

Tętniczki->kapilary->żyłki Cztery żyły płucne Każda z komór serca Z OSOBNA w warunkach spoczynkowych tłoczy 5-6l krwi/min

Mięśnień sercowy przyczepiony jest do SZKIELETU WŁOKNISTEGO, tworzonego przez 4 zespolone pierścienie włókniste (ujścia przedsionkowo-komorowe, aorty i pnia płucnego)

Pierścienie>zastawki>struny ścięgniste>mięśnie brodawkowate (warunkują zamykanie zastawek w czasie skurczu komór

SERCE -> jedyna siła napędowa ruchu krwi w obu krążeniach -syncytium kardiomicytów -tylko skrucze pojedyncze i odpowiada na bodziec generowany przez własne ośrodki tk bodzcoprzewodzącej, ZAWSZE SKURCZEM MAKSYMALNYM

KARDIOMOCYTY -12um szerokości i 200um długości -łączą się między sobą wstawkami We wstawkach mamy – desmosomy, powięzie przylegania oraz połączenia o charaktercze mechaniczmy, połączenia szczelinowe. -te ostatnie (szczelinowe?) umożlwiają przepływ prądu jonowego (i innych substancji) -są niskooporowe, przypominają synapsy Od mięśni szkieletowych różnia się tym, że mają na swych krawędziach wyrostki i rynienkowate zagłębienia -stykają się nimi tworząc POŁĄCZENIA TYPU PALCZASTEGO -kanały T i ER słabiej rozwinie™e -na każdą linie Z jeden kanał T, ale jedna cysterna brzeżna tylko (diady zamiast triad)

UKŁAD BODZCOPRZEWODZĄCY -specjalne komórki, przypominają kom. embrionalne; -mają liczne ziarna glikogenu Tworzą one 1.Węzeł zatokowo-przedsionkowo (Keitha-Flacka, SA – sinoatrial node) 2.Węzeł przedsionkowo-komorowy (Aschoffa-Tawary, AV – atrioventrucularis node) 3.Pęczek przedsionkowo-komorowy (Paladino-Hisa, PH) -dzieli się na dwie odnogi, pączka Hisa, które kończą się wł. Purkinijego Prędkość przewodzenia impulsów w obrębie węzłów – b. wolne; w obrębie SA i AV wynosi ok 0,5m/s -warunkuje to opóźnienia między skurczami przedsionków/komór Prędkość przewodzenia w PH i kom. Purkinijego – ok 2-4m/s - w m. przedsionków i komór po 1m/s

SA – PIERWSZORZĘDOWY OŚRODEK AUTOMATYZMU -w prawym przedsionku, przy ujściu żyły próżnej górnej AV – w prawym przedsionku, w tylnej cz. Przegrody międzyprzedsionkowej

-w pobliżu ujścia zatoki wieńcowej

Między SA do AV pobudzenie przenoszą trzy SZLAKI MIĘDZYWĘZŁOWE (przedni, środkowy, tylny) -AV przechodzi w PH -PH dzieli się przy górnej granicy przegrody międzykomorowej na dwie odnogi (L i P) Odnoga Prawa -biegnie podwsierdziowo, po stronie prawej przegrody m-komorowej -oddaje liczne gałązki do m. komory Odnoega Lewa -przechodzi przez przegrodę na jej lewą stronę dzieląc się na trzy wiążki (przednia, przegrodowa, tylna) Dalsze przewodzenia z obu odnóg – przez wł Purkinjego, a one na cały miesien rozprzestrzeniaaj pobudzenie

Wartość spoczynkowego potencjału błonowego w: 1.Kardiomiocytach komorowych (-90mV) 2.Miocyty przedsionkowe (-80mV) Tak jak wszędzie, wynika ta polaryzacja z biernej przepuszczalności i przewodności jonowej (g) dla jonów. -K+ na zewnątrz, Na+ do środka (przez kanały oba), zgodnie z gradientem chemicznym i elektrycznym -w spoczynku błona jest ok 100 razy bardziej przepuszczalna dla K+ niż Na+; stąd mimo niekorzystnego gradientu elektrochem, K+ więcej wypływa niż wchodzi Na+ Przesunięcie jonowe w mięsniu w stanie spoczynku są niewielkie, a wywołane nimi prądy jonowe noszą nazwę PRĄDÓW TŁA

Potencjał błonowych kardiomicytów – zgodnie z równaniem Nernsta, wypadkowa potencjałów równowagi dla jonów K+ (EK = -95mV) i jonów Na+ (ENa = + 75mV) -skoro wynosi -90mV to jest zbliżony dla wartości dla jonów K+ Pompa NaK – „działa jak pompa elektrogeniczna” -jej zahamowanie, np. glikozydem naparstnicy prowadzi do zwiększenia ilości Na+ w k-miocycie -prowadzi to do osłabienia wymiennika Ca2+/Na+ i w efekcie wzrostu zawartości Ca2+ w mioplazmie -efektem jest wzrost kurczliwości k-miocytów; (stosowane jako lek przy niewydolności serca, zwiększają jego kurczliwość)

Zmiany stężeń K+ w płynie ZEWNĄTRZkom. – mają znaczenie; wpływają na potencjał spoczynkowy i cechy jego i w efekcie czynności serca:

1.Hiperkalemia (pow prawidłowej wartości 5 mmol/l) -np. z powodu niewydolności nerek, zespołu zmiażdżenia, dużej hemolizy itp. -powoduje obniżenie (wg konturka, w rzeczywistości wzrost) wartości potencjału spoczynkowego (zgodnie z równaniem Nernsta) -tym samymy wzrasta ich pobudliwość; skraca się czas trwania potencjału czynnościowego i zwalnia szybkość przewodnictwa impulsów -w efekcie; b. groźne zaburzenia rytmu serca i osłabienie jego kurczliwości 2.Hipokalemia -np. w wyniku intensywnych wymiotów, biegunki lub stosowanych leków moczopędnych -krótkotrwała hiperpolaryzacja k-miocytów która następnie przechodzi w narastającą depolaryzacje -ten ostatni efekt jest następstwem bloku pompy Na+/K+; efektem jest wzrost zawartośći Ca2+ w kardiomicycie (bo znowu wymiennik Na/Ca2+ pada) -powyższe zaburzenia prowadzą do częściowej depolaryzacji k-mioctów i tym samym WZROSRU ich pobudliwości prowadząc do występowania groźnych dla życia zaburzeń rytmu serca

POTENCJAŁ CZYNNOŚCIOWY -potencjał progowy dla k-miocytów KOMOROWYCH to ok -65mV -zmiany przepuszczalności Na, K i Ca -potencjał czynnościwoy składa się z czterech następujących po sobie faz (fazy 0-4) Faza 0 – raptowna depolaryzacja sarkolemy -wznoszenie fali zakończone rewersją z „nadstrzałem” (pojawieniem się dodatniego potencjału pow 0 mV do wartości +35mV -szybkość jej narastania jest zależna od wartości p. spoczynkowego kardiomiocytu (im wyższy potencjał spoczynkowy, tym szybkość narastania większa) -dla k-miocytów komorowych wynosi ona ok 200V/s

W Fazie 1 – wstępna repolaryzacja; faza 2 – plateau (ok 250ms); Faza 3 – repolaryzacja (zaczyna się od końca fazy 2) Faza 4 – potencjał spoczynkowy Czas trwania potencjału czynnościowego k-miocytów kom wynosi ok 250-300ms, a przedsionkowych – ok 150ms

FAZA 0 jest wywołana szybkim dokomórkowym prądem jonów Na+, pojawiającym się w wyniku AKTYWACJI sodowej (skokowego, ale krótkotrwałego wzrostu przepuszczalności i przewodności „g” sarkolemy dla Na+ -niewielki wpływ na to też ma rozpoczynający się kilka milisekund później dokomórkowy, wolny prąd Ca2+ (^ gCa2+) Selektywne blokowanie TETRODOTOKSYNĄ (TTX) bramkowanych dep. Kanałów sodowych zmniejsza

szybkość narastania dep. W fazie 0, ale nie znosi jej całkowicie

FAZA 1 – lekka repolaryzacja po nadstrzale; -rezultat raptownego zahamowania dokomórkowego prądu jonów Na+ -nasilenie odkomórkowego prądu K+ (przejściowy wzrost gK+) FAZA 2 -spadek odkomórkowego prądu K+ (v gK+) utrzymujących się przez niemal cały okres plataeu -główną rolę odkrywają: 1.dokomórkowy prąd jonów Ca2+ (z glikokaliksu) 2.odkomórkowy prąd jonów K+ -kanały Ca2+ otwarte wtedy, to kanały typu L (long-lasting) tj kanały wolno i długookresowe ponieważ ich aktywacja trwa ok 150-200ms; blokowane w terapii zaburzeń rytmu i kurczliwości serca -ta wymiana jest równowazna sobie, więc wypadkowy prąd wynosi 0 a potencjał błonowy ma stałą wartość długo Wolny, dokomórkowy prąd Ca2+ ma zmienne nasilenie, zależne od aktywacji kanałów L-Ca2+ -determinuje to czasu trwania fazy 2 i tym samym ilość Ca2+ wnikającego do k-miocytu -wnikający Ca2+ także inicjuje uwalnianie Ca2+ z wewnątrzkom magazynów; ma to ZASADNICZE znaczenie dla rozpoczęcia sprzężenia pobudzeniowo-skurczowego -prąd Ca2+ NASILA się pod wpłwem A i NA (aktywują one L-Ca2+) co warunkuje ZWIĘKSZONĄ KURCZLIWOŚĆ m sercowego (dodatni efekt inotropowy) FAZA 3 -od końca 2 fazy repolaryzacja i jest to następstwo: 1.Obniżenia przewodności dla Ca2+ (v gCa2+) 2.Wzrostu przewodności dla K+ (^ gK+) i to one ostatecznie powodują repolaryzacje sarkolemy -pod koniec fazy ten odkomórkowy prąd K+ ulega osłabieniu, bo postępująca repolaryzacja powoduje zbliżenie potencjału błonowego dla wartości równowagi dla K+ wartość spoczynkowa – faza 4

POTENCJAŁ SPOCZYNKOWY KOMÓREK TK. BODZCOPRZEWODZĄCEJ -niższy niż kardiomiocytów czy włokien purkinjego bo tylko -60mV -kom. SA cechuje automatyzm -cechą charakterystyczną tych kom jest NIESTAŁY POTENCJAŁ SPOCZYNKOWY -faza 0 w SA jest wolniejsza niż w k-miocytach i kom. Purkinjego; mechanizm jonowy tej fazy jest wynikiem dokomórkowego prądu jonów Ca2+ (ICa) spowodowany aktywacją kanałów L-Ca2+ (^ gCa2+) -W MECHANIZMIE TEJ FAZY BRAK DOKOMÓRKOWEGO PRĄDU Na+ Brak fazy 1 i 2 u kom rozrusznikowych! Faza 3, tj repolaryzacja – następstwo wzrostu gK+ błony kom. -gradient elek-chem. dla K+ sprawia, że odkom. prąd jego prowadzi do repolaryzacji osiągającej ok 60mV (faza 4)

Najważniejsza różnica między k-miocytami a kom. tk. b-przewodzącej – NIESTABILNOŚĆ potencjału spoczynkowego w fazie 4 (powolna spoczynkowa depolaryzacja – inaczej potencjał rozrusznikowy) u tych drugich. -polega to na samoistnym przesuwaniu się potencjału z -60mV do ok -45mV (potencjał progowy) Mechanizm jonowy w fazie 4 polega na: -początkowej aktywacji kanałów Na+ i dokomórkowym prądzie Na+ (If) -w tym samym czasie przez całą fazę trwa powolna inaktywacja kanałów K+ zmniejszająca odkomórkowy prąd K+ (IK) -aktywacja kanałów Na+ wywołana jest repolaryzacją poprzedzającego potencjału czynnościowego (dominuje on wtedy nad odkomórkowym prądem K+; dochodzi do narastającej depolaryzacji spozcynkowej) Gdy potencjał w fazie 4 osiąga wartość ok -55mV dochodzi do aktywacji kanałów T-Ca2+ (T – transient, przejściowych) powodując jej dalszą depolaryzację -pod koniec fazy 4 ROZPOCZYNA Się również aktywacja kanałów L-Ca2+ (nasilają dokomórkowym prąd Ca2+) ich pełna aktywacja warunkuje powstanie fazy 0

POTENCJAŁY czynnościowe w SA pojawiają się spontanicznie z częstością 70-80/min -AV takie same mechanizmy, ale niższa czętość (ok 40-60/min) -kom. Purkinjego mają podobny mechanizm również, ale z wyjątkiem udziału prądu Ca2+ w mechanizmie fazy 4 (jest ona tylko następstwem obecności odkomórkowego prądu K+ i silniejszego dokom. Prądu Na+) i generują potencjały z częstością 25-40/min -niższe ośrodki automatyzmu cechująsię mniejszym potencjałem spoczynkowym oraz dłuższą powolną spoczynkową depolaryzacją Do tych rozruszników należą: AV, PH i włókna purkinjego -SA nadając rytm supresuje ich automatyzm

Pod wpływem stymulacji n. X i cholinergicznego pobudzenia SA następuje, z udziałem ACH następuje hiperpolaryzacja błonowa SA i powolniejsze narastanie powolnej spoczynkwoej dep. -wynika to ze wzrostu przepuszczalności i g dla K+; w procesie tym uczestniczy białko G otwierające dla K+ kanały -następuje wzrost cGMP przy spadku cAMP w kom węzłąch SA, co hamuje otwieranie wolnych kanałów dla dokomórkowego prądu Ca2+

Wszystko to dzieje się na skutek pobudzenia receptorów M2 (cholinergiczne muskarynowe) węzła SA; występuje tzw lateralizacja unerwienia autonimicznego serca: -pobudzenie prawego nerwu X hamuje generowanie potencjałów czynnościowych w SA -pobudzenie LEWEGO n.X hamuje przewodnictwo w AV

Pobudzenie n współczuklnych – przyśpiesza obniżanie p. błonowego w fazie powolnej spoczynkowej depolaryzacji kom. węzłowych -> zwiększenie częstości wyładowań SA -gł czynniki przyśpieszący ten proces to działanie NA na B1-receptory i wzrost cAMP w kom. SA; ułatwia on otwieranie wolnych kanałów dla dokom. Prądu Ca2+ (zwiększenie nachylenia linii depolaryzacji spoczynkowej; kąt między linią zerową a linią biegnącą przez nachylenie potencjału spoczynkowego jest większy niż prawidłowo

Generowanie pobudzeni w t. b-przewodzącej jest przyśpieszane: -w warunkach podwyższonej ciepłoty ciała -pod wpływem niektórych leków pobudzających układ współczulny (tzw sympatykomimetyki) -blokowania receptorów muskarynowych (np. atropina) Leki z grupy naparstnicy (Digitalis) hamują za to spontaniczną aktywność tk. węzłowej, zwłaszcza AV i zwalniają akcje serca Zwiększenie częstości wyładowań SA pod wpływem podwyższonej ciepłoty ciała – wynik mechaizmu podobnego do mechanizmu aktywowanego przez wzmożoną aktywność adrenergiczną -obserwujemy więc dodatni wpływ chronotropowy, przyśpieszenie powolnej depolaryzacji spoczynkowej i akcji serca, oraz wzmożenie automatyzmu 2gorzędowych ośrodków bodźotwórczych

Przeciwne efekty (zmniejszenie szybkości narastanai fazy 4) i zwolnienie akcji serca wywołują spadek ciepłoty i oziębienie ciała (stosowane przy zabiegach kardiochirurgicznych np.)

ELEKTROKARDIOGRAFIA -odbiór sygnałów elektrycznych z serca, możliwy dzięki doskonałemu przestrzennemu przewodnictwu elekt, płyn. ustr. I tk. -algebraiczna suma wielu mln. potencjałów czynnościowych poszczególnych kardiomiocytów -gdyby depolaryzacja i repolaryzacja zachodziły jednocześnie we wszystkich miocytach serca to byłaby ciągłe linia izoelektryczna -zmiany rejestrowane przypisuje się przesuwanie w kl. piersiowej wielu mln. dipoli którą możemy w uproszczeniu sprowadzić do jednego ruchomego dipola i przedstawić jako wektor siły elek. serca (kierunek, wielkość, znak) który wędruje w kierunku szerzenia się fali depolaryzacji, ze strzałką w kierunku regionów wciąż dodatnich (niezdepolaryzowanych) Monitorowanie holterowskie – ważny przy wykrywaniu nieuchwytnych w zwykłym badaniu np. cichego niedokrwienia serca, skurczów dodatkowych (grożących migotaniem przedsionków lub komór)

Do określenia zjawisk elek. w sercu stosujemy pojęcie przejściowego i średniego wektora sercowego 1.Przejściowy – wypadkowa sił elekt. Działających w danej chwili 2.Średni – obrazuje średni kierunek i wielkość ił w okresie cyklu sercowego

ODPROWADZENIA EKG -jedno i dwubiegunowe Dwubiegunowe – obie elektrody znajdują się w polu elekt. Wytwarzanym przez serce i EKG rejestruje RÓŻNICE POTENCJAŁU między dwoma elektrodami Jednobiegunowe – jedna elekt. Jest nieaktywna lub obojętna (np. powstała przez połączenie ze sobą wszystkich trzech elektrod) a druga to elektroda badająca Warto pamiętać, że to właśnie aktywna elektroda określa kierunek fali i gdy idzie do + to zapis jest dodatni (fala w górę) a – to ujemny (fala w dół) -amplitudy i kierunek róznia się więc w odprowadzeniach, zależą one od wielkości i kierunku siły elektromotorycznej względem osi odprowadzenia

Spośród odprowadzeni Dwubieg. Najbardziej znane są odprowadzenia KOŃCZYNOWE zwane także klasycznymi odprowadzeniami Einthovena (I, II i III) I -różnica między prawym a lewym przedramieniem II – różnica między prawym przedramieniem a lewym podudziem III – różnica między lewym przedramieniem a lewym podudziem Tworzą razem one rzut na klatkę piersiową; wewnątrz tego rzutu jest umiejscowiony jest wektor siły elektromotorycznej serca (czyli osi elektrycznej serca – cardiac axis) -łączą ze sobą punkty przyłożenia elektrod tych trzech odprowadzeni otrzymuje się tzw. TRÓJKĄT EINTHOVENA z wektorem siły elektromot. Serca -polarność odprowadzeni jest tak ustawiona, ze w każdym depolaryzacja komór daje dodatnie załamki

PRAWO EINTHOVENA -opisane trzy odprowadzenia tworzą zamknięty obwód, więc suma algebraiczna ich potencjałów w każdym momencie cyklu powinna wynosić zero -zasada ta mówi, że suma amplitud załamków (np. R) I i III odprowadzenia równa się amplitudzie załamka II I+III = II EKG oprócz klasycznych dwubiegunowych odprowadzeń ma także: 1.sześć jednobiegunowych odp. Przedsercowych (V1-V6); -tutaj obojętną elektrodę uzyskuje się przez połączeie 3 elektrod kończoynowych 2.Trzy kończynowe jednobiegunowe (aVR, aVL i aVF) -dwie elektrody kończynowe są połączone ze sobą za pomocą oporników, tworząc wspólnie elek. obojętną, a trzecia służy jako badawcza -Odprowadzenia noszą nazwę nasilonych, gdyż dzięki przerwaniu połączenia z elektrodą Wilsona (centralna końcówka nieaktywna, łącząca wszystkie trzy elektrody kończynowe) z jedną z elektrod kończynowych uzyskuje się ok 1,5 razy wyższą amplitudę załamków EKG niż w przypadku zwykłej elektrody

ZAPIS -załamki, P,Q,R,S,T -odcinki PQ i ST (łączą załamki, nie wliczane do dlugosci odcinka) -odstępy ST (załamek T i odc. ST) i PQ (załamek P i odc PQ) Załamki przedstawiają: P-depolaryzacja przedsionków zespół QRS – depolaryzacja komór T -repolaryzacja komór

PRZEDSIONKI 1.Fala depolaryzacji – od SA do końca trwa ok 80ms -gl czynnikiem określającym wektor siły elektromotroycznej przedsionków jest fala dep. Szerząca się przed k-miocyty przedsionków (AV i PH ma niewielka masę) -powstaje wektor nie przekraczający 0,2mV i skierowany jest ku dołowi i w lewo 2.Repolaryzacja – również od węzła SA (ten sam kierunek) -wektor ma jednak kierunek przeciwny (góra i prawo) -powinno (i de facto wytwarza) to niewielki ujemny załamek w zapisie, ale jest on przysłaniany przez zespół QRS Odcinek PR obejmuje okres od końca załamka P do początku zespołu QR i trwa ok 80ms ODSTĘP PR lub PQ reprezentując czas depolaryzacji: -przedsionków -AV -PH -wł. Purkinjego (czyli propagacje stanu czynnego od węzła SA do komór) -prawidłowo nie powinien od przekraczać 220ms

KOMORY -gł masa m sercowego -prawa do przodu w stosunku do lewej -koniuszek na lewej komorze i przesnięty jest na lewo, pod kątem 40* wzgl linii pionowej Stopień przesunięcia osi anatomicznej serca na lewo ma znaczne wahania i zależy od ogólnej budowy ciała: -u osób otyłych, serce układa się na przeponie bardziej poziomo -u szczupłych (zwłaszcza z dł. Klatką piersiową) – bardziej pionow

MA TO WPŁYW NA POŁOŻENIE OSI ELEKTRYCZNEJ SERCA Ponadto przerost m. lewej/prawej komory również warunkuje przesunięcie osi elektrycznej serca odpowiednio na lewo/prawo

Ponieważ odnogi PH przebiegją wzdłuż sciany przegrody międzykomorowej, przegroda PIERWSZA ulega depolaryzacji -a konkretniej po jej lewej stronie, bo lewa odnoga pęczka po przebiciu przegrody u przejściu na jej lewą stronę oddaje do niej liczniejsze odgałęzienia niż prawa -początkowa depolaryzacja przegrody ze względu na anatomiczne ułożenie serca szerzy się od lewa do prawa, w kierunku środka przegrody; W ZWIĄZKU Z TYM wektor jest skierowany do góry i ku prawemu ramieniu -jako że tk. Przegrodowa to niewielka cz. Masy komór, to wektor ten jest niewielki (0,2mV) i trwa zaledwie 5ms – załamk Q (widoczny w przynamniej 2 z 3 odp. Kończnyowych) Depolaryzacja posteuje – wzrasta amplituda i zmienia się kierunek wektora elektrycznego serca -po przejściu na przegrodę międzykom, od lewej do prawej, szerzy się ona dalej, kolejno na PRAWĄ i LEWĄ komorę (od wsierdzia do nasierdzia) -ilustruje to duży wektor o amplitudzie ok 2mV, skierowany na lewo i do dołowi (R) – trwa to 40ms, widoczny we wszystkich trzech odprowadzeniach -najjwiększa amplituda w II odporwadzeniu, bo przebega równolegle do wektora

Ostatnią okolicą serca, do której dociera depolaryzacja jest tylno przypodstawna część ściany lewej komory, w pobliżu zespolenia z lewym przedsionkiem -masa mięsnia objęta tą późną depolaryzacją jest niewielka, a odpowiadający jej wektor ma nieiwleką amplitudę, ok 0,4mV -jest on skeirowany do góry i na prawo, dając niewielki załamek S (widoczny we wszykstich 3 klasycnzych) Cały zespól załamkowy QRS trwa ok 80ms i nie powinien przekraczać 0,1s

REPOPLARYZACJA NIE PRZEBIEGA JAK DEPOLARYZACJA; -pierwsze repolaryzują miocyty zdepolaryzowane jao ostatnie, -w scianie LV, repolaryzacja komórek podwsierdziowych zachodzi z opóźnieniem; zaczyna się w pobliżu NASIERDZIA i idzie w kierunku wsierdzia (odwortnie niż dep.) Prawdobobnie taka kolejność repolaryzacji wynika z kilku czynników -Najważniesjze – napięcie w powierzchownych warstwach sciany kom serca, jest mniejsze niżw głębszych (co opoźnia u nich repolaryzacje) REPOLARYZACJA MA WIĘC TAKI SAM KIERUNEK JAK DEPOLARYZACJA i tworzy załamek T -ale trwa dłużej i trwa prawie 2x tyle co QRS (0,16s)

1.ODCINEK ST – przedstawia depolaryzacje m. komór w fazie 2 potencjału czynnościowego

kardiomicytów 2.ODSTĘP ST (odc ST + załamek T) – okres od końca depolaryzacji komór do zakończenia ich repolaryzacji 3.Ostęp QT (od początku załamka Q do końca fali T) – depolaryzacja i repolaryzacja komór Czas trwania potencjałów komorwych wynosi lącznie od 150 do 300ms – zaleznie od wieku, płci i częstości skurczow serca

WYZNACZANIE OSI ELEKTRYCZNEJ SERCA -ma znaczenie kliniczne w rozpoznawaniu położenia serca, zmian w budowie i przerostów lewej/prawej komory -Oś oznacza się głównie dla okresu depolaryzacji komorowej (a więc biorąc pod uwagę amplitudę załamków R) -mierzy się wysokość załamków R w każdym z 2bieg. Odprowadzen konczwynoch i na boki trójkąta Einthovena odkłada wielkość tego załamka w każdym odprowadzeniu -przecięcie prostopadłych linii do każdych ze składowych wektorów wyznacza wielkość i kierunek osi elektrycznej

Kąt jaki tworzy z linią poziomą – nachylenie w stosunku do skali; nasilenie osi dla R wynosi prawidłowo od 0 do 90* i nosi nazwę normogramu (od -30 do 110* wcześniej i tak na wykładach tez było). 1.Odchylenie osi w lewo – SINISTOGRAM; -bardziej poziome położenie serca (u otyłych albo przesuniecie osi anatomicznej w lewo) albo przerost lewej komory 2.Ochylenie w prawo – DEKSTROGRAM -pionowe ułożenie serca; (szczupłe osoby z dlugą kl. Piersiową lub wskutek osi w anatomicznej w prawo) albo – przerost prawej komory

WEKTOKARDIOGRAFIA -zapis ruchów wektora w przestrzeni w czasie cyklu sercowego różne odprowadzenia WKG ale najbardziej rozpowszechniony jest układ kubiczny Grishmana -dokonuje się w nim zapisu z dwóch odprowadzeni jednobiegunowych, ustawionych prostopadle do siebie w jednej płaszczyźnie -w ten sposób na oscyloskopie otrzymuje się zapis pętli, która odpowiada rzutowi wektora serca i jego obrotowi w czasie cyklu sercowego -zestawiając pętle zarejestrowane w trzech prostopadłych płaszcztznaj (czołowa, strzałkowa, pozioma) można odtworzyć obrót wektora serca w przestrzeni 3D -intrepretacja WKG wymaga zestawienia z EKG i ma charakter czysto empiryczny (uzupełniają się, służać do śledzenia prcesów dep i rep)

RYTMY 1.SA (zatkowy); ok 70/min -ponad 100/min – tachykardia zatokowa

-poniżej 60/min – bradykardia zatokowa; Bradykardia występuje podczas wydechu i u sportowców z wagotonią

PODCZAS ODDYCHANIA 1.Przt głębszym wdechu – serce przyśpiesza 2.Przy wydechu – zwalnia Jest to tzw ZATOKOWA ARYTMIA ODDECHOWA -wynika ze zmian aktywności osr. Sercowego w rdzeniu przedłużonym, pod wpływem impulsów z wł. Afarentnych n X z rociąganych podczas wdechu receptorów płucnych -także na skutek promieniowania pubdzenia z ośrodka oddechowego na ośrodek sercowy gdy uszkodzony SA – ośrkdi niższego rzędu:/ 2.AV (węzłowy rytm) – 40 do 50/min -szerzy się na komory i na przedsionki (wstecznie) -w EKG wygląda jako odwrócony załamek P tuż przed QRS albo po nim 3.Uszkodzenie PH, działają w. Purkinjego (rytm komorowy) – 30-45/min -przedsionki pod kontrolą wyładowań zatokowych; wykształca się wtedy CAŁKOWITY BLOK PRZEDSIONKOWO-KOMOROWY, często poprzedzony ktrwającym kilkanaście sekund zatrzymaniem akcji komór (asystolia), niekiedy połączony z utratą przytomności (zespól Morganiego-AdamsaStokesa) -po tej krótkiej przerwie komory wznawiają akcje we własnym, znacznie wolniejszym rytmie -często trzeba natychmiast elektroniczny rozrusznik wszczepić

Zaburzenia przewodnictwa impulsów między przedsionkami a komorami, są związane z opisanym powyżej spowolnieniem wezłówym, spowodowanym zmniejszeniem amplitudy iszybkosci przewodzenia impulsów przez AV -patologiczne czynniki które powodują dalsze upośledzenie w AV mogą stać się przyczyną bloku przedsionkowo-komorowego stopnia I-III: I stopeiń – każdy zespół QRS jest poprzedzony P, ale odstęp PR jest wydłużony pow 200ms ale wszystkie pobudzenia są przewodzone II stopnia: -blok typu 1 (blok Mobitza I/periodyka Wenckenbacha); postępujące wydłużanie odstępu PQ aż do momentu zablokowania przedsionkowo-komorowego; pomiędzy dwoma załamkami P brak zespołu QRS -blok typu 2(Mobitza II) okresowe zablokowanie pobudzenia przedsionków (z wypadnięciem QRS) -okreslenie typu ma znaczenie terapeutyczne i prognostyczne III stopnia -opisany już całkowity blok między komorami i przedisonkamiz zupełnym rozkojarzeniem ich depolaryzacji (rytm zatokowy i komorowy osobnie)

-ZAŁAMEK T ulega odwróceniu Uszkodzenie lewej/prawej odnogi PH wywoluje je blok -mamy wtedy prawidłową akcje serca, ale wydłużenie i zniekształcenie QRSów -pobudzneie z jednej odnogi idzie na drugą, co przedłuża czas trwania całej depolrazycji m komór

Zaburzenie przewodzenia w ukł przewodzącym komor można dokładnie zlokalizować, stosując specjalne elektrody wprowadzane w cewnikach do komór serca (odprowadzenia wewnątrzsercowe)

EKTOPICZNE OŚRODKI BODŹCOTWÓRCZE -niezależnie od bodźców SA mogą też występować wyładowania bodźcotwócze ektopiczne (ectopic pacemaker) -Jeśli przypadną na okres pełnej pobudliwości m. sercowego mogą wywołać skurcze dodatkowe, czyli EKSTRASYSTOLE -naturalny rytm więc przypada na okres refrakcji (chwilowa przerwa akcji serca; tzw PRZERWA WYRÓWNAWCZA) Jeśli ektopowy ośrodek wyładowuje się częście niż SA powoduje częstoskurcz -zależnie od lokalizacji tego ośrodka klasyfikuje się jako częstoskurcz przedsionkowy, węzłowy czy komorowy. Częstoskurcz przedisonkwoy a) 150-230/min – w obrazie EKG mamy zniekształcenie załamka P, a reszta prawidłowa b)200-350/min – trzepotanie przedsionków c)ponad 350-500/min – migotanie przedsionkach; (np. wiele ektopicznych osrodkow na raz albo tzw kołowe krążenie impulsu w przedsionkach to powoduje) Ze względu na opór ukł bodźcprzew. Nie wszystkie z tych pobudzeni powoduje skurcz komór (powiedzmy co 2-3) w czasie trzepotania -w czasie migotania – też niewielka (ARYTMIA KOMOROWA)

Niemiarowość przedsionków nawet może występować przejściowo u ZDROWYCH ludzi -przedłużający się częstoskurcz prowadzi do upośledzenia czynn. mech serca i ZMNIEJSZENIE jego obj wyrzutowej oraz minutowej. Migotanie przedsionków jest najczęściej: 1.Zab. metabol w następnie choroby niedokrwiennej lub świeżego zawalu serca 2.Wad zastawkowych 3.Zapaleń m. serca (różna etiologia) 4.Wzrost akt. Ukł adrenergicznego 5.Hipokalenia 6.Alkohol Impulsy z ektopicznych ośrodków w mięśniach komorowych nie cofają się wstecz przez PH i AV

-w zapisie EKG zniekstałcone QRS i niezależne od nich załamki P Gdy komorowe/przedsionkowe skurcze dodatkowe są b. szybko po prawidlówym skurczu to mogą by często za słąbe, aby wywołać falę tętna/otworzyć zastawki tętnicze serca (można je stwierdzi tylko na EKG wtedy)

Częstoskurcz napadowy – seria trzech (lub więcej) szybko powtarzających się ekstrasystoli o częst. Ponad 100/min -jeśli z przedsionków to zwykle nie powodują one zaburzeń hemodynamicznych -jeśli zaś węzłowy/komorowy to może się on przekształcić w migotanie komór (groźne); brak wtedy zespołów komorowych, tylko nieregularne fale o różnej amplitudzie. Komory tracą wtedy zdolności właczania krwi – krążenie staje -może to być powikłanie zawału mięśnia/porazenia go prądem, utonięcia, uduszenia, zatrucia itd. -ratunek sztucznym masażeńm z częstoscia 100/min u chorego; skutecznego powoduje pojawienie się wyczuwalnego tętna w tętnicach szyjnych i udowych (plus usta-usta/usta-nos/aparat Ambu) -migotanie komór defibrylatorem jebać (przywraca skoordynowany skurcz) -większość zatrzymań serca to właśnie migotanie komór.

Upośledzenie ukrwienia serca (miażdżyca/zakrzep w n. wieńcowych) -> niedotlenienie m. sercowego -PRZEDŁUŻA się czas repolaryzacji! -objawia się to w EKG obniżeniem odcinka St i odwróceniem/dwufazowścia załamka T N wiecnowe – końcowe, brak obocznego krążenia -po zaczopowaniu ich – martwica; w jej obszarze uniesienie odcinka ST i odwróceniem załamka T

EKG – wykrywa cichy zawał (bez objawów klinicznych) -w miejscu martwiy głęboki i szeroki załamek Q, lub QS jako wyraz braku depolaryzacji w martwiczo zmienionym m. serciowym -stefa uszkodzenia i niedokrwienia cechuje się zaburzeniem repolaryzacji (uniesenie odcinka ST, a potem odwrócenie symetryczne załamka T -w miarę rozwoju blizny w miejscu martwiy pozwałowej cosfają się zmiany w zapisie EKG (częściowo) a okolica pozostaje elektrycznie niema z charakterystynczmy, głębokim załamkiem Q wyrównanym odcinkiem ST i odwróconym załamkiem T

Gdy martwica obejmie AV – zatrzymanie akcji serca -kardiostymulator wtedy wszczepiamy (elektroda -> prawy przedsionek/prawa komora), który czyni kardiowersje (elektryczną stymulacje serce) -Kardiowersje stosuje się też w celu znoszenia zaburzeń rytmu (tachyarytmie), migotaniu przedsionków czy częstoskurczu nadkomorowym -Mamy obecnie takie fajne defibrylatory-kardiowertery które nie dość że normalny rytm robią to jeszcze jak trzeba to defibruylją

EKG – czuły wskaźnik zmian w składzie elektrolitów płynów ustrojowych -przy hiperkalemii; wydłużenie odstępu PR, wysokim, kończystym załamkiemt T i obniżeniem odcinka ST -znaczna hiperkaliemia może wywolać migotanie komór Hipokalemia – obniżenie odscinka ST, spłaszczenie zakłamka T i wyraźnego załamka U Hiperkalcemia – skrócenie odstępu QT Hipokalcemia -przedłużenie odcinka ST i odstępu QT

SKURCZ M. SERCOWEGO -Wapń potrzebny; ten wapń 75% z cystern i 25% z zewnątrzkom -ten dokomórkowy prąd Ca2+ jest uruchamiany przez aktywacje kanałów dihydropirydynowych (DHP) w błonie układu T (kanały T + diady SER) niż przez samą depolaryzacje sarkolemy i otwieranie bramkowanych dep. Wolnych kanałów wapniowych Napływ Ca2+ z zew, gdzie ich stężenie wynosi ok 10-3 mol (w sarkoplazmie w czasie rozkurczu wynosi ono 10-7mol) uruchamia ich masowe uwalanianie z magazynów wewkom (efekt spustowy – trigger effect) -nie jest on w stanie się kurczyć bez tego prądu dokom. Ca2+ tak w ogóle (w przeciwieństwie do takiego zwykłego mięśnia) Sprzeżenie elektromechaniczne – od potencjału czynnosciwoego do skurczu -prowadzi do aktywacji napięciozależnych kanałów typu L-Ca2+ regulowanych obecnym w sarkolemie receptorem DHP (kanały te bywają nazywane kanałami DHP) -w fazie 2 (plateau) dochodzi do znacznego wzrostu przepuszczlanosci do Ca2+ i ich napływu do sarkoplazmy (dokomórkowy prąd Ca2+); wzrost stężenia ich tam, ale wciąż za mały

Progowe stężenie Ca2+ do skurczu to 10-7 mol, zaś maksymalne skurcz przy 10-5 mol -więc ich rola to uwalnianie Ca2+ indukowane jonami Ca2+ (efekt spustowy/iskry wapniowe) Ilość Ca2+ uwolnionych z ER zależy od dwóch czynników: 1)Ilosć Ca2+ jaka wpłynęła do cytoplazmy w czasie fazy 2 potencjału 2)Ilośc Ca2+ zmagazynowanych w ER

ER ma b. ważną w kontroli ilości jonów w sarkoplazmie (a tym samym aktywności skurczowej kmiocytu) -w ER stężenie wynosi ok Ca2+ wynosi ok 10-3mol -w ich błonie receptory L-Ca2+ z rianodynowymi receptorami (RyR; nazwa pochodzi od alkaloidu rianodyny, który ma zdolność bo blokowania tych receptorów); gł w pobliżu kanalika T -dep. Bł kanaika T aktywuje napięciozależne kanały Ca2+ tej błóny, a te aktywują RyR na ER, przez co otwierane są L-Ca2+ i wpadają one lawinowo do cytoplazmy

-w mechanizmie tym, jeden wolny kanał Ca2+ kanaika T kontroluje 4-10 L-Ca2+

To wszystko spawia, ze w sarkoplazmie jest już ten progowy potencjał 10-7 i się dzieje skurcz jak w zwykłym mięśniu w sumie -spadek Ca2+ prowadzi do rozkurczu; ten spadek jest z powodu reakumuluacji Ca2+ do ER i usunięcia ich z komórki -do ER lecą dzięki pompie wapniowej (Ca2+-ATP-aza); stanowi ona 90% składu białkowej ER (1ATP – transport 2xCa2+ do środka) -pompa wapniowa jest tegulowana przez fosfolamban; aktywność tego białka jest zależna od stopnia jego fosforylacji – im większy jej stopień tym większa aktywność pompy (i wincej Ca2+ w ER)

W procesie fosforylacji fosfolambanu biorą udział dwie główne kinazy biakowe: 1.Aktywowana przez Ca2+ (zatem im większe stężenie Ca2+ inicjujących skurcz, tym większe pobudzenie pompy wapniowy błony i szybszy rozkurcz kardiomiocytu 2.Druga aktywowana przez cAMP; synteza tejże stymulowana przez pobudzenie recep. Adrenerg. Beta1 Zatem pobudzenie Adrengicz. K-miocytu wykazuje takżę dodatnie działanie LUSITROPOWE (nasilające rozkucz), poza znanym już dodatnim działaniem inotropowym -Ca2+ jest magazywnoane w ER przez przyłączenie do ujemnie naładowanych białek – kalsekwestryny i kalretikuliny Oprócz tego chowania wapnia do ER, także wyrzuca się je na zewnątrz, za pomocą pompy wapniowej i wyminnika sodowo-wapniowego (Na+/Ca2+ 3:1) obecnych w sarkolemie -ich celem jest usuwanie z kom takiej samej ilości wapnia jaka doń wplyneła -w mechanizmie wymiennika Na/Ca wazna jest aktywność Na/K-ATP przez co jest za co ten wapń z zewnątrz wymieniać; jeśli zaś ta pompa jest popsuta (zablokowana) to wincej wapnia w komórce zostaje -wykorzystuje się to do zwiększania siły serca w jego niewydolności (Glikozydy nasercowe blokują te pompę)

Mechanizmy odpowiedzialne za szybkie odniżanie poziomu Ca2+ w sarkoplazmie współzawoidiczą ze sobą, ale fizjologicznie dominuję pompa w ER Osłabeinie wymiennika Na+/Ca2+ jest odpowiedzialne za mechanizm fenomenu Bowdicha -polega ono ana zwiększenie siły skurczów serca w miarę zwiększania ich częstości -tłumaczy się skróceniem cyklu serca, gdyż pompa Na/K-ATP nie nadąza z uswaniem Na na zewnątrz, wiec automatycznie w plecy dsotaje wymiennik Na/Ca = wincej Ca w ER = silniejszy skurcz k-miocytu Długo trwała tachykardia jednak prowadzi do przeładowania ER wapniem i w efekcie – ZMNIEJSZENIEM KURCZLIWOSCI SERCA Aktywność wymienników jonowych – reguowana przez unerw. Autonom. I pozakom mecha. Humoralne.

1.pob. współcz. daje dodatni efekt inotropowy za pośrednictwem: -B1 receptorów kontrolujących kanały L-Ca2+ i nasilających dokom prąd Ca2+ przez sarkoleme kanalików T -nasila także efekt lusitropowy(+) 2.Przywspółczulny za pośrednictwem n X. i ACH aktywuje receptory cholinergiczne muskarynowe typu M2 -dają one inotropowy (-) -jest to złożone ale prowadzi do ujemnego efektu Bowdicha -zmnieszja cAMP, zwiększa generancja cGMP działając inotropowo (-) co jest silniejsze w przedsionkach niż komorach -nn. X także hamują presynaptycznie uwalnianie NA z adrenerg. Zakończeń pozazwoj. Unerw. Serce.

M. sercowy tak jak i szkieletowy wykazuje zależność między początkową długością a napięciem spoczynkowym i skurczowym -początkowo napięcie bierne, którego wyrazem jest końcoworozkurczowe ciś. Śródkomorowe, wzrasta tylko nieznacznie (mimo istotnego rozciągania mięśnia – duża podatność na rozciągania kmiocytów) -dopiero przy znacznym wypełnieniu komór wzrasta bierne napięcie mięsnia Nastomiast napięcie skurczowe czynne – w miarę rozciągania mięsnia – gwałtyownie się podnosi -napięcie skurczowe jakie mięśień rozwija w czasie skurczu izometrycznego (izowolumetrycznego) jest zależne właśnie od wstępnej jego długości W pewnych granicach, siła skurczu wrasta wraz z jego wypełnienia krwią, zepewniając zwiększony wyrzut krwi do tętnic, zgodnie z prawem Franka-Starlinga (pF-S) -siła skurczów miocytów od liczby Ca2+ wynikających do nich z zewnątrz w okresie plateau (faza 2) oraz uwalnianych z ER

Serce normanie kurczy się przy krótszej niż optymalnej długości (w przeciwieństwie do szkieletowych), zachowując pewna rezerwa -długość ta jest determinowana przez kom. Obj. Późnorozkurczową, -siłę skurczu odzwierciedla rozwijane skurczowe ciś. Komorowe

PRAWO FRANKA-STARLINGA -siła skurczu rośnie proporcjonalnie do długości włokien m. serca; więc: 1.Energia skurczu jest funkcją wyjściowej długości m. serca 2.w miarę wzrostu wyjściowej długości m, siłą skurczu wzrasta do pewnego momentu (a potem zmneisjza się)

Auksotoczniny – mieszany skurcz Obciążenie następcze nie jest stałe dla kurczącego się mięsnia; pierwsza faza skurcz więc, mimo bycia

nazywana izowolumetryczna, nie jest sensu stricto izotoczninym – gdy obciężenie mięśnia podlega zmianom w czasie kurczu, to jest auksotonicznym

Ciśnienie wypełniania się komory do objętości końcoworozkurczowej (czyli ok 150 ml) wynosi ok 12 mmHg dla lewej strony i 5 dla prawej -stanowi ono obciążenie wstępne (obciąza mięsnie przed jego skurczem) -ciś przy skurczu izowlumetrycznym gwałtownie podnosi się, przy stałej objętości krwi aż do otwarcia zastawek aorty; zaczyna się MAKSYMALNY WYRZUT -potem cis spada -> zredukowany wyrzut, az będzie mniejsze niż w aorcie (zamkniecie się zastawek) obraz obniżenia ciśnienia i objętości -zaczyna się relakcaja komory, z krótki okresem protodiastolicznym (protodiastle) w którym cis w komorze zaczyna spadać; -potem rozkurcz izwolumetryczny – gwałtownei obniżenie ciśnienia az do niemal zera co UMOŻLIWIA OTWARCIE ZASTAWKI przedsionkowo-komorowej -następuej szybkie napełnianie się komory, przerwę, skurcz przedsionka i gdy cis. Mimalnie się zaczyna podnosić – cykl zaczyna się od nowa

Wśród czynników determinujących przebieg pętli ciśnienie-objętość i pośrednio decydujących o objętości wyrzutowej lewej komory należy wymienić: 1.Kurczliwosc serca -zwększa się wyrzut serca (znamienny dla pobudz. Współczul.); nie napelnia się więcej niż zwykle, ale jak się relaksuje to mniejsza objętość komor niż zwykle -i inne inotropowe (+)np. katecholaminy, glikozydy nasercowe, glukagon (aktywuje mechanizm adenocyklazy cAMP), glikokortykoidy nasercowe, ksantyny (kofeina, teofilina) i papaweryna -inotropowe (-) to: pobudzenie n. X i wydzielana z niego ACH stymuująca M2 i aktywność cyklacy guanulowej (wzrost cGMP), hipokalcemia w płynie zewkom, propanolol, blokujący B1 (beta bloker; znosi wspły współczulnego na serce), kwasica, hiperkapnia, blokery kanałów wapniowych (np. nifedypina, werapamil); blokery esterazy cholinowej (np. prostygmina, fizostygmina – wzrost ACH w sercu) 2.Powrót krwi do serca (napływ żylnego) -wiecej się napelnia, ale w relaksacji nie spada ponad norme – wzrost wyrzutu sercowego -dożylny wlrew krwi i płynów krwiozastępczych zwiększa np. powrót zylni 3.Ciśnienie aortalne -wzrost ciśnienia w komorze przy ciśnieniu (większa wartość ciśnienia osiagana w komorze, ale objetosc bez zmian w sumie)

U podłoza zmian kurczliwości serca, zawsze lezy wzrost jonów Ca2+ w sarkoplazmie (z zewnątrz i z

ER). Wśród wskaźników kurczliwości należy wymienić: 1.Wielkosc frakcji wyrzutowej (stosunek obj. Wyrzutowej do obj. Późnorozkurczowej – im wyższy, tym skurcz silniejszy; prawidłowo wynosi ok 50%) 2.Prędkość wyrzucania krwi z komory do aorty w okresie maksymalnego wyrzutu – im większa, tym większa kurczliwość serca i jego większy wyrzut 3.Kąt zawarty między styczną do krzywej Delta P/Delta t; przy czym P oznacza szybkość narastania ciśnienia wewkom w czasie skurczu izowolumetrycznego a t – czas, w którym ten wzrost następuje (im większy tym większa kurczliwość ?) Ogólnie to wielkość frakcji wrzutowej mierzy się za pomocą echokardiografii, CT lub angiografii; -jest to najwanizejszy wskaxnik kurczliwości serca; jej obniżenie poniżej 50% dowodzi SCHORZEŃ m. sercowego

Krew wypełniajaca jamy komór serca prowadzi do rozciągania ich ścian -siłą rozciągają jest cis wewkom, które działa prostopadle na wew, sciane komory, powodując jej rozciąganie -rozciągana komora generuje napięcie – siłe o kierunku przeciwnym do dziaanai ciśnienia, ale takiej samej wielkości -może być wyraźone za pomocą prawa Laplace’a -z prawa tego wynika, iż wielkość napecia sciany kom jest propocjonalna do cis. Wewkom i wartości promienia krzywizny zgodnie z równaniem: T=P*R gdzie: T- napięcie scainy; P -cis w swiele kom R-promien komory Bardziej precyzyny sposób obciążenia sciany kom jest wyraźenie tego napięcia w odniesieniua do pola powierzchni PRZEKORJU sciany -napiecie sciany w odniesieniu do jej grubości w danym miejscu nazywa się NAPRĘŻENIEM co obliczamy ze wzoru: Ó=P*R/2h gdzie: Ó – naprężenie sicany P – ciśnienie w komorze, R – promien krzywizny komory h – grubośc sciany komory Szczególnie istotna jest ocena generowane naprężenia w czasie obciążenia wstępnego i obciążenia następczego (z uwagi na wykonywaną pracę wew i zew oraz wydaek energetynczne) Występujacych w stanach klinicznych remodeling komór (zwiększenie/zmniejszenie grubości sciany a przy tym zmiana promienia krzywizny komór) prowadzi zawzse do poważnych zmian naprężenia w m komór i przez to zaburzeń energetycznych (te prowadzą do niewydolności serca) -zmiany cis kom w okresie obciążenia wstępnego i następczego powodują podobne zaburzenia funkcja komór Tętniczki->kapilary->żyłki Cztery żyły płucne

Każda z komór serca Z OSOBNA w warunkach spoczynkowych tłoczy 5-6l krwi/min

Mięśnień sercowy przyczepiony jest do SZKIELETU WŁOKNISTEGO, tworzonego przez 4 zespolone pierścienie włókniste (ujścia przedsionkowo-komorowe, aorty i pnia płucnego) Pierścienie>zastawki>struny ścięgniste>mięśnie brodawkowate (warunkują zamykanie zastawek w czasie skurczu komór

SERCE -> jedyna siła napędowa ruchu krwi w obu krążeniach -syncytium kardiomicytów -tylko skrucze pojedyncze i odpowiada na bodziec generowany przez własne ośrodki tk bodzcoprzewodzącej, ZAWSZE SKURCZEM MAKSYMALNYM

KARDIOMOCYTY -12um szerokości i 200um długości -łączą się między sobą wstawkami We wstawkach mamy – desmosomy, powięzie przylegania oraz połączenia o charaktercze mechaniczmy, połączenia szczelinowe. -te ostatnie (szczelinowe?) umożlwiają przepływ prądu jonowego (i innych substancji) -są niskooporowe, przypominają synapsy Od mięśni szkieletowych różnia się tym, że mają na swych krawędziach wyrostki i rynienkowate zagłębienia -stykają się nimi tworząc POŁĄCZENIA TYPU PALCZASTEGO -kanały T i ER słabiej rozwinie™e -na każdą linie Z jeden kanał T, ale jedna cysterna brzeżna tylko (diady zamiast triad)

UKŁAD BODZCOPRZEWODZĄCY -specjalne komórki, przypominają kom. embrionalne; -mają liczne ziarna glikogenu Tworzą one 1.Węzeł zatokowo-przedsionkowo (Keitha-Flacka, SA – sinoatrial node) 2.Węzeł przedsionkowo-komorowy (Aschoffa-Tawary, AV – atrioventrucularis node) 3.Pęczek przedsionkowo-komorowy (Paladino-Hisa, PH) -dzieli się na dwie odnogi, pączka Hisa, które kończą się wł. Purkinijego Prędkość przewodzenia impulsów w obrębie węzłów – b. wolne; w obrębie SA i AV wynosi ok 0,5m/s -warunkuje to opóźnienia między skurczami przedsionków/komór Prędkość przewodzenia w PH i kom. Purkinijego – ok 2-4m/s - w m. przedsionków i komór po 1m/s

SA – PIERWSZORZĘDOWY OŚRODEK AUTOMATYZMU -w prawym przedsionku, przy ujściu żyły próżnej górnej AV – w prawym przedsionku, w tylnej cz. Przegrody międzyprzedsionkowej -w pobliżu ujścia zatoki wieńcowej

Między SA do AV pobudzenie przenoszą trzy SZLAKI MIĘDZYWĘZŁOWE (przedni, środkowy, tylny) -AV przechodzi w PH -PH dzieli się przy górnej granicy przegrody międzykomorowej na dwie odnogi (L i P) Odnoga Prawa -biegnie podwsierdziowo, po stronie prawej przegrody m-komorowej -oddaje liczne gałązki do m. komory Odnoega Lewa -przechodzi przez przegrodę na jej lewą stronę dzieląc się na trzy wiążki (przednia, przegrodowa, tylna) Dalsze przewodzenia z obu odnóg – przez wł Purkinjego, a one na cały miesien rozprzestrzeniaaj pobudzenie

Wartość spoczynkowego potencjału błonowego w: 1.Kardiomiocytach komorowych (-90mV) 2.Miocyty przedsionkowe (-80mV) Tak jak wszędzie, wynika ta polaryzacja z biernej przepuszczalności i przewodności jonowej (g) dla jonów. -K+ na zewnątrz, Na+ do środka (przez kanały oba), zgodnie z gradientem chemicznym i elektrycznym -w spoczynku błona jest ok 100 razy bardziej przepuszczalna dla K+ niż Na+; stąd mimo niekorzystnego gradientu elektrochem, K+ więcej wypływa niż wchodzi Na+ Przesunięcie jonowe w mięsniu w stanie spoczynku są niewielkie, a wywołane nimi prądy jonowe noszą nazwę PRĄDÓW TŁA

Potencjał błonowych kardiomicytów – zgodnie z równaniem Nernsta, wypadkowa potencjałów równowagi dla jonów K+ (EK = -95mV) i jonów Na+ (ENa = + 75mV) -skoro wynosi -90mV to jest zbliżony dla wartości dla jonów K+ Pompa NaK – „działa jak pompa elektrogeniczna” -jej zahamowanie, np. glikozydem naparstnicy prowadzi do zwiększenia ilości Na+ w k-miocycie -prowadzi to do osłabienia wymiennika Ca2+/Na+ i w efekcie wzrostu zawartości Ca2+ w mioplazmie -efektem jest wzrost kurczliwości k-miocytów; (stosowane jako lek przy niewydolności serca,

zwiększają jego kurczliwość)

Zmiany stężeń K+ w płynie ZEWNĄTRZkom. – mają znaczenie; wpływają na potencjał spoczynkowy i cechy jego i w efekcie czynności serca: 1.Hiperkalemia (pow prawidłowej wartości 5 mmol/l) -np. z powodu niewydolności nerek, zespołu zmiażdżenia, dużej hemolizy itp. -powoduje obniżenie (wg konturka, w rzeczywistości wzrost) wartości potencjału spoczynkowego (zgodnie z równaniem Nernsta) -tym samymy wzrasta ich pobudliwość; skraca się czas trwania potencjału czynnościowego i zwalnia szybkość przewodnictwa impulsów -w efekcie; b. groźne zaburzenia rytmu serca i osłabienie jego kurczliwości 2.Hipokalemia -np. w wyniku intensywnych wymiotów, biegunki lub stosowanych leków moczopędnych -krótkotrwała hiperpolaryzacja k-miocytów która następnie przechodzi w narastającą depolaryzacje -ten ostatni efekt jest następstwem bloku pompy Na+/K+; efektem jest wzrost zawartośći Ca2+ w kardiomicycie (bo znowu wymiennik Na/Ca2+ pada) -powyższe zaburzenia prowadzą do częściowej depolaryzacji k-mioctów i tym samym WZROSRU ich pobudliwości prowadząc do występowania groźnych dla życia zaburzeń rytmu serca

POTENCJAŁ CZYNNOŚCIOWY -potencjał progowy dla k-miocytów KOMOROWYCH to ok -65mV -zmiany przepuszczalności Na, K i Ca -potencjał czynnościwoy składa się z czterech następujących po sobie faz (fazy 0-4) Faza 0 – raptowna depolaryzacja sarkolemy -wznoszenie fali zakończone rewersją z „nadstrzałem” (pojawieniem się dodatniego potencjału pow 0 mV do wartości +35mV -szybkość jej narastania jest zależna od wartości p. spoczynkowego kardiomiocytu (im wyższy potencjał spoczynkowy, tym szybkość narastania większa) -dla k-miocytów komorowych wynosi ona ok 200V/s

W Fazie 1 – wstępna repolaryzacja; faza 2 – plateau (ok 250ms); Faza 3 – repolaryzacja (zaczyna się od końca fazy 2) Faza 4 – potencjał spoczynkowy Czas trwania potencjału czynnościowego k-miocytów kom wynosi ok 250-300ms, a przedsionkowych – ok 150ms

FAZA 0 jest wywołana szybkim dokomórkowym prądem jonów Na+, pojawiającym się w wyniku

AKTYWACJI sodowej (skokowego, ale krótkotrwałego wzrostu przepuszczalności i przewodności „g” sarkolemy dla Na+ -niewielki wpływ na to też ma rozpoczynający się kilka milisekund później dokomórkowy, wolny prąd Ca2+ (^ gCa2+) Selektywne blokowanie TETRODOTOKSYNĄ (TTX) bramkowanych dep. Kanałów sodowych zmniejsza szybkość narastania dep. W fazie 0, ale nie znosi jej całkowicie

FAZA 1 – lekka repolaryzacja po nadstrzale; -rezultat raptownego zahamowania dokomórkowego prądu jonów Na+ -nasilenie odkomórkowego prądu K+ (przejściowy wzrost gK+) FAZA 2 -spadek odkomórkowego prądu K+ (v gK+) utrzymujących się przez niemal cały okres plataeu -główną rolę odkrywają: 1.dokomórkowy prąd jonów Ca2+ (z glikokaliksu) 2.odkomórkowy prąd jonów K+ -kanały Ca2+ otwarte wtedy, to kanały typu L (long-lasting) tj kanały wolno i długookresowe ponieważ ich aktywacja trwa ok 150-200ms; blokowane w terapii zaburzeń rytmu i kurczliwości serca -ta wymiana jest równowazna sobie, więc wypadkowy prąd wynosi 0 a potencjał błonowy ma stałą wartość długo Wolny, dokomórkowy prąd Ca2+ ma zmienne nasilenie, zależne od aktywacji kanałów L-Ca2+ -determinuje to czasu trwania fazy 2 i tym samym ilość Ca2+ wnikającego do k-miocytu -wnikający Ca2+ także inicjuje uwalnianie Ca2+ z wewnątrzkom magazynów; ma to ZASADNICZE znaczenie dla rozpoczęcia sprzężenia pobudzeniowo-skurczowego -prąd Ca2+ NASILA się pod wpłwem A i NA (aktywują one L-Ca2+) co warunkuje ZWIĘKSZONĄ KURCZLIWOŚĆ m sercowego (dodatni efekt inotropowy) FAZA 3 -od końca 2 fazy repolaryzacja i jest to następstwo: 1.Obniżenia przewodności dla Ca2+ (v gCa2+) 2.Wzrostu przewodności dla K+ (^ gK+) i to one ostatecznie powodują repolaryzacje sarkolemy -pod koniec fazy ten odkomórkowy prąd K+ ulega osłabieniu, bo postępująca repolaryzacja powoduje zbliżenie potencjału błonowego dla wartości równowagi dla K+ wartość spoczynkowa – faza 4

POTENCJAŁ SPOCZYNKOWY KOMÓREK TK. BODZCOPRZEWODZĄCEJ -niższy niż kardiomiocytów czy włokien purkinjego bo tylko -60mV -kom. SA cechuje automatyzm -cechą charakterystyczną tych kom jest NIESTAŁY POTENCJAŁ SPOCZYNKOWY -faza 0 w SA jest wolniejsza niż w k-miocytach i kom. Purkinjego; mechanizm jonowy tej fazy jest wynikiem dokomórkowego prądu jonów Ca2+ (ICa) spowodowany aktywacją kanałów L-Ca2+ (^ gCa2+) -W MECHANIZMIE TEJ FAZY BRAK DOKOMÓRKOWEGO PRĄDU Na+

Brak fazy 1 i 2 u kom rozrusznikowych! Faza 3, tj repolaryzacja – następstwo wzrostu gK+ błony kom. -gradient elek-chem. dla K+ sprawia, że odkom. prąd jego prowadzi do repolaryzacji osiągającej ok 60mV (faza 4)

Najważniejsza różnica między k-miocytami a kom. tk. b-przewodzącej – NIESTABILNOŚĆ potencjału spoczynkowego w fazie 4 (powolna spoczynkowa depolaryzacja – inaczej potencjał rozrusznikowy) u tych drugich. -polega to na samoistnym przesuwaniu się potencjału z -60mV do ok -45mV (potencjał progowy) Mechanizm jonowy w fazie 4 polega na: -początkowej aktywacji kanałów Na+ i dokomórkowym prądzie Na+ (If) -w tym samym czasie przez całą fazę trwa powolna inaktywacja kanałów K+ zmniejszająca odkomórkowy prąd K+ (IK) -aktywacja kanałów Na+ wywołana jest repolaryzacją poprzedzającego potencjału czynnościowego (dominuje on wtedy nad odkomórkowym prądem K+; dochodzi do narastającej depolaryzacji spozcynkowej) Gdy potencjał w fazie 4 osiąga wartość ok -55mV dochodzi do aktywacji kanałów T-Ca2+ (T – transient, przejściowych) powodując jej dalszą depolaryzację -pod koniec fazy 4 ROZPOCZYNA Się również aktywacja kanałów L-Ca2+ (nasilają dokomórkowym prąd Ca2+) ich pełna aktywacja warunkuje powstanie fazy 0

POTENCJAŁY czynnościowe w SA pojawiają się spontanicznie z częstością 70-80/min -AV takie same mechanizmy, ale niższa czętość (ok 40-60/min) -kom. Purkinjego mają podobny mechanizm również, ale z wyjątkiem udziału prądu Ca2+ w mechanizmie fazy 4 (jest ona tylko następstwem obecności odkomórkowego prądu K+ i silniejszego dokom. Prądu Na+) i generują potencjały z częstością 25-40/min -niższe ośrodki automatyzmu cechująsię mniejszym potencjałem spoczynkowym oraz dłuższą powolną spoczynkową depolaryzacją Do tych rozruszników należą: AV, PH i włókna purkinjego -SA nadając rytm supresuje ich automatyzm

Pod wpływem stymulacji n. X i cholinergicznego pobudzenia SA następuje, z udziałem ACH następuje hiperpolaryzacja błonowa SA i powolniejsze narastanie powolnej spoczynkwoej dep. -wynika to ze wzrostu przepuszczalności i g dla K+; w procesie tym uczestniczy białko G otwierające dla K+ kanały -następuje wzrost cGMP przy spadku cAMP w kom węzłąch SA, co hamuje otwieranie wolnych kanałów dla dokomórkowego prądu Ca2+

Wszystko to dzieje się na skutek pobudzenia receptorów M2 (cholinergiczne muskarynowe) węzła SA; występuje tzw lateralizacja unerwienia autonimicznego serca: -pobudzenie prawego nerwu X hamuje generowanie potencjałów czynnościowych w SA -pobudzenie LEWEGO n.X hamuje przewodnictwo w AV Pobudzenie n współczuklnych – przyśpiesza obniżanie p. błonowego w fazie powolnej spoczynkowej depolaryzacji kom. węzłowych -> zwiększenie częstości wyładowań SA -gł czynniki przyśpieszący ten proces to działanie NA na B1-receptory i wzrost cAMP w kom. SA; ułatwia on otwieranie wolnych kanałów dla dokom. Prądu Ca2+ (zwiększenie nachylenia linii depolaryzacji spoczynkowej; kąt między linią zerową a linią biegnącą przez nachylenie potencjału spoczynkowego jest większy niż prawidłowo

Generowanie pobudzeni w t. b-przewodzącej jest przyśpieszane: -w warunkach podwyższonej ciepłoty ciała -pod wpływem niektórych leków pobudzających układ współczulny (tzw sympatykomimetyki) -blokowania receptorów muskarynowych (np. atropina) Leki z grupy naparstnicy (Digitalis) hamują za to spontaniczną aktywność tk. węzłowej, zwłaszcza AV i zwalniają akcje serca Zwiększenie częstości wyładowań SA pod wpływem podwyższonej ciepłoty ciała – wynik mechaizmu podobnego do mechanizmu aktywowanego przez wzmożoną aktywność adrenergiczną -obserwujemy więc dodatni wpływ chronotropowy, przyśpieszenie powolnej depolaryzacji spoczynkowej i akcji serca, oraz wzmożenie automatyzmu 2gorzędowych ośrodków bodźotwórczych

Przeciwne efekty (zmniejszenie szybkości narastanai fazy 4) i zwolnienie akcji serca wywołują spadek ciepłoty i oziębienie ciała (stosowane przy zabiegach kardiochirurgicznych np.)

ELEKTROKARDIOGRAFIA -odbiór sygnałów elektrycznych z serca, możliwy dzięki doskonałemu przestrzennemu przewodnictwu elekt, płyn. ustr. I tk. -algebraiczna suma wielu mln. potencjałów czynnościowych poszczególnych kardiomiocytów -gdyby depolaryzacja i repolaryzacja zachodziły jednocześnie we wszystkich miocytach serca to byłaby ciągłe linia izoelektryczna -zmiany rejestrowane przypisuje się przesuwanie w kl. piersiowej wielu mln. dipoli którą możemy w uproszczeniu sprowadzić do jednego ruchomego dipola i przedstawić jako wektor siły elek. serca (kierunek, wielkość, znak) który wędruje w kierunku szerzenia się fali depolaryzacji, ze strzałką w kierunku regionów wciąż dodatnich (niezdepolaryzowanych) Monitorowanie holterowskie – ważny przy wykrywaniu nieuchwytnych w zwykłym badaniu np. cichego niedokrwienia serca, skurczów dodatkowych (grożących migotaniem przedsionków lub komór)

Do określenia zjawisk elek. w sercu stosujemy pojęcie przejściowego i średniego wektora sercowego 1.Przejściowy – wypadkowa sił elekt. Działających w danej chwili 2.Średni – obrazuje średni kierunek i wielkość ił w okresie cyklu sercowego

ODPROWADZENIA EKG -jedno i dwubiegunowe Dwubiegunowe – obie elektrody znajdują się w polu elekt. Wytwarzanym przez serce i EKG rejestruje RÓŻNICE POTENCJAŁU między dwoma elektrodami Jednobiegunowe – jedna elekt. Jest nieaktywna lub obojętna (np. powstała przez połączenie ze sobą wszystkich trzech elektrod) a druga to elektroda badająca Warto pamiętać, że to właśnie aktywna elektroda określa kierunek fali i gdy idzie do + to zapis jest dodatni (fala w górę) a – to ujemny (fala w dół) -amplitudy i kierunek róznia się więc w odprowadzeniach, zależą one od wielkości i kierunku siły elektromotorycznej względem osi odprowadzenia

Spośród odprowadzeni Dwubieg. Najbardziej znane są odprowadzenia KOŃCZYNOWE zwane także klasycznymi odprowadzeniami Einthovena (I, II i III) I -różnica między prawym a lewym przedramieniem II – różnica między prawym przedramieniem a lewym podudziem III – różnica między lewym przedramieniem a lewym podudziem Tworzą razem one rzut na klatkę piersiową; wewnątrz tego rzutu jest umiejscowiony jest wektor siły elektromotorycznej serca (czyli osi elektrycznej serca – cardiac axis) -łączą ze sobą punkty przyłożenia elektrod tych trzech odprowadzeni otrzymuje się tzw. TRÓJKĄT EINTHOVENA z wektorem siły elektromot. Serca -polarność odprowadzeni jest tak ustawiona, ze w każdym depolaryzacja komór daje dodatnie załamki

PRAWO EINTHOVENA -opisane trzy odprowadzenia tworzą zamknięty obwód, więc suma algebraiczna ich potencjałów w każdym momencie cyklu powinna wynosić zero -zasada ta mówi, że suma amplitud załamków (np. R) I i III odprowadzenia równa się amplitudzie załamka II I+III = II EKG oprócz klasycznych dwubiegunowych odprowadzeń ma także: 1.sześć jednobiegunowych odp. Przedsercowych (V1-V6); -tutaj obojętną elektrodę uzyskuje się przez połączeie 3 elektrod kończoynowych 2.Trzy kończynowe jednobiegunowe (aVR, aVL i aVF)

-dwie elektrody kończynowe są połączone ze sobą za pomocą oporników, tworząc wspólnie elek. obojętną, a trzecia służy jako badawcza -Odprowadzenia noszą nazwę nasilonych, gdyż dzięki przerwaniu połączenia z elektrodą Wilsona (centralna końcówka nieaktywna, łącząca wszystkie trzy elektrody kończynowe) z jedną z elektrod kończynowych uzyskuje się ok 1,5 razy wyższą amplitudę załamków EKG niż w przypadku zwykłej elektrody

ZAPIS -załamki, P,Q,R,S,T -odcinki PQ i ST (łączą załamki, nie wliczane do dlugosci odcinka) -odstępy ST (załamek T i odc. ST) i PQ (załamek P i odc PQ) Załamki przedstawiają: P-depolaryzacja przedsionków zespół QRS – depolaryzacja komór T -repolaryzacja komór

PRZEDSIONKI 1.Fala depolaryzacji – od SA do końca trwa ok 80ms -gl czynnikiem określającym wektor siły elektromotroycznej przedsionków jest fala dep. Szerząca się przed k-miocyty przedsionków (AV i PH ma niewielka masę) -powstaje wektor nie przekraczający 0,2mV i skierowany jest ku dołowi i w lewo 2.Repolaryzacja – również od węzła SA (ten sam kierunek) -wektor ma jednak kierunek przeciwny (góra i prawo) -powinno (i de facto wytwarza) to niewielki ujemny załamek w zapisie, ale jest on przysłaniany przez zespół QRS Odcinek PR obejmuje okres od końca załamka P do początku zespołu QR i trwa ok 80ms ODSTĘP PR lub PQ reprezentując czas depolaryzacji: -przedsionków -AV -PH -wł. Purkinjego (czyli propagacje stanu czynnego od węzła SA do komór) -prawidłowo nie powinien od przekraczać 220ms

KOMORY -gł masa m sercowego -prawa do przodu w stosunku do lewej -koniuszek na lewej komorze i przesnięty jest na lewo, pod kątem 40* wzgl linii pionowej

Stopień przesunięcia osi anatomicznej serca na lewo ma znaczne wahania i zależy od ogólnej budowy ciała: -u osób otyłych, serce układa się na przeponie bardziej poziomo -u szczupłych (zwłaszcza z dł. Klatką piersiową) – bardziej pionow MA TO WPŁYW NA POŁOŻENIE OSI ELEKTRYCZNEJ SERCA Ponadto przerost m. lewej/prawej komory również warunkuje przesunięcie osi elektrycznej serca odpowiednio na lewo/prawo

Ponieważ odnogi PH przebiegją wzdłuż sciany przegrody międzykomorowej, przegroda PIERWSZA ulega depolaryzacji -a konkretniej po jej lewej stronie, bo lewa odnoga pęczka po przebiciu przegrody u przejściu na jej lewą stronę oddaje do niej liczniejsze odgałęzienia niż prawa -początkowa depolaryzacja przegrody ze względu na anatomiczne ułożenie serca szerzy się od lewa do prawa, w kierunku środka przegrody; W ZWIĄZKU Z TYM wektor jest skierowany do góry i ku prawemu ramieniu -jako że tk. Przegrodowa to niewielka cz. Masy komór, to wektor ten jest niewielki (0,2mV) i trwa zaledwie 5ms – załamk Q (widoczny w przynamniej 2 z 3 odp. Kończnyowych) Depolaryzacja posteuje – wzrasta amplituda i zmienia się kierunek wektora elektrycznego serca -po przejściu na przegrodę międzykom, od lewej do prawej, szerzy się ona dalej, kolejno na PRAWĄ i LEWĄ komorę (od wsierdzia do nasierdzia) -ilustruje to duży wektor o amplitudzie ok 2mV, skierowany na lewo i do dołowi (R) – trwa to 40ms, widoczny we wszystkich trzech odprowadzeniach -najjwiększa amplituda w II odporwadzeniu, bo przebega równolegle do wektora

Ostatnią okolicą serca, do której dociera depolaryzacja jest tylno przypodstawna część ściany lewej komory, w pobliżu zespolenia z lewym przedsionkiem -masa mięsnia objęta tą późną depolaryzacją jest niewielka, a odpowiadający jej wektor ma nieiwleką amplitudę, ok 0,4mV -jest on skeirowany do góry i na prawo, dając niewielki załamek S (widoczny we wszykstich 3 klasycnzych) Cały zespól załamkowy QRS trwa ok 80ms i nie powinien przekraczać 0,1s

REPOPLARYZACJA NIE PRZEBIEGA JAK DEPOLARYZACJA; -pierwsze repolaryzują miocyty zdepolaryzowane jao ostatnie, -w scianie LV, repolaryzacja komórek podwsierdziowych zachodzi z opóźnieniem; zaczyna się w pobliżu NASIERDZIA i idzie w kierunku wsierdzia (odwortnie niż dep.) Prawdobobnie taka kolejność repolaryzacji wynika z kilku czynników -Najważniesjze – napięcie w powierzchownych warstwach sciany kom serca, jest mniejsze niżw głębszych (co opoźnia u nich repolaryzacje)

REPOLARYZACJA MA WIĘC TAKI SAM KIERUNEK JAK DEPOLARYZACJA i tworzy załamek T -ale trwa dłużej i trwa prawie 2x tyle co QRS (0,16s)

1.ODCINEK ST – przedstawia depolaryzacje m. komór w fazie 2 potencjału czynnościowego kardiomicytów 2.ODSTĘP ST (odc ST + załamek T) – okres od końca depolaryzacji komór do zakończenia ich repolaryzacji 3.Ostęp QT (od początku załamka Q do końca fali T) – depolaryzacja i repolaryzacja komór Czas trwania potencjałów komorwych wynosi lącznie od 150 do 300ms – zaleznie od wieku, płci i częstości skurczow serca

WYZNACZANIE OSI ELEKTRYCZNEJ SERCA -ma znaczenie kliniczne w rozpoznawaniu położenia serca, zmian w budowie i przerostów lewej/prawej komory -Oś oznacza się głównie dla okresu depolaryzacji komorowej (a więc biorąc pod uwagę amplitudę załamków R) -mierzy się wysokość załamków R w każdym z 2bieg. Odprowadzen konczwynoch i na boki trójkąta Einthovena odkłada wielkość tego załamka w każdym odprowadzeniu -przecięcie prostopadłych linii do każdych ze składowych wektorów wyznacza wielkość i kierunek osi elektrycznej

Kąt jaki tworzy z linią poziomą – nachylenie w stosunku do skali; nasilenie osi dla R wynosi prawidłowo od 0 do 90* i nosi nazwę normogramu (od -30 do 110* wcześniej i tak na wykładach tez było). 1.Odchylenie osi w lewo – SINISTOGRAM; -bardziej poziome położenie serca (u otyłych albo przesuniecie osi anatomicznej w lewo) albo przerost lewej komory 2.Ochylenie w prawo – DEKSTROGRAM -pionowe ułożenie serca; (szczupłe osoby z dlugą kl. Piersiową lub wskutek osi w anatomicznej w prawo) albo – przerost prawej komory

WEKTOKARDIOGRAFIA -zapis ruchów wektora w przestrzeni w czasie cyklu sercowego różne odprowadzenia WKG ale najbardziej rozpowszechniony jest układ kubiczny Grishmana -dokonuje się w nim zapisu z dwóch odprowadzeni jednobiegunowych, ustawionych prostopadle do siebie w jednej płaszczyźnie -w ten sposób na oscyloskopie otrzymuje się zapis pętli, która odpowiada rzutowi wektora serca i jego obrotowi w czasie cyklu sercowego -zestawiając pętle zarejestrowane w trzech prostopadłych płaszcztznaj (czołowa, strzałkowa, pozioma) można odtworzyć obrót wektora serca w przestrzeni 3D -intrepretacja WKG wymaga zestawienia z EKG i ma charakter czysto empiryczny (uzupełniają się,

służać do śledzenia prcesów dep i rep)

RYTMY 1.SA (zatkowy); ok 70/min -ponad 100/min – tachykardia zatokowa -poniżej 60/min – bradykardia zatokowa; Bradykardia występuje podczas wydechu i u sportowców z wagotonią

PODCZAS ODDYCHANIA 1.Przt głębszym wdechu – serce przyśpiesza 2.Przy wydechu – zwalnia Jest to tzw ZATOKOWA ARYTMIA ODDECHOWA -wynika ze zmian aktywności osr. Sercowego w rdzeniu przedłużonym, pod wpływem impulsów z wł. Afarentnych n X z rociąganych podczas wdechu receptorów płucnych -także na skutek promieniowania pubdzenia z ośrodka oddechowego na ośrodek sercowy gdy uszkodzony SA – ośrkdi niższego rzędu:/ 2.AV (węzłowy rytm) – 40 do 50/min -szerzy się na komory i na przedsionki (wstecznie) -w EKG wygląda jako odwrócony załamek P tuż przed QRS albo po nim 3.Uszkodzenie PH, działają w. Purkinjego (rytm komorowy) – 30-45/min -przedsionki pod kontrolą wyładowań zatokowych; wykształca się wtedy CAŁKOWITY BLOK PRZEDSIONKOWO-KOMOROWY, często poprzedzony ktrwającym kilkanaście sekund zatrzymaniem akcji komór (asystolia), niekiedy połączony z utratą przytomności (zespól Morganiego-AdamsaStokesa) -po tej krótkiej przerwie komory wznawiają akcje we własnym, znacznie wolniejszym rytmie -często trzeba natychmiast elektroniczny rozrusznik wszczepić

Zaburzenia przewodnictwa impulsów między przedsionkami a komorami, są związane z opisanym powyżej spowolnieniem wezłówym, spowodowanym zmniejszeniem amplitudy iszybkosci przewodzenia impulsów przez AV -patologiczne czynniki które powodują dalsze upośledzenie w AV mogą stać się przyczyną bloku przedsionkowo-komorowego stopnia I-III: I stopeiń – każdy zespół QRS jest poprzedzony P, ale odstęp PR jest wydłużony pow 200ms ale wszystkie pobudzenia są przewodzone II stopnia: -blok typu 1 (blok Mobitza I/periodyka Wenckenbacha); postępujące wydłużanie odstępu PQ aż do momentu zablokowania przedsionkowo-komorowego; pomiędzy dwoma załamkami P brak zespołu QRS

-blok typu 2(Mobitza II) okresowe zablokowanie pobudzenia przedsionków (z wypadnięciem QRS) -okreslenie typu ma znaczenie terapeutyczne i prognostyczne III stopnia -opisany już całkowity blok między komorami i przedisonkamiz zupełnym rozkojarzeniem ich depolaryzacji (rytm zatokowy i komorowy osobnie) -ZAŁAMEK T ulega odwróceniu Uszkodzenie lewej/prawej odnogi PH wywoluje je blok -mamy wtedy prawidłową akcje serca, ale wydłużenie i zniekształcenie QRSów -pobudzneie z jednej odnogi idzie na drugą, co przedłuża czas trwania całej depolrazycji m komór

Zaburzenie przewodzenia w ukł przewodzącym komor można dokładnie zlokalizować, stosując specjalne elektrody wprowadzane w cewnikach do komór serca (odprowadzenia wewnątrzsercowe)

EKTOPICZNE OŚRODKI BODŹCOTWÓRCZE -niezależnie od bodźców SA mogą też występować wyładowania bodźcotwócze ektopiczne (ectopic pacemaker) -Jeśli przypadną na okres pełnej pobudliwości m. sercowego mogą wywołać skurcze dodatkowe, czyli EKSTRASYSTOLE -naturalny rytm więc przypada na okres refrakcji (chwilowa przerwa akcji serca; tzw PRZERWA WYRÓWNAWCZA) Jeśli ektopowy ośrodek wyładowuje się częście niż SA powoduje częstoskurcz -zależnie od lokalizacji tego ośrodka klasyfikuje się jako częstoskurcz przedsionkowy, węzłowy czy komorowy. Częstoskurcz przedisonkwoy a) 150-230/min – w obrazie EKG mamy zniekształcenie załamka P, a reszta prawidłowa b)200-350/min – trzepotanie przedsionków c)ponad 350-500/min – migotanie przedsionkach; (np. wiele ektopicznych osrodkow na raz albo tzw kołowe krążenie impulsu w przedsionkach to powoduje) Ze względu na opór ukł bodźcprzew. Nie wszystkie z tych pobudzeni powoduje skurcz komór (powiedzmy co 2-3) w czasie trzepotania -w czasie migotania – też niewielka (ARYTMIA KOMOROWA)

Niemiarowość przedsionków nawet może występować przejściowo u ZDROWYCH ludzi -przedłużający się częstoskurcz prowadzi do upośledzenia czynn. mech serca i ZMNIEJSZENIE jego obj wyrzutowej oraz minutowej. Migotanie przedsionków jest najczęściej: 1.Zab. metabol w następnie choroby niedokrwiennej lub świeżego zawalu serca 2.Wad zastawkowych

3.Zapaleń m. serca (różna etiologia) 4.Wzrost akt. Ukł adrenergicznego 5.Hipokalenia 6.Alkohol Impulsy z ektopicznych ośrodków w mięśniach komorowych nie cofają się wstecz przez PH i AV -w zapisie EKG zniekstałcone QRS i niezależne od nich załamki P Gdy komorowe/przedsionkowe skurcze dodatkowe są b. szybko po prawidlówym skurczu to mogą by często za słąbe, aby wywołać falę tętna/otworzyć zastawki tętnicze serca (można je stwierdzi tylko na EKG wtedy)

Częstoskurcz napadowy – seria trzech (lub więcej) szybko powtarzających się ekstrasystoli o częst. Ponad 100/min -jeśli z przedsionków to zwykle nie powodują one zaburzeń hemodynamicznych -jeśli zaś węzłowy/komorowy to może się on przekształcić w migotanie komór (groźne); brak wtedy zespołów komorowych, tylko nieregularne fale o różnej amplitudzie. Komory tracą wtedy zdolności właczania krwi – krążenie staje -może to być powikłanie zawału mięśnia/porazenia go prądem, utonięcia, uduszenia, zatrucia itd. -ratunek sztucznym masażeńm z częstoscia 100/min u chorego; skutecznego powoduje pojawienie się wyczuwalnego tętna w tętnicach szyjnych i udowych (plus usta-usta/usta-nos/aparat Ambu) -migotanie komór defibrylatorem jebać (przywraca skoordynowany skurcz) -większość zatrzymań serca to właśnie migotanie komór.

Upośledzenie ukrwienia serca (miażdżyca/zakrzep w n. wieńcowych) -> niedotlenienie m. sercowego -PRZEDŁUŻA się czas repolaryzacji! -objawia się to w EKG obniżeniem odcinka St i odwróceniem/dwufazowścia załamka T N wiecnowe – końcowe, brak obocznego krążenia -po zaczopowaniu ich – martwica; w jej obszarze uniesienie odcinka ST i odwróceniem załamka T

EKG – wykrywa cichy zawał (bez objawów klinicznych) -w miejscu martwiy głęboki i szeroki załamek Q, lub QS jako wyraz braku depolaryzacji w martwiczo zmienionym m. serciowym -stefa uszkodzenia i niedokrwienia cechuje się zaburzeniem repolaryzacji (uniesenie odcinka ST, a potem odwrócenie symetryczne załamka T -w miarę rozwoju blizny w miejscu martwiy pozwałowej cosfają się zmiany w zapisie EKG (częściowo) a okolica pozostaje elektrycznie niema z charakterystynczmy, głębokim załamkiem Q wyrównanym odcinkiem ST i odwróconym załamkiem T

Gdy martwica obejmie AV – zatrzymanie akcji serca -kardiostymulator wtedy wszczepiamy (elektroda -> prawy przedsionek/prawa komora), który czyni

kardiowersje (elektryczną stymulacje serce) -Kardiowersje stosuje się też w celu znoszenia zaburzeń rytmu (tachyarytmie), migotaniu przedsionków czy częstoskurczu nadkomorowym -Mamy obecnie takie fajne defibrylatory-kardiowertery które nie dość że normalny rytm robią to jeszcze jak trzeba to defibruylją

EKG – czuły wskaźnik zmian w składzie elektrolitów płynów ustrojowych -przy hiperkalemii; wydłużenie odstępu PR, wysokim, kończystym załamkiemt T i obniżeniem odcinka ST -znaczna hiperkaliemia może wywolać migotanie komór Hipokalemia – obniżenie odscinka ST, spłaszczenie zakłamka T i wyraźnego załamka U Hiperkalcemia – skrócenie odstępu QT Hipokalcemia -przedłużenie odcinka ST i odstępu QT

SKURCZ M. SERCOWEGO -Wapń potrzebny; ten wapń 75% z cystern i 25% z zewnątrzkom -ten dokomórkowy prąd Ca2+ jest uruchamiany przez aktywacje kanałów dihydropirydynowych (DHP) w błonie układu T (kanały T + diady SER) niż przez samą depolaryzacje sarkolemy i otwieranie bramkowanych dep. Wolnych kanałów wapniowych Napływ Ca2+ z zew, gdzie ich stężenie wynosi ok 10-3 mol (w sarkoplazmie w czasie rozkurczu wynosi ono 10-7mol) uruchamia ich masowe uwalanianie z magazynów wewkom (efekt spustowy – trigger effect) -nie jest on w stanie się kurczyć bez tego prądu dokom. Ca2+ tak w ogóle (w przeciwieństwie do takiego zwykłego mięśnia) Sprzeżenie elektromechaniczne – od potencjału czynnosciwoego do skurczu -prowadzi do aktywacji napięciozależnych kanałów typu L-Ca2+ regulowanych obecnym w sarkolemie receptorem DHP (kanały te bywają nazywane kanałami DHP) -w fazie 2 (plateau) dochodzi do znacznego wzrostu przepuszczlanosci do Ca2+ i ich napływu do sarkoplazmy (dokomórkowy prąd Ca2+); wzrost stężenia ich tam, ale wciąż za mały

Progowe stężenie Ca2+ do skurczu to 10-7 mol, zaś maksymalne skurcz przy 10-5 mol -więc ich rola to uwalnianie Ca2+ indukowane jonami Ca2+ (efekt spustowy/iskry wapniowe) Ilość Ca2+ uwolnionych z ER zależy od dwóch czynników: 1)Ilosć Ca2+ jaka wpłynęła do cytoplazmy w czasie fazy 2 potencjału 2)Ilośc Ca2+ zmagazynowanych w ER

ER ma b. ważną w kontroli ilości jonów w sarkoplazmie (a tym samym aktywności skurczowej kmiocytu) -w ER stężenie wynosi ok Ca2+ wynosi ok 10-3mol -w ich błonie receptory L-Ca2+ z rianodynowymi receptorami (RyR; nazwa pochodzi od alkaloidu rianodyny, który ma zdolność bo blokowania tych receptorów); gł w pobliżu kanalika T -dep. Bł kanaika T aktywuje napięciozależne kanały Ca2+ tej błóny, a te aktywują RyR na ER, przez co otwierane są L-Ca2+ i wpadają one lawinowo do cytoplazmy -w mechanizmie tym, jeden wolny kanał Ca2+ kanaika T kontroluje 4-10 L-Ca2+

To wszystko spawia, ze w sarkoplazmie jest już ten progowy potencjał 10-7 i się dzieje skurcz jak w zwykłym mięśniu w sumie -spadek Ca2+ prowadzi do rozkurczu; ten spadek jest z powodu reakumuluacji Ca2+ do ER i usunięcia ich z komórki -do ER lecą dzięki pompie wapniowej (Ca2+-ATP-aza); stanowi ona 90% składu białkowej ER (1ATP – transport 2xCa2+ do środka) -pompa wapniowa jest tegulowana przez fosfolamban; aktywność tego białka jest zależna od stopnia jego fosforylacji – im większy jej stopień tym większa aktywność pompy (i wincej Ca2+ w ER)

W procesie fosforylacji fosfolambanu biorą udział dwie główne kinazy biakowe: 1.Aktywowana przez Ca2+ (zatem im większe stężenie Ca2+ inicjujących skurcz, tym większe pobudzenie pompy wapniowy błony i szybszy rozkurcz kardiomiocytu 2.Druga aktywowana przez cAMP; synteza tejże stymulowana przez pobudzenie recep. Adrenerg. Beta1 Zatem pobudzenie Adrengicz. K-miocytu wykazuje takżę dodatnie działanie LUSITROPOWE (nasilające rozkucz), poza znanym już dodatnim działaniem inotropowym -Ca2+ jest magazywnoane w ER przez przyłączenie do ujemnie naładowanych białek – kalsekwestryny i kalretikuliny Oprócz tego chowania wapnia do ER, także wyrzuca się je na zewnątrz, za pomocą pompy wapniowej i wyminnika sodowo-wapniowego (Na+/Ca2+ 3:1) obecnych w sarkolemie -ich celem jest usuwanie z kom takiej samej ilości wapnia jaka doń wplyneła -w mechanizmie wymiennika Na/Ca wazna jest aktywność Na/K-ATP przez co jest za co ten wapń z zewnątrz wymieniać; jeśli zaś ta pompa jest popsuta (zablokowana) to wincej wapnia w komórce zostaje -wykorzystuje się to do zwiększania siły serca w jego niewydolności (Glikozydy nasercowe blokują te pompę)

Mechanizmy odpowiedzialne za szybkie odniżanie poziomu Ca2+ w sarkoplazmie współzawoidiczą ze sobą, ale fizjologicznie dominuję pompa w ER Osłabeinie wymiennika Na+/Ca2+ jest odpowiedzialne za mechanizm fenomenu Bowdicha -polega ono ana zwiększenie siły skurczów serca w miarę zwiększania ich częstości -tłumaczy się skróceniem cyklu serca, gdyż pompa Na/K-ATP nie nadąza z uswaniem Na na zewnątrz,

wiec automatycznie w plecy dsotaje wymiennik Na/Ca = wincej Ca w ER = silniejszy skurcz k-miocytu Długo trwała tachykardia jednak prowadzi do przeładowania ER wapniem i w efekcie – ZMNIEJSZENIEM KURCZLIWOSCI SERCA Aktywność wymienników jonowych – reguowana przez unerw. Autonom. I pozakom mecha. Humoralne. 1.pob. współcz. daje dodatni efekt inotropowy za pośrednictwem: -B1 receptorów kontrolujących kanały L-Ca2+ i nasilających dokom prąd Ca2+ przez sarkoleme kanalików T -nasila także efekt lusitropowy(+) 2.Przywspółczulny za pośrednictwem n X. i ACH aktywuje receptory cholinergiczne muskarynowe typu M2 -dają one inotropowy (-) -jest to złożone ale prowadzi do ujemnego efektu Bowdicha -zmnieszja cAMP, zwiększa generancja cGMP działając inotropowo (-) co jest silniejsze w przedsionkach niż komorach -nn. X także hamują presynaptycznie uwalnianie NA z adrenerg. Zakończeń pozazwoj. Unerw. Serce.

M. sercowy tak jak i szkieletowy wykazuje zależność między początkową długością a napięciem spoczynkowym i skurczowym -początkowo napięcie bierne, którego wyrazem jest końcoworozkurczowe ciś. Śródkomorowe, wzrasta tylko nieznacznie (mimo istotnego rozciągania mięśnia – duża podatność na rozciągania kmiocytów) -dopiero przy znacznym wypełnieniu komór wzrasta bierne napięcie mięsnia Nastomiast napięcie skurczowe czynne – w miarę rozciągania mięsnia – gwałtyownie się podnosi -napięcie skurczowe jakie mięśień rozwija w czasie skurczu izometrycznego (izowolumetrycznego) jest zależne właśnie od wstępnej jego długości W pewnych granicach, siła skurczu wrasta wraz z jego wypełnienia krwią, zepewniając zwiększony wyrzut krwi do tętnic, zgodnie z prawem Franka-Starlinga (pF-S) -siła skurczów miocytów od liczby Ca2+ wynikających do nich z zewnątrz w okresie plateau (faza 2) oraz uwalnianych z ER

Serce normanie kurczy się przy krótszej niż optymalnej długości (w przeciwieństwie do szkieletowych), zachowując pewna rezerwa -długość ta jest determinowana przez kom. Obj. Późnorozkurczową, -siłę skurczu odzwierciedla rozwijane skurczowe ciś. Komorowe

PRAWO FRANKA-STARLINGA -siła skurczu rośnie proporcjonalnie do długości włokien m. serca; więc: 1.Energia skurczu jest funkcją wyjściowej długości m. serca

2.w miarę wzrostu wyjściowej długości m, siłą skurczu wzrasta do pewnego momentu (a potem zmneisjza się)

Auksotoczniny – mieszany skurcz Obciążenie następcze nie jest stałe dla kurczącego się mięsnia; pierwsza faza skurcz więc, mimo bycia nazywana izowolumetryczna, nie jest sensu stricto izotoczninym – gdy obciężenie mięśnia podlega zmianom w czasie kurczu, to jest auksotonicznym

Ciśnienie wypełniania się komory do objętości końcoworozkurczowej (czyli ok 150 ml) wynosi ok 12 mmHg dla lewej strony i 5 dla prawej -stanowi ono obciążenie wstępne (obciąza mięsnie przed jego skurczem) -ciś przy skurczu izowlumetrycznym gwałtownie podnosi się, przy stałej objętości krwi aż do otwarcia zastawek aorty; zaczyna się MAKSYMALNY WYRZUT -potem cis spada -> zredukowany wyrzut, az będzie mniejsze niż w aorcie (zamkniecie się zastawek) obraz obniżenia ciśnienia i objętości -zaczyna się relakcaja komory, z krótki okresem protodiastolicznym (protodiastle) w którym cis w komorze zaczyna spadać; -potem rozkurcz izwolumetryczny – gwałtownei obniżenie ciśnienia az do niemal zera co UMOŻLIWIA OTWARCIE ZASTAWKI przedsionkowo-komorowej -następuej szybkie napełnianie się komory, przerwę, skurcz przedsionka i gdy cis. Mimalnie się zaczyna podnosić – cykl zaczyna się od nowa

Wśród czynników determinujących przebieg pętli ciśnienie-objętość i pośrednio decydujących o objętości wyrzutowej lewej komory należy wymienić: 1.Kurczliwosc serca -zwększa się wyrzut serca (znamienny dla pobudz. Współczul.); nie napelnia się więcej niż zwykle, ale jak się relaksuje to mniejsza objętość komor niż zwykle -i inne inotropowe (+)np. katecholaminy, glikozydy nasercowe, glukagon (aktywuje mechanizm adenocyklazy cAMP), glikokortykoidy nasercowe, ksantyny (kofeina, teofilina) i papaweryna -inotropowe (-) to: pobudzenie n. X i wydzielana z niego ACH stymuująca M2 i aktywność cyklacy guanulowej (wzrost cGMP), hipokalcemia w płynie zewkom, propanolol, blokujący B1 (beta bloker; znosi wspły współczulnego na serce), kwasica, hiperkapnia, blokery kanałów wapniowych (np. nifedypina, werapamil); blokery esterazy cholinowej (np. prostygmina, fizostygmina – wzrost ACH w sercu) 2.Powrót krwi do serca (napływ żylnego) -wiecej się napelnia, ale w relaksacji nie spada ponad norme – wzrost wyrzutu sercowego -dożylny wlrew krwi i płynów krwiozastępczych zwiększa np. powrót zylni

3.Ciśnienie aortalne -wzrost ciśnienia w komorze przy ciśnieniu (większa wartość ciśnienia osiagana w komorze, ale objetosc bez zmian w sumie)

U podłoza zmian kurczliwości serca, zawsze lezy wzrost jonów Ca2+ w sarkoplazmie (z zewnątrz i z ER). Wśród wskaźników kurczliwości należy wymienić: 1.Wielkosc frakcji wyrzutowej (stosunek obj. Wyrzutowej do obj. Późnorozkurczowej – im wyższy, tym skurcz silniejszy; prawidłowo wynosi ok 50%) 2.Prędkość wyrzucania krwi z komory do aorty w okresie maksymalnego wyrzutu – im większa, tym większa kurczliwość serca i jego większy wyrzut 3.Kąt zawarty między styczną do krzywej Delta P/Delta t; przy czym P oznacza szybkość narastania ciśnienia wewkom w czasie skurczu izowolumetrycznego a t – czas, w którym ten wzrost następuje (im większy tym większa kurczliwość ?) Ogólnie to wielkość frakcji wrzutowej mierzy się za pomocą echokardiografii, CT lub angiografii; -jest to najwanizejszy wskaxnik kurczliwości serca; jej obniżenie poniżej 50% dowodzi SCHORZEŃ m. sercowego

Krew wypełniajaca jamy komór serca prowadzi do rozciągania ich ścian -siłą rozciągają jest cis wewkom, które działa prostopadle na wew, sciane komory, powodując jej rozciąganie -rozciągana komora generuje napięcie – siłe o kierunku przeciwnym do dziaanai ciśnienia, ale takiej samej wielkości -może być wyraźone za pomocą prawa Laplace’a -z prawa tego wynika, iż wielkość napecia sciany kom jest propocjonalna do cis. Wewkom i wartości promienia krzywizny zgodnie z równaniem: T=P*R gdzie: T- napięcie scainy; P -cis w swiele kom R-promien komory Bardziej precyzyny sposób obciążenia sciany kom jest wyraźenie tego napięcia w odniesieniua do pola powierzchni PRZEKORJU sciany -napiecie sciany w odniesieniu do jej grubości w danym miejscu nazywa się NAPRĘŻENIEM co obliczamy ze wzoru: Ó=P*R/2h gdzie: Ó – naprężenie sicany P – ciśnienie w komorze, R – promien krzywizny komory h – grubośc sciany komory Szczególnie istotna jest ocena generowane naprężenia w czasie obciążenia wstępnego i obciążenia następczego (z uwagi na wykonywaną pracę wew i zew oraz wydaek energetynczne)

Występujacych w stanach klinicznych remodeling komór (zwiększenie/zmniejszenie grubości sciany a przy tym zmiana promienia krzywizny komór) prowadzi zawzse do poważnych zmian naprężenia w m komór i przez to zaburzeń energetycznych (te prowadzą do niewydolności serca) -zmiany cis kom w okresie obciążenia wstępnego i następczego powodują podobne zaburzenia funkcja komór HIPOTEZA STARLINGA – kierunek ruchu płynu przez ścianę kapilarna jest wypadkową efektywnego ciśnienia filtracyjnego i efektywnego ciśnienia onkotycznego zgodnie z równaniem: F=[(Pk-Pt)-(COPk-COPt)]*K gdzie: F - objętość płynu przechodząca przez ścianę kapilar K – współczynnik filtracji dla bł. kapilarnej Pk- ciśnienie hydrostatyczne w kapilarach Pt-ciś hydrostatyczne płynu tkankowego COPk -ciś onkotyczne osocza w kapilarach COPt – ciś onkotyczne płynu tkankowego

Gdy F>0 płyn to tkanek. Gdy F obrzęk (hamowany zwrotnie z powodu zwiększania ciśnienia lokalnie w płynie tkankowym)

ANGIOGENEZA – powstawanie nowych naczyń -ważne dla wzrostu tkanek w embriogenezie i adaptacji tkanek do poziomu metabolicznego (np. więcej kapilar w mięśniach u sportowca) -jest podstawowym czynnikiem decydującym o sprawnym przebiegu gojenia ran W stanach patologicznych jednak, angiogeneza pomaga rozwijać się guzom nowotworowym

Proces angiogenezy ZAWSZE jest inicjowany przez kom. śródbłonka naczyń -mają one okres życia trwające miesiące albo i lata i normalnie nie wykazują częstych podziałów -mogą one być jednak pobudzane do podziałów Zasadniczą rolę w tym procesie ma VEGF (Vascular Endothelial Growth Factor – Naczyniowy czynnik wzrostu śródbłonka) -liczne izoformy; licznie w tkankach gdzie jest zapotrzebowanie na tworzenie nowych naczyń (np. łożysko, tk płodowa, błony śluzowe, czy np. m. serca wokół zawału) -receptory VEGF są w kom śródbłonka; aktywuje on jądrowe czynniki transkrypcyjne co powoduje migracje i podział ich, co prowadzi do angiogenezy -używa się do leczenia niewydolności wieńcowej

Produkty genowe prowadzą do degradacji ich błony podstawnej i powstawania bocznych wypustek śródbłonka z istniejących kapilar i wenul -wakuolizacja wnętrza kom tworzy jej światło, a dalszy podział i migracja tworzą zawiązek naczynia Oprócz VEGF angiogeneze stymulują też: 1.Angiogenina (przez kom śródbłonka, fibroblasty, m gładkie i kom nowotworowe wytwarzana) 2.TNFa

3.FGFb – czynnik wzrostu fibroblastów + do angiogenezy mają zdolność kom macierzyste

REGULACJA KRĄŻENIA 1.Naczyniowe i sercowe 2.Humoralne i nerwowe 3.Lokalne i zdalne (przez ukł nerwowy i hormonalny)

REGULACJA MIEJSCOWA Autoregulacja miogenna – rozciągane mięśnie gładkie kurczą się (np. pod wpływem ciś transmuralnego krwi) -wzrost ciś transmuralnego powoduje wtórnie więc zwężenie naczynia, a spadek rozszerza Ma ona jednak tylko zastosowanie w penym zakresie wahań ciśnienia. Obszarami o szczególnie zaznaczonej autoregulacji miogennej są łożyska: -nerkowe -wieńcowe -mózgowe -m. szkieletowych -trzewi Dotyczy ona gł małych tętniczek i arterioli i jest zjawiskiem miejscowy

W procesie autoregulacji metabolicznej uczestniczą również: -wzrost PCO2 -spadek PO2 -mleczany -K+ (częste depolaryzacje) -ATP i ADP -prostaglandyny -Adenozyna (kw mlekowego i kwasu pirogronowego) -hiperosomia które powoują ROZSZERZENIE n. krwionośny (np. w pracujących mieśianiach) Metabolity te sygnalizują zwiększone zapotrzebowanie na energie i są produkowane w tk przy zwiększonym metabolizmie (PRZEKRWIENIE CZYNNE) Prowadzą także do PRZEKRWIENIA REAKTYWNEGO – gdy niedokrwienie obszaru, zastój metabolitów powoduje wtórne, silne rozszerzenie naczyń. Do hormonów i sub humoralnych krążych we krwi i działających rozszerzająco na naczynia zaliczamy: 1.Bradykinina (i inne kininy – polipeptydy)

2.Histamina 3.Substancja histamino podobne

Zwężająco: 1.NA 2.Angiotesnyna (pod wpływem reniny nerkowej wytwarzana) 3.Wazopresyna (z tylnego płatka przysadki)

Układ nerwowy – współczulny pozazwojowy obkurcza naczynia oporowe (arteriole) za pomocą uwalnianych na końcu neuronów: 1.NA -> receptor alfa1 2.ATP 3.Neuropeptydzie Y (NPY) Pod ich wpływem mamy toniczny, neurogenny skurcz naczyń i zależności od ich intensywności mamy skurcz/rozkurcz naczyń Pewny wyjątek – pozazwojowe n. współczulne CHOLNERGICZNE -rozszerzają n. krwionośne, gł w mięśniach szkieletowych; warunkują zwiększenie przepływu przezeń już przed rozpoczęciem aktywności fizycznej -nie ma on tonicznej aktywności -rozpoczyna się w korze ruchowej -> podwzgórze -> Obwodowe wł autonomiczne

BRADYKNINA – uwalniania wskutek oddziaływania enzymów proteolitycznych na globuliny osocza i tk podczas aktywnego wydzielania niektórych gruczołów -bradyknina zwiększa więc ukrwineie tych gruczołów w czasie ich nasilonej aktywności -poza działaia rozszerzającym arteriole i zwieracze przedwłosniczkowe, zwiększają też przepuszczalność kapilar -zwiększenia ukrwienia gruczołów potowych i rozszerzenie n skórnych – TERMOREGULACJA -w stanach zapalnych i alergicznych nasilają miejscowe reakcje nacznyiowe Np. – podczas cholinerginczego pobudzenia ślinianek, kinaza w ślinie przenika do przestrzeni międzykom i odszczepia bradykninę z alfa-globuliny (bradykininogen) -kinaza ta także znajduję się w pocie

Bradykinina powstaje pod wpływem enzymu trzustkowego, kalikreiny -kalikreina zaś jest aktywowana przez czynnik XII krzepnięcia krwi i trypsyny

Histamina i ciała histaminopodobne – także rozszerzają naczynia. -powstają na skutek działania czynników uszkadzających (chem, fizyczne czy biologiczne) -odpowiedzialne są za miejscowy obraz stanu zapalnego

Histamina jest uwalniana w każdej tkance, ale szczególnie obficie w bł śluzowej trzonu żołądka z komótrek ENTERO-CHROMAFFINOWYCH (ECL) pod wpływem gastryny -działa pobudzająco na wydzielanie HCl przez receptory H-2 kom okładzinowych oraz receptory w naczyniach śluzówki, wywołując wzrost przepływu krwi (pobudza wzrost krwi podczas pobudzenia wydzielniczego żołądka)

Produkty COX1 i COX2 – gł prostaglandyny (zwłaszcza prostacykliny tj PGI2) też mają role w regulacji miejscowej krążenia -jedne z nich (PGF) wywołują skurcze a inne (PGE2 i PGI2) rozkurcze n. krwionośnych Do obkurczania miejscowych drobnych naczyń ma także 5-HT -ta biogenna amina wydziela się wraz z rozpadem płytek krwi -poza tym znajduje się w kom srebrnochłonnych jelit i mózgu

Adrenalina – zależnie od stężenia -może aktywować tylo receptory Beta2, prowadząc do rozkurczu naczyń -albo aktywować receptory alfa1, wywołując ich skurcz Silne działanie rozszerzające – ACH -szybko rozkładana przez esterazę cholinową

Odruch włókienkowy (albo aksonowy) -antydromowe pobudzenie somatycznych wł. Czuciowych unerwiających naczynia -po mechanicznym podrażenieniu skóry pobudza się zakończenia czuciowe jej -dośrodkowo są przekazywane informacje czuciowe, ale oprócz tego antydromowo, przez gałązki nerwowe do naczyń powodując ich ROZSZERZANIE To roszerzanie jest w powodu neuromediatorów, np. 1.Peptydu podchodzącego od genu kalcytoninowego (CGRP) 2.Substancja P 3.Tlenku azotu (NO) Czasami (u niektórych osób) to rozszerzeniu powoduje także wzrost przepuszczalności i powstanie obrzęku w miejscu drażnienia Rozszerzenie naczyń i zaczerwienienie skóry poprzedzone jest niekiedy krótkotrwałym zblędnięciem – skurcz naczyń oporowych w wyniku ich bezpośredniego drażnienia mechanicznego.

OŚRODKOWA REGULACJA

-w rdzeniu kręgowym ośrodek sercowy i naczynioruchowy tworzą funkcjonalną całośc zwaną OŚRODKIEM SERCOWO-NACZYNIOWYM

Ośrodek SERCOWY Pojemność minutowa serca zależy od: 1.Częstości skurczów 2.Objętości wyrzutowej Na częstość wpływają nerwy hamujące – pozazwojowe wł n.X podlegających kontroli przez JĄDRO GRZBIETOWE n.X tworzące ośrodek hamujący w rdzeniu przedłużónym Nerwy pobudzające serce – pozazwojowe ukł współczunego -podlegają kontroli ośrodka pobudzającego serca w rdzeniu -na końcu wydzielają NA Impulsacje z opuśżkowego ośrodka pobudzającego idą przez ośrodki rdzeniowe, wł przedzwojowe (do zwojów szyjnych i piersiowych pnia współczulnego) -> pozazwojowe włokna współczulne -te z lewego pnia gł wpływ na kurczliwość komór -te z prawego pnia – częstość akcji (działanie na węzeł SA)

OŚRODEK NACZYNIORUCHOWY -Tonicznie napiecie przez ten ośrodek za pomocą włokien współczulnych powoduje stałe napięcie naczyń krwionośnych tętniczych i żylnych Impulsy docierające nerwami współczulnymi powodują uwalniania NA -> drażenienie recepotprów alfa1, co powoduje skurcz naczyń -co ciekawe, na zakończeniach nerwowych mamy receptory alfa2 Najobfitsze unerwienie w naczyniach oporowych (tętniczki i arteriole) i w żyłach -kapilary niet Gdy pobudzenie -> silny skurcz ->zwiększenie powrotu żylnego -> wzrost wyrzutu sercowego i ciśnienia tętniczego Niektóre tkanki z powodu tego pobudzenia tracą objętości krwi (np. trzewia) oraz objętości tkanek w ogóle (zwiększenie absorpcji) Zmniejszenie neurogennego napięcia -> dokładnie na odwrót

Ośrodek naczynioruchowy znajduję się w opuszce, gdzie tworzy w obrębie RF skupiska neuronów: Jedno – stanowi strefę presyjną (boczna strefa opuszki) Drugie – strefa depresyjna (przyśrodkowo)

Strefa presyjna utrzymuje toniczne napięcie naczyń; depresyjna hamuje aktywność neuronów w bocznych rogach rdzenia Wyjątkiem są nerwy współczulne w m szkieletowych, w których są włókna wydzielające ACH

Strefa presyjna pobudzana jest przez: 1.Osrodki z wyższych pięter mózgu (kora, układ limbiczny, podwzgórze i RF pnia mózgu) 2.Obszar chemowrażliwy u podstawy opuszki, aktyowany przez lokalne działanie H+, spadek PO2, wzrost PCO2 w tk mózgowej i PMR 3.Ośrodek oddechowy w opuszce 4.Imupsacje afarentna, zwłaszcza z obwodowych chemoreceptorów (kłębków szyjnych i aortalnych) oraz baroreceptorów łuku aorty i zatok t. szyjnych

OŚRODKI KRĄŻENIOWE PODWZGÓRZA Obszary które po podrazeniu wpływają na zmiany w ukł krążenia -zmieniają aktywność ośrodków w opuszce albo wywierają bezpoś®edni wpływ na przedzwojowe neurony rdzenia kręgowego Tylne i tylno-boczne obszary podwzgórza odpowiedzilne są za krążeniowe reakcje towarzyszące stanom emocjonalno-obronnym organizmu -ich drażeninie powoduje wzrost pobudzenia serca, skurcz naczyń oporowych, wzrost ciśnienia i zwiększony powrót żylni + rozszerzenie naczyń w mięśniach szkieletowych W przedniej części obszary – rozszerzają naczynia, zwłaszcza w obszarze krążenia skórnego (termoregulacja) Jeszcze inne obszary podwzgórza – odpowiadają za zmiany w czasie wysiłku fiznczego

UKŁĄD LIMBICZNY – struktury wywołujące złożone zmiany, które zachodzą w ukł krążenia pod wpływem różnych reakacji motywacyjno-popędowych

OŚRODKI W KORZE MÓŻGOWEJ Liczne ośrodki: -w okolicy ruchowej kory mózgowej bierze początek współczulny cholnergiczny układ naczyniorozszerzający -idą te neurony przez podwzgórze i pień mózgowy do przedzwojowych neuronów rdzenia -włókna te są pobudzane w czasie wysiłku fizycznego a także pobudzenia emocjonalnego (strach) co prowadzi ro rozszerzenia drobnych tętnic i otwierania połaczeń tętniczo-żylnych (shunt) w obrębie m.szkieletowych

MOŻE TO SPOWODOWAĆ ZNACZNE OBNIŻENIE OBWODOWEGO OPORU NACZYNIOWEGO, A NAWET OMDLENIE

ODRUCHOWA REGULACJA UKŁADU KRĄŻENIA Receptory dla odruchów – w ścianach naczyń i serca oraz poza układem sercowo-naczyniowym (ale te w ścianach ważniejsze)

Odruchy krążeniowe: 1.baroreceptory (mechanoreceptory) 2.Chemoreceptory Baroreceptory – w przydance łuku aorty, t. szyjnych wspólnych i zatok t. szyjnych -bodziec to rozciąganie ściany naczyniowej; przy rozciąganiu zwiększają częstośc potencjałów -unerwione przez afarentne wł N.X i IX (językowo gardłowy) Jako, że są rozciągane przy każdej fali pulsowej – wykrywją nie tylko wartość ciśnienia, ale i częstość jego zmian -można je także pobudzić mechanicznie, poprzez zewnętrzny ucisk na okolice zatoki szyjnej Wyładowania są odczytywane w zakresie 50-180mmHg (dalszy wzrost/spadek nie powoduje już zmian w częstości impulsów) -największy przyrost częstości impulsacji w zakresie 80-120 (zakres prawidłowych ciśnień) – przez to esowaty przebieg krzywej między ciśnieniem a impulsacją Mają pewien stopień adaptacji – przy podwyższonym, zbyt długim ciśnieniu impulsacja się zmniejsza

Nerwami buforymmi -> ośrodki naczynioruchowe i sercowe w opuszce Tam (przy wzroście ciś tętniczego) 1. Hamują ośrodek wzopresyjny 2.Pobudzają ośrodek wazodepresyjny 3.Ośrodek nn.X hamuje serce Prowadzi to do: 1.Rozszerzenia naczyń oporowych (obniżenie obwodowego oporu) 2.Zwolnienie akcji serca i zmniejszenie jego kurczliwości oraz zmniejszenie pojemności minutowej serca Przy spadku – dokładnie na odwrót. Rozszerzenie naczyń w następstwie odruchu z baroreceptorów – nie zachodzi w jednakowym stopniu we wszystkich obszarach krążeniowych

-rozszerzają się głównie n. mięśni szkieletowych, śledziony, (jelit?), wątroby i wielkie żyły w jamie brzusznej Przy zahamowaniu aktywności baroreceptorów – wzrost ciśnienia (Presyjna reakcja krążeniowa) Ciśnienie wtedy się podnosi nawet do 300/200mmHg

Odruch z baroreceptorów ma znaczenie aby utrzymać odpowiednie ciśnienie, zwłaszcza przy gwałtowanych jego zmianach (np. zmiana pozycji) Impulsacje z baroreceptorów obszaru aortalno-zatokowego wywierają również toniczny hamujący wpływ na uwalnianie ADH i reniny

CHEMORECEPTORY W obrębie łuku aorty i tętnic szyjnych zlokalizowane są kłębki z chemoreceptorami -spadek pH (wzrost CO2, spadek O2) pobudza je. Niewielkie zmiany prężności O2/CO2 – modyfikują jedynie rytm oddechowy Głębsze zmiany (hipoksja/hiperkapnia) – odruchowy wzrost ciśnienia tętniczego – silna aktywacja układ współczulnego. -zwężenie n. krwionośnych neurogenne (tętnicze i żylne) oraz zwiększenie częstości i siły skurczów serca Zwiększenie częstości występuje tylko, gdy chemoodruchowi towarzyszy pobudzenie wentylacji płuc – gdy oddychanie jest zniesione (nuerkowanie), wzrost ciśnienia odbywa się przy zwolnieniu częstości skurczów serca Silne pobudzenie nerwów obwodowych, zwłaszcza bólowych, a także bólowych receptorów w trzewnych i dużych naczyń może wywołać silną reakcje depresyjną i odruchową hipotonie z omdleniem.

SERCE JAKO STREFA ODRUCHOGENNA Podwójną drogą – z nn. X i współczulnymi -receptory znajdują się w każdej komorze serca, we wsierdziu, nasierdziu i osierdziu Odruchy z serca przekazywane za pomocą nn.X – charakter depresyjny (wyjątek – odruch Bainbridge’a) Odruch Bainbridge’a – powstaje w wyniku raptownego zwiększenia powrotu żylnego/szybkiej dożylnej infuzji krwi/soli fizjologicznej (rozciągnięcie przedsionków) i prowadzi do przyśpieszenia akcji serca bez istotnych zmian w szerokości naczyń (równowaga między powrotem żylnym/odpływem tętniczym)

W przedsionkach są dwa rodzaje receptorów (A i B) niskociśnieniowych mechanoreceptorów -są unerwione tylko przez afarentne wł nn. X (ale wracają eferentne przez wł. Współcz.) A – pobudzane w czasie skurczu przedsionków, B – rozciąganie ścian przez krew Mechanoreceptory przedsionków pobudzane, dostarczają także informacji docierających drogą wielosynaptyczną do podwzgórza. Hamują one odruchowo: -wydzielanie ADH i pragnienie -uwalnianie reniny W efekcie – mniejsza resorpcja zwrotna woda i sodu w nerkach, zwiększenie jej wydalania i zmniejszenie pragnienia (odbarczenie ich działa dokładnie na odwrót)

Bezmielinowe aferentne wł. nn. X unerwiają przedsionkowe i komorowe mechanoreceptory, które wskutek pobudzenia spowalniają częstość skurczów serca i powodują rozszerzenie n. obwodowych -mechanoreceptory lewej komory kontrolują dosercową toniczną aktywność nn.X i tym samym zwalniają częstość skurczów w czasie spoczynku -pobudzenie ich w przedsionkach powoduje uwalnianie ANP (przedsionkowy peptyd natriuretyczny) który rozszerza arteriole i żyły, zwiększa filtracje kłębkową i wydalanie sodu przez nerki Zwiększanie częstości impulsów -> bradykardia Chemowrazliwe wł w lewej komorze typu C afarenente nn. X -pobudzalne przez prostaglandyny, 5-HT, weratrydynę, kapsaicynę i nikotynę -prowadzi to do wystąpienia odruchowej bradykardii, zmniejszenia CO i rozszerzenia n. obwodowych (ODRUCH Bezolda-Jarischa) -naturalnie przy niedokrwieniu serca przez uwalnianie bradykininy i 5-HT oraz rodnikami tlenowymi i akumulacją metabolitów (depresyjna reakcja może wywołać nawet omdlenie)

Komory mają także bezmmielinowe zakończenia wspolczulne, które również są wrażliwymi nocyceptorami odpowiedzialnym za odczuwanie bólu w niewydolności wieńcowej i zawale myocaridum -docierają one przez rdzeń do drogi rdzeniowo-wzgórzowej gdzie jest kownergowany z somatynczmi włóknami aferntnymi -konwergencja ta wyjasnia, dlaczego metaboliczne uszkodzenie serca odczuwane jest jako ból w klatce piersiowej lub ramionach i przedramionach oraz dłoni -odruch z tych włokien presyjnie wzmacnia krążenie

KRĄŻENIE WIEŃCOWE 2 tętnie w opuszczę aorty – pod nasierdziem Lewa tętnica – dwie gałęzie (międzykomorowa przednia i okalająca) -zaopatruje gł lewą komorę, przedsionki i przegrodę międzykomorową:

Przepływ w lewej t. wieńcowej: -przeważa u 20% -równy przepływowi w prawej u 30% -mniejszy niż w prawej u 50% ludzi Prawa tętnica – zaopatruje prawą komorę i przediosnek Czynnościową – tętnice końocwe (brak obocznego, zamkniecie powoduje niedokrwienie z rozwojem martwicy – zawał) -krążenie oboczne niewielkie, ale jakieś po zawale może się pojawić N. włosowate przebiegają wzdłuż wł mięśniowych i mają stosunek 1:1 (podobnie jak w m. szkieletowych) ale średnica wł sercowych jest 2,5 razy mniejsza niż szkieletowych to jest ich w przekroju 6 razy więcej niż n włosowatych w mięśniu szkieletowym na jednostkę powierzchni. Krew żylną odprowadza z serca podwójny układ drenujący: 1.Powierzchowny -kończy się w zatoce wieńcowej i przednich żyłach serca (odprowadzają one krew gł z lewej komory do prawego przedsionka) 2.Głęboki -utworzony z naczyń tętniczo-jamowych które łączą drobne tętniczki wprost z jamami komór (z tętnic do jam serca) -oraz naczyń tętniczo zatokowych, odprowadzających krew z reszty serca wprost do komór -żyły Tebezjusza które połączenia między żyłami wieńcowymi a przedsionkami i komorami +nieliczne anastazmozy między t. wieńcowymi a zewnątrzsercowymi (szczególnie przy ujściu dużych żył do serca) Ok 60% żylnej krwi serca odpływa przez zatokę wieńcową – reszta bezpośrednio do jam serca

Spoczynkowy przepływ wieńcowy u człowieka wynosi ok 80ml krwi/min/100g tk mięśniowej, co dla całego serca stanowi ok 250ml/min (5% CO) -jest tam silnie odtlenowywana -różnica tętniczo-żylna tlenu wynosi ok 15ml/100ml krwi (3x więcej niż w m. szkieleotwym czy mózgu -zużycie tlenu przez myocardium stanowi 12% całkowitego zużycia w ustroju (ok 8ml/100g/min)

Wzmożone zapotrzebowanie na tlen jest pokrywane dzięki dwóm mechanizmom: 1.Zwiększona ekstrakcja tlenu -mała rezerwa, bo zużywa ją spoczynkowo aż w 75% zostawiając jedynie 5ml O2/100ml krwi żylnej 2.Zwiększenie przepływu przez naczynia -główny mechanizm wiec

POMIAR PRZEPŁYWU WIEŃCOWEGO

-angiokardiografia radioizotopowa -scyntografia perfuzyjna m. sercowego z zastosowaniem radioizotpów -PET -TK -MRI FAZOWOŚĆ PRZEPŁYWU WIEŃCOWEGO Przepływ przez tętnice wieńcowe ma wahania spowodowane różnicą w ciśnieniu śródmięśniowym (w ścianie serca i ciśnieniu transmuralnym) -przepływ każdej ma ciś napędowe 100mmHg jak cały układ krążenia, ale nie jest prosta, co cykl pracy serca powoduje fazowo zaciskanie/luzowanie tętnic Lewa tętnica: 1.W czasie skurczu izowolumetrycznego gwałtownie spada, niemal do zera przepływ -szczególnie obszary podwsierdziowe lewej komory (zwięszone oprócz ciśnienia śródmięśniowego także ciś wewkomorowe.) 2.W czasie skurczu izotonicznego, zwłaszcza w fazie wyrzutu maksymalnego, przepływ szybko wzrasta, ale w fazie zredukowanego wyrzutu – spada 3.W okresie rozkurczu, zwłaszcza izowolumetrycnzego – szybki wzrost przepływu -mniejszenie ciś śródmięśniowego, wzrostu transmuralnego Odpływ żylny – szczyt w czasie skurczu, spadek w czasie rozkurczu Prawa tętnica – prawie nieprzerwanie 1.silniejszy wzrost w połowie skurczu izotonicznego (okres maksymalnego wyrzutu) i drugi, nieco słabszy, w pierwszej fazie rozkurczu -dodatnie ciśnienie transmuralne ma z powodu niskiego ciśnienia w prawej kom i niewielkiemu cis śródmięśniowego Odpływ krwi żylnej – tak jak w lewej.

CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA KRĄŻENIE WIEŃĆOWE Najważniejsze – ciś parcjalne tlenu w mięśniu sercowym -serce właściwie nie może długu tlenowego mieć -hipoksja powoduje rozluźnienie m. gładkich ściany n. wieńcowych i całego łożyska (naistotniejszy czynnik) i może prowadzić aż do wzrostu przepływu o 500% Zaciśnięcie t.wieńcowej na 2-3s i zwolnienie powoduje wystąpienie PRZEKRWIENIA REAKTYWNEGO w czasie którego przepływ wieńcowy wzrasta do 200-250% wartości spoczynkowej (im dłużej zamkymay, tym bardziej wzrasta) Zależą one od wpływu na naczynia wieńcowe nagroamdzonych metabolitów (mleczany, pirogroniany, prostaglendyny, nukelotydy adeninowe i adenozyny i zwiększenie osmolarności) -także wpływ rozszerzającego naczynia NO

Charakterystyczne -> zaleznie od intensywności metabolizmu zwiększa się przepływ: -gł metaoblity wymienione wyżej -szczególne znaczenie ma adenozyna, która powstaje w wyniku defosforylacji AMP; działa rozkurczająco na naczynia (gł tętniczki) i po zadziałaniu może wrócic do kom mięśniowych albo kążenia Zaawansowana autoregulacja pozwala na utrzymunie jednakowego pozoiomu mimo wahań ciśnienia aortalnego w zakresie od 60 do 150 mmHg; -dopiero po przekorczeniu tej wartości mamy spadek/wzrost przepływu wieńcowego Unerwienie – współczulne i przywspółczulne Wzrost przepływu – przewaga współczulnego (wypłukuje szybciej metabolity które zostały zwiększone przy pobudzeniu współczulnego myocardium) -zachodzi za pośrednictwem receptorów a i B adrenergicznych -pobudzenia alfa – skurcze a Beta – rozszerzenie naczyń; przy czym działanie skurczowe alfa moża dopiero ujawnić po podaniu beta-blokerów Pobudzenie nn. X – rozszerzenie n. wieńcowych (ACH – mediator) Adrenalina -wzrsost z powodu wzmożonego metabolizmu REZERWA WIENCOWA – różnia miedzy spoczynkowym a maksymalnym przepływem wieńcowym -jej utrata to wynik najczęściej zwężenia światła w wyniku miażdżycy; -więc gdy mamy zwiększone zapotrzebowanie na tlen to nie jest ono łatane = ból w okolicy serca(niewydolność wieńcowa „insufficientia coronaria”) Hartowanie serca (chwilowe zaciskanie tętnic wieńcowych) – zapobiega uszkodzeniom wywołanym przez długotrwałą hipoksje oraz inne czynniki patologiczne -gł czynnik to adenozyna której wytw. Wzrasta przy niedokrwieniu Zmiany patologiczne w n. wieńcowych – zwykle na tle miażdżycy, uszkodzenia śródbłonka, lokalnych skrzeplin czy zmian zapalnych (np. zakażenie Chamydia pneumoniae) czy cytotoksyn (np. Helicobacter pylori) w żołądku i uszkadzanie n. wieńcowe (np. TNF-a, cytotoksyna kodowana genem cagA – tzw CagA) Zwężenie n wieńcowych – niedotlenienie serca i bóle anginoidalne (angina pectoris) -rozwija się, gdy w spoczynku krążenie wieńcowe obniża się o 70% i więcej -gdy przekroczy 85% może dojsć do zawału serca i miejscowej martwicy; niedokrwienie widać w EKG -zmienione martwiczo kardiomiocyty giną, a ich miejsce zajmuje tk łączna tworzące BLIZNĘ POZAWAŁOWĄ Uszkodzenie kardiomicyty -markery enzymatyczne w ciągu kilku h. 1.CK – kinaza kreatywnego, dokładnie izoenzym CK-MB 2.Dehydrogenaza mleczanowa (LDH ?) 3.Sercowe troponiny + zwiększenie mioglobiny we krwi (ostre, niedokrwienne uszkodzenie m sercowego) Bólom anginoidalnym zapobiegamy sotsują azotany, np. nitroglicerynę

-uwalnia duże ilości NO, rozszerzając w krążeniu systemowy obwodowe naczynia oporowe i pojemnościowe (zatrzymanie krwi w żyłach – zmniejszenie wstępnego i następczego obciążenie serca)

KRĄŻENIE MÓZGOWE 2 pary tętnic – kręgowe łączące się w podstwną (do podobojczykowej) i tętnice szyjne wewnętrzne (t. szyjnej wspólnej) Podstawna +szyjne tworzą koło tętnicze mózgu (willisa) – od niego sześć dużych naczyń zaopatrujących mózg Kapilary w mózgu -względnie mała przepuszczalność -ściśle przylegający śródbłonek -brak typowych porów -gruba błona podstawna -dodatkowa błona utworzona przez stopowate wypustki astrocytów Stąd łatwo przechodzi przez te barierę H2O, CO2 czy O2 (i sub rozpuszczalne w tłuszczach) ale za to nieprzepuszzclane dla el. Morf.krwi, białek, polipeptydów, aminokwasów, katehcolamin, 5-HT, kw żółciowych i wielu różnych leków (BARIERA KREW-MÓZG) -w zapaleniu i nowotworach może się upośledzać -większość leków ma problem przejścia barierę krew-mózg (utrudnia to postępowanie lecznicze)

REGULACJA Badanie nieinwazyjne przepływu – CT, PET, funkcjonalny MRI (fMRI( -oprócz przepływu można wiedzieć o zmianach metabolizmu i aktywności mózgu związanych z jego różnymi funkcjami Przepływ krwi w substancji szarej – 100ml/100g/min Białej – 28ml/100g/min Przepływ krwi wzrasta: 1.W czasie rozwiązywania zagadek (mat/filozof) – obszary przedczołowe 2.Ruchy dowolne – 6 i 4 pole mózgu 3.Słuchanie mowy – ośrodek Wernkciego 4.Podczas mówienia – ośrodek Broca 5.Oglądania ze zrozumieniem – pole wzrokowe 6.Słuchanie muzyki – pole słuchowe Patologiczny wzrost przepływu - Miejsca powstawania padaczki Spadek przepływu – płaty ciemieniowo-potyliczne u chorych na Alzheimera i schizofrenie

Zasada Monroe-Kelly’ego – suma objętości krwi w mózgu, PMR i samego mózgu ma wartość stałą (sztywna czaszka) -podniesienie ciś śródczaszkowego (np. obrzęk mózgu) uciska naczynia mózgowe (i zmniejsza przepływ krwi) -wzrost ciśnienia żylnego – zmniejsza mózgowy przepływ krwi (obniżenie efektywnego ciś perfuzyjnego i brak odpływu krwi przez żylne n. mózgowe Standardowo – całkowity przepływ mózgowy jest precyzyjnie regulowany i mimo wahań w organizmie jest na stałym poziomie -to dzięki miejscowej regulacji; ma ona głównie pochodzenie MIOGENNE -n. naczynioruchowe i hormony mają małe znaczenie

Najważniejszy czynnik hemodynamiczny warunkujący przepływ krwi przez mózg to ciśnienie -dzięki autoregulacji w zakresie 60-180mmHg średniego ciś tętniczego przepływ jest mniej-wiecej stały -spadek poniżej 60 – niedokrwienie mózgu i utrata przytomności -powyzej 180 wzrost – rozszerzenie naczyń przez podwyższone ciś tętnicze

Opró naczyń mózgowych – wypadkowa ciś śródczaskowego i ciś krwi

Fizjologiczna wartość cis śródczaskowego wynosi ok 100mm H2O (7,4mmHg) -wzrost tej wartości powyżej granicznej wartości wynoszącej 450mmH2O (33mmHg) powoduje obniżenie przepływu mózgowego i tym samymy niedotlenienie mózgu -pobudzeniu ulega wówczas ośrodek naczynioruchowy i hamujący serce w opuszce -dochodzi w następstwie do zwężenia n. obwodowych w ukł tętniczym i zwolnieniu akcji serca Ta reakcja krążeniowa (zapoczątkowana hipoksją ośrodka w opuszce) ma charakter czysto odruchowy (odruch Cushinga) -jej następstwem jest kompensacyjny wzrost ciś tętniczego z równoczesną bradykardią (ma to na celu chociaż częściowe przywrócenai krążenia w móżgu do normy) Zmiany ciś śródczaszkowego – wazna rola w kompensowaniu zmian ukrwienia mózgu, występujących np. pod wpływem siły przyśpieszenia w kierunku głowy (G negatywne) lub nóg (G pozytywne) -podczas próby Valsalvy, przy defekacji czy parciu na macie podczas porodu -wzorst ciś śródczaszkwoego zapobiega nadmiernemu przekrwieniu mózgu, zaś jego zmniejszenie obniża naczyniowy opór i ułatwia przepływ.

CZYNNIKI HUMORALNE – pewna funkcja -zmiany w oporze n. mózgowych; szczególnie wrażliwe na spadek pH (wzrost PCO2, spadek PO2) -także wzrost jonów K+, adenozyny i tlenku azotu Naczynia mózgowe wykazują ogromną wrażliwość na zmiany PCO2 – zmiana wywłana np. mieszanki bogatej w CO2 prowadzi do proporcjonalnego wzrostu mózgowego przepływu krwi -wzrost PCO2 o 1mmHg powoduje wzrostu przepływu mózgowego o ok 3%

czyli np. wzrost PCO2 z 40 do 60mmHg powoduje wzrost z 54 do 86ml/min/100g tkanki Mechanizm działania: CO2 – przenika przez ściane n. kapilarnych do tk mózgowej i tworzy tam KWAS WĘGLOWY który dyscojuje do jonów wodorowych Stęzenie jonów H+ w PMR i wew kom m .gładkich naczyń wpływa na napiecie kom mięśniowych – rozluźnia się napięcie ściany naczyniowej, rozszerzenia naczyń, zmniejszenie oporu naczynioweg i ostatecznie do zwiększegnie mózgowego przepływu krwi -hiperkapnia zwiększa także generacje śródbłonkowego NO; -spadek PCO2 wywołuje dokładnie odwrotną reakcje NO – rozszerza n. mózgowe, ale towarzyszy temu spadek ciśnienia układowego (co ogranicza jego lokalny wpływ na mózg) Sama zmiana pH krwi – podobnie, choć w mniejszym stopniu Wzrost stężenia K+ w PMR (warunki hipoksji, wzrost drażnienia elektrycznego) – nagły i chwilowy wzrost przepływu krwi Adenozyna – zwiększa przepływ krwi (uwalniana przy niedoborach tlenu)

WPŁYW UNERWIENIA AUTONOMICZNEGO – niewielka rola -stymulacja współczulnego n. szyjnego wywołuje zwężenie naczyń n. tętniczych (uwalnianie NA i przez receptory alfa-adrenergiczne -przecięcie nerwu rozszerza naczynia (toniczna regulacja naczyń) Drażnienie n. przywspółczulnego – rozszerzenie naczyń przez uwalniane ACH i pobudzenie receptorów M2 (nie wiadomo, czy to ma jakieś znaczenie fizjologiczne) W sumie jakby usunąć te unerwienie to wiele by się nie zmieniło -baro i chemoreceptory i odruchy z nich nie mają większego znaczenia

UDAR MÓZGU – zablokowanie przepływu przez naczynia mózgowe i niedokrwienie części kory (zwężenie/zatkanie) – częściowa lub całkowita utrata funkcji niedokrwionego obszaru Masa mózgu wynosi u dorosłego człowieka ok 1,4kg a zużycie tlenu – 20% całkowitego zużycia przez ogranizm -wrażliwy na niedotlenienie; w ogóle nie spichrza węglowodanów (brak możliwości zaciągania długu tlenowego) Utrata krążenia wywołuje: -utratę przytomności po 10s -po 5 minutach nieodwracalne uszkodzenie kory mózgowej i trwałe upośledzenie wyższych czynności mózgowych (zachowując zdolności wegetatywne)

-jądra podkorowe mniej wrażliwe na niedotlenienie -dłuższa hipoksja może doprowadzić np. do uszkodzenia ośrodków ukł pozapiramidalnego i do rozwoju parkinsonizmu WYRZUT SERCA I PRZEPŁYW KRWI PRZEZ MIĘSNIE PRZY WYSIŁKU FIZYCZNYM -już przed wysiłkiem (sam zamiar wysiłku) rozpoczyna zmiany w układzie krążenia które prowadzą do zmian w przepływie krwi (zwiększa dopływ krwi do mięśni, częstość skurczów i pojemność minutową serca). Także ciśnienie skurczowe i pulsowe oraz redystrybucję krwi. Główna rola w regulacji tego procesu – układ współczulny (ośrodki naczynioruchowe i sercowe w opuszce) -sam zamiar podjęcia aktywności fizycznej wywołuje zahamowanie tonusu nn. X i uogólnione pobudzenie ukł współczulno-adrenergicznego -dochodzi więc do przyśpieszenia akcji serca i wzrostu oporu naczyniowe w tk. Pozamięsnioweg (zwłaszcza w skórze, narządach trzewnych, nerkach) ale za to spadu oporu w samych mięśniach W mięśniach – cholinergiczny układ współczulny rozszerza naczynia oporowe i zwiększa przepływ krwi w nich. TAK WIĘC PIERWSZE ZMIANY KRĄŻENIOWE, TUŻ PRZED WYSIŁKIEM (lub jego początku) MAJĄ ŹRÓDŁO W OUN, A ZWŁASZCZA W KORZE RUCHOWEJ, PODWZGÓRZU I OPUSZCE

w wyniku zmian - zwiększa się transport tlenu z płuc do tkanek (i jego zużycie przez tkanki) -zużycie tlenu jest proporcjonalne do stopnia wysiłku -osiąga pułap przy maksymalnym wysiłku, kiedy obserwuje się wartość szczytową pojemności minutowej serca i przepływu krwi przez mięśnie: Wartość pułapu tlenowego wynosi ok 2,5-4l/min (średnio 3,75) u niewytrenowanych i 5-7l/min (średnio 6) u wytrenowanych sportowców (cecha osobnicza) Zdolność wykorzystania tlenu w procesach energetycznych mięśni – pułap tlenowy gł czynniki umożliwiające duże zaopatrzenie mięśni w tlen są 1.Wzrost przepływu krwi przez mięśnie -nawet 15-20 razy wzrasta 2.Wzrost stopnia wykorzystania tlenu z przepływające krwi -może ok 3 krotnie przewyższyć wartość spoczynkową Stąd też, zużycie tlenu przez mięśnie aktywnie kurczące się, zwłaszcza izotonicznie może być 50-60 razy większe niż w spoczynku

Krążenie kapilarne w obrębie mięśni w spoczynku działa jest otwarte w zaledwie 10-20% -przed wysiłkiem i w jego trakcie rozluźniają się zwieracze przedwłośniczkowe i następuje rekrutacja naczyń kapilar -zwiększa się efektywna powierzchnia i zmniejsza odległość od komórek

+ wzrost filtracji (wzrost ciśnienia średniego, skurczowego i perfuzyjnego) – mniejsza objętość krwi krążącej, zagęszczenie krwi, część płynu zostaje w tkankach redukcja krwi nie jest duża, zwykle nie przekracza 5% (gdyż wzmożony odpływ chłonki z tkanek + skurcz n.żylnych) – lepsze opróżniania zbiorników żylnych z krwi i częściowe wyrównanie ubytku spowodowanego wzmożoną filtracją kapilarną

POJEMNOŚĆ MINUTOWA – wzrost proporcjonalny do z użycia tlenu -u wytenowanych CO ze spoczynkowych 5l wzrasta do 35l/min (czyli nawet 7 krotnie) -na początku wzrost CO ma pochodzenie neurogenne i wzrasta gwałtownie -następnie CO utrzymuje się na pewnym poziomie, proporcjonalnym do zużycia tlenu -po zakończeniu wysiłku spadek CO objętość wyrzutowa – wzrasta (słabo) do 100ml -wynik zwiększonego powrotu żylnego (uruchomienie pompy piersiowo oddechowej), zwiększonego napięcia naczyń żylnych i ich obkurczanie (działanie współczulne) +wzrost kurczliwości (aminy katecholowe) Ten wzrost jest głównie na początku, krótkiego, ciężkiego wysiłku – potem spadek objętości wyrzutowej (do normy) a zwiększone CO to typowo skutek przyśpieszania skurczów serca U ludzi zdrowych częstość skurczów jest proporcjonalna do stopnia wysiłku i wynosi: -ok 100 uderzeń/min przy lekkim wysiłku -ok 130 uderzeń/min przy średnim wysiłku -ok 180 uderzeń/min przy ciężkim wysiłku Górna granica tachykardii u osób niewyrenowanych to włąsnie 180, a u osób wytrenowanych (i dzieci) – 200uderzeń/min Na początku – serce szybko i mocno zwiększa częśtość skurczów, potem się to reguluje osiągającą optymalną pojemność minutową serca -po zakończeniu wysiłku, powrót do spoczynkowej wartości odbywa się stopniowo i jest tym dłuższy im cięższy był wysiłek

Ciśnienie tętnicze – duże zmiany w czasie wysiłku – wzrost skurczowego i średniego proporcjonalnie do ciężkości wysiłku i zużycia tlenu -rozkurczowe niemal niezmienione (wzrost pulsowego przez to) Cis w układzie żylnym – bez zmian -ale wzrasta przepływ krwi w żyłach i wzmaga się powrót krwi żylnej do serca w wyniku zwiększenia tonusu naczyń żylnych pod wpływem wzrostu współczulnej aktywności naczynioskórczowej -przejściowy wzrost ciśnienia żylnego może to powodować na początku wysiłku to powoduje Ciśnienie w krążeniu płucnym – nieznaczny wzrost -wyraźnie wpływa to na dystrybucje krwi (bo ma niski opór i niskie ciśnienie normalnie)

-zwiększenie przepływu przez górne i środkowe obszary płuc (zwykle są one słabiej perfundowane) -wzrost ilości krwi w łożysku włosowatym płuc od wartości spoczynkowej (ok 75ml) do 200ml nawet W czasie aktywności fizycznej – nawet 80% CO idzie do mięśni (ograniczeni w innych obszarach) 1.Przepływ wieńcowy – wzrasta 4-6 krotnie (z 250 ml/min) 2.Przepływ przez skórę – na początku się zmniejsza, ale potem zwiększa się z wartości spoczynkowej ok 500ml-min do 3000ml/min -dzieje się tak, bo naczynia skórne są w sumie przedłużenie (rozgałęzienie) m mięśniowych i działają na nie siły rozszerzające jak na mięśniowe -ponadto spełniają funkcje termoregulacji Skurcze izotoniczne zwiększają, a izometryczne – zmniejszają przepływ krwi -pierwotny wzrost przepływu jest neurogenny, a potem pod wpływem katecholamin i miejscowych czynników metabolicznych jak: 1.VIP (wazoaktywny peptyd jelitowy) 2.CGRP (peptyd podchodzący od genu kalcytoniny – calcitonin gene-related peptid) 3.Substancja P 4.bradykinina 5.Aminy biogenne (histamina) 6.Adenozyna 7.Tlenek azotu (NO) 8.Spadek pH i O2 (wzrost PCo2) 9.K+ 10.Wzrost temperatury

HIPOTONIA ORTOSTATYCZNA Zmiany w układzie krążenia przy zmianie pozycji z leżącej na stojącą na skutek działania siły ciężkości na nieprzerwany słup krwi -dochodzi do chwilowego nagromadzenia krwi w żyłach między sercem a stopami i zmniejszeniu efektywnej objętości krwi krążącej i powrotu żylnego (redukcja objętości wyrzutowej serca) Zmiana ta wynika z tego, że żyły mają rozciągliwe ściany (gdyby były sztywne to nie byłoby zmiany) co sprawia, że gromadzi się ona w żyłach i zweksza flitracja płynu z osocza do tkanek Uruchamia się więc mechanizmy wyrównawcze -tachykardia, skurcz naczyń tętniczych i żylnych -skurcze mięśni kończyn ulega przerwaniu słup krwi żylnej (zmniejsza efekt siły ciężkości) -zmniejsza się rozciągniecie żył i stopień filtracji Finalnie wiec, dzięki pompie mięśniowej i ukł współczulnego – zmniejsza się ilość krwi nagromadzonej w żyłach i zwiększa się powrót krwi żylnej do serca

TECHNIKA NAWIGACYJNA (SAMOLOTY ODRZUTOWE, WINDY, RAKIETY) Przyśpieszenie – jeśli siły działają wzdłuż osi długiej ciała w dół – G dodatnie, w górę – G ujemne

-gdy mamy G+ powyżej 5 to krew „odrzucona” jest w dolną część ciała i zmniejsza się istotnie przepływ mózgowy (urata widzenia i przytomności po 5s) – specjalne kombinezony obciskające dolną czesć ciała -Gdy G- powyżej 5 – krew w naczyniach głowy, szy i górnej części tułowia (wzrost ciśnienia, wybroczny spojówkowe i bóle głowy) Najlepiej w kierunku przednio-tylnym znosimy – nawet do 11G bez większych objawów Stan nieważkości – w zasadzie brak ujemnego działania – WYJĄTEK – skłonność do niedociśnienia tętniczego (upośledzenie – nieczynne odruchy sercowo naczyniowe i somatyczne) -przy długotrwałych lotach orbitalnych – silna bradykardia, odwapnienie kości, wzmożona diureza i zmniejszenie liczby erytrocytów Pierwszy oddech – uruchamia całą wymianę gazową (tym przez błonę pęcherzykową-kapilarną) Różnica prężności gazów – napędowy mechanizm wymiany gazowej (PCO2/PO2)

Etapy: 1.oddychanie zewnętrzne 2.oddychanie pośrednie (transport gazów we krwi) 3.Oddychanie wewnętrzne

Gdy PO2 spada poniżej 1mmHg -> aktywność komórek staje się bardziej zależna od beztlenowych procesów -powoduje to gromadzenie się nielotnych kwasów (np. mlekowy) co powoduje zaburzenia czynności komórek i przy dużym nagromadzenie – nieodwracalne uszkodzenia

Mózg i serce – najbardziej wrażliwe na niedobór -po 5-10s ustaje prawidłowa czynność i utrata przytomności -po dalszych 3-5min zmiany nieodwracalne (mózg) zaś serce może przez 5 minut jeszcze się kurczyć, a po upływie dalszych 5 minut – zachodzą nieodwracalne zmiany

Oddychanie i krążenie – ścisła współpraca na poziomie neuro i mechanicznym: 1.nerwowy: -pobudzenie przez hipoksje chemoreceptory w ukł krążenia (kłębki szyjne i aortalne) stymuluje oddychanie (a także przyśpiesza akcje serca, wzrost ciśnienia tętniczego) -pobudzenie baroreceptorów na wskutek wzmożonego ciś tętniczego – hamuje także aktywność oddechowa 2.Mechaniczny -oddychanie usprawnia powrót krwi żylnej (wahania ciś tętniczego – pompa z pomocą przepony) -oddychanie wpływa na częstość skurczów serca (wdech przyśpiesza częstość, wydech zwalnia)

Dzięki współpracy mamy homeostazę gazów w krwi tętniczej – PO2 wynosi 95mmHg i 40 dla PCO2 Arterializacja – „zamiana krwi żylnej na tętniczą” – mieszanej krwi z całego organizmu zachodzi ona w trzech etapach: 1.Wentylacja płuc (wymiana i odświeżanie składu gazu pęcherzykowego) 2.Dyfuzja gazów przez błonę pęcherzykowo-kapilarną płuc 3.Przepływ krwi (Q) przez płuca (perfuzja) – zapewnia ukrwienie kapilar pęcherzykowych

Oprócz podstawowej funkcji, płuca pełnią także role pozaoddechowe: 1.Biosynteza prostacykliny (PGI2) 2.Inaktywacja prostaglandyn (PG), LT i TX 3.Udział w syntezie: fosfolipidów (np. sufaktantu), białek (kolagenu i elastyny), węglowodanów (śluzowielocukrowców) oraz antyproteaz (chronią włókna sprężyste i kolagenowe podścieliska płuc przed trawieniem) 4.Inaktywacja krążących we krwi czynników naczynioruchowych jak: -aminy biogenne (bradykinina, 5HT, ACH, NA, A i histamina) -wazopresyna 5.Zamiana Angiotensyny I w II 6.Łożysko n. włosowatych płuc to filtr dla: skrzepów, kompleksów krwinkowych czy kom nowotworowych 7.Zbiornik krwi żylnej, zawierający ok. 12% (10-20%) całkowitej objętości krwi 8.Mechanizmy obronne (obrona przed atakiem z atmosfery) 9.Udział w utrzymywaniu równowagi kw-zasad 10. Termoregulacja

ANATOMIA CZYNNOŚCIOWA Układ oddechowy: 1.drogi oddechowe 2.płuca (pęcherzyki płucne) 3.klatka piersiowa 4.część nerwowa, regulująca oddychanie; -eferentne somatyczne (m. oddechowe) i autonomiczne (m. oskrzeli) -afarenetne (czuciowe – wspomagające odruchowe oddychanie)

Przez płuca przepływa ustawicznie krew, która stanowi ok. 50% ich masy in vivo; pozostałe 50% to miąższ płucny (90% - pęcherzyki i 10% dróg oddechowych)

Ukł oddechowy rozwija się w 4-5 tyg życia, jako wyrostek brzusznej ściany przedniego odcinka jelita pierwotnego (foregut) -z niego zawiązki oskrzeli dzielące się na kolejne generacje, jednocześnie pojawia się krążenie płucne -powstają następnie płaciki (gronka) oddechowego, z którego formują się oskrzeliki oddechow -po 28 tyg powstają kolejne trzy generacje przewodów pęcherzykowych oraz związki pęcherzyków z

pneumocytami typu I i II W chwili urodzenia – płuca nie są jeszcze w pełni dorjzałe -dalsze kształtowanie oskrzelików i pęcherzyków trwa jeszcze ok 2 msc -powstaje coraz więcej pęcherzyków, nie tylko w przewodach pęcherzykowych, ale także w oskrzelikach oddechowych (razem stanowią główną strefę wymiany gazowej) Chrząstka pierścieniowata krtani – granica, od niej rozpoczyna się dolny odcinek dróg oddechowych (włącznie z tego co rozumiem) Oskrzela – dzielą się dychotomiczne na kolejne generacje coraz drobniejszych odgałęzień oskrzelowych (razem 23 generacje)

STREFY UKŁADU ODDECHOWEGO Wyróżniamy trzy strefy: 1.strefa przewodząca -złożona z drzewa oskrzelowego, łącznie z oskrzelikami końcowymi (generacje 1-16) -nie zawierają w swoich ścianach pęcherzyków 2.Strefa przejściowa -od 17 do 19 generacji -wyścielona płaski nabłonkiem, zarówno pęcherzykowym jak i nie pęcherzykowym 3.Strefa oddechowa -złożona z pęcherzyków oddechowych (20-22 generacje) i pęcherzyków PŁUCNYCH (23 generacja)

Strefa przewodząca – osobne ukrwienie odżywcze (krążenie oskrzelowe – zaczyna się aorcie zstępującej, odprowadza zaś krew przez żyły oskrzelowe, układ vena azygos oraz żyły płucne do LEWEGO przedsionka) Strefa oddechowa – oddzielne krążenie czynnościowe -pochodzące z tętnic płucnych (krew mieszaną zawiera), która się arterializuje, od 17 generacji w dół zaopatruje Wymiana gazowa zachodzi w dwóch ostatnich strefach zaopatrywanych przez oskrzeliki końcowe, które stanowią trzy generacje (17-19) -w ścianie tych oskrzelików znajdują się elementy bł śluzowej i nabłonek z brzeżkiem migawkowym, a także uwypuklenia nabłonka płaskiego (odpowiada pęcherzykom płucnym) -w trzeciej generacji, aż 90% powierzchni to pęcherzyki

Obszar płuca zaopatrywany przez oskrzelik oddechowy 1 rzędu, stanowiący zarazem 17 generację, nosi nazwę PŁACIKA GÓRNEGO lub GRONKA PŁUCNEGO (acinus) – (albo płacik/gronko pierwotne) -ma kształt piramidy skierowanej podstawą do powierzchni płuca i jest uważana za jednostkę czynnościową płuc

W obrębie płacika oskrzeliki oddechowe (19 generacja) dzielą się dychotomiczne na TRZY generacje

przewodów pęcherzykowych -ŚCIANY WYŁĄCZNIE Z PĘCHERZYKÓW ODDECHOWYCH ZBUDOWANE (to odróżnia od oskrzelików oddechowych) -23 generacja, to ślepe rozszerzenia przewodów pęcherzykowych, tzw woreczki pęcherzykowe

Przy wypełnieniu płuc powietrzem w fazie wdechu, do 90% wzrostu objętości gronka przypada na gaz pęcherzykowy, a 10% na krew

Liczba płacików pierwotnych w obu płucach wynosi ok 150 000 -każdy z nich zawiera ok 2000 pęcherzyków oddechowych -daje to łącznie ok 300mln pęcherzyków -tworzą one powierzchnie wymiany od 40-80m2, przeciętnie 70 Płuca podlegają procesom inwolucyjnym (zaczyna się już po 30 r.ż) -zwiększa się przeciętna odległość międzypęcherzykowa -zmniejsza się powierzchnia pęcherzyków płucnych o ok 3m2 z każdą dekadą Proces ten prowadzi stopniowo do zmiany geometrii płuc -zmniejsza się objętość gazu w pęcherzykach płucnych, za to WZRASTA w drogach oddechowych -prowadzi to do zwiększania objętości zalegającej płuc

Stosunek objętości powietrza w poszczególnych odcinkach dróg oddechowych do powierzchni przekroju zależy od poziomu drzewa oskrzelowego 1.Tchawica i oskrzela do 14 generacji zawierają łącznie ok 70 ml powietrza -powierzchnia ŁĄCZNEGO przekroju na poziomie 15 generacji wynosi ok 14cm2 (70/14 =5) 2.Strefa przejściowa (17-19 gen.) zawiera ok 850ml i na granicy ze streofą oddechową tworzy powierzchnie ok 280cm2 (850/280 = 3) 3.Strefa oddechowa (2 gen. Przewodów pęcherzykowych i jedna generacja pęcherzyków płucnych) zawiera ok 3000ml i tworzy łącznie powierzchne wynoszącą ok 70m2 (co daje – 700 000cm2 czyli 3000/700 000 = 0,004) Proporcje te pozwalają ostatecznie na stworzenie stosunkowo dużej pow. Wymiany, przy niewielkiej objętości płuc -przy dostawaniu się do coraz mniejszych oskrzelików powietrze wdechowe napotyka coraz mniejszy opór, przesuwają się coraz wolniej, zwłaszcza w strefie przejściowej (nie pasuje mi to) Cała długość strefy przejściowej i strefy wymiany to jakieś 5cm, ale jej łączną objętość przekracza 800ml -ruch powietrza w cyklu wdech-wydech prawie ustaje; przesunięcia cząstek gazu są raczej wynikiem ruchów dyfuzyjnych niż ruchu masowego (ten występuje w strefie przewodzącej)

BUDOWA ŚCIANY OSKRZELA

Tchawica i oskrzela płatowe czy segmentowe mają ścianę utworzoną z chrząstek (drogi chrząstkowe) -w miarę podziałów drzewa oskrzelowego, chrząstki zanikają, przyjmując postać nieregularnych płytek, a nabłonek pokrywający śluzówkę staje się płaski

Prawe oskrzele – przedłużenie (w pewnym sensie) tchawicy - odchodzi od niej bardziej stromo i nieco szersze jest (ciała obce częściej tam wpadają) 1.rozgałęzienia drugiej i trzeciej generacji (oskrzela płatowe) zaopatrują płaty płucne; mają one odrębne wiązki naczyniowe i znaczną autonomię czynnościową

2.czwarta generacja oskrzeli, czyli oskrzela SEGMENTOWE, zaopatrują segmenty płuca, które tak samo, mają pewną autonomię i udaje się je usunąć chirurgicznie (segmentectomia); jest to najmniejszy fragment płuc (segmentowo-oskrzelowy), który można usunąć bez czynnościowego upośledzania innych okolic 3.W oskrzelikach o średnicy mniejszej niż 1mm ZANIKA chrząstka (OSRZELIKI BŁONIASTE) -pojawia się za to nabłonek sześcienny, pozbawiony migawek i gruczołów podśluzowych (oskrzelowych) -równocześnie zwiększa się liczba miocytów -na poziomie oskrzelików oddechowych kom. nabłonkowe są jeszcze bardziej spłaszczone i pewnych punktach uwypuklają się w postaci pęcherzyka, a wiązki miocytów rozciągają się do samych pęcherzyków

Funkcja dróg chrząstkowych (nie biorących udziału w wymianie gazowej): -zapewnienie drożności -zatrzymanie cząstek stałych -ocieplenie i nawilżenie powietrza -pokrywa je nabłonek z kom śluzowymi (śluz zlepiający ciala obce) i jasne kom (bez migawek) mające własciowści fagocytarne – pochłaniają obce sub i toksyny Wokół tych oskrzeli znajduje się silnie rozwinięta błona mięśniowa, która występuje na poziomie WSZYSTKICH generacji drzewa oskrzelowego -szczególnie w obrębie oskrzeli błoniastych, oskrzelików końcowych i oddechowych Dzięki elementowi mięśniowemu, tworzących wyraźną błonę (Błona Reisessena), ściany oskrzeli podlegają naprzemiennym skurczom i rozkurczom -warunkuje to widoczną w czasie bronchoskopii „grę oskrzelową” -gra ta, to wynik czynników natury nerwowej, hormonalnej i humoralnej -najważniejszą rolę pełnią nn. X unerwiające drogi oddechowe i uwalniające na zakończeniach neuromediator, gł ACH, który powoduje (przez M3) nie tylko toniczne skurcze miocytów, ale także wzrost wydzielania oskrzelowego

SKURCZ OSKRZELI I JEGO KONTROLA

Wzrost aktywności nn. X który występuje przy WYDECHU warunkuje skurcz oskrzeli, a spadek w czasie wdechu – rozkurcz i spadek oporu dla przepływającego powietrza -pobudzenie nn. X może być też wynikiem odruchowego podrażnienie oskrzeli przez powietrze zanieczyszczone (np. SO2 czy dym tytoniowy) -sub te drażnią receptory w bł śluzowe i wywołują odruch WAGOWAGALNY prowadzący do skurczu oskrzeli

Pobudzenie wł współczulnych – rozkurcz oskrzeli i hamowanie wydzielania śluzu oskrzelowego -dzieje się tak przez receptory B2 w wyniku działania NA czy A

Zakończenia wł autonomicznych w płucach uwalniają także różne neuromediatory peptydowe odpowiezdialna za oddziaływanie „NANC” (nonadrenergic noncholinergic – nieadrenergiczne i niecholinergiczne); czyli utrzymujące się po blokadzie receptorów M3 i B2 -zalicza się do nich substancje P i inne kininy (PHM – peptyd histydylo-metioninowy i PHI -peptyd histydylo-izoleucynowy) -VIP (Vasoactive intestinal polypeptyde – naczynioruchowy peptyd jelitowy) -CGRP (Calcitonin gene-related peptide; peptyd pochodzący od genu kalcytoniny) „działające obkurczająco lub rozkurczająco na oskrzela” (no fajnie xD) Wpływ obkurczający na oskrzela ma także histamina, która uwalniana z mastocytów obecnych w bł śluzowej, działając parakrynnie na receptory histaminy H1 miocytów. -podobne działają mają PGF, LT(C4 i D4), TXA2 i PAF uwalniane przez Eos i neutrofile migrujące do oskrzeli

Działenie rozkurczowe – A i NA na B2 -powoduje to wzrost cAMP w miocytach -rozkurczowy wpływ ma też NO wydzielany z udziałem syntetazy NO (NOS) w zakończeniach nerwowych i nabłonku śluzówki -działa rozkurczowo na miocyty za pomocą cGMP

Chorzy na astmę oskrzelową – nadreaktynwość na histaminę czy LT, a także na poudzenia nn.X Ograniczenie skurczó można uzyskać: 1.Blokując receptory M3 (np. atropiną) 2.Pobudzać repceptory adrenergiczne B2 (np. izoproterenolem) 3.Hamując działanie histaminy blokując H1 (np. mepiraminą)

Błona śluzowa tchawicy i oskrzeli, do oskrzelików końcowych włącznie ma ok 70um grubości i zawiera liczne kom z brzeżkiem migawkowym oraz kom. kubkowe (śluzowe) -pokrywa je warstwa śluzu, stale wydzielana przez te kom i gruczoły surowiczo-śluzowe -śluz jest transportowany prze nabł. Rzęskowy poruszający się z fazą szybką w kierunku tchawicy (usuwanie zanieczyszczeń)

Cały ten złożony aparat nosi nazwę „aparatu śluzowo-migawkowego bł śluz” -bardzo wrażliwy na wpływy zewnętrzne i farmakologiczne 1.Cząsteczki >10um -> zatrzymują się w bł śluz. Nosa i gardła 2.Cząsteczki 2-10um, sedymentują dalej do drzewa oskrzelowego; stąd mogą być usuwane wraz ze śluzem dzięki ruchom migawek (częstość 1000-1500 cykli/min) usunięte na zewnątrz -transport ten ulega upośledzeniu pod wpływem wysokie pręnośći O2, CO2, SO2, dymu tytoniowego oraz pod wpływem antycholinergików (np. atropina) -skuteczność poprawia się z kolegi po stymulacji B2-adrenergicznej i ukł współczulnego Upośledzenie funkcji migawek wraz z przerostem kom śluzowych, obrzękiem bł śluz i nadmiernym wytwarzaniem śluzu prowadzi do UTRUDNIENIA ODDYCHANIA (wzrost oporu w d. oddechowych)

BUDOWA PĘCHERZYKÓW I SIŁY RETRAKCJI PŁUC Płuca wyjęte z kl piersiowej -> zapadają się w wyniku działania sił retrakcyjnych w zrębie łącznotkankowym -składa się on z wł sprężystych i kolagenowych, które tworzą przegrody między pęcherzykami, płacikami i segmentami płuc -oprócz tego siły retrakcyjne występują w samych pęcherzykach płucnych Elementy tk łączej i mięśniowej nadają tk płucnej zdolność do kurczenia się (retrakcji) -płuca z łatwością dają się rozciągać – albo przez wtłaczanie powietrza do drzewa oskrzelowego albo przez wytworzenie subatmosferycznego ciśnienia na zewnątrz płuc (czyli w opłucnej) -to z opłucną działa fizjologicznie i zapewnia utrzymanie płuc w stanie rozciągnięcia, powiększając ich objętość w czasie wdechu

Ściany między pęcherzykami – dwie warstwy nabłonka na bł podstawych, zwierających także el łącztk, naczyniowe i nerw. Pęcherzyki płucne wyściela warstwa nabłonka, złożona z trzech typów komórek: 1.Ok 90% to płaskie kom, ok 40% populacji– PNEUMOCYTY typu I -znikoma ilość cytoplazmy i skąpa liczba organelli 2.10% powierzchni, ale 60% populacji kom – Pneumocyty typu II -małe, sześcienne, wysterczają do światła pęcherzyków, więcej cytoplazmy i mają liczne organelle kom (aG dobrze rozwinięty – wydzielnicze własc) -w ich cytoplazmie występują CIAŁKA BLASZKOWATE, zawierające materiał fosfolipidowy, który po połączeniu z białkiem w aG jest uwalniany do światła pęcherzyk i tworząc CZYNNIK POWIERZCHNIOWY PĘCHERZYKÓW (sufaktant) -jest on złożony z dipalmitynolecytyny i białka nośnego, apoproteiny Pneumocyty typu II -. Mogą się przekształczać w typ I (populacja rezerwowe) Niektóre kom pęcherzykowe (typu III) – zawierają brzeżek migawkowy i mają dużo ziaren glikogen „ich rola nie jest bliżej znana” – wg Zabla „spotyka się je rzadko i są to chemoreceptory”

W przegrodach międzypęcherz – liczne kom o charakterze makrofagów -jedne z nich to makrofagi śródmiąższowe i są ważnym el. Obronnym płuc -inne to makrorafagi wędrujące do światła pęcherzyków (makrofagi pęcherzykowe) – ruchome kom żerne, które nie tylko atakują bakterie, ale także usuwają nadmiar sufaktantu Makrofagi, określane jako kom pyłochłonne, albo zostają wydalone z wydzieliną do drzewa oskrzelowego, a stąd z plwociną na zewnątrz, albo wędrują z powrotem do podścieliska pęcherzyków i najbliższych węzłów chłonnych -atakuja i unieruchamiają bakterie -zdolność ta zmniejsza się po spożyciu alkoholu, stanach hipoksji, u osób palących tytoń, w czasie głodu czy stosowania glikokortykoidów czy w niedodmie płuc co może przyczynić się do zapalanie płuc W przegrodach międzypęcherzykowych – małe otwory (pory Kohna) o średnicy ok 100um -łączą pęcherzyk iż tego samego zrazika pierwotnego, a także małe oskrzeliki z sąsiednimi pęcherzykami (pory Lamberta) -pory Kohna umożliwiają oboczną wentylacje pęcherzyków płucnych (rola w niedrożności oskrzelików końcowych czy oddechowych)

MECHANIKA ODDYCHANIA Wdech – powiększenie kl. Pierś. Na skutek skurczu m. oddech – wzrasta obj. płuc -zmiana wielkości kl piersiowej i obj. płuc wywołuje zmiany ciśnień w pęcherzykach płucnych (PA) w stosunku do ciś. Atmosferycznego (Pat) prowadzać do ruchu powietrza z otoczenia do płuc (PA spada poniżej Pat) i na odwrót przy wydechu

Opłucna – pokrywa wewnętrzną pow kl pierś i przepony (ścienna) i płuca (płucna) -szczelina między nimi tworzy jamę opłucnową, w której mamy 1-2ml płynu surowiczego -zawiera on ok 1,5% białek, elektrolity i komórki (monocyty – 55%, limf – 10%, inne – 35%) W jamie opłucnej, ciśnienie wewnątrzopłucnowe (Ppl) jest stale subatmosferyczne (ujemne) -dzieje się tak dzięki szybkiemu wchłanianiu gazów i płynu z jamy do krwi, gł przez blaszkę opłucnej ściennej -śladowa ilość płynu pozwala na wzajemne się przesuwanie między sobą blaszek -ujemne ciśnienie zaś – śicłe przyleganie płuc do ściany kl piersiowej Dzięki kohezji płynu, opłucna płucna nie może się oddzielić od ściennej, mimo stale działających w płucach sił retrakcji, skierowanych wnętrza płuc i sił sprężystości kl piersiowej, dążących do rozciągnięcia płuc blaszki można oddzielić wstrzykując do środka powietrze, co wywołuje odmę opłucnową (pneumothroax) lub płyn (hydrothorax) -zanika wówczas ujemne ciś wewnątrzopłucnowę, a płuco się zapada

W spoczynku – młody człowiek oddycha z częstością 10-16 razy na minutę, wymieniając 500ml

powietrza, co daje 5-8l/min -powietrze to miesza się z zalegającym w płucach i dyfunduje do kapilar, CO2 idzie na odwrót -w ciągu minuty organizm pobiera w ten sposób ok 250ml O2 i wydala 200ml CO2

Wdech

1.wymiar pionowy (kl piersiowej i płuc) wzrasta na skutek skurcz i obniżenia przepony 2.wymiar przednio-tylny zaś, na skutek przesunięciu górnych 6 żeber i mostka do przodu i ku górze 3.Wymiar poprzeczny – skręt i uniesienie do boku łuków żebrowych i żeber 6-10 (skurcz m. międzyżebrowych zewnętrznych i przepony przytwierdzonej do dolnych żeber) Tory oddychania: 1.Przeponowy/brzuszny – gł ruchy przepony -przeważa u mężczyzn, zwłaszcza pracowników fizycznych, pływaków, wspinaczy i śpiewaków 2.Tor górnożebrowy/piersiowy – gł skurcze m. międzyżebrowe zewnętrzne -prowadzi do bardziej równomiernego rozwiniecia płuc (a nie gł przypodstawnych, jak w przeponowym) i występuje gł u kobiet (zwłaszcza w późnej ciąży) i u osób otyłych

PRZEPONA - płaski mięsnie, z dwoma kopułami wpuklającymi się do kl piersiowej i połączone środkiem ścięgnistym -przyczepia się do kręgów lędźwiowych i sześciu dolnych żeber, oraz do wyrostka mieczykowatego mostka -unerwiony przez nerw przeponowy (C3-C5) -na jej położenie wpływa działanie siły ciężkości, podobnie jak zmiana kształtu klatki zależy od położenia ciała Jej ruchy mają podstawowe znaczenie w uśpieniu ogólnym (przeważa tam brzuszny tor oddychania) -zakres ruchów przepony waha się od 1,5 do 10 cm (spokojne oddychanie to 1,5cm) -przy mieszanym torze oddychania, zapewniają ok 70% zmiany obj. oddech płuc, a żeber – pozostałe 30%

Zdolność wentylacyjna po jednostronnym unieruchomieniu przepony (np. porazenie nerwu jednostronne) zmniejsza się o 20% Występują wtedy RUCHY PARADOKSLANE odnerwionej przepony tj – obniżenie podczas wydechu i uniesieniu podczas wdechu Gdy obustronne odnerwienie – znaczne upośledzenie wentylacji -tylko ruchy żeber wentylują, zostają uruchomione dodatkowe mięsnie oddechowe -podobny stan występuje w daleko posuniętej rozedmie płuc (emphysema pulmonum), kiedy przepona jest stale w niskiej pozycji utrzymywana i jej skurcz nieznacznie tylko zwiększa obj klatki

RUCHY ŻEBER I M. ODDECHOWE Wdech – m. międzyżebrowe zewnętrzne grają gł rolę

1.Wdechowe przesuniecia I i II żebra – zwiększają jedynie rozmiar przednio-tylny 2.Żeber III-VI zaś -zarówno przednio-tylny jak i poprzeczny 3.VII-X – wyłącznie rozmiar poprzeczny Ruchy każdego z żeber odbywają się wokół osi przebiegającej przez stawy główkowotrzonowy i guzkowo-poprzeczny (czyli po prostu w stawach xD) Kierunek ruchu żeber jest poprzeczny do osi obrotu (zawsze) -zwiększa się też wymiar przednio-tylny z powodu skurczu m. międzyżebrowych, unerwionych przez n. międzyżebrowe (Th1-Th12, 12 par) -przy głębszym wdechu czynne są także mięśnie pochyłe i MOS -w dolnych żebrach kąt między osiami jest ostry, żebra są wygięte i przebiegają bardziej skośnie, stąd unoszą się na boki bardziej (zwiększenie wymiaru poprzecznego) Dodatkowe zwiększenie obj kl piersiowej – np. w czasie wysiłku za pomocą DODATKOWYCH M. ODDECHOWYCH -MOS, piersiowy mniejszy, najszerszy grzebietu i inne -uaktywniaja się gdy obj wdychanego powietrza przekracza 500ml Maksymalny skurcz wszystkich m wdechowych – może obniżyć ciś wew klaty nawet do 100 mmHg poniżej 1atm Siła skurczu m. wdechowych (Fa) musi pokonać: 1.Przeciwnie skierowane siły retrakcji płuc i klaty (elastancja) (Fe) 2.Opory tarcia płuc i ściany klaty (Ffr) 3.Bezwładności (inercji) struktur klaty i płuc, oraz zawartego w nich powietrza (Fi) Więc wdech jest możliwy tylko gdy Fa>Fe+Ffr+Fi

Wydech – zasadniczo bierny -ustanie aktywności m. wdechowych i działanie na kl siły ciężkości -bierne zapadanie się rozciągniętego zrębu łącztk. Płuc i siły napięcia powierzchniowego pęcherzyków w drugiej fazie wydechu (końcowej) czynne są mięnie mż. Wewnętrzne i skośne (przebiegają ku dołowi i tyłowi); stąd jest on czynny Nasilone, czynne wydechy – podczas mówienia, śpiewu lub gry na instrumentach dętych Mięsnie wydechowe to: -mięsień czworoboczny lędźwi -mięsień biodrowo-żebrowy -mięsień zębaty dolny i w tym mięsnie tłoczni brzusznej: -m zewnętrzny skosny -m prosty brzucha -m zewnętrzny skośn -m poprzeczny brzucha:

Skurcz tych m. zmniejszają poprzeczny wymiar klaty (obniżenie dolnych żeber) i pionowy (przesunięcie przepony ku górze – wzrost ciś sródbrzusznego) -przy natężonym skurczu może wzrostność nawet do 100mmHg powyżej 1at -towarzyszy temu wzrost ciś w pęcherzykach płucnych Dodatkowe m wydechowe (zwłaszcza tłoczni brzusznej) czynne są podczas kaszlu, kichania, wymiotów oraz parcia na pęcherz, macicę czy kiszkę stolcową (odbytnica)

ZMIANY CIŚNIENIA PODCZAS CYKLU ODDECHOWEGO Jest to wynik zachodzących cyklicznie zmian wielkości klaty i objętości płuc -podczas wdechu zwiększa się ujemne ciś wenątrzopłucnowe, stanowi ono główną siłę rozciągającą płuca -wydech to naturalna tendencja do retrakcji raczej Pod koniec spokojnego wydechu – równowaga między działającym odśrodkowo elementami sprężystymi kl piersiowej i spoczynkowym napięciu m. wdechowych a przeciwnie skierowanymi siłami retrakcji płuc

Istnienie sił retrakcji płuc i równoważącego je ujemnego ciśnienia wewnątrzopłucnowego – przekonujemy się tworząc odmę co powoduje zapadnięcie płuca i rozciągnięcie klaty Dowodzi to, ze zrąb tk płucnej, nawet pod koniec wdechu jest rozciągnięty, a siłę odpowiedzialną za to rozciągnie płuc stanowi CIŚNIENIE TRANSPULMONALNE, czyli różnica miedzy ciśnieniem w pęcherzykach płucnych (PA) a ujemnym ciśnieniem w jamie opłucnowej (Ppl) U płodu płuca są zapadnięte – pokonanie sił retrakcji przy pierwszym wdechu, kiedy skurcz m. wdechowych obniza ciś wewnątrzOPŁUCNOWE do ok -60mmHg, co warunkuje ich pierwsze wypełnienie powietrzem (dalsze oddychanie nie wymaga tak silnych skurczów już) -przy pierwszym wdechu powiększa się rozmiar klaty -w późniejszym okresie rozwój klaty postępuje szybciej niż samych płuc -jako, że płuca ściśle przylegają do klaty podążają za nią Wzrost klaty jest szybszy niż płuc, stąd powstaje subatmosferyczne ciś w jamie opłucnowej (Ppl) -utrzymuje się ono jako ujemne przez całe życie, przy wdechu i wydechu (wyjątek – natężony wydech, wtedy staje się dodatnie)

Ciśnienie transpulmonalne (PTP) stale równoważy retrakcje płuc i wynosi pod koniec spokojnego wydechu ok 5cmH2O -zmienia się w czasie cyklu -bezpośrednik czynnik rozciągający w fazie wdechowej

Różnica między ciś at (Pat) i wewnątrzopłucnowym – ciśnienie transtorakalne (PTC) -wynosi ono także pod koniec spokojnego wydechu ok 5cmH2O -stanowi siłę skierowaną dośrodkowo, pociągającą ściany klatki piersiowej Na wielkość ciśnienia Ppl wpływa też siła ciężkości -ciężar płuc i klaty w pionowej pozycji pociąga żebra ku dołowi, zmniejszając objętość i rozciągniecie dolnych partii płuc -stąd właśnie w dolnych partiach siły retrakcji są zawsze mniejsze niż w górnych, a ciśnienie wewnątrzopłucnowe jest mniej ujemne u podstawy płuc niż w partiach przyszczytowych Uśredniona wartość ciś Ppl – pomiar ciś w dolnej części przełyku; bezpośredni gradient w opłucnej – trzeba do środka zgłębnik i bezpośrednio je zmierzyć A więc w górnej części – ok -10cmH2O (-0,98kPa) a w dolnej -2,5cmH2O (-0,25kPa) Podczas wdechu, przyrost objętości płuc w dolnych partiach jest większy niż w górnych

Wobec ujemnego ciś Ppl – powinien gromadzić się płyn lub gaz Płyn się jednak nie gromadzi tutaj na skutek działania wypadkowych filtracji i reabsorpcji (Starlinga) 1.kapilary opłucnej ściennej (krążenie układowo-oskrzelowo) nasilona fitracja 2.W kapilarach opucnej płucnej (krążenie płucne) – ułatwia reabsorbcje płynu Zwrotne wchłanianie płynu – gł przez opłucną ścienną, pod ciśnieniem ok 9cm H2O, w znacznym stopniu przez szerokie otworki w naczyniach limfatycznych

Siły filtracji opłucnej ściennej (cm H2O) Pc = 27 Pop = 7 Ppl =-(-5) Całkowite: +39 Siła reabsorbcji opłucnej ściennej: 30 Wypadkowa sił filtracji i reabsorbcji w opłucnej ściennej = +9 Siła filtracji opłucnej płucnej Pc = 8 Pop = 7 Ppl = -(-5) Całkowite:+20 Siła reabsorbcji opłucnej płucnej: 30cm H2O Wypadkowa sił filtracji i reabsorbcji w opłucnej płucnej: +10

Pc – ciśnienie hydrostatyczne w kapilarach Pop -ciśnienie onkotyczne płynu w jamie opłucnowej Ppl – ciśnienie wewnątrzopłucnowe

Pod koniec normalnego wydechu ciś w płucach = 1 atm -ciś Ppl utrzymuje się wtedy na poziomie ok -5cm H2O poniżej 1atm Spokojny wdech: -powoduje dalszą obniżkę (do -8cmH2O na szczycie wdechu) -wzmaga to ciśnienie transpulmomalne, warunkując rozciąganie płuc i spadek ciśnienia wewnątrz pęcherzyków płucnych (do ok -1cmH2O na szczycie wdechu) -jest to wartość ciśnienia napędowego

Przepływ powietrza w drogach oddechowych jest PROPORCJONALNY do ciś napędowego i ODWROTNIE PROPORCJONALNY do do oporu dróg oddechowych Opór zaś jest wprost proporcjonalny do długości dróg oddechowych i odwrotnie proporcjonalny do czwartej potęgi ich promienia (Poiseuille’a) -o oporze dróg oddechowych decyduje w sumie ich średnica bardziej, bo długość jest stała W prawidłowych warunkach – opór jest znikomy i zmniejsza się w miarę rozgałęzień drzewa oskrzelowego -w tych warunkach nawet niewielkie ciś napędowe zapewnia odpowiedni przepływ powietrza -przy 1cmH2O ciś napędowego, wentylowane jest ok 400-500 ml (TV – tidal volume) Natężone oddychanie – wymaga uruchomienia dodatkowy m. oddechowych -podczas głębokiego wdechu ciś Ppl spada znacznie poniżej -8cmH2O

Doświadczenie Mullera -Natężony wdech, wykonany przy zamkniętej głośni może spowodować obniżenie ciś nawet do -100cm (Ppl) -Równolegle zmniejsza się ciś. PA (wewnątrzpęcherzykowe) Próba Valsalvy Przy natężonym wydechu, ciś Ppl zbliża się do wartości zerowej, a przy zamkniętej głośni, może wzrosnąć nawet do +100cmH2O -jest to jedyny przypadek u zdrowego człowieka, kiedy ciś Ppl jest wyższe od atmosferycznego -podczas forsowanego wydechu wzrasta PA i następuje gwałtowane wyrzucenie pow na zewnątrz

Podczas natężonego wydechu – dynamiczne zwężenie oskrzeli, co warunkuje ograniczenie maksymalnego przepływu powietrza przy określonej obj płuc (poniżej 80%VC) -szczególnie łatwo zwężeniu ulegają oskrzeliki w dolnych partiach płuc, ponieważ ciś Ppl jest tam mniejsze niż w szczytach płuc.

Więc, w warunkach natężonego wydechu, pomimo dużego ciś napędowego, wypływ powietrza podlega ograniczeni i osiąga szczytową wartość na początku wydechu Zmiana ciś w klacie w czasie cyklu – wpływa także na ciś w dużych żyłach i prawej stronie serca (wpływ na powrót żylny) -podczas głębokiego wdechu, ciś w klatce się obniża., duże żyły, prawy przedsionek i prawa komora podlegają rozciągnięciu – CIŚ SPADA I UŁATWIA POWRÓT DO SERCA

Prawidłowy opór dla przepływu powietrza w drgoach oddechowych to 0,35kPa/l*s -w astmie etc jest większy i przez to przepływ powietrza do płuc, A ZWŁASZCZA ODPŁYW jest bardzo utrudniony

OPORY SPRĘŻYSTE I NIESPRZĘŻYSTE PŁUC

Płuca -> stała tendencja do zapadania się pod wpływem sił retrakcji Do sił retrakcji zaliczamy -siły napięcia powierzchniowego pęcherzyków -ciśnienie skoku sprężystego zrębu łącznotkankowego

NAPIĘCIE POWIERZCHNIOWE – siła, która jest pokonywana w czasie każdego wdechu -można je wyeliminować napełniając płuco płynem (wtedy opór to tylko opór sprężysty tk płucnej Przy małej objętości płuc -> opór sprężysty tk płucnej jest niewielki, ale wyraźnie wzrasta w miarę rozciągania płuc Wg Prawa laplace’a - w efekcie działania siły nap. pow. Powstaje w pęcherzyku ciśnienie, które jest tym większe , im mniejszy jest promień pęcherzyka P=2T/R gdzie: P- ciś wewpęcherzykowe (dyn/cm2) T – napięcie powierzchniowe (dyn/cm) R – promień pęcherzyka płucnego Dyn Jest to siła nadająca ciału o masie 1 grama przyspieszenie równe 1 cm/s².; czyli ok 10-5 N

Pęcherzyki płucne – zróżnicowane pod względem wielkości -spośród ok 300mln, większość ma średnice ok 300um -ale istnieją mniejsze i większe (zakres od 100 do 400um) Warto tutaj przypomnieć, że pęchrzyki płucne komunikują się miedzy sobą za pośrednictwem oskrzelików, kanałów Kohna i Lamberta (oskrzelikowo-pęcherzykowych)

Zgodnei z prawem Laplace’a – siły retrakcji wzrastałyby w miarę zmniejszania się płuc (mniejszy promień pęcherzyków) uniemożliwiając oddychanie (rozwijająca się niedodma) – ale nie dzieje się tak w zdrowym płucu, bo hamuje się te tendencję do retrakcji

Zasadnicze znaczenie w zapobieganiu zapadania się małych pęcherzyków -> czynnik powierzchniowy (SURFAKTANT) Tworzy on monomolekularną warstwę fosfolipidów (dwupalmityno-lecytyny lub dwpalmitynofosfatydylo-choliny) na pow warstwy płynu zwilżającego pęcherzyki płucne Surfaktant -> wytw w ciałach blaszkowatych pneumocytów II -tworzy tzw mielinę tubularną, złożona z rurkowato ułożonych kompleksów białkowo-fosfolipidów -komponenty białkowe (SP, surfactant protein) typu A,B,C,D są glikoproteinami (b złożone) -regulują rolę pnemo II w zakresie zwrotnego wychwytu i degradacji oraz resyntezy i recyrkulacji surfaktantu -okres półtrwania trwa zaledwie 14h -jego syntezę pobudzają nerwy – nn. X przez ACH (receptor M), współczulne przez NA i receptory B (autonomiczna regulacja) -także przez hormony (glikokortykoidy i T3/T4) -wytwarzanie surfaktantu zaczyna się między 28 a 32 tyg życia płodowego Fosfolipidy są połączone z białkami i tworzą w pęcherzykach finalnie warstwę o grubości 5-6um Surfaktant – jak detergent się zachowuje; ma dwie warstwy: 1)Hydrofobowa, złożona z łańuchów reszt kw palmitynowych, zwrócona do światła (gazu) 2)hydrofilna, z fosfatydylocholiny, skierowanego do zwilżającego nabłonek płynu Dzięki niemu, napięcie pow. Pęcherzyków spada 20-30 krotnie i wynosi 2-5dyn/cm -zmniejsza się więc i siła retrakcji i ciś wewpęcherzykowe (z 41 do 5 mmHg) Obniża się też ssace działanie napięcia pow (ok 20 mmHg) – zapobiega to przesączanie się płynu z kapilar do pęcherzyków -zwiększa się podatność płuc na rozciąganie i zarazem zmniejsza wysiłek mięśni oddechowych e Grubość warstwy surfaktantu – zmienia się w cyklu oddechowym i jest odwrotnie proporcjonalne do średnicy pęcherzyka (im mniejszy, tym więcej surfaktantu) Pozwala to więc na współistnienie pęcherzyków o zróżnicowanej średnicy i zapobiega wytwarzania gradientu ciśnień pomiędzy komunikującymi się ze sobą pęcherzykami (o różnych średnicach)

OPÓR SPRĘŻYSTY ZRĘBU ŁĄCZNOTKANKOWEGO PŁUC

-wł sprężyste, kolagenowe, wł m, gładkich, n krwionośnych, limfatycznych i wł nerwowych które tworzą razem sieć w jamie kl piersiowej

-stale rozciągana przez odśrodkowo działające ciśnienie transpulmonalne -gdy spada ciś transpulmonalne (forsowny wydech np.), zwężają się drogi i zmniejsza średnica pęcherzyków; następuje zapadanie się oskrzelików (uwięzienie pow w pęcherzykach) – ogranicza to obj wydychanego powietrza

30% oporów sprężystych -ze zrębu, 70% - z napięcia powierzchniowego Zależność między obj płuc a ciśnieniem rozciągającym (transpulmonalnym) – funkcja typowa dla tworów sprężystych, zachowuje się zgodnie z prawem Hooke’a -ciś transpulmonalne mierzymy na spirometrze wydychając po kolei porcje powietrza. U wcześniaków przed 28tyg, bez surfaktantu – zespół niewydolności oddechowej niemowląt (IRDS) -terapia g-kortykoidowa prenatalna (przyśpiesza dojrewanie Pneucyt. II) lub podanie surfaktantu po urodzeniu U dorosłych – wytw. Surfaktantu może ulec upośledzeniu w wyniku dłuższego oddychania czystym tlenem, po zadziałaniu gazów bojowych (Chlor, fosgen), pod wpływem promieniowania jonizującego czy w stanach zamknięcia oskrzela, zatoru t. płucnej czy operacji na otwartym sercu

PODATNOSĆ PŁUC I KL PIERSIOWEJ do określania sprężystości czy elastyczności płuc używamy dwóch terminów: 1.Podatność (Compliance, C) C=DeltaV/DeltaP (przyrost objętości płuc do wzrostu ciśnienia rozciągającego płuca tj transpulmonalnego) 2.Elastancja (E) – odwrotność podatności E=DeltaP/DeltaV

Struktury o wysokie elastancji (sztywności) – mała podatność na rozciąganie i odwrotnie Podatność płuc wynosi średnio 0,24l/cm H2O (0,08-0,33l/cm H2O) -mierząc zmiany objętości płuc i ciś wewprzełykowego w dolnej części (odpowiada ono ciś wewnątrzopłucnowemu) można oznaczyć podatność płuc

Wyróżniamy podatność dynamiczną i statyczną Aby oznaczyć podatność dynamiczną, musimy wykonywać pomiary (obj płuc, ciś wew przełyk) podczas cyklu oddechowego

Statyczną – to samo, ale mierzmy kolejne obj powietrza wdychanego i odpowiadajcie im ciś Ppl po zatrzymaniu wdechu

Podatność całkowitą ukł oddech (łącznie płuc i klaty) można oznaczyć tylko przy całkowitym zwiotczeniu m. oddechowych -tak się dzieje przy znieczuleniu ogólnym czy przy odruchu Heringa-Breuera Odruch H-B polega klastycznie na zahamowaniu aktywności m. wdech w odp na rozciągnięcie płuc -w modyfikacji klinicznej, w odp na krótkotrwałe (do 0,5s) zamknięcie dróg oddechowych -występuje u noworodków i u niemowląt, a po 1rż. Stopniowo zanika; ale może być przez to wykorzystywany do pomiaru podatności całkowitej ukł oddech u niemowląt Mierzy się wtedy stosunek zmiany płuc, co ciś pęcherzykowego oznaczanego na poziomie ust, tuż po zamknięciu dróg oddechowych Podatność płuc wyliczamy ze stosunku zmian obj płuc do ciś transpulmonalnego -podatność klaty zaś, ze zmiany obj płuc względem różnicy ciśnienia transtorakalnego Całkowita podatność układu oddechowego wynosi u zdrowego człowieka 0,1l/cmH2O Liczymy to ze wzoru ogółem: 1/podatność całkowita=1/podatność płuc+1/podatność klaty albo po prostu Ers=El+ETh Podatność płuc zmniejsza się: -z wiekiem -przy zmianie pozycji ciała (z pionowej na poziomą) -podczas płytkiego i szybkiego oddychania -u osób nieprzytomnych -w stanie znieczulenia ogólnego -przy ograniczeniu ruchów kl piersiowej Znaczne zmniejszenie podatności mamy w chorobach jak: -zwłóknienie płuc -niedodma -obrzęk -nacieki zapalne/nowotworowe Zwiększona podatność – rozedma (zanik elementów sprężystych tk łącznej płuc) -objętość powietrza w czasie wydechu zostaje zatrzymana częściowo w płucach i zmniejsza się skłonność płuc do retrakcji

OPÓR DRÓG ODDECHOWYCH (Raw)

Powstaje przy przemieszczaniu się powietrza, jest wprost proporcjonalny do do różnicy ciśnień na obu ich końcach, a odwrotnie do przepływu powietrza (W – objętość powietrza przepływającego w jednostce czasu przez drogi oddechowe), zgodnie ze wzorem: R=P/W Opór jednostkowy dróg oddechowych wyrażany jest jako stosunek ciśnienia (cmH2O) koniecznego do przesunięcia 1l powietrza w ciągu 1s (cmH2O/l/s) Opór dla przepływu gazu w czasie spokojnego oddychania jest wprost proporcjonalny do gęstości gazu (n) i długości dróg oddechowych (L) a odwrotnie proporcjonalny do czwartej potęgi promienia tych dróg (r4) Więc podstawiają do Poisuelle’a uwzględniając czynniki określające przepływ warstwowy przez proste, nierozgałęzione rury wyrażamy wzorem: R=nL/r4*8/pi Największe więc znaczenie dla oporu przepływowego ma PROMIEŃ RURY (długość dróg czy zmiany gęstości gazów oddechowych nie mają znaczenia większego) Kolejne generacje oskrzelu -> większa pow. Całkowita przekroju drzewa; stąd na poziomie kolejnych generacji obniża się ciśnienie napędowe, niezbędne do pokonania oporu przepływu pow, zgodnie z równaniem P=W*R Drzewo tchawiczo oskrzelowe ma właściwości które zmniejszają ciśnienie napędowe (konieczne do przesuwania powietrza) 1.każde oskrzele po podziale ma tylko nieznacznie mniejszą średnice niż przed nim 2.Oskrzela skracają się w miarę podziału 3.Z każdym podziałem oskrzeli przepływ zmniejsza się o połowę

W tchawicy i oskrzelach głównych, przepływ powietrza jest najszybszy i przez to zwykle burzliwy (turbulentny) -nieregularny ruch, nakładający się na ogólny ruch postępujący, -nasila się, gdy wzrasta częstość/głębokość oddechów -występuje w miejscu podziału tchawicy i oskrzeli, oraz przy nierównownościach ich ściany, spowodowanych np. nagromadzeniem śluzu/ciał obcych/zgrubień zapalnych bł śluzowych/guzów

Ruch burzliwy wymaga większego ciś napędowego niż laminarny (warstwowy już jest w małych oskrzelikach, dlatego ogólnie przepływ drzewa przez drzewo oskrzelowe jest pośredni) Przepływ burzliwy – inne właściwości niż warstwowy -siła napędowa jest proporcjonalna do kwadratu objętości przepyłwającego powietrza (V2)

Siłę napędową przepływu pośredniego pomiędzy burzliwym a warstwowym można wyrazić wzorem: detla P=K1V+K2V2 gdzie K1/K2 – zastępuj opór przepływowy (R), aby podkreślić, ze nie podlegają ściśle równowaniu Pousuella’a i że w przepływie burzliwym, większe znaczenia ma gęstość, niż lepkość gazu Gazy o gęstości niższej niż powietrze (np. hel) obniżają opór w drogach oddechowy podczas przepływu burzliwego, zaś sześciofluorek siarki wzmaga go Gęstość gazu – uwarunkowana także ciśnieniem barometrycznym (stąd np. u nurków z podwyższonym takim ciśnieniem obserwuje się zwiększony opór w drogach oddechowych z powodu zwiększonej gęstości gazu) -odwrotne zjawisko na wysokościach (powietrze rozrzedzone, opór w drogach oddechowych obniżony) Co ważne – całkowity opór w drogach oddechowych, pochodzi w 85% z przepływu przez górne drogi oddechowe (tj także tchawica i 4-10 pierwszych generacji drzewa oskrzelowe) -pozostałe generacje to zaledwie 15% oporu Opór całkowity d. oddech wynosi ok 3,5cm H2O/l/s -większość przypada na odcinek między jamą nosową a krtanią -dlatego opór większy jak oddychamy przez nos a nie usta (50% oporu to ruch burzliwy powietrza w jamie nosowej i gardłowej); -przy oddychaniu przez usta, opór od jamy ustnej do tchawicy to 50% oporu

Gdy zwiększamy wentylacje minutową (np. wysiłek fizyczny) rośnie opór dróg oddechowych (nawet o 60%) -dlatetego chętniej oddycham ustami (mniejszy opór) -stwarza to jednak problemy Gdy oddychamy w środowisku zimnym i suchym (brak klimatyzacji) – błona śluzowa tchawicy jest narażona na działanie jego, co powoduje: -upośledzenia pracy aparatu migawkowego -gromadzenie i wysychanie śluzu -drażnienie zakończeń nerwowych A w efekcie zwiększona podatność na zakażenia/zapalenie dróg oddechowych Podobnie jest u chorych z tracheostomią

Opory w drogach oddechowych są nieodczuwalne, dopóki nie wzrostną 3-4 krotnie ponad wartość prawidłową (chodzi o dolne drogi?) -wtedy chorzy zaczynają odczuwać duszność (dyspnoe) i trudności w oddychaniu w postaci ucisku i usztywnienia klatki piersiowej W czasie wdechu -> rozszerzenie się dróg oddechowych w wyniku: 1.Rozciąganie oskrzeli przez zrąb łącznotk. Płuc

2.obniżenie ciśnienia wewnątrzopłucnowego i wzrostu ciś transoskrzelowego 3.Aktywnośgo rozszerzania oskrzelu przez m. gładkie (zmniejszenie aktywności nn. X)

Podczas normalnego cyklu oddechowego -> praca tylko podczas wdechu; potencjalna energia która się wtedy gromadzi wystarczy do wydechu (przy natężonym to też proces wydechowy) Praca oddychania = delta Ppl*delta V (zmiana ciśnienia rozciągającego klatę w wynisku skurcz m. wdechowych i zmiana obj płuc) Pracę oddychania trzeba rozważać w trzech aspektach: 1.Całkowitej pracy mechanicznej wykonanej w czasie oddychania 2.Stosunku pomiędzy wielkością pracy wykonanej a porcją całkowitej wentylacji, która bierze udział w faktycznie wymianie gazowej (wentylacja pęcherzykowa) 3.ilości tlenu jakie zużywają m. oddechowe podczas pracy Całkowitą wielkość pracy potrzebna do wykonania wdechu/wydechu – można w przybliżeniu określi na podstawie ciś transtorakalnych i odpowiadających im zmian obj płuc

Ciś transtorakalne – zależne jest od ciśnienia koniecznego do przezwyciężenia oporów sprężystych i niesprężystych płuc i klaty -ciężko zmierzyć pracę mięśni oddechowych które są motorem zmian objętości płuc i klaty -chyba, ze np. miesnie będą zupełnie porażone (np. znieczulenie ogolne) i sprawdzamy respiratorem Z tych pomiarów wynika, że przy częstości oddechów ok 10-15/min całkowita praca oddechowa, czyli praca „pompy oddechowej” wynosi ok 0,3-0,7 kGm/min (3-7J/min) -koszt tlenowy waha się od 0,3 do 1,9ml O2 na 1l wentylacji i wynosi ok 1,5% całkowitego zapotrzebowania na tlen w spoczynku -wydajność energetyczna, czyli stosunek pracy mechanicznej do kosztu tlenowego to ok 5-10% W stanach zwężenia oskrzeli, praca oddechowa może osiągać do 250kGm/min(2,5 kJ/min) i pochłania aż 20% całkowitego zapotrzebowania na tlen Podczas spokojnego oddychania: -70% pracy wdechowej zostaje zużyte na pokonanie oporów sprężystych płuc -30% na pokonanie oporów niesprężystych (70% to te z dróg oddechowych, a 30% to opory biernego ruchów klaty i płuc podczas wentylacji)

CZYNNOŚĆ GÓRNYCH DRÓG ODDECHOWYCH Nos/tchawica/oskrzela – rola w ogrzewaniu, nawilżaniu i oczyszczaniu powietrza Cząsteczki poniżej 10um średnicy – zatrzymane już w jamie nosowej przez włoski -mniejsze są już wytrącane w śluzie pokrywającym błonę jamy nosowej (ułatwione przez burzliwy przepływ to wytrącanie się) -cząsteczki ze śluzu są przesuwane ruchem migawek w kierunku przełyku gdzie

a)zostają połknięte ze śliną b)wykrztuszone z plwociną Cząstki 2-10um przesiew mają gł w oskrzelach i oskrzelikach -przyklejają się do śluzu, gdzie znowu z migawkami wracają do jamy gardłowej Począwszy od oskrzelików końcowych, nabłonek dróg oddechowych wykazuje obecność migawek, które pracują rytmicznie, przesuwając ustawicznie warstwę śluzu z przyklejonymi doń obcymi cząstkami z prędkością ok 1cm/min -taka komórka ma ok 200 migawek, kazda 6um długa -w środku akson (układ mikrokanalików) oraz dyneina (białko kurczliwe); pod wpływem ATP działa

Migawki są bardzo wrażliwe na czynniki szkodliwe – zwłaszcza dym tytoniowy, wysuszenie błony śluz i różne substancje -ustanie ruchu migawkowego powodują aerozole z toksycznymi ciałami, które mogą prowadzić do zmian zapalanych oskrzeli Cząsteczki 0,5-2um (np. dym tytoniowy) -z łatwością docierają do samych pęcherzyków -usuwane są stamtąd podczas wydechu, albo zaadsorbowane na warstwie pokrywającego pęcherzyki płynu, pochłonięte (np. bakterie) przez makrofagi płucne i przetransportowane limfą do węzłów chłonnych

Właściwa bariera powietrze-krew o grubości 0,5-1um stanowią trzy pokłady – błona płaskich pneumocytów, błona podstawna pęcherzyków i kapilar, oraz warstwa kom śródbłonka Limfocyty obecne w tk płucnej -> uwalniają Ig chroniące przed bakteriami -w stanach zapalanych, mobilizacja makrofagów, neutrofilów i mastocytów prowadzi do uwalniania enzymów proteolitycznych (np. kolagenaza/elastaza) które rozkładają wł sprężyste podścieliska płuc -powoduje to zanik tk płucnej i rozedmę płuc -zdrowe płuca wydzielają inhbitor, a-trypsynę, zapobiegająca działniu tych enzymów śluz wyściełający drogi oddechowe jest wytwarzany w ilości ok 100ml/d -jest to wydzielina kom kubkowych bł śluz oraz gruczołów podśluzowych -kom śluzowe są unerwione przez nn. X stymulujący wydzielanie śluzu (ACH i receptory M3) a także przez włókna współczulne (NA, receptory B) -wydzialnie śluzu wzmaga też lokalne czynniki drażniące i bodźce chemiczne, czy mechaniczne

KASZEL Receptory kaszlu, wrażliwe na czynniki mechaniczne (tchawica) i chemiczne (mniejsze drogi oddechowe) – przez nn.X do opuszki – pobudzony ośrodek kaszlu. Prowadzi to kolejno do:

1.Glębokiego wdechu 2.Zamknięcie głośni i skurczu m. wydechowych, zwłaszcza tłoczni brzusznej i mięśni mż. Wewnętrznych (gwałtowny wzrost ciś pęcherzykowego, czasami ponad 100mm Hg) 3.Nagłe otwarcie głośni z wybuchowym wyrzucaniem powietrza z oskrzeli (pod dużym ciśnieniem i dużą prędkością) -usuwa to cząstki i śluz z dróg oddechowych

KICHANIE

-usunięcie obcych, drażniących ciał z górnych dróg oddechowych (zwłaszcza jama noswa): 1.Podrażeninie przez nn.V pobudza ośrodek kichania w opuszcę 2.Wdech 3.Skurcz m. WYDECHOWYCH i wzrostu ciś w drogach oddechowych 4.Języczek obniza się i powietrza z cząstkami śluzu zostaje wyrzucone na zewnątrz (gł przez jamę nosową)

KRTAŃ Mówienie wymaga współdziałania: 1.Ośrodka ruchowego mowy w korze mózgowej 2.Ośrodka oddychania w pniu mózgowym 3.Stuktur związanych z artykulacją i rezonansem Na mowę składają się dwie czynności mechaniczne podlegające kontroli korowej 1.Wydawanie dźwięków przez krtań 2.Artykulacja dźwięków (układnie ich w wyrazy) w jamie ustne Krtań ma „specjalne urządzenie wibracyjne” czyli fałdy głosowe -stanowią uwypuklenia więzadła głosowego, które biegnie w wargach głosowych bł śluz krtani, które ograniczają szparę głośni Napięcie fałdów jest regulowane przez mięsnie wewnętrzne krtani:

1.Mięsień pierścienno-nalewkowy tylny -pociąga wyrostek mięśniowy ch. Nalewkowatej do tyłu -rozciąga więc fałdy głosowe i poszerza szparę głośni 2.M. nalewkowy poprzeczny -przyciąga ch. Nalewkowe do siebie, zlbiża je ku środkowi -umożliwia wprawianie warg głosowych w drganie przez powietrze wydechowe 3.M. pierścienno-nalewkowy boczny -pociąga chrząstki nalewkowe ku przodowi i do boku, umożliwiając prawidłowych wydech 4.M tarczowo-nalewkowy -dobrze unerwione włokna -kontrolują drobnmi skurkczami kształt warg głosowych w czasie różnych typów fonacji Drgania fałdów głosowych odbywają się w płaszczyźnie poziomej, zamykając i otwierając na przemian szparę głośni -czynnikiem wyzywalającym drgania fałdów głosowych jest WYDYCHANE POWIETRZE -spręża się pod zamkniętymi wargami do ciśnienia ok 10cm H2O (ciche mówienie) i 20cm (głośny spiew) -między drgającymi fałdami przeciska się pod ciśnieniem powietrze w niewielkich, szybko po sobie postępujących porcjach

O wysokości tonu decyduje częstotliwość drgań fałdów głosowych. Ta z kolei zależy od: 1)Długości 2)napięcia 3)grubości warg głosowych Krtań kobieca i dziecięca ma krótsze fałdy głosowe (wytwarza więc WYŻSZE tony niż męska) Zmiany napięcia i długości więzadeł są wynikiem skurczu m. wewnętrznych krtani, częśtiwo też m przytwierdzonych do zewnętrznej pow. Krtani 1)Pociąganie krtanu ku górze, rozciąga wargi głosowe -pozwala to na wydawanie wysokich tonów (sopran – kobiety, tenor – mężczyźni) 2)Obniżanie rozluźnia więzadła i wydawane są dźwięki o niższej tonacji (bas – M i alt – K)

Na zmianę wysokości tonu wpływa też zmiana kształtu warg głosowych -skurcz drobnych m. tarczowo-nalewkowatych powoduje ścieńczenie brzegów warg i zbliża je do siebie -pozwala to wytwarzanie tonów wysokich Przy pogrubieniu więzadeł – obniża się wysokość dźwięku SKALA GŁOSU – rozpiętość między najniższym i najwyższym możliwym tonem -u niewyszkolnych to dwie oktawy -u śpiewaków nawet 3,5 oktawy Podczas zwykłej mowy – zakres częstotliwości tonu podstawowego dla samogłosek wynosi: a)100-150Hz u M b)230-320Hz u K W artykulacji i rezonansie ogrywają rolę: 1.Język 2.Policzki 3.Podniebienie miękkie Narządami rezonującymi zaś są: 1.Jama ustna 2.Jama nosowa 3.Zatoki przynosowe 4.Klatka piersiowa Barwa dźwięku (która nadaje głosowi indywidualny charakter) zależy od dodatkowych drgań fałdów, nakładających się na ton podstawowy Siła głosu zależy od ciśnienia powietrza pomiędzy drgającymi fałdami głosowymi, oraz od amplitudy drgań warg głosowych -podczas szeptu, głośnia jest niedomknięta, a aparat głosowy krtani nieczynny -w miarę wzrostu intensywności głosu rośnie częstość drgań Jednostką różnicy dwóch dźwięków jest fon (odpowiada decybelowi, jeśli częstość drgań akustycznych wynosi 1000Hz)

-szept ma siłę głosu 10-20 fonów -zwykła mowa ok 40 -śpiew 100 -130 fonów to próg bólu

SPIROMETRIA I WENTYLACJA PŁUC mamy objętość (V, volume) która jest fizjologiczną, niepodzielną częścią -mam też pojemność (C, capacity) tj suma 2 i więcej objętości Ten podział ogólnie opiera się na pomiarach anatomicznych. -nie ma związku z dynamiką wentylacji czy składem gazów oddechowych -odchylenia w V i C wskazują zwykle na zmiany patologiczne, dlatego są ważne w ocenie czynności wentylacyjnej

Podstawowa metoda pomiaru tego – spirometria -zasadniczy element to przepływomierz (spirometry otwarte) -pomiar różnicy ciśnień po obu stronach przyrządu zaopatrzonego w opornik -w warunkach przepływu laminarnego, wymuszonego przez opornik, różnica ciśnień jest proporcjonalna do wielkości przepływu Kiedyś były jakieś spirometry zamknięte (dzwony zanurzane w wodzie xD)

Spirometria umożliwia pomiar i zapis następujących objętości i pojemności statycznych (tj niezależnych od czasu) 1.Objętości oddechowej (TV, tidal volume) -objętość powietrza wdychanego/wydychanego przy spokojnym oddechu -500ml 2.Wdechowa objętość zapasowa (IRV, inspiratory reserve volume) -największa objętość powietrza, jaka może być wciągnięta do płuc po zakończeniu spokojnego wdechu -2000ml 3.Wydechowa objętość zapasowa (ERV, expiratory reserve volume) -największa obj powietrza, która może być WYDMUCHANA z płuc po zakończeniu spokojnego wydechu -1500ml 4.Pojemność wdechowa (IC, Inspiratory Capacity) -największa objętość powietrza, która możę być wciągnięta do płuc po zakończeniu spokojnego wydechu (IC = TV+IRV) -2500ml 5.Pojemność życiowa płuc (VC, vital capacity)

-największa zmiana pojemność płuc mierzona między maksymalnym wydechem a maksymalnym wdechem VC = TV + IRV + ERV -4000 ml

Pojemność życiowa waha się od 2,5 do 6,7l u M i od 1,2 do 4,6 u K Wielkość VC zależy od wielu czynników, a zwłaszcza od: 1.Siły m. oddechowych 2.Budowa ciała i klaty 3.Podatność płuc i klaty 4.Drożność dróg oddechowych 5.Pozycji ciała 6.Płci VC u sportowców – większe wartości, zwłaszcza pływacy i wioślarze (8l) -u wysokich i u szczupłych wyższa niż niskich/otyłych -w pozycji pionowej wyższa niż w leżącej Zmniejszanie VC może być wynikiem: 1.Zniekształcenie klaty 2.Ograniczenie ruchomości klaty 3.Osłabienie m. oddechowych 4.wzrost obj zalegającej (np. zwiększona przestrzeń martwa) Obrzęki bł śluz oskrzeli, zaleganie w nich śluzu czy ciągły skurcz, a więc OBTURACYJNE CHOROBY PŁUC także ograniczają VC -stan ten utrudnia wentylacje pęcherzyków płucnych; gaz zostaje w nich uwięziony i nie może być usuwany nawet przy natężonym wydechu

VC wyraźnie zmniejsza się (nawet 0,5-1l) po porażeniu n. mięśni oddechowych (np. polio czy uszkodzenie rdzenia) -podobne zjawisko towarzyszy schorzeniom miąższy płucnego obniżającym podatność płuc i zmniejszającym wielkość czynnej tk płuc (np. w wyniku zapalenia, nowotworów czy zmian włóknistych i obrzękowych)

SPIROMETRYCZNE POMIARY DYNAMICZNE -pojemności i objętości dynamiczne: 1.Wentlacja minutowa (MV, minute ventualion) -obj powietrza wdychanego/wydychanego podczas 1 min MV=TV*f (f – częstość oddechów) 2.Maksymalna wentylacja dowolna (MVV, maximal voluntary ventilation) -oddychanie maksymalnie częste i maksymalnie głębokie 3.Nasilona pojemność życiowa (FVC, forced vital capacity)

-pojemność najszybszego i najgłębszego wdechu poprzedzonego maksymalnie głębokim wdechem -nieco mniejsza niż VC, bo część powietrza podczas wydechu zostaje uwięziona w płucach z powodu zapadania się oskrzeli 4.Nasilona obj. wydechowa pierwszosekundowa (FEV1, forced expiratory volume in 1 sec) 5.Szczytowy przepływ wydechowy (PEF, peak expiratory flow) 6.Maksymalne przepływy wydechowe w punktach 25%, 50% i 75% nasilonej pojemności życiowej (MEF25/50/75) Podczas nat. Wysiłku fizycznego wentylacja minutowa (MV) wzrasta 20-30 krotnie osiągając wartość maksymalnej wentylacji płuc (MBC, maximal breathing capacity) -i tak ma mniejsze wartości niż MVV -MVV i MBC to są dynamiczne próby czynnościowe płuc i służą do wyznaczania rezerwy wentylacyjnej -określają one ilość powietrza, jaka może przepłynąć przez płuca w ciągu 1 min MBC wynosi średnio 125-170l a MVV 180-200l/min -w stanach patologicznych ulegają znacznemu ograniczeniu (zwłaszcza przy zmniejszeniu VC i zwiększeniu oporu w drogach oddechowych) Badanie FEV1 -badanemu nakazujemy wykonanie maksymalnego wdechu, zatrzymanie powietrza na krótko w płucach -a potem wykonanie możliwie jak najgłębszego i najszybszego wydechu -obj wydychanego gazu w ciągu 1sek powinna wynosić co najmniej 70% VC/FVC Przy zwężeniu/skurczu dróg oddech, gdy opróżnianie poszczególnych płacików płucnych odbywa się nierównomiernie i wydech się wydłuża, FEV1 może wynosić zaledwie 40% VC i mniej -usuwanie pozostającego w płucach powietrza przedłuża się tak znacznie, że duszność zmusza chorego do wykonania następnego wdechu, jeszcze przed zakończeniem fazy wydechowej Współczynnik Tiffenaeau – jaka czesć VC zostaje usunięta z płuc w czasie FEV1 = FEV1/FV*100%

W chorobach restrykcyjnych płuc (np. usunięcie tk płucnej) równolegle zmniejsza się FEV1 i VC (FVC), tak, że ich wzajemny stosunek jest zachowany -przy zaburzeniach typu obturacyjnych (np. astma oskrzelowa) obniżenie VC/FVC jest znacznie miejsze niż FEV1 -w wyniku tego współczynnik Tiffeneau może wynosić 40% i mniej

Inna metoda wykrywania obturacji d. oddechowych (szczególnie cz. Obwodowa) – rejestracja krzywej zależność forsownego przepływu i objętości zmieniającej się podczas wydechu -krzywa pokazuje, iż w początkowej fazie forsownego wydechu, przepływ szybko narasta do osiągnięcia wartości szczytowej (PEF) a następnie stopniowo opada -w tej fazie przepływ zależ wyłącznie od drożności d. oddech, a nie od siły wydechu -wielkość MEF50 (w połowie FVC) jest miernikiem drożności skrzeli obwodowych (obniżona przy nieżycie oskrzelików i u palaczy tytoniu)

Po zakończeniu spokojnego wydechu, w płucach znajudje się jeszcze pewna ilość gazu, zwana CZYNNOŚCIOWĄ POJEMNOŚCIĄ ZALEGAJĄCĄ (FRC, functional rediual capacity) -część tego gazu, można usunąć podczas maksymalnego wydechu (ERV), ale nadal zostaje tzw objętość zalegająca (RV, residual volume) RV składa się z obj. zapadowej i objętości minimalnej(resztkowej) -obj zapadowa to ta część gazu, która opłuszcza płuca dopiero po otwarciu jam opłucnowych i zapadnięciu się płuc -niewielka obj pow, zalegająca w plucach nawet po ich zapadnięciu to obj minimalna/resztkowa -dzięki niej płuca się unosza na wodzie (badania sądowe z noworodkami) TLC (total lung volume) = TV+IRV+ERV+RV = VC +RV TLC zależy od wielu czynników – u przeciętnego M wynosi 6l -z tego VC to 80%, a RV to 20% -RV wzrasta w po 60 rż nawet do 40% -TV to tylko 10% TLC, IRV – 40%, ERV – 20%, a czynnościowa zalegająca (FRC) – 40% TLC Spirometr nie pozwoli nam na określenie RV czy FRC -do tego celu używamy najczęściej obecnie pletyzmografii całego ciała Pletyzmograf składa się ze szczelnej kabiny, w której badany siedzi i oddycha przez ustnik powietrzem zawartym w kabinie -po zakończeniu spokojnego wydechu, w celu oznaczenia FRC następuje zamknięcie dróg oddechowy, a badany wykonuje ruchy oddechowe wbrew przeszkodzie; -podczas tej czynności, przy zamkniętym ustniku następuje kolejno dekompresja i kompresja gazu wew klaty, a jednocześnie zmienia się ciś w kabinie -zgodnie z prawem Boyle’a Mariotte’a iloczyn ciś i obj jest wielkością stała (przy temperaturze stałe) -znając spadek ciś w kabinie i jej objętość, można obliczyć zmniejszenie obj płuc Prawo to stosuje się również do gazu zawartego w płucach i dzięki wzoru fiki miki określamy FRC Pletyzmografia całego ciała- pozwala zmierzyć całkowitą obj gazu w płucach, łącznie z gazem uwięzionym obwodowo, przy zamkniętych drogach oddechowych czy zawartym w żołądku Inna metoda pomiaru FRC – z użyciem niewchłanialnego gazu wskaźnikowego (np. Hel), który wprowadza się do układu zamkniętego spirometru w stałym stężeniu i obj. -analizator mierzy ciągle stężenie helu w zbiorniku, gdy mieszanka helowa miesza się z FRC w płucach podczas oddychania -znając obj miezsanki helowe w spirometrze (V) na początku (Hepocz) i końcu (Hekońc) można oblizczyc FRC wg kolejnego wzorku (oba na 256) -odejmując ERV od FRC otrzymuje się wartość RV Stosują metodę He można zmierzyć jedynie obj gazu zawartego w wentylowanych partiach płuc

WENTYLACJA Przepływ między atmosferą a pęcherzykami przebiega dzięki gradientowi ciśnień wg równania: V=deltaP/R V- wielkość przepływu powietrza (l/s) P-różnica ciśnień pomiędzy końcowymi punktami ukł oddechowego R-opór w drogach oddechowych Lub V = Pat-Pa/R gdzie: Pat – ciś otaczającej atmosfery PA – ciś w pęchrzyakch płucnych Jako że, cis zew jest w sumie stałe, to przepływ powietrza do płuc i na zewnątrz zależy od zmian ciś wewpęcherzykowego Wentylacja 1.Całkotwita (VE) lub (MV) odpowiada całkowitej obj pow przepływającego przez płuca w ciągu 1 min -jako że u zdrowego człowieka f=10-15/min to przy TV 500ml, to w minutę mamy 5-7,5l/min -spełnia dwie funkcje (wymienia CO2 i O2) 2.Przestrzeni martwiej (nieużytecznej) - VD -w czasie wdechu do przestrzeni pęcherzykowej pierw dostaje się gaz pochodzący z przestrzeni zajmującej drogi oddechowe, czyli z przestrzeni martwej anatomicznej, a dopiero na koniec wnika tam świeże powietrze atmosferyczne -martwa przestrzeń zawarta jest w górnym odc d. oddech, w tchawicy i w drzewie oskrzelowym, do oskrzelików końcowych włącznie Z każdych 500ml TV, ok 150 ml wypełnia pierw przestrzeń martwą (nieużyteczną) a reszta tj 350ml dopływa do p. płucnych, oskrzelików oddechowych czy przewodów pęcherzykówch

3.Wentylacja pęcherzykowa (VA) -przepływ przez strefę oddechową płuc, wynosi w spoczynku ok 4,2l -stanowi ok 70% VE VA=VE-VD

ANATOMICZNA PRZESTRZEŃ MARTWA (NIEUZYTECZNA)

-obj przewodzących dróg oddechowych, wynosząca ok 150-180ml -zwiększa się nieco podczas głębokich wdechów (rozszerzenie się oskrzeli) -zależy od masy ciałą i jego pozycji, spełnia role w oddychaniu (ogrzewa, nawilża i oczyszcza pow) Tak nadmierne powiększenie i zmniejszenie tej przestrzeni jest niekorzystne -ostatecznie upośledza dopływ świeżego powietrza do pęcherzyków oraz upośledza wentylacje pęcherzykową i wymianę gazową w płucach

W krańcowych stanach, gdy TV=VD to ustaje VA zasadniczo -zachodzi to zjawisko przy nadmiernie przyśpieszonym i spłyconym oddychaniu -przy oddychaniu z częstością 12/min i przy TV równym 500ml VE wynosi 6000ml/min -na VA przypada 4200ml/min a na VD – pozostałe 1800ml Więc przy przyśpieszeniu f do 40/min i spłyceniu TV do 150 ml, VE się nie zmienia, ale VA zanika i cała obj wydychanego powietrza przepływa tylko przez przestrzeń martwą Przy wolnym i pogłębionym oddychaniu, nawet przy f = 6, VE będzie 6000, a 5100 to VA i tylko 900ml/min na VD Pogłębianie i zwolnienie ruchów oddechowych więc przy pogłębieniu ruchów oddechowych jest korzystniejsze niż ich spłycenie i przyspieszenie -ma to też znaczenie podczas sztucznego oddychania! (płytkie ruchy sprawiają, że VA zanikają i mogą prowadzić do hipoksji) Zmniejszenie VD – podczas tracheostomii czy rurki dotchawiczej, oraz u chorych ze zwężonymi drogami oddechowymi (np. nowotwory czy częste zmiany zapalne) -maleje też w pozycji leżącej, przy astmie oskrzelowej i po usunięciu znacznej części płuca (pneumonectomia) Powiększenie – niebezpieczne oddychanie przez dlugą rurkę np.

FIZJOLOGICZNA PRZESTRZEŃ MARTWA -ta część pow wdychanego, która nie bierze udziału w wymianie gazowego w płucach -prawidłowo jest niemal równa z anatomiczną, ale możę być większa np. przez pęcherzyki wentylowane, które z powodu braku zaopatrzenia w krew, nie biorą udziału w wymianie gazowej W warunkach patologicznych, gdy przewyższa znacznie anatomicznie przestrzeń martwą; spowodowane to może być: -zanikiem sieci naczyniowej niektórych pęcherzyków -zmniejszeniem liczby wentylowanych pęcherzyków, czy dysproporcją wentylacji (zbyt duża) do ukrwienia cz. pęcherzyków

OZNACZAMY TE PRZESTRZEŃ METODĄ BOHRA -zakłada ona, że cały wydychany CO2 pochodzi z gazu pęcherzykowego -wiec ilość CO2 wydychanego to suma CO2 z pęcherzyków i przestrzeni martwiej -w wydychanym powietrzu pochodzącym początkowo z przestrzeni martwej, stęż CO2 jest takie jak a atmosferze; Tutaj jakies wzory, fiki miki VD=PaCO2-PECO2/PaCO2*VT

Aby oznaczy więc fizjoloczną VD, wystarczy znać obj oddechową (VT) PCO2 we krwi tętniczej/gazie pęcherzykowym, oraz w powietrzu wydechowym

POMIAR SKŁADU ANATOMICZNEJ I PĘCHERZYKOWEJ PRZESTRZENI MARTWEJ Analizę składu gazu oddechowego można przeprowadzić w aparacie Haldane’a -CO2 pochłaniane jest przez roztwór KOH a O2 przez roztwór pirogallolu czy chlorku bromu -dokładniejsze metody analityczne umożliwiają oznaczenie zawartość CO2 przez analizator podczerwieni, a O2 – analizator paramagnetyczny -jednoczesne oznaczanie O2, N2 i CO2 umożliwia spektrometr masowy – jak mamy osobną elektrodę dla każdego z gazów, to możemy określić procentowy skład badanej mieszaniny gazowej Wdechowe powietrze – 21%O2 i 0,04% CO2, wydechowe – 16% tlenu i 6% CO2 Prężność O2 w czasie wdechu w pęcherzykach podnosi się pod jego koniec do 101 mmHg (CO2 spada do 38) -podczas wydechu – 98/40mmHg (O2/CO2) -przy natężonym oddychaniu, czy oddychaniu mieszanką bogatą w O2 wahania prężności O2 i CO2 w pęcherzykach odpowiednio wzrastają Znając skłąd pow wdychanego i wydychanego oraz wentylacje płuc, można obliczyć obj pobranego O2 i wydalnego CO2 -obj wdychanego O2 = 6000*5/100=300ml/min (róznica % O2 – 21-16=5) Objętość CO2; róznica ok 4% więc = 6000*4/100=240ml/min

KRĄŻENIE PŁUCNE Charakterystyka: -we wnękach płuc, t. płucne dzielą się na coraz mniejsze tętnice, towarzyszące rozgałęzieniom d. oskrzelowego, do oskrzelików końcowych włącznie Po przejściu w kapilary – 90% pow pęcherzyków pokrywają -czterema żyłami wraca krew do serca Krążenie płucne jest idealne do wymiany gazu, a także stanowi filtr dla przepływające krwi, zatrzymując np. skrzepliny, krople tłuszczu (po złamaniu kości np.), kom. nowotworowe, pasożyty itp. -tworzy pojemny rezerwuar krwi dla krążenia dużego -miejsce metabolizmu różnych sub krążących we krwi jak prostaglandyny, aminy biogenne, angiotensyna etc Dzięki tej właśc filtrującej, krążenie płucne zapobiega przedostawaniu się skrzeplin i innych cząsteczek do dużego krążenia, gdzie mógłby się przedostawać do łożyska t.układowych o ograniczonej „rezerwie” naczyniowej (np. t. mózgu czy serca) powodując tam zator

Płucne łożysko -> inne od tego w k. dużym -ścianki prawie 70% cieńsze -mniejsza liczba wł mięśniowych i kolagenowych Dzięki temu, naczynia te są bardziej podatne na rozciąganie i wykazują, w porównaniu z analogicznymi naczyniami krążenia układowego, niewielką aktywność n.ruchową -t. o średnicy 100-1000um jeszcze błonkę mięśniową i zdolność do kurczenia się, ale poniżej 100um, niemal brak w. mięśniowej i przez to zdolności kurczenia się BRAK TĘTNICZEK OPOROWYCH! Całkowita pow. Kapilar pęcherzykowych – 70 do 100m2 zaś przekrój – 50m2 -ciągła warstwa z gazem niemal; jedynie cienka 0,1-1um błona pęcherzykowo-kapilarna je rozdziela -średnica kapilar odpowiada śr erytrocytu (7-10um) -może się zmienić, zależnie od ciś wewpęcherzykowego; W ZWIĄZKU Z TYM, PRZY WZROŚCIE CIŚNIENIA, JAK NP W PRÓBUE VALSALVY, KAPILARY SIĘ NIEMAL ZUPEŁNIE ZACISKAJĄ -z kolei przy wzroście ciśnień w lewym przedsionku kapilary pęcherzykowe poszerzają się, a ich średnia może wzrosnąć kilkakrotnie -wiele z nich jest zamkniętych i dopiero przy wzroście ilości przepływającej krwi są rekrutowane Oprócz łożyska kapilar pęcherz. Biegnących w ścianie pęcherzyków i przegrodach międzypęcherzykowych, istnieje mikrokrążenie pozapęcherzykowe -obejmuje ono większe naczynia (20-100um średnica) -biegną one w tk łącznej wokół oskrzeli i oskrzelików -występuje tutaj wyraźniejsza filtracja niż w pęcherzykach (ciś filtracyjne wyższe, a dodatkowo zewnatrznaczyniowe ciśnienie tj wewnątrzpiersiowe – niższe (ujemne) niż w kapilarach pęcherzykowych, podobnie jak w kapilarach pozapłucnych

MAŁE JEST MINIATURĄ DUŻEGO KRĘŻENIA, ALE HEMODYNAMICZNIE RÓŻNI SIĘ OD NEIGO ZASADNICZO -współdziałanie ukl krążenia i oddechowego ma charakter mechaniczny i czynnościowy Gdy powietrze wdychane -> poszerzają się oskrzela, ale też poszerzają się naczynia płucne i następują rekrutacja naczyń w łożysku płucnym (nawet 2x więcej naczyń) -podczas wdechu zwiększa się ciś transmuralne w żylnych n. płucnych (ułatwia powrót k. żylnej do prawego serca) prowadząc do większego wypełnia krwią zbiornika żylnego krążenia płucnego (od wartości ok 600 do ponad 1000 na szczycie głębokiego wdechu) Podczas wydechu zmniejsza się ciśnienie transmuralne n. płucnych (utrudnienie powrotu k. żylnej do serca – n płucne do 200ml na szczycie głębokiego wydechu) W prawej kom nagromadzona w czasie wdechu krew powoduje – zgodnie z prawem starlinga –

zwiększenie wyrzutu -prowadzi to do wzrostu obj wyrzutowej lewej komory, warunkując powstawanie rytmicznych wahań ciśnienia tętniczego (FALE ODDECHOWE – szczyt wczasie wdechu i spadek przy wydechu)

Tak więc, płucne krążenie gromadzi ok 0,6-1l krwi i jest rezerwą, która w krótkim czasie może zostać do lewego serca nawet 0,5l krwi -stąd właśnie czasami nazywa się płuca „dodatkowym sercem” które w razie potrzeby może uzupełniać krążenie duże

Oprócz oddziaływania mechanicznego – jest też nerwowe -wdech, oprócz odruchowego rozszerzenia oskrzeli mobilizuje także ukł krążenia -prowadzi do przyspieszenia akcji serca przez zmniejszenie tonicznej, hamującej serce aktywności nn.X i stymulację nn. Współczulnych -wydech na odwrót -zjawisko to szczególnie dotyczy dzieci i ludzi młodych oraz osób z wagotonią (zwiększone napięcie nn. X) Mechanizm tej niemiarowości oddechowej (zatokowej) rytmu serca ma pochodzenie wagalne i cholinergiczne i zanika po zablokowaniu receptorow muskarynowych (np. atropiną) W opuszce wyładowanie nn. X ośrodka oddechowego przenosi się na sąsiadujące ośrodki RF, w tym ośrodek sercowy nn.X w jądrze dwuznacznym -To działanie hamujące jest wspomagane odruchowo przez impulsacje nn.X z baroreceptorów i receptorów inflacyjnych płuc (czyli neurony hamują toniczną, hamującą imuplsacje nn.X na serce) W czasie wydechu – ośrodek sercowy w rdzeniu przedłużonym jest odhamowany, co prowadzi do zwolnienia akcji serca

Oba układy są także regulowane przez bodźce chemiczne -pobudzenie chemoreceptorów kłębków szyjnych i aortalnych na skutek spadku prężności O2 działa odruchowo nie tylko presyjnie (przyśpieszając akcji serca i skurcz naczyń) ale także pobudza częstość oddychania Wzrost ciś tętniczego -> baroreceptory ->depresyjny efekt i hamowanie oddychwanie Również wzrost pojemność minutowej serca wywołuje w wyniku bliżej nieznanego odruchu poszerzenie oskrzeli i wzrostu wentylacji płuc (więc regulacja pompy sercowej i płucnej jest dwukierunkowej)

Czynności metaboliczne – częściowa lub całkowita inaktywacji niektórych sub przepływających przez kapilary:

Rodzaj substancji LT i TX ACH 5-HT PGE1, PGE2, PGF2a Bradykinina Angiotensyna I NA

Inaktywacja metaboliczna (%) 100 100 100 90 80 80 (zamiana na angiotensynę II) 30

PROFIL CIŚNIEŃ W KRĄŻENIU PŁUCNYM Jest to układ „niskociśnieniowy i niskooporowy” ma dużą pojemność rezerwuarową dla krwi i podatność na rozciąganie -w życiu płodowym jest tylko na odwrót (wysokooporowe i wysokociśnieniowe) – to z powodu naczynioskurczowego działania hipoksji i hiperkapnii Jak już noworodek bierze pierwszy wdech(y) to O2 i CO2 zyskuje typowe stężęnie -jednocześnie zamyka się ductus areteriosus i foramen ovale w sercu -także rozciągnięcie płuc i wytwarzanie surfaktantu wzrasta

Średnie ciś w pniu płucnym – 15 mmHg tylko; (skurczowe 25/rozkurczowe 10) -jest 6 razy niżśze niż w aorcie (100) -ciś w prawym i lewym przedsionku niewiele się różnią (5/6mmHg) Ciśnienie napędowe w krążeniu płucnym ok 9 (w dużym – 95 tj 10 razy więcej) przez co występują wspomniane wyżej różnice -te różnice zaś są w sumie logiczne, bo małe krążenia ma tylko jeden narząd, niewielki (30cm) z niewielkimi oporami i wgl

Przez krążenie małe przepływa tyle samo krwi co wyrzuca prawa komora (5-6l/min) - ilość krwi chwilowo w naczyniach płucnych wynosi ok 12% (10-20) tj 600ml, co odpowiada 9% całej obj krwi KRĄŻĄCEJ -z tego na funkcjonalną część płuc przypada 10-15% czyli zaledwie 60-140ml krwi (xD)

Szczególna własc kapilar jest to, że przebiegają w przegrodach międzypęcherzykowych, a więc w sąsiedztwie środowiska gazowego pęcherzyków płucnych o zmiennym ciśnieniu -przez to łatwo ulegają zmianom pod wpływem działania ciś pęcherzykowego (zmiany podczas wdechu i wdechu) -cis onkotyczne jest tutaj stałe jak w dużym krążeniu i wynosi 25mmHg (w zewnątrzkapilarnym - 15) Temu gradientowi (10) przeciwdziała ciś hydrostatyczne w kapilarach o średniej wartości 10, wzmocnionej przez ujemne ciś hydrostatyczne śródmiąższowe (z zewnątrz kapilar – ok -5mmHg)

Sumarycznie więc, gradient ciś hydrostatycznych (15mmHg) przewyższa gradient cis onkotycznych i warunkuje filtracje kapilarna Brak intensywnego przenikania płynu z osocza krwi do pęcherzyków (ich suchość) wiąże się z: -przyleganiem do siebie kom śródbłonka kapilar (mimo szczelin między nimi) -ujemnym ciś w tk śródmiąższowej płuc, zatrzymującym przefiltrowany płyn i kierujący ją do n. limfatynczych -przechodzeniu wody do pęcherzyków zapobiega także surfaktant, który z powodu obniżenia napięcia powierzchniowego pęcherzyków redukuje zasysanie płynu z tk śródmiąższowej do pęcherzyków

Prawidłowa ultrafiltracja także w mikrokrążeniu pozapęcherzykowym – wynosi prawidłowo ok 20ml/min -to także jest jednak drenowane i do limfatycznego (który zaczyna się od oskrzelików końcowych i aż do wnęk płuc wzdłuż oskrzeli

Gdy lewa komora jest niewydolna i z lewego przedsionka przenosi się na żyły płucne podwyższone ciśnienie, a ciś hydrostatyczne w kapilarach rośnie powyżej 25mmHg (z 10 w prawidłowym układzie) w większych ilościach do pęcherzyków i spieniać się pod wpływem czynnika powierzchniowego, powodując wyłączenie zajętych pęcherzyków z oddychania – PROWADZI TO DO OBRZĘKU PŁUC

W pozycji leżącej – ciś hydrostatyczne w kapilarach pęcherzykowych jest wyższe niż w pozycji stojącej -dlatego obrzęk płuc w niewydolność lewokomorowej łatwiej rozwija się leżąc, zwłaszcza w nocy gdy zwalnia akcja serca i rośnie ciś w żyłach szyjnych -dlatego obrzęk płuc rzadziej występuje u chorych z wadami zastawki mitralnej u których podwyższone ciś w kapilarach rozwija się powoli, a wokół naczyń powstają rozległe zmiany łącznotkankowe i obrzęk śródmiąższowy, stąd przesączony z osocza płyn jest zdrenowany Obrzęk płuc to także może być następstwem uszkodzenia nabłonka wyścielającego pęcherzki, np. w wyniku działania endotoksyn bakteryjnych lub niektórych gazów bojowych OPÓR (R) W KRĄŻENIU PŁUCNYM Jest wprost proporcjonalny do ciśnienia napędowego(deltaP), a odwrotnie proporcjonalny do różnicy przepływu (F) R=P/F Płucny opór naczyniowy (PVR, pulmonary vascular resitance) stanowi tylko 10% tego w dużym krążeniu (bo gradient ciśnień tylko 9 a nie 95 mmHg, a przepływ ten sam) -ocenia się go na ok 1mmHg/l/min (0,7-1,3) -czasami ten opór wyraża się w jednostkach Wooda (1j Wooda = 1mmHg/l/min) PVR oznaczamy dzieląc różnice ciśnień pomiędzy tętnicą płucną a lewym przedsionkiem przez przepływ krwi

Największa część oporu (47%) w dużym krążeniu to małe tętnice i tętniczki (ciś spada w ich obrębie z 90 do 30 mmHg) -reszta to tętnice (19), n włosowate (27) i żyły (7) W płucnym – spadek ciś w tętniczkach znacznie mniejszy (z 15 do 10) i dystrybucja oporów jest inna -60% to kapilary, a tętnice i żyły płucne – po 20% całkowitego oporu

Opór jest niewielki, ale wyraźnie zmienia się przy zmianach ciśnienia i ilości krwi w naczyniach oraz objętości płuc Podwyższenie ciś – w tętnicach jak i w żyłach płucnych powoduje SPADEK oporu naczyniowego z powodu: 1.Rozszerzają się poprzednio drożne i otwierają dotychczas zamknięte kapilary płuc 2.Krytyczne ciśnienie otwarcia jest niskie ale przy tym mocno zróżnicowane 3.Opór w kapilarach pęcherzykowych (w przeciwieństwie do tych w t. pozapęcherzykowych) ZWIĘKSZAJĄ się w miarę wzrostu objętości płuc -szczyt przy max wdechu -opór całkowity to suma krążenia n. pęcherzyków i pozapęcherzykowego -maleje w miarę wzrostu Obj. płuc do FRC a wzrasta idąc w kierunku TLC (nie osiąga jednak wartości obserwowanej po głębokim wydechu – RV) 4.Wartość oporu przepływu spada przy większej ilości krwi w płucach 5.w czasie wdechu – rozciągnięcie ścian i poszerzenie naczyń płucnych – zmniejsza opór w n. tętniczych i żylnych już przy niewielkim wzroście objętości płuc Przy wzroście obj płuc, np. przy głębszym wdechu – kapilary płucne są uciskanie; zwiększa się opór całkowity w krążeniu płucnym (utrudniony przepływ krwi) PRZY SPOKOJNYM WDECHU – OPORY NACZYNIOWE W KRĄŻENIU MAŁYM MALEJĄ, A PRZY GŁĘBOCKIM – WZRASTAJĄ

PRZEPŁYW KRWI PRZEZ PŁUCA Ogólnie to nie jest równomierny w poszczególnych częściach płuc -badanie scyntograficznie z dystrybucją ksenonu (Xe133) to potwierdza (tam gdzie największe ciśnienie zgodnie z ciężkością tam największy przepływał) -podczas wysiłku fizycznego przepływ krwi w płucach wzrasta 2-3 krotnie przy zachowaniu zwykłego zróżnicowania pomiędzy podstawą i szczytami płuc Uwzględniając działanie siły ciężkości, można rozważyć wzajemny stosunek: -ciśnienia wewpęcherzykowego -przepływu -i oporu naczyniowego w 4 kolejnych strefach płuc (w pozycji stojących) 1.Strefa (szczytowa) „zapadnięcie” -ciś w n. pęcherzykowych jest równe, lub niższe niż w pęcherzykach; może zatem ono być

niewystarczające do otwarcia kapilar -przepływ więc przez nie nie powinien się odbywać, pęcherzyki nie biorą udziału w wymianie gazowej (albo w mały stopniu) tworząc przestrzeń martwą -ale w prawidłowych warunkach TAK NIE JEST – bo ciśnienie w t.płucnych jest nieco wyższe niż w pęcherzykach a to wystarcza do przepływu przez kapilary -jednak gdy ciś jest nieco niższe (np. po krwotoku) albo gdy ciś pęcherzykowe zbyt duże, naczynia się zapadają i przepływ zanika

ZDANIEM NIEKTÓRYCH BADACZY – U CZŁOWIEKA TEJ STREFY NIE MA (jest tylko 2 i 3) 2.Strefa (podszczytowa) „wodospad” -ciś w kapilarach większe niż w pęcherzykach; -pęcherzyki maja jednak większe ciśnienie niż żyły płucne Kapilary te zachowują się jak OPORNIK STARLINGA (cienkościenna rurka gumowa w pojemniku o zmiennym ciśnieniu) -zależy więc on od różnicy ciśnień tętniczo-pęcherzykowych -po napływie krwi do żył płucnych, bardzo podatnych na rozciąganie następuje nagły wzrost przepływu (tzw efekt wodospadu)

3.Strefa (środkowa) „rozciągnięcie” -różnica między ciś w tętniczkach a w żyłkach płucnych warunkuje przepływ głównie (bo to w żyłkach jest wyższe niż w pęcherzykach) -kapilary więc są rozciągane 4.Strefa (dolna) -ciś w kapilarach jest nie tylko wyższe niż w pęcherzykach, ale także od śródmiąższowego w przegrodach i od ciś żylnego -w tych warunkach ciś tylko zależy od ciś napędowego, jak w krążeniu dużym -w miarę wzrostu tego ciśnienia napędowego, n. pęcherzykowe rozciągają się i powiększa się ich liczba (spadek oporu, wzrasta przepływ krwi) Spadek przepływu płucnego na linii podstawa-szczyt utrzymuje się tak w spoczynku jak i w wysiłku (wtedy osiąga wyższe wartości) -zanika dopiero w pozycji leżącej, a jak staniesz na głowie to jest na odwrót

Bez względu na pozycje ciała – przepływ krwi przez płuca ma charakter pulsujący -wiemy to dzięki pletyzmografie przy uzyciu mieszanki gazowej N2O (79) i 21 O2 -N2O to dobrze rozpuszczalny gaz, który łączy się z krwią w stopniu zależnym wyłącznie od jej przepływu, co pośrednio pozwala określi ten przepływ Wykres przepływu wykazuje pulsacje ze szczytem przypadającym na okres wyrzucania krwi do t. płuc (czyli na zespół QRS w EKG) Zasada Ficka -> licząc minutowe zużycie O2 i różnice zawartości miedzy krwią tętniczą a żylna można oznaczy minutową pojemność wyrzutową prawego serca

W kapilarach, erytrocyty potrzebują ok 0,75s na przepłyniecie pojedynczej kapilary -2-3 krotnie więcej krwi przepływa przez płuca w czasie wysiłku, a czas przepływu skraca się nawet o 70% (do 0,25s) -ze względu na bierne zmiany oporu naczyniowego, nawet 2-3 krotny wzrost przepływu krwi nie wpływa znacząco na wartość ciś w łożysku krążenia płucnego Regulacja krążenia płucnego -czynna mniej istotna niż naczynioruchowa/humoralna N. płucne są unerwione współczulnie ze zwoju gwiaździstego -ma ono niewielką aktywność toniczną, którą można wyeliminować blokując receptory alfa (NA wydzielana) -mniejsze znaczenie ma unerwienie przez nn.X Wpływ odruchów naczynioruchowych z baro i chemoreceptorów – stosunkowo niewielki -pobudzenie baroreceptorów hamuje aktywność nn. Współ i wywołuje rozszerzenie n. płucnych (nadmierna aktywność tych nn. Powoduje do wzrostu oporów w krążeniu płucnym = gorsze dopływanie krwi do lewego przedsionka) Hipoksja i hiperkapnia -> drażniąc chemoreceptorów (kłębek szyjny) powodują niewielkie zwężenie dużych naczyń i wzrost oporów w ich obrębie (pobudzenie wł adrenergicznych) Ogl to maja taki sam charakter jak w krążeniu dużym, ale są o wiele słabsze

SUB CHEM (W PĘCHERZYKACH) Obniżenie prężności O2/wzrost CO2 -> skurcz naczyń (i na odwrót) Niska prężność O2 -> obkurcza naczynia (hipoksyczny skurcz n. płucnych) (wysoki CO2/H+ to samo) -hipoksja powoduje także skurcz oskrzelików (spadek stężenia CO2 tak samo) wszystko to prowadzi do tego, aby obszary które są niefunkcjonalne wyłączyć z działania krew wędruje do obszarów płuc o wyższym ciśnieniu parcjalnym O2 celem poprawienie wymiany gazowej Wzrost CO2 – rozszerza oskrzeliki Ogólnie do nie do końca znamy ten mechanizm, ale to chyba bezpośrednie działanie niskiej prężności O2 na miocyty -hipoksja/hiperkapnia osłabia działanie pompy Na/K i zwiększa napływ Na+ do środka (depolaryzacji i skurcz) To działanie ze strony O2 i CO2 obecnego w pęcherzykach i w przewodach pęcherzykowych (bezpośredni kontakt z n. płucnymi i oskrzelikami) a same zmiany prężności tych gazów we krwi nie

mają znaczenia

Przewlekłe działanie hipoksji; np. u ludzki mieszkających na dużych wysokościach -> PRZELEKŁE NADCIŚNIENIE PŁUCNE, nadkrwistosć i POWIĘKSZENIE SYLWETKI SERCA Wpływ hiperkapnii -> tylko przy kwasicy (spadek pH, działanie n.skurczowe)

MIĘSNIÓWKA REAGUJE TEŻ NA CZYNNIKI HORMONALNE

Układ Autonomiczny Adrenergiczny (NA) Cholinergicznych (ACH) Tachykinina VIP CGRP Czynniki humoralne Adenozyna Endotelina Serotonina Angiotensyna II TXA2 Bradykinina Histamina Wazopresyna ANP PGE2 PGI2 NO

Typ receptora Alfa1 Alfa2 Beta2 M3 NK1 ? ?

Odpowiedz Skurcz rozkurcz rozkurcz Rozkurcz Rozkurcz Rozkurcz Rozkurcz

A1 A2 ETA ETB 5-HT1 5-HT1c AT1 TP B1/B2 H1/H2 V1 ANPA EP1-4 IP ?

Skurcz Rozkurcz Skurcz Rozkurcz Skurcz Rozkurcz Skurcz Skurcz Rozkurcz Rozkurcz Rozkurcz Rozkurcz Rozkurcz Rozkurcz Rozkurcz

Ale z powodu rozłożenia receptorów: Naczynia płucne: -NA, A, 5HT, endotelina, Angiotensyna II, PGF2a, TXA2, LTC4/D4 – obkurczają -PGI2, izoproterenol, ACH, NO, VIP, CGRP – rozkurcz Mięśniówka drzewa oskrzelowego -A i NA rozkurcz -Histamina, 5HT, PGF, TXA2, LT – zwężenie 5HT -> zwłaszcza silny skurcz przy wysiewie zakrzepów

ZATOR TĘTNICY PŁUCNEJ

-najczęściej skrzepliny -sprzyjają jej niewydolność krążenia, unieruchomienie, otyłość, nowotwór, kolagenozy (choroby tk łącznej), poliglobulia Objawy: duszność, ból w kl piersiowej, kaszel, krwioplucie, kołatania serca (niecharekterystyczne)

UKŁAD NACZYNIOWY OSKRZELI Są to odgałęzenia: -Aorty -dwóch górnych t. mż -t podobojczykowej Zaopatrują: -drzewo oskrzelowe do oskrzelików końcowych -tkanki podtrzymujące płuca -blaszka śródpiersiowa -przegrody pomiędzy płatami Reszta -> z krążenia płucnego odżywiana

Około 1/3 krwi żylnej odpływa z większych oskrzeli przez żyły oskrzelowe do żyły nieparzystej i przez żyły mż do prawego przedsionka -pozostałe 2/3 dostaje się do żył płucnych tworząc krążenie OSKRZELOWO-PŁUCNEGO Wynika z tego istnienie przecieku (shunt) krwi żylnej do krwi tętniczej w n. płucnych w którym wyróżnaimy: 1.Przeciek płucny anatomiczny, związany ze wspomnianym zespoleniem żył oskrzelowych z żyłami płucnymi 2.Przeciek fizjologiczny – wynikający z nierównomiernego przepływu krwi do wentylacji W krążeniu oskrzelowym 4-5 razy większe ciś niż w płucnym -liczne zespolenia z płucnymi, w razie braku dopływu krwi do kapilar pęcherzykowych może je uzupełniać Krążenie oskrzelowe otrzymuje tylko 2% pojemności wyrzutowej serca (krew ta wraca gł do lewego przedsionka) -w patologicznych stanach nawet 20% -dzieje się tak, gdy mamy zarastanie naczyń łożyska płucnego -obciąża to dodatkowo lewe serce

STOSUNEK PERFUZJA/WENTYLACJA No jest nierównomierne xD ważne, aby to ogarnąć, musi być dostosowane jedno do drugiego aby było optymalnie

Wzrost wentylacji na jednostkę obj płuc na odcinku od szczytów do podstawy wynika z większej podatności przypodstawnych partii płuc na rozciąganie -są mniej rozciągnięte w czasie spokojnego wydechu (Ppl jest tam mniej ujemne, a więc i ciś transtorakalne mniejsze niż w przyszczytowych Ponadto, opór dróg oddechowych jest odpowiednio mniejszy -nierównomiernej wentylacji płuc sprzyja też obecność porów Kohna I Lamberta

Badanie ilościową ocenę nierównomierności wentylacji – próba „wypłukiwana azotu” -po jednorazowym wdechu czystego O2 analizujemy wartości N2 na poziomie jamy ustnej -na początku brak (przestrzeń martwa), potem dalsze stężenie N2 w kolejnych partiach zależy czy dystrybucja O2 w czasie poprzedniego wdechu (100% O2) była równomierna czy nie. 1.Równomierna – N2 ma 40% stężenia i utrzymuje się 2.Nierównomierna – wyraźne odchylenie od linii poziomej (nierównomierne opróżniania pęcherzyków) -te które mają mały opór wejścia (lepiej wypełniają się tlenem) opróżniają się pierwsze, a te o dużym – później U zdrowych to odychylenie nie przekracza 1,5% -u osób z rozedmą, astmą oskrzelową, rozstrzeniami oskrzeli, rakiem płuca lub niewydolności krążenia, te zmiany w krążeniu N2 mogą sięgać nawet 15%

Nierównomierność przepływu krwi -wyraźniejsza niż nierównomierność wentylacji płuc -przepływ krwi przez górne partie to zaledwie 10% tego co na dole Może się ona pogłębiać w stanach jak: 1.Zatory i zakrzepy (skrzepy, banieczki gazu, pasożyty, adipocyty i nowotwory) 2.Ucisk i zgięcie n. płucnych przez guzy śródpiersia/płuc, płyn czy gaz w jamie opłucnowej 3.Zamykanie niektórych n płucnych z powodu niedociśnienia i wstrząsu krążeniowego 4.Shunt powyżej 2% 5.Zmniejszenie łożyska (np. choroby miąższu płuc, zwłóknienie n. płucnych) 6.Nadmierne rozdęcie jednych pęcherzyków/zapadnięcie drugich Badamy nierównomierność przepływu krwi: -makroagregaty albuminy znakowane radioaktywnym jodem -roztwór 133Xe w soli fizjologicznej Obszary niedokrwione – mniejsza radioaktywność po podaniu 133Xe a większa po albuminie

(zatrzymanie ich w tętniczkach i kapilarach)

STOSUNEK WENTYLACJA/PERFUZJA V- wentylacja Q – przepływ krwi przez płuca W spoczynku, gdy V = 4,2l/min a Q – 5l/min to V/Q=0,85 -jest to wartość uśredniona dla całych płuc -regulacja neurohormonlana -podczas wdechu kiedy zwiększa się wentylacja, zwiększa się tez przepływ krwi przez płuca Wzrost pojemności minutowej serca (CO) prowadzi też do zwiększanie wentylacji płuc (choć nie do końca wiadomo jak) -dzięki temu V/Q jest stałe, nawet w zmiennych warunkach fizjologicznych -dzięki temu stałą prężność gazów mamy w tętnicach (96 – O2/40- CO2 mm/Hg)

Stosunek V/Q:

1.W górnych płatach nawet 3,3 2.W dolnych ok 0,55 -mają większą masę niż górne płaty, wiec to one decydują na uśrednioną wielkość V/Q

W górnych partiach płuc, PO2 jest wyższe (132 mmHg) i dlatego prężność O2 odpływająca z tego obszaru jest wyższa -dalszy wzrost O2 nie zwiększa poboru tlenu (Hb maksymalnie wysycona tlenem) -w pęcherzykach dobrze wentylowanych ale nieukrwione wymiana gazowa nie zachodzi tworząc fizjologiczną przestrzeń martwą W dolnych częściach, nadmiar Q nie pozwalana na pełne wysycenie krwi O2, więc prężność w krwi z tych obszarów jest niższa W środkowy V/Q jest optymalne i zachodzi bez przeszkód Wysoki V/Q – fizjologiczna przestrzeń martwa Niski V/Q – fizjologiczny przeciek żylnych Odchylenia ulegają regulacji -miejscowa hipoksja, hiperkapnia (niskie pH) na naczynia płucna i oskrzela Tam gdzie niski stosunek V/Q – obniza się przepływ krwi -tam gdzie wysoki V/Q – zwiększa się (PGI2 i NO) Mimo tych mechanizmów regulacyjnych – PO2 we krwi odpływającej z płuc, jest zawsze niższe o ok 5mmHg od tego w pęcherzykach -ta różnica to tzw GRADIENT PĘCHERZYKOWO-TĘTNICZY -gł jej przyczyna to przeciek płucny (fizjologiczny i anatomiczny)

Przyczyny fizjologicznego przecieku to nierównomierność stosunku V/Q (fizjologiczna przestrzeń martwa na szczytach i przeciek żylny na podstawie) -ten rodzaj przecieku i zwiększony gradient pęcherzykowo-tętniczy PO2 wyrównują się podczas intensywnego wysiłku fizycznego, szczególnie przy hipoksji -powodem tego jest skurcz tętnic, wzrost filtracji kapilarnej w płucach, obrzęku płuc oraz zmniejszonej dyfuzji O2 przez błonę płucną z powodu obniżenia PO2 w pęcherzykach Przeciek anatomiczny to wynik: -zespoleń oskrzelowego-płucnego krążenia -przepływ krwi żylnej z tętnic płucnych do żył płucnych pomijając pęcherzyki (zespolenia) -drenowanie małymi żyłkami krwi z m. lewego przedsionka i lewej kom do środka kom Przeciek anatomiczny i fizjologiczny nie przekracza 2% CO serca -po podaniu 100% O2 przeciek fizjologiczny zanika V/Q nieprawidłowe powoduje, ze wymiana gazowa staje się nieskuteczna (hipoksemia/hiperkapnia); V/Q wzrasta w: 1.Rozedma 2.Zatory i zakrzepy t. płucnej V/Q Spada: 1.POChP (blokada oskrzeli) 2.Niedodma 3.Włoknienia/zgrubiania błony 4.Astma oskrzelowa

DYFUZJA – napęd wymiany ; jedynie gradient stężeń jest motorem

Zgodnie z prawem Daltona, ciś gazu w mieszaninie jest równe ciśnieniu jakie wywierałbym ten gaz zachowując sam całą objętość. -ciś parcjalne/preżność gazu (P) jest równa całkowitemu ciś razy % skłądu W gazie pęcherzykowym, w temp 37*C – 6,7% pary wodnej (47mmHg) -zależy ono wyłącznie od temp, a nie całkowitego ciśnienia -na ciśnienie innych gazów – różnica ciś całkowitego i ciś parcjalnego pary wodnej

PRAWO GRAHAMA – prędkość dyfuzji jest odwrotnie proporcjonalna do pierwiastka kwadratowego masy cząsteczkowej (im lżejszy gaz tym szybciej dyfunduje) -stosunek dyfuzyjności O2/CO2 wynosi 5,6:6,6 więc O2 dyfunudje szybciej W prawidłowym pęcherzyku, O2 ze środka pęcherzyka do pow błony płucnej dyfunduje w ciągu 0,002s -im większy pęcherzyk tym dyfuzja się wydłuża

PRAWO HENRY’EGO (opisuje rozpuszczanie się gazów w płynach) – liczba cząsteczek gazu (C) rozpuszczających się w płynie jest proporcjonalna do ciś parcjalnego (P) tego gazu nad pow. Płynu i jego stałej rozpuszczalności w płynie (K) C=K*P Więc, dyfuzyjność gazu zależy od istniejącego gradientu ciśnień, a przy stałym gradiencie – od rozpuszczalności gazu w płynie (jest ona proporcjonalna do ciś parcjalnego gazu)

Rozpuszczalność CO2 w osoczu jest ok 25 razy większa niż O2 -uwzględniając oba prawa, można obliczyć, że względna dyfuzja CO2 przez barierę krew-powietrze jest 21 razy większa niż O2

Prędkość dyfuzji gazu (V) przez tk podlega prawu Ficka -mówi ono, ze przenikanie gazu o określonym współczynniku rozpuszczalności (R) przez warstwę tk jest proporcjonalna do pow wymiany i różnicy ciśnień parcjalnych tego gazu po pobu stronach tkanki (P) -a odwrotnie porporcjonalna do odległości dyfuzyjnej (O) i pierwiastka kwadratowego masy cząsteczkowej (Mc) danego gazu: V=R*A*P/O*pierwiastek 2 stopnia z Mc Grubość bariery krew powietrze 0,1-1um

Proces dyfuzji O2 czynnie przyspiesza obecny w ER pneumocyów I cytochrom C450 -transportuje 10% O2 przez błonę pęcherzykowo-kapilarną Warstwy dyfuzji: 1.Surfaktaknt 2.Ciena warstwa płynu w pęcherzyki 3.Nabłonek pneumocytów 4.Błona podstawna jego 5.Tk śródmiąższowa 6.Błona podstawna śródbłonka 7.Śródbłonek 8.Oszocze 9.Błona erytrocytu 10.ICF erytrocytu Prędkość dyfuzji zależy od: 1.Gradientu ciś parcjalnego 2.Grubości bł pęcherzykowo-kap

3.Pow wymiany gazowej 4.Własc tkanek 5.Odległości pomiędzy ścianą kapilar a erytrocytami

Ciś parcjalne O2 w Atm – 158mmHg -w drogach oddechowych obniża się do 100 w pęcherzykach (wahania 98-101) -PCO2 waha się (37-41 w pęcherzykach) Te stosunkowo niewielkie wahania wynikają z tego, żę FRC 7-10 krotnie przekracza TV -PO2 w krwi żylnej ma ok 40mmHg (gradient – ok 60) -równowaga dyfuzyjna już po 1/3 długości kapilary zostaje osiągnięta (po 0,25-0,3s) Stąd, uśredniona różnica PO2 – to zaledwie 11mmHg -w stanach patologicznych równowaga może się osiągać po czasie dłuższym niż 0,75s, więc może powstawać hipoksemia

Miernikiem sprawności dyfuzyjnej danego gazu jest pojemność dyfuzyjna (DL) która zależy od: 1.Dyfuzji przez barierę p-k 2.Szybkość wiązania O2 z Hb i CO2 do powstaci HCO3- osocza DL to objętość gazu jaka dyfunduje przez błonę p-k w ciągu 1 min (V) przy różnicy ciś parcjalnych 1mmHg -dla O2 wynosi ok 21ml/min/mmHg -przyjmując wcześniejszą średnie P(11) możemy wyliczyć, ze w spoczynku, w ciągu 1 min powinno do krwi przechodzić 250 ml O2 (mierzymy to aparatem Krogha, który mierzy zużycie O2 minutowe) Podczas wysiłku, zużycie O2 wzrasta 20 krotnie (5l/min) -obserwuje się 3 krotny wzrost pojemności dyfuzyjnej płuc i 5 krotny wzrost ilości krwi przepływającej przez płuca -dzięki temu krew jest nadal w 100% wysycona O2 Wysiłkowy wzrost DL to wynik rekrutacji i poszerzania kapilar, powiększenia ich powierzchni i zmniejszenia grubości bł oddechowej z powodu pogłębienia ruchów oddechowych i wykorzystania całej długości kapilar do dyfuzji gazu oddechowego

DL dla O2 zmienia się z wiekiem -najwyższa wartość w 20-30 rż i potem się obniża -u młodych ludzi wysiłek fizyczny powoduje wzrost DL (u starszych mniej wyraźny) DL zmniejsza się w stanach patologicznych, które obniżają wentylacje płuc, -zmniejszenia pow wymiany gazowej, -zwiększenia odległości dyfuzyjnej (obrzek środmiąszowy czy pęcherzyków przy niewydolności lewej komory serca) -zmniejszenie ilości krwi przepływającej przez płuca (zakrzep/zator t. płucnej)

Powstawanie tzw bloku dyfuzyjnego w stanach patologicznych (obrzęk płuc, zwłóknienie płuc, zgrubienie błony p-k) – obniżenie dyfuzji O2 i hipoksemia następcza -PCO2 zachowane, bo lepiej dyfunuje, chyba, ze mamy też hipowentylacje (np. zwężenie oskrzeli/uszkodzenie n oddechowych – wtedy też hiperkapnia)

CO2 -gradient między krwią żylna (45) a gazem pęcherzykowym (40) to zaledwie 5mmHg -mimo mniejszego gradientu, stan równowagi tak szybko się ustala jak PO2 DL – trudne do oznaczenia (ze względu na wysoki współczynnik dyfuzji) -przymuje się, ze w spoczynku wynosi 450ml/min/mmHg W czasie forsownego wysiłku – zwiększa się nawet do 1300ml/min/mmHg -Dzięki temu, jego dyfuzja jest prawidłowa nawet gdy hipoksemia jest taka, że żyć można tylko dzięki leczeniu tlenem -dopiero przy bardzo daleko posuniętych zmianach w tk płucnej i równoczesnej hipowentylacji powstanie hiperkapnia

RÓŻNICA PO2 między k. tętniczą a płynem tkankowym – 55 mmHg (95 krew, 40 płyn tkankowy) -stan równowagi dyfuzyjnej tak jak w płucach, na długo przed końcem kapilary -PO2 w płynie tkankowym nie przekracza 95mmHg nawet przy obfitym zaopatrzeniu (i nie może przewyższać wartości z k tętniczej) -na PO2 ma też wpływ nasilenie matabolizmu i wielkości poboru O2 przez tkanki -PO2 w tkankach zależy więc od prędkości transportu O2 z krwi do tkanek i zużycia tego gazu przez komórki PO2 w komórkach od 5 do 40mmHg się waha (średnio 23 mmHg) -do zapewnienia procesów metabolicznych, styka 1-3 mmHg PO2

PCO2 – 46mmHg w komórkach i 45 mmHg w płynie tkankowym -PCO2 to równie wypadkowa przepływ krwi/szybkośc metabolizmu

W warunkach spoczynkowych na minutę, kom zużywają 250ml tlenu i tworzą 200mlCO2 (=RQ – „współczynnik oddechowy”) -RQ zależy gł od rodzaju substratów energetycznych podlegających metabolizmowi -RQ cukrów to 1,0 a tłuszczy – 0,7 -nasze RQ to jakieś 0,82 dlatego wydalamy mniej CO2 niż zużywamy O2 Więc standardowo 1200ml/min O2 dostaje się do pęcherzyków, ale tylko 20% jest pobierane a reszta usunięta na zewnątrz -dopływając do płuc żylna krew ma tylko 70% wysycenia tlenem; wychodzi mając prawie 97% -za to na 5l krwi krew żylna ma 1500ml CO2, po przejściu przez płuca – już tylko 1300 Gdyby te gazy po prostu se w osoczu były rozpuszczane – to słabo gościu

-ale dzięki Hb O2 możliwe do transportu wzrasta 70 krotnie; a CO2 dzięki HCO3- i karbaminohemoglobiny wzrasta 17 razy

TRANSPORT TLENU WE KRWI

-99% związana z Hb, tylko 1% rozpuszczona w osoczu -proporcje te zmieniają się zależnie od PO2 -w czasie oddychania czystym powietrzem i większym ciśnieniem, rozpuszczony O2 możę przekroczyć 50% całkowitego O2 W 100ml krwi tętniczej (37*C) -0,3ml O2 rozpuszczonego i 19,5ml w związku chemicznym z Hb W żylnej zaś – 0,12 ml rozpuszczonego i 15,2ml z Hb (70% wysycenia) -podczas wysiłku znacznego się zmniejsza (rezerwa tlenowa) Bilans to więc 5ml O2 Hb przy PO2=760mmHg każdy gram Hb w pełni wysycony O zawiera 1,39mlO2 -in vivo mamy trochę nieaktywnych postaci Hb i przez to przyjmujemy, ze wiąże on 1,34ml O2 -oznacza to, żę 100ml krwi które zawiera 15g Hb wiąże 20,1 O2 z nim związanego Maksymalna ilość O2 jaka może być transportowana przez Hb = POJEMNOŚĆ TLENOWA Reakcja łączenia O2 z Hb zachodzi szybko (0,01s) ale wysycenie jej tlenem zależy od wielu czynników takich jak -prędkość dyfuzji -pH w erytrocycie -stopień poprzedniego wysycenia HbO2 -obecność w erytrocytach fosforanów organicznych (zwłaszcza 2,3-DPG)

Hb alfa – 141 amikwas, walina-leucyna na końcu Beta – 146 histydyna-leucyna -zmieniają kształt, dysocjują, zbliżają się do siebie lub oddalają Dwie formy – R, (relaxed, odprężony) zwiększa przyłączenie O2 i T, (tense, napiętym) – obniża przyłączanie O2 -to, że hem leży w zagłębieniu łańcucha reguluje jego dostępność -po połączeniu z O2 staje się bardziej kwaśny niż zredukowany (zmiana struktury 4 rzędowej i przesuniecie wzajemne jednostek) PRZECHODZENIE T->R 1.Zmiana konfiguracja łańucha alfa przenosi się mechanicznie na związany z nim łańcuch B 2.Ta zmiana zwiększa powinowactwo łańucha B 3.Po jego utlenowani następują dalsze konfiguracje zmiany powinowactwa i ostatecznie 2 ostatnie O2 się przyłączają

Reakcja utlenowania przebiega na 4 oddzielnych etapach i na każdym z nich jest dwustopniowa -zgodnie z prawem działania mas, reakcja łączenia Hb z O2 powinna zwalniać, ale w rzeczywistości jej prędkość wzrasta dzięki tym zmianom

KRZYWA DYSOCJACJI HB -gł wpływa prężność tlenu (stromy zakres krzywej Sigmoidalnej to zakreś poniżej 40mmHg, czyli taki jak w tkankach) -gdy Po2 w płynie tkankowym = 20mmHg to wysycenie Hb zmniejszy się do 35% - i przy 15mmHg do 20% Tak się dzieje przy ciężkiej pracy fizycznej, wtedy PO2 spada poniżej 15mmHg w tkankach (zużywa organizm wtedy nie 5, a z 15 ml tlenu) Odsetek Hb który oddaje O2 tk podczas przechodzenia przez kapilary = WSPÓŁCZYNNIK ZUŻYCIA O2 -spoczynkowo wynosi ok 25%, a podczas wysokiego wysiłku – nawet 75% -lokalne zużycie z powodu wysokiego metabolizmu + względnie małego przepływu krwi może wynosić nawet 100% Poza ciśnieniem parcjalnym O2, na przebieg krzywej wpływa też: pH, temperatura i zawartość 2,3DPG 1.Przesunięcie pH -> efekt Bohra (nagromadzenie CO2, kw mlekowego i innych kwaśnych metabolitów) -hamuje też glikolizę (zmniejszenie stężenia 2,3 DPG) 2.Temperatura (wzrost – zwiększa się oddawanie tlenu, spadek – ułatwia przyjmowanie) -ułatwia to oddawanie krwi w tkankach i przyjmowanie z płucach (gdzie nizsza temp) 3. 2,3-DPG (i inne fosforany organiczne) -zmniejsza powinowactwo do O2 -dużo w erytrocytach, powstają podczas glikolizy z 3-fosfogliceraldehydu, szlakiem EmbdenaMyerhofa Ich produkcje pobudza -wysiłek fizyczne (>60min) -pobyt na wysokości znacznej (>6h) -anemia i inne choroby przebijające z przewlekłą hipoksją W konserwowanej krwi – zwartość 2,3DPG obniża się i przez to ma niższą zawartość terapeutyczną -wszystkie te fosforany łączą się ze zredukowną Hb zmniejszając jej powinowactwo do O2 -sam 2,3DPG łączy się z podjednostką beta, uniemożliwiając zmiany jej konfiguracji, niezbędne do łączenia się z O2

W spoczynku 100ml krwi oddaje 4,6ml O2 (tylko 0,17 rozpuszczone we krwi) -dysocjacja tlenu z HbO2 to w 98% wynik obniżenia PO2 i tylko 2% wzrostu PCO2 i przesuwania krzywej dysocjacyjnej -w czasie wysiłku PO2 spada w tkankach nawet do zera Fe2+ jak łaczy się z innym związkiem – to na ogół ma większe powinowactwo -Najważniejsze to karboksyhemoglobina, ale analogiczne związki tworza się z cyjankami, amoniakiem, czy tlenkiem azotu -Hb taka nie tylko traci zdolność do utlenowania i przenoszenia O2, ale także zmniejsza zdolność pozostałej HbO2 do oddawania O2 tkankom (przesuniecie krzywje dysocjaji, spadek PO2) Fe2+->3+ utleniany przez niektóre zw chemiczne (azotyny, sulfonamidy) -niewielkie ilości metHb są fizjologicznie i redukowane przez NADPH -Suflhemoglobina powstająca przez pewne leki także jest niezdolna do transportu O2 -większe ilości nieprawidłowej O2 prowadzą do hipoksji (mniej tlenu z płuc transportowanej, spadek dysocjacji w tkankach z powodu przesunięcia krzywej dysocjacji) TRANSPORT O2 – też uzależniony od Hematokrytu jest -40% prawidłowo; zwiększenie i zmniejszenie Ht obniza zdolność do wiązania O2 W nadkrwistości – zwiększa lepkość i obniża CO W niedokrwistości – mniej Hb Wzrost pojemności minutowej – o 50% zwiększa zużycie O2 tylko o 10%

NIEDOTLENIENIE (HIPOKSJA/HIPOKSEMIA) Hipoksja to względny niedobór O2 w tkankach a hipoksemia – we krwi -hipoksemia występuje gdy PO2 we krwi jest poniżej 85mmHg Hipoksja – spada metabolizm -fosforylacja oksydacyjna utrzymuje się w komórkach dopóki PO2 nie spadnie w nich poniżej 1mmHg -wtedy zmniejsza się ATP, kwaśno się robi w kom i to jej pierw zaburza czynność a finalnie zabija Ilość O2 przenoszena do danego narządu jest zależna od: 1.Miejscowego przepływu krwi 2.Wyscyenia krwi O2 3.Ilości Hb we krwi 4.Zdolności tk do zużywania O2 do metabolizmu Uwzględniając zaburzenia mechanizmu transportu O2 wyróznia się 1.Hipoksje krążeniową (zastoinową) -PO2 we krwi w normie, ale w tkankach za mało (np. choroby serca czy naczyń obwodowych – miażdżyca etc) 2.Hipoksja hipoksyczną -PO2 w krwi tętniczej obniżone, np. na dużych wysokościach (lub uboga zawartość O2 mieszance

oddechowej) 3.Szczególny rodzaj hipoksji hipoksycznej przy: -nierównomiernym stosunku V/Q w płucach -przecieku płucnego -bloku pęcherzykowo-kapilarnego -hipowentylacja 4.Hipoksja anemiczna -obniżona zawartość Hb we krwi (także na skutek np. krwotoku) 5.Hipoksja histotoksyczna -O2 dostarczana do tkanek jest, ale jej wykorzystanie jest upośledozne

NADTLENIENIE (HIPEROKSJA/HIPEROKSEMIA i tlenoterapia) Nateżona hiperwentylacja – maksymalny wzrost PO2 do 120mmHg -wyższe wartości tylko zwiększając ciśnienie/zawartość tlenu Nadmiar O2 w tkankach – nadtlenienie/hiperoksja; a we krwi – hiperoksemia Standardowo – 96mmHg PO2; 0,3/100ml O2 rozpuszczone (reszta to HbO2, ta zawartość nie będzie rosła bo pełne wysycenie O2) -wzrost % O2 w mieszance i ciśnienia daje wzrost tlenu rozpuszczonego we krwi: -Czyste O2, 3 atm – PO2 ma 2100mmHg i zwartość O2 we krwi tętniczej wzrasta do 25,5ml/100ml (standardowo – ok 20) -Czyste O2, 4 atm – PO2 3000mmHg, 29ml/100ml (we krwi żylnej – 24ml/100ml i 1200mmHg) -duży gradient więc, co ułatwia oddawania O2 do tkanek

Taka hiperoksja czasami jest stosowana w celach leczniczych -choroba kesonowa (dekompresyjna) -zatrucie CO -inne typy hipoksji (doraźnie i nie każda) WSKAZANIE DO NATYCHMIATOWEJ TERAPII TLENOWEJ – SPADEK PO2 we krwi poniżej 50mmHg (przy pH 7,4 odpowiada to wyscyeniu Hb równemu 85%) Przy hipoksji hipoksycznej – najlepsze wyniki tlenoterapii (z wyjątkiem żylnego przecieku anatomicznego) -niewielkie przy hipoksji krążeniowej i histotoksycznej Tlenoterapia w zatruciu czadem nei tylko zwiększa O2 we krwi, ale też przyspiesza usuwanie CO z Hb

Podawanie O2, zwłaszcza długotrwale i pod zwiększonym ciśnieniem może być niebezpieczne z powodu: 1.osłabienia wentylacji -wynik usunięcia napędu hipoksycznego (wzrost O2 we krwi)

-hipowentylacja może prowadzić do hiperkapnii grożącej śpiączką 2.skłonności do zapadania się płuc -zamykanie dróg oddechowych -tlen zamknięty w płucach zasysa się do krwi i ostatecznie powstaje niedodma płuc 3.uszkodzenia tk płucnej 4.zwężenie naczyń siatkówki 5.włóknienie pozasoczekowate 6.zaburzenia czynności OUN -zaburzenia psychiczne, drgawki a nawet śpiączka

Powodem objawów są procesy metaboliczne: 1.Uniecznnianie wielu enzymów (zwłaszcza grupy -SH) 2.Zmniejszenie zawartości GABA w tk mózgowej 3.Upośledzenia wytwarzania DNA i syntezy białka 4.RFT Cał ten zespół objawów określa się jako „ZATRUCIE TLENOWE”

SINICA

-gdy stężnie HbH w kapilarach przekracza 5g/100ml krwi -ciemnoniebieskie zabarwienie -powszechnie uważana za objaw hipoksji, ale kurwa nie do końca (też stan krążenia w naczyniach włosowatych) Zużycie O2 przez skórę jest małe, więc zawartość we krwi żylnej odpływającej ze skóry odpowiada krwi tętniczej -oglądanie skóry może więc dostarczyć wskazówek co do zawrtości O2 we krwi tętniczej Sinica jest najlepiej widoczna na: -palcach -wargach -płatkach uszu -nosie -bł śluzowych (czyli tam, gdzie kapilary znajdują się blisko pow ciała) Sinica występować może przy prawidłowej zawartości O2 we krwi, gdy na skutek skurczu tętniczek (np. z powodu zimna) -przepływ krwi przez kapilary jest bardzo wolny a HbO2 oddaje więcej O2, przez co miejscowo HbH wzrasta do 5% nawet Sinica nie pojawia się: -w hipoksji anemicznej (stężenie Hb za niskie) -hipoksji histotoksycznej (zawartość tlenu we krwi jest prawidłowa) -ani przy zatruciu CO (wiśniowe zabarwienie HbCO maskuje sinicę)

CO ma 210 razy większe powinowactwo do Hb niż O2 -trudno o równowagę dyfuzyjną z powietrzem, nawet po przejściu całej kapilary to nie działa (dyfuzja ogranicza jego usuwanie z organizmu, a nie przepływ krwi przez kapliary przy N2O i w mniejszym stopniu O2, zależy właśnie od przepływu tej krwi Krzywa dysocjacji HbCO jest w sumie podobna do HbO2, ale ma 210 razy mniejsze wartości xD -w związku z tym przy PCO wynoszącym zaledwie 0,5mmHg Hb jest już w nim pełni wysycona -przy PCO 0,7mmHg następuje zwykle śmierć -oprócz leczenia tlenem, podaje się też CO2 (pobudza ośrodek oddechowy wzmagając wentylacje i usuwanie CO z ustroju

Transport CO2 we krwi -w krwi tętniczej jest go 2x tyle co O2 - ok 48ml/100ml ( w żylnej – 52ml) W 100ml krwi znajduje się: -3ml CO2 rozpuszczonego fizycznie -3ml CO2 w postaci karbaminianów -42ml wodorowęglanów (88%) W tkankach do 100ml krwi tętniczej przechodzi ok 3,7ml CO2 -0,4ml rozpuszczonego fizycznie -0,8ml karbaminiany -2,5ml na HCO3Jednocześnie pH krwi obniża się z 7,4 do 7,36 HCO3- powstaje w erytrocytach i w osoczu -w erytrocytach dużo (anhydraza) a w osoczu mało (brak jej) Zgodnie z równowagą Donnana, w miejsce HCO3- wnikają do nich Cl-stosunek stężeń jonów Cl- wewnątrz i na zewnątrz krwinek jest więc równe takiemu stosunkowi HCO3Cl- ma większą aktywność osmotyczną, więc podnosi ciś osmotyczne erytrocytów krwi żylnej -dlatego krwinki we krwi żylnej mają nieco większą objętność niż w tętniczej Teraz piszą, że CO2 jako karbaminy to 20% xD -połączenie CO2 z wolnymi grupami aminowymi amikwas zasadowych Hb i białek osocza -poza CO2 łączą się też H+ (powstające przy rozpadzie H2CO3) -jony H+ wiąząć się z Hb w miarę oddysocjowywania O2 i przechodzenia w HbH staje się kwasem słabszym i jako jon Hb- przyłącza łatwo H+ Teraz jest, ze HCO3- to 2,5ml/100ml do płuc dostarczane, 70% (xd) -obniżenie PO2 przyśpiesza rozkład H2CO3 przez anhydraze (2,5ml) -w płucach karbaminy łatwiej się rozpadają uwalniając CO2 (ułatwiane przez kwaśny charakter CO2) -reszta, tj 10% to rozpuszczony fizycznie 10%

Relacja między PCO2 a ilością tego gazu, zarówno rozpuszczonego fizycznie jak i związanego chem we krwi, określa krzywa dysocjacji CO2 -wzajemne stosunku CO2 i O2 we krwi określa efekt Haldane’a i Bohra Efekt Haldane’a -wzrost PO2 ułatwia dyfuzje CO2 z krwi do pęcherzyków -jest tak, gdyż HbO2 jest kwasem silniejszym i ma mniejsze powinowactwo do CO2, tworzy mniej karbaminowych związków i słabiej wiążę H+ -w tkankach zaś jest na odwrót Efekt Bohra – wiadomo

Krew żylna, dopływając do płuc ma 52% CO2 przy PCO2 46mmHg a opuszczając 48/40

W porównaniu z ilością zmagazynowaną w postaci węglanów w kościach czy rozpuszczoną w tłuszczach, płyny ustrojowe zawierają stosunkowo niewiele (ok 500ml/1l) CO2 -całkowita ilość CO2 w ustroju to 120l Ustrój to nie jeden przedział, ale kilku mniejszych, cechujących się własnymi i chwilowymi zmianami wartości CO2 które dla uproszczenia dzielimy na trzy przedziały: 1.Szybki, odpowiadający krwi krążącej, móżgowi i nerkom -PCO2 zbliżone do wartości w gazie pęcherzykowym 2.średni, charakterystyczny dla mięśni szkieletowych w spoczynku -umierkowany przepływ krwi 3.Wolny, w tk tłuszczowej i innych o słabym przepływie krwi Usuwanie CO2 gł kosztem (1) i w mniejszym stopniu (2) -ale i tak są one „połączone” i przez to ustala się miedzy nimi stale równwoaga Wzrost PCO2 powyżej 45mmHg w krwi tętniczej -> HIPERKAPNIA -już chwilowe zatrzymanie oddechu sprawie, że wzrasta ona do 50mmHg -gdy mieszanka wzb. CO2 – nawet 80mmHg możemy osiągnąć Wyższe wartości -> zaburzenia czynności OUN -senności, utrata przytomności, śpiączka z upośledzeniem przytomności i śmierć -u takich chorych występuje OSTRA KWASICA GAZOWA -zmniejszona wydalanie HCO3- z moczem częściowo ją rekompensuje Najczęściej hiperkapnia to wynik upośledzenia wentylacji pęcherzykowej -blok pęch-kap prowadzący do hipoksji zwykle nie wywołuje wzrostu PCO2 ze względu na jej duzą dyfuzyjność

Wdychanie mieszanki wzb CO2 – zastosowanie w leczeniu np. stanów niewydolności oddechowej czy zatrucia CO -w tym drugim oprócz usuwania CO, ułatwia dyfuzje O2

-przy podawaniu mieszanki bogatej w CO2 należy starannie okreslic stężenie tego gazu we krwi, aby uniknąć objawów zatrucia Spadek PCO2 pon 20mmHg – hipokapnii -powstaje podczas hiperwentylacji (np. dowolnej) czy podczas znieczulenia ogolnego, przy zwiększonej sztucznej wentylacji Ostre objawy hipokapnii mamy już po 2-3 min dowolnej hiperwentylacji -następuje wtedy chwilowe zatrzymanie oddychania z powodu spadku zawartości CO2 z płynach krążących (bezdech prawdziwy – apnoe vera) -ustępuje on stopniowo powracającym oddechom (oddychanie okresowe) kiedy hipoksja pobudza chemoreceptory aortalne i szyjne po kilku wdechach podnosi się PO2 i ustaje bodziec hipoksyczny -i znowu, ustaje oddychanie aż PCO2 w pęcherzykach i krwi tętniczej wrócą do normy i środek wróci do normalnej pracy Hipokapnia jest dość rzadka -typowo u ludzi chorych psychicznie wykazujących hiperwentylacje Do objawów hipokapnii należą: -zawroty głowy -senność -bezdech -utrata przytomności Objawy te są spowodowane po części spadkiem przepływu krwi przez mózgu na skutek skurczu naczyń mózgowych -wzmaga też akcje serca, ale obniża aktywność ośrodka naczynioruchowego (zapobiega większym wahaniom cis krwi) Hipokapnia to też synonim alkalozy gazowej (wzrost pH krwi powyżej 7,4) -towarzyszy temu obniżenie wapnia zjonizowanego w osoczu i niekiedy objawy tężyczkowe (np. dodatni objaw Chwostka)

Nagłe zamknięcie dróg oddechowych (ciało obce, ucisk na tchawice – np. powieszenie) prowadzi do ASFIKSJI czyli do ostrej hiperkapnii i hipoksji które się rozwijają równocześnie -nagromadzone CO2 pobudza gwałtownie ruchy oddechowe -wzrasta ciś krwi i częstość skurczów (CO2 działa na ośrodku ukł współczulnego i rdzenia nadnerczy + aminy katecholowe do krwiobiegu są wyrzucane) Przedłużająca się hiperkapnia prowadzi w końcu do osłabienia odruchów oddechowych -także ciś i częśtość serca spada (rozszerzenie naczyń, zmniejszenie kurczliwości) Pomocna bywa tutaj sztuczna wentylacja, ale często mimo tego rozwija się migotanie komór (uszkodzenie m. sercowego przez hipoksje prawdopodobnie) a także w wyniku nadmiernej pobudliości serca (katecholaminy)

Asfiksja ponad 4-5 minut prowadzi ostatecznie do ustania akcji serca i zatrzymanai oddechu

REGULACJA ODDYCHANIA Układ regulujący oddychanie składa się z kilku sprzężonych ze sobą elementów: 1.Ośrodek oddechowy pnia mózgu (ośrodek oddechowy) -zapewnia automatyczne sterowanie oddychaniem 2.Ośrodki korowe -warunkują dowolną regulacją oddychania 3.Mechano i chemoreceptory ośrodkowe i obwodowe 4.Motoneurony oddechowe (wraz z unerwianymi przez nie m. oddechowymi)

OŚRODEK ODDECHOWY

-centralny generator oddechowy w RF pnia mózgu

Dwa rodzaje neuronów 1.Grzbietowe neurony wdechowe (neurony I, inspiratory neurons) -aktywność rytmiczna, synchroniczna z fazą wdechu 2.Brzuszne neurony wydechowe (neurony E, expiratory neruons) -aktywność zwiększona w czasie wydechu

wdech -> narastająca aktywność neuronów I aż do całkowitego ich wyłączenia wydech -> dwie fazy (a nawet podfazy) 1 faza -> ponownie pojawia się aktywność m. WDECHOWYCH -równoważy ona początkowo siły retrakcji, zmniejszając początkową szybkość wydechu -nazywamy ją PIIA – PostInspiration Inspiratory Activity 2 faza „cicha” – brak PIIA; aktywność m wydechowy się ujawnia jeśli już (dopiero po zaniknięciu PIIA)

Ośrodek oddechowy obejmuje dwie grupy neuronów: 1.Położna grzbietowo DRG (dorsal respiratory group) -w opuszce, okolice jądra pasma samotnego (NTS, nucleus tractus solitarius) -zawiera głównie neurony IR (inspiration-related) do których należą neurony 1alfa -unerwiają m przepony i mięśni międzyżebrowe zewnętrzne -Neurony 1Beta i P otrzymują impulsy z obwodowych receptorów wrażliwych na rozciąganie płuc -są też tutaj komórki odpowiedzialne za PIIA

2.Brzusznie VRG (ventral respiratory group) -podłużnie w opuszcę, od górnej do dolnej jego granicy -trzy główne skupiska komórek nerwowych w jej obrębie: I.Jądro tylno-dwuznaczne (NRA, nucleus retroambigualis) -odpowiedzialne za wydech (ER, expiration realted) -ich kom unerwiają m. wydechowe międzyżebrowe i m brzuszne (krzyżują się po drodze, tak jak wcześniejsze z IR tak anyway) -prawdopobnie biorąteż udział w generowaniu rytmu oddechowego II.Jądro przydwuznaczne (NPA, nucleus paraambigualis) -zawiera gł neurony IR III.Jądro zatwarzowe (NRF, nucleusretrofacialis) -najbardziej dogłowowo -rózne neurony związne z rytmem oddechowym -gęste zgrupowanie kom ER tworzy tu KOMPLEKS BÖTZINGERA

Grupa DRG odpowiada czynnościowo za CZAS TRWANIA cyklu oddechowego -VRG zaś za kontrole amplitudy wdechów

Kompleks oddechowy (Botzingera) – podstawowe znaczenie w automatycznej genezie rytmu oddechowego 1.podczas wdechu narasta efektywność IR (przekazanie aktywność do mieśni) a także do ośrodka pneumotaksycznego mostu 2.IR działa też hamująco na sieć neuronów ER 3.aktywność gaśnie, powstaje PIIA Rytm oddechowy utrzymuje się nawet po przecięciu wszystkich AFARENTNYCH włókien dochodzących do rdzenia przedłużonego -także powyżej przecięcia opuszki powyżej ośrodka oddechowego -po takich zabiegach jednak jest zmiana w rytmie oddechowym (wskazanie modulacji go przez inne ośrodki) -te ośrodki to zwłaszcza ośrodki pneumotaksyczny i apneustycznego w moście a także nn. Obwodowych, szczególnie nn.X

WPŁYW WYŻSZYCH OŚRODKÓW NERWOWYCH Kora reguluje ruchy mięśni, bez udziału/pośrednictwa ośrodka oddechowego pnia mózgu -znika po utracie świadomości (sen, narkoza, stan patologiczny) Po bezdechu dowolnym (wstrzymanie oddechu) nadal zachowana jest rytmiczna czynność ośrodka oddechowego z towarzyszącą mu niemiarowością zatokową rytmu serca

Uszkdzenie ośrodka oddechowego -> nadal można sterować oddechem (ale tylko świadomie) -więc w czasie snu oddychanie ustaje, trzeba sztuczne oddychanie Upośledzenie automatycznej kontroli oddychania przy zachowaniu regulacji dowolnej – w zespole Ondyny (rzadko występuje) Oprócz kory mózgowej, ma tutaj wpływ też układ limbiczny, podwzgórze czy RF -w związku z tym zmiany częstości i głębokości oddychania obserwuje się podczas różnych reakcji emocjonalno-popędowych, obronnych, seksualnych czy termoregulacyjnych a także przy zmianach napięcia psychicznego

RECEPTORY PŁUCNE Cztery typy: 1.SAR (slowly adapting receptors, receptory powoli adaptujące) -w tchawicy i oskrzelach, wrażliwe na rozciąganie płuc (receptory inflacyjne) 2.RAR (rapidly adapting receptors, receptory szybko adaptujące) -inaczej podnabłonkowe -wraźliwe na bodźce chemiczne (receptory I, irritant receptors) 3.Receptory około kapilarne (J, juxtacapilary receptors) -w przegrodach między kapilarami a pneumocytami 4.Receptory oskrzelowe włókien afarentynych typu C -w całym drzewie oskrzelowym -wrażliwe na autokoidy płucne (np. histamina, LT, tachykininy i kapsaicyna) Autakoidy – hormony wytwarzane i działające miejscowo

MECHANORECEPTORY SAR

-mięśnie gładkie tchawicy i większe oskrzela -pobudzane rozciąganiem w czasie wdechu -przekazują impulsy nn.X (włokna typu A) -jako receptory inflacyjne utrzymują wysoką częśtość wyładowań mimo dłuższego rozciągania płuc Wynikiem ich pobudzenia jest odruchowe zahamowanie -wdech jest skracany i spłycany -m wdechowe zaczynają wiotczeć -przyśpieszany jest rytm oddechowe -torowanie wydechu, odruchowa akcja serca -rozszerzają się oskrzela i kurczy naczynia krwionośne POWODUJĄ ONE ODRUCH HERINGA-BREUERA -bez niego oddechy stają się głębsze, dłuższe, wzrasta obj oddechowa i zwalnia się rytm oddechowy -pobudza neurony P w grupie neuronów DRG-NTS -największa rola u niemowląt i noworodków

RECEPTORY RAR

-reagują na zanieczyszczenia powietrza (pyły, sub chemiczne jak SO2 czy NO2) -także na deformacje płuc i szybkie zapadanie się tk płucnej np. w wyniku odmy (stąd są nazywane czasami receptorami deflacyjnymi) -pobudzają hiperwentylacje (pogłębienie i przyspieszenie ruchów oddechowych) RAR wywołuje odruch kaszlu i skurcz oskrzeli -pobudzane przez autakoidy (np. w astmie) więc skurczają oskrzeli -u dorosłych odruchowo przeciwdziałają spadku podatności płuc stąd, odruchowo pobudza głębokie ziewnięcie/westchnięcie, przywracające powietrzność i właściwą podatność płuc

Receptory typu J

-wolne zakończenia w ścianie pęcherzyków płucnych -pobudzane w wyniku odkształcenia śródmiąższowego (gromadzenie płynu i obrzęk płuc, mikrozatory płuc i niektóre sub drażniące – Chlorowodór, halotan, 5HT etc) Efektem ich pobudzenia jest krótkotrwały bezdech, a następnie płytkie i częste ruchy oddechowe (tachypnoe) -towarzyszy temu odruchowe zwężanie oskrzeli i skurcz m. zamykających głośnie oraz pobudzenie n.X -także zwolnienie akcji serca, zmniejszenie napięcia naczynioruchowego n. adrenergicznych i rozszerzenie nazcyń krwionośnych Odruch ten ma charakter obronny -> zmniejsza napływ czynników szkodliwych dla płuc -mogą też być odpowiedzialne za uczucie duszności (dysnpea) – „krótki” oddech w chorobach płuc

MOTONEURONY M ODDECHOWYCH

-naprzemiennie depolaryzacja i hiperpolaryzacja (hamowanie skurczu) Motoneurony m. oddechowych są odruchowo pobudzane przez rozciąganie wrzecion mięśniowych tym mięśni (aktywacja pętli gamma) -rozciąganie wrzecion (np. w wyniku zwiększonych oporów oddechowych), gdy zmniejsza się podatność płuc/klaty, czy też wzrasta opór dróg oddechowych -umożliwai to każdorazowe dostosowanie siły skurczu m oddechowych do istniejących oporów oddechowych

CHEMICZNA REGULACJA ODDYCHANIA -zmiana PCO2/O2 i pH

Wzrost PCO2 i spadek pH -> pobudzają ośrodek oddechowy poprzez strefę chemowrażliwą opuszki rdzenia -spadek PO2 wpływa gł na chemoreceptory obwodowe; one pobudzająco zaś na ośrodek oddechowy Bezpośredni wpływa spadku PO2 na ośrodek oddechowy, tak jak i inne struktury mózgowe jest HAMUJĄCY

Ośrodek oddechowy -> bardzo wrażliwy na zmianę PCO2 w tętnicach -wzrost w zakresie 40-65mmHg zwiększa liniowo wentylacje -powyżej 65 przytost wentylacji ulega spłaszczeniu; to przez nieswoiste działanie CO2 obniżające pobudliwość ośrodka oddechowego

Odpowiedz wentylacyjna na CO2 zależy także od PO2 i stężenia jonów H+ w tętnicach i aktywności RF w którym funkcjonują ośrodki oddechowego -obniżanie PO2 oraz wzrost H+ wzmaga te odp -osłabienie aktywność RF (sen, narkoza, morfina) hamuje ją Następuje pogłębienie oddechów i zwiększenie częstości oddychania -mediatorem przekazania sygnału jest strefa chemowrażliwa mózgu (CSA, chemosenstive area) -znajduje się na brzusznej pow opuszki i dzieli się na strefę dogłowową (górną, R) i strefę doogonową (dolną, C) Strefy te rozciągają się: Góra – most boki – korzeni nerwów VII-X przyśrodkowo – piramidy dół – korzenie n. XII Neurony obu stref (R i C) przekazują pobudzenia do ośrodka oddechowego -rejestruje ona nie tyle zmiany PCO2 co H+ w PMR i płynie tk mózgu -jony H+ nie przekraczają bariery krew-mózg; -zmiany pH PMR powstają w wyniku dyfuzji CO2 z krwi tętniczej -> tworzenie H2CO3 -> dysocjaja H+ i drażenienie CSA PMR - > mało białka i niewielka siła buforowania -stężenia H+ i HCO3- wzrastają w miarę wzrostu PCO2 we krwi tętncizej Stężenie HCO3- w ECF nie zmienia się przy zmianach stężeń HCO3- we krwi (aniony nie przechodzą przez barierę krew-mózg) Wzrost stężenia HCO3- w PMR działa słabo buforująco na H+, ale podnoszą pH obniża efekt hiperwentylacjyny CZYNNIK KONTROLUJĄCY PCO2 w PŁYNACH USTROJOWYCH - > TYLKO WENTYLACJA -jeśli pH i O2 są sztucznie utrzymywane na stałym poziomie a PCO2 wzrasta hiperwentylacja nie jest tak zaznaczona silnie 10 krotny wzrost wentylacji przy wzroście PCO2 z 40 do 65mmHg Gdy CO2 w pow wdechwym = 2% - wentylacja na tyle wzmożona, że PCO2 w tkankach nie zmienia się -przy 5% mimo hiperwentylacji, PCO2 podnosi się we krwi i pł tk -maksymalna wentylacja płuc przy 10% CO2 w powietrzu

Powyzej 10% -> obniżanie aktywności ośrodka oddechowego (depresyjne działanie CO2 na mózg) -przy 20-30% śpiączka -porzy 30-40% działanie narkotyczne -dochodząc do 50% - śmierć

Wpływ H+ -> zależy od zmian PCO2 i PO2 jednocześnie -wzrost stężenia H+ słaby bodziec dla wentylacji pęcherzykowej, gdy PO2 jest sztucznie utrzymywane na stałym poziomie -H+ pobudza wentylacje, bo pociąga za sobą wzrost PO2 i obniża PCO2 we krwi każdorazowo, co osłabia wentylacje (zmniejszenia aktywności ośrodka wentylacyjnego) -dopiero gdy spadek pH jest wyraźnie duży (efekty związane z hamującym wpływem zwiększonego PO2 i zmniejszonego PCO2 zostaną przełamane), wzrasta też wentylacja Przy pH 7,1 – wentylacja pęcherzykowa wzrasta 3-5 krotnie -dzieje się tak np. w kwasicy metabolicznej (nagormadzenie kwaśnych produktów metabolizmu – np. w mocznicy, marskość wątroby, niewyrównanej cukrzycy) -obserwuje się wówczas wyraźne pogłębienie oddechów (znane jako oddech Kussmaula) Oddech kussmaula powoduje usunięcie z ustroju CO2 i kompensacyjny spadek stężenia H+ -pH krwi normalizuje się, ale zasób zasad ulega istotnemu uszczepleniu

SPADEK PO2 -> nie pobudza CSA (Jak CO2 czy H+) -pośrednio przez nieobecność indukuje kwaśne metabolity i potęgując tętniczego CO2 na oddychanie (chemoreceptory w kłębkach szyjne i aortalne)

WPŁYW OBNIŻONEJ PRĘŻNOŚCI O2 W KRWI TĘTNICZEJ NA WENTYLACJI Niezależnie od CSA są też chemoreceptory obwodowe poza OUN, które reagują na zmiany ciś parcjalnego O2 i CO2 czy wzrost H+ -ich pobudzenie jest przekazywane nn. IX i X Chemoreceptory te są zgrupowane w obrębie kłębków, umiejscowionych symetrycznie w pobliżu rozwidlenia t. szyjnej wspólnej (kłębki szyjne) i w łuku aorty w liczbie 3-4 (kłeboki aortalne) -podobne kłębki w rozgałęzieniach t. płucnej (kłębki płucne) Są one zbudowane z tzw kłębuszków, zaopatrzony w tętniczki, które dzielą się na liczne n. włosowate i sinusoidalne -są one otoczone kom kłębkowymi typu nabłonkowego (kom typu I) które wyposażone są w wypustki stykające się ze ścianami pobliski n kapilarnych i sąsiednimi komorkami typu II, które pełnią funkcje podporowe (podbne do glejowych)

Na pow Kom typu I znajdują się zakończenia nerwowe tworzące synapsy, poprzez które przekazują

sygnały (nn X – kłębki aortalne i IX – kłębki szyjne)

Pod wpływem hipoksji/hiperkapnii/spadku pH ZWIĘKSZA się częstość wyładowań we włóknach aferentynch zaopatrujce kom kłębkowe -w kom typu I gromadzą katecholaminy, głównie dopaminę, NA, 5HT, SP, VIP i enkefaliny -komórki te embrionalnie i strukturalnie należą do paraneuronów układu APUD i są zbliżone do kom chromochłonnych nadnerczy

Uwalnianie katechlamin (gł dopaminy) z kom typu I zachodzi przy pobudzeniu ich przez hipoksje (w mniejszym stopniu hiperkapnie) Właściwe chemoreceptory to wolne zakończenia czuciowe od n zatokowego (IX) i n aortalnego (gałąź n X) -są pozbawione osłonki mielinowej i tworzą bezpośrednie zespolenia synaptyczne z komórkami kłębkowymi typu I -impulsacja pobudza ośrodek oddechowy przez co oddech stają się przyspieszone i pogłębione W kłębkach znajdują się też eferentne wł współczulne które zapatrują je i mogą zmniejszać i pobudliwość i aktywność, zapobiegając hiperstymulacji

Komórki kłębków szyjnych wskazują najwyższe zużycie O2 (ok 9ml/100g tkanki/min) -czerpią go z postaci rozpuszczonej fizycznie w osoczu krwi, która przepływa tutaj w dużych ilosicach (2000ml/100g/min) czyli 40 razy więcej niż w mózgu! Chemoreceptory te nie ulegają pobudzeniu w wyniku niedokrwistości czy CO (bo nie tą forme tlenu zużywają) ale gdy obniza się PO2 we krwi, czy zmniejsza się przepływ krwi przez tkanki + nagłe wspomnienie o H+ (ze tez na nie działają – w czasie wysiłku, ale nie wiem czy współdziałają, czy osobno) Odnerwienie kłębków nie daje zmian w oddychaniu w warunkach spoczynkowych -zanika hiperwentylacja w odpowiedzi na hipoksje za to i zmniejsza się o ok 30% wentylacja w odpowiedzi na hiperkapnie Poza hipoksemią i zmniejszeniem przepływu krwi, zwiększają one także aktywność pod wpływem podrażnienia zwężających naczynia kłębkowe wł współczulnych zaopatrujących kłębki

Działanie pobudzające mają tu ponadto wzrost PCO2 i obniżenie pH we krwi tętniczej, działanie PCO2 na chemoreceptory obwodowe jest spotęgowane przez jego wpływ na CSA, zaledwie o ok 30% napędu (CSA – 70%)

Działanie PCO i H+ na chemoreceptory obwodowe następuje po znacznie krótszej latencji i nie na mechanizmie hipoksji

HIPERKAPNIA WZAMAGA ODP WENTYLACYJNĄ NA HIPOKSJE I ODWROTNIE nn zatokowe (IX) i aortalne (X) mają też włokna eferentne hamujące pobudliwość receptorów (ujemne sprzężenie zwrotne)

Rola chemoreceptorów obwodowych -> dopiero w warunkach ostrego głodu tlenowego się ujawnia -utrzymuja swoją aktywność nawet po śmierci (ultimum moriens układu nerwowego)

Gdy w pęcherzykach nagle PO2 = 60mmHg a w krwi tętniczej – 40 to wentylacja wzrośnie zaledwie o 15% w pierwszej fazie -wynika to z obniżenia PCO2 i wzrostu pH (wtórne hamowanie ośrodka oddechowego) -w miarę aklimatyzacji obniżone PCO2 i podwyższone pH przy trwającej hipoksji przestają hamować aktywność ośrodka oddechowego Zaczyna się druga faza wentylacji hipoksycznej -> nawet 7 krotny wzrost w stosunku do normy -po upływie 8-10h od początku hipoksji

Mechanizm wzrostu wentylacji jaki obserwuje się u osób pokonujących wzniesienia pow 4000m nie jest o do końca znany -możliwe zakwaszenie PMR (usunięcie HCO3-/aktywny transport doń H+ przez wyściółkę przestrzeni podpajęczynkówkowej) i w efekcie pojdraznienie CSA Po zniknięciu środowiska hipoksycznego wentylacja płuc wraca do normy dopiero po kilku dniach

Inna okoliczność – zapalenie płuc (uposledzenie wymiany gazowej) i spadek PO2 we krwi; rownoczensy wzrost PCO2 -standardowe podrażnienie nie daje rady aby usunąć CO2 jak to ma w prawidłowej błónie płucnej -nawet 6-7 krotny wzrost wentylacji płuc przy hipoksji polączonej z hiperkapnią

Poza kłębkami – chemoreceptory tez w naczyniach krążenia wieńcowego i w naczyniach płucnych -można je pobudzać farmakologicznie weratryną lub nikotyną -wstrzyknięte do krążenia wieńcowego powodują do odruchowego spadku ciśnienia krwi i bradykardii (odruch Bezolda-Jarischa) -mogą też wywołać bezdech (apnoe)

ODDYCHANIE A WYSIŁEK FIZYCZNY Wzrost aktynwosci ruchowej (biernej/czynnej) -> odruchowy wzrost wentylacji -wzmaga się zużycie O2 u młodych, niewytrenowanych z 250ml do 3-4l/min -mięsnie które spoczynkowo zużywają 10-15% 100-krotnie zwiększają zapotrzebowanie na O2 i zużywają wtedy 80-90% tlenu

W miarę wzrostu wysiłku podnosi się wychwyt O2 az do osiągnięcia pułapu; -wysiłek przy którym zostaje osiągnięty pułap tlenowy nosi nazwę wysiłku maksymalnego -jest to wartość stała i jest miernikiem rozwoju fizycznego; oznacza ile tlenu jesteś w stanie wychwycić maksymalnie w ciągu określonej jednostki czasu W samych mięśniach PO2 może się obniżyć nawet do 0mmHg wiec w krwi żylnej poniżej 40mmHg i spada wysycenie Hb z 70 do 16% i bardziej (z 15ml do 3ml O2/100ml krwi;_ -TKANKI pobierają ponad 15ml tlenu a nie 5ml

Przepływ krwi przez kurczące się mięśnie wzrasta ponad 30 razy i 3-4 krotnie zwieksza się oddawnie O2 (w sumie ponad 100 krotnie wzrost O2 z krwi do mięsni i odpowiedni wzrost metabolizmu mięśniowego) -rozszerzenie kapilar przybliża krew do włokien miesni (ułatwione wychytywanie przezeń O2)

Większy pobór O2 w czasie wysiłku fizycznego jest możliwy dzięki: 1.Zwiększeniu MV 2.Wzrost pojemności dyfuzyjnej 3.Wzrost obj mintutowej serca i przepływu V przez płuca 4.Zwiększenie transportu O2 z płuc do tkanek 5.Wzrost zużycia O2 przez pracujące mięsnie

Pułap tlenowy -> największe ograniczania wyznaczane są przez transport O2 z płuc do tkanek i zużycie O2 przez mięśnie Z wiekiem pułap się obniża -> w 60rż jest ona co najmniej 2 mniejsza niż w 20 rz

Wentylacja -> duża rezerwa, może wzrosnąć znacznie powyżej wartości niezbędnej do pokrycia pułapu tlenowego (MVV = 125-175l/min, a może wzrosnąć nawet do 250l/min) -w wysiłku ma ona jednak wartości niższe – 80-100l u niewytrenowanych i 120-140l/min u wytrenowanych -u kobiet maksymalna wentylacja wysiłkowa jest na ogół 20-30% niższa niż u mężczyzn

w spoczynku, z 1l powietrza przepływającego przez płuca pobrane do krwi jest 33-54 ml/tlenu; podczas wysiłku – wzrasta to do 60-70ml -jest to wynik większego gradientu PO2 (w krwi żylnej spada z 40 do 25mmHg)

Poza tym – wzrost wentylacji który następuje dzięki: 1.Wzrostowi pojemności dyfuzyjnej 2.Podwyśzownego minutowego przepływu krwi przez płuca na skutek wzrostu pojemności minutorwej prawej komory 3.Poprawienie stosunku V/Q, zwłaszcza na szczytach płuc (w spoczynku V/Q wynosi tam 3-5, a w wysiłku obniza się do 1,0) 4.Wspomnian wzrost gradientu PO2

Wzrost wentylacji wysiłkowej jest w pewnym zakresie liniowo proporcjonalny do ilości pobieranego O2 -przy jego zużyciu przekraczającym 70% pułapu TKANKOWEGO (przeciętnie 2,5l/min – cięzka praca fizyczna) zostaje osiągnięty PRÓG METABOLIZMU BEZTLENOWEGO

Początkowo w czasie wysiłku wzrasta gł GŁĘBOKOSĆ oddechów -gdy obj oddechowa sięga 50% VC - dalszy wzrost wentylacji możliwy poprzez przyspieszenie ruchów oddechowych; wtedy f= 40-50/min wynosi -intensyfikuje się praca m. oddechowych, zwłaszcza związana z pokonywaniem oporu w drogach oddechowych; jest to oczywiście zjawisko nieekonomiczne dla organizmu

Mechanizm wentylacji wysiłkowej – nie jest w pełni wyjaśniony -myślałoby się, ze to zmiany PCO2 i PO2 we krwi tętniczej, ale jej średnie wartości w krwi tętniczej nie podlegają istotnym zmianom -zwiększają się za to ich fluktuacje – to podpowiada po części za hiperwentylacje wysiłkową, mimo że nie ma większych zmian w PCO2/PO2 +w czasie wysiłku wzrasta ilość H+ -> chemoreceptory->wentylacja Średnie PO2 nie obniza się w krwi tętniczej wyraźnie, ale zużycie O2 tkanki jest proporcjonalne do wzrostu wentylacji płuc podczas małego/średniego wysiłku -> PO2 w pęcherzykach i k. tętniczej na prawie jednakowym poziomie W czasie bardzo intensywnego wysiłu, ilość O2 pobieranego przez krew może przekroczyć jego zużycie w tkankach, co PARADOKSALNIE MOŻE PROWADZIĆ nawet do przejściowego wzrostu PO2 we krwi tętniczej

-oddychanie 100% O2 obniża wentylacje wysiłkową, nie wpływają na ilość zużywanego przez organizm tlenu (tłumaczy to się zmniejszeniem wrażliwości chemoreceptorów obwodowych na wpływ zmian PCO2 i PO2 we krwi)

Ścisłe dostosowanie wentylacji do zużycia tlenu w tkankach – zakłócenie dopiero w chorobach płuc i serca -zmniejsza się wymiana gazowa płucach/przepływ krwi przez łożysko/pow błony płucnej czy dyfuzyjna -wtedy spadek PO2 podczas wysiłku i hiperwentylacja z powodu hipoksji w chemoreceptorach kłębków

ODDYCHANIE W WARUNKACH OBNIŻONEGO CIŚ ATMOSFERYCZNEGO (obniżone ciśnienie/% zawartość O2 w powietrzu) -> hipoksja hipoksyczna

Dzieje się to na wysokościach np.; wtedy działa też niska temp otoczenia, UV, siły przyspieszenia etc (fizjologia wysokogórska, lotnicza, kosmiczna)

Wraz z wysokością, tlen nadal 20,9%, ale ciś zmniejsza się więc i przez to PO2 -na 3km wynosi 110mmHg -6km – 75mmHg -12km – 30mmHg -15km – 19mmHg

Wielkość PO2 w pęcherzykach płucnych -> na podstawie Pow atmosferycznego, PCO2 w gazie pęcherzykowym, PH2O w pęcherzykach (47mmHg) oraz PO2utr (utrata PO2 w pęcherzykach z powodu dyfuzji do krwi) PO2 w gazie pęcherzykowym 3km – 60mm 6km – 40mmHg -10km – 18mmHg

PCO2 - > tylko nieznacznie maleje ze wzrostem wysokości nad poziomem morza H2O też prawie mieznieminione na każdej wysokości (prężność zależy od ciepłoty ciała) Przez to oba związki zmniejszają przestrzeń zajmowaną prze O2 Np. 10k – 187mmHg atmosferyczne w tym suma PCO2 (40) i H2O (47) – na pozstałe gazy przypada zatem 100mmHg, z czego 20% to O2 więc O2 zajmuje tylko ok 20mmHg

+ uwzględnienie utraty O2 z gazu pęcherzykowego -> wtedy tylko 10mmHg -przy takim ciśnieniu utrata przytomności po 10-20s (tyle ile potrzeba na przepływ krwi z płuc do mózgu) a po upływie 5-10 min -smierć -życie niemożliwe w takich warunkach, chyba ze oddychamy 100% O2; wtedy O2 zajmuje rpzestrzeń O2 i PO2 wzrasta w pęcherzykach do 40mmHg (50% wysyceoenie Hb przez O2)

Bez specjalnej aklimatyzacji – oddychając O2 – jedynie krótki przebywać na wysokości 13,7km możemy nie tracąc przytomności -PO2 w gazie pęcherzykowiym wtedy ma ok 40mmHg (jak przy 6k oddychając normalnym powietrzem) Wznoszenie się powyżej 6k (oddychanie powietrzem) czy 13,7k (O2) grozi nagłą utratą przytomności (więc w pierwszym przypadku dajemy O2 a w drugim – zwiększamy ciśnienie O2) Te wysokości to pułap przy którym tlen w krwi tętniczej schodzi poniżej 50% wysycenia – WARTOŚĆ KRYTYCZNA -następuje utrata przytomności i ostra hipoksja mózgu Sztuczna atmosfera wokół ciała w kabinie/skafander ciśnieniowy 100% O2 -> astronauci

Dłuższe przebywanie w warunkach obniżonej atmosfery, do wartości ok 380mmHg (5,5km ok) – dobrze znoszone przez ludzi młodych i zdrowych -starsi, zwłaszcza z ChUK czy oddechowego, nietolerancje maja już przy wyoskosciach 2-2,5km Dolegliwości nasilają się podczas wysiłku/w czasie snu -> łatwe zmęczenie, niezdolność do większych wysiłków fizycznych

Do wczesnych objawów hipoksji należą zaburzenia OUN -szczególnie wrażliwa jest siatkówka (zmniejszenie ostrości widzenia) -wzrost wentylacji, ale nie przekracza ona 50% prawidłowej -ocięzalość, obniżona zdolność do wykonywania pracy fizycznej -zmęczonie fizyczne i umysłowe -bóle głowy -stany euforii na zmianę ze stanami przygnębienia -inne objawy psychiczne, bezsenność oraz oddech Cheyne’a-Stokesa

Wstępna hiperwentylacja spowodowana wzrostem PCO2 -> wydalanie nadmiaru CO2 i spadek PCO2 do takiego poziomu, ze po 6-10s jak krew dopłynie do mózgu wywoluje chwilowy bezdech, znowu hiperwentylacja i bezdech (oddech okresowy, Cheyen-Stokes) W mechanizmie oddychania okresowego, pewien udział ma także zmiana PO2 -> chemoreceptory

>przypada na hiperwentylacje spowodowana PCO2 -wzmacanie więc działanie CO2 na CSA Jednak rola ich jest niewielka – po odnerwieniu kłębków nadal obserwujemy oddech okresowy

CHOROBA GÓRSKA/WYSOKOSCIOWA -> pod wpływem hipoksji na znacznych wysokościach -rozwija się po 8-24h pobytu na dużej wysokości i utrzymuje się 4-8h (ustrój się wtedy przystosowuje do zmienionych warunków) Cięzkie objawy w postaci zaburzen mózgowych wynikające z obrzęku mózgu i zaburzeń oddechowych (obrzęk płuc) mogą pojawić się u osób niezaaklimatyzowanych na wysokości ok 5,5km a utrata przytomności i śpiączka – 6km -zwłaszcza u ludzi, którzy wcześniej podejmowali intensywny wysiłek fizyczny -obrzęk to wynik rozszerzenia tętniczek przy niskim PO2, zanik autoregulacji w krążeniu mózgowym i wzrostu ciś hydrostatycznego w kapilarach (filtracja płynu)

HAMUJEMY OBRZĘK ACETAZOLAMIDEM I GLIKORTYKOIDAMI Obrzęk płuc – obserwowany, zwłaszcza po ciężkim wysiłku fizycznym już powyżej 2,5km -wzrost cis płucnego i filtracja osocza do podścieliska płuc -spokój i leczenie tlenem przynoszą poprawę

w obu przypadkach (obrzęków) chemoreceptory i hiperwentylacja działa, ale wrażliwość ośrodka stopniowo maluje i wreszcie ustaje -śmierć następuje wśród objawów śpiączki, jako ustanie czynności ośrodka oddechowego (depresyjne działanie niskiego PO2 na neurony oddechowe)

OSTRA HIPOKSJA – np. uszkodzenie aparatu tlenowego/dekompresja) – po kilku sekundach wyczerpują się zapasy ustrojowe O2 i utrata przytomności: -na 16km – po 20s przytomność tracimy -po 11km – 30s -na 8km – 60s Czas od odcięcia O2 do utraty przytomności – rezerwa czasu/użyteczna przytomność

AKLIMATYZACJA DO NISKIEGO PO2 Ludzie przystosowani – zycie na 5-5,5 km (praca w andach w kopalaniach na wysokości 5,8km)

Wyprawy górskie -> pow 6km oddychanie tlenem okresowo Aklimatyzacji towarzyszą: 1.Wzrost wentylacji płuc i zwiększenie pojemności dyfuzyjnej płuc 2.Wzrost liczby erytrocytów, ilości Hb, objętości krwi i Hct 3.Zwiększenie waskularyzacji i przepływu krwi przez niektóre tkanki, zwłaszcza serce, mózg i mięśnie 4.Więcej mioglobiny w mięśniach 5.Zwiekszenie liczby i wielkości mitochondriów (lepsze wykorzystanei O2 prze kom)

Hiperwentylacja hiposkyczna – 3 etapy 1.Etap – bezpośrednio po ekspozycji na hipoksje -wynik podrażnienia chemoreceptorów obwodowych -wentylacja przejściwowo się podnosić o ok 50% (usuwanie CO2 i wzrost pH tj alkaloza oddechowa, obnizaja wrażliwość ośrodka oddechowego i zmniejszą napęd oddechowy 2.Etap hiperwentylacji aklimatyzacyjnej (reakcja ostra na hipoksje) -pojawia się po kilku h, szczyt po 2-4d -kilkukrotny przewlekły wzrost wentylacju płuc (nawet mimo niskiego PCO2 we krwi) Tłumaczy się to: 1.Zmniejszeniem zawartości HCO3- na skutek wydalania ich z moczem 2.bezpośrednie działanie hipoksji na neurony oddechowej w wyniku kwasicy mleczanowej mózgu 3.Czynny transport jonów H+ do PMR, względnie czynny transport HCO3- z tego plynu co obniża pH PMR i przewraca wrażliwość CSA 3.Etap – po 4 dniach -wentylacja obniza się nieco, ale nadal utrzymuje się na wysokoim poziomie (reakcja przewlekła – okres pobytu na dużych wzniesieniach) -zwiększona pojemność dyfuzyjna dla O2 (z 21 do nawet 60ml/l/min/mmHg) Wynika to ze zwiększonej objętość krwi w kapilarach płucnych i wzmożonego przepływ krwi, także wzrostu objętości płuc (zwiększenie się powierzchni błony pęcherzykowo-kapilarnej) Ponadto wzrost ciś w t. płucnej -> (przez hipoksje) co wzmaga przepływ przez płuca, zwłaszcza szczytowe

W układzie krążenia zaś: 1.Zwiększa się objętość wyrzutowa serca (20-30%) oraz przepływ krwi przez mózg, serce i mięśnie (narządy potrzebującej O2) 2.Angiogeneza (więcej i większe kapilary) 3.Mniejszy przepływ krwi przez skóre i nerki Wzrasta liczba erytrocytwów – 6-7mln w 1mm3 krwi; -objętosc krwi wzrasta o 20-30% -Ht podnosi się z 40-45% do ok 60-65% a Hb z 15 do 22g% (skutek wzmożonej erytropoezy przez EPO;

zanika po 4 dniach) Zmiany hematologiczne rozwijają się po 2-3 dnaich i utrzymują się przez cały czas pobytu na wysokościach -dzięki temu przy PO2 40mmHg we tętniczej, wyscycenie tlenem Hb sięga jakies 75% -ilość tlenu transportowanego z płuc do tkanek – tylko niewielkie zmiany

W czasie hipoksji na dużych wysokościach -> dużo fosforanów, zwłaszcza 2,3DPG ale to miecz obosieczny i ma wątpliwą wartość adaptacyjną, bo utrudnia łącznie Hb z O2 w płucach

U ludzi urodzonych wysoko – lepiej przystosowaniu, bo już od urodzenia zaczyna sieproces -maja silniej rozwiniętą klate -większa pojemność płuc w stosunku do masy ciała -większy m sercowy, zwłacza prawej komory (zwiększa wyrzut prawkomorowy i większe ciś w tętnicy płucnej) -więcej O2 do tkanek przy tym samym PO2 we krwi tętniczej (wzrost ilości HbO2 i lepiej wykorzystywane O2) Brak różnic pod względem ilość O2 w krwi żylnej i tętniczej (po prostu kwestia tranpostu lepszego) -więcej mitochondriów i aktywnośc enzymów utleniających (zwłaszcza oksydazy cytochromowej)

Mimo adaptacji, mieszkańcy na dużych wysokościach mogą mieć objawy PRZEWLEKŁEJ CHOROBY WYSOKOGÓRSKIEJ (choroba Mongego) w postaci -dużej nadkrwistosci (policytemia) -nadcisnienie płucne -niedomogi prawego serca -obrzęk płuc -zakrzepy naczyniowe

Niezależnie od hipoksji, przy nagłym spadku ciśnienia staja się zmiany fizyczne, gdzie uwalniają się pęcherzyki gazu we krwi i tkankach – CHOROBA DEKOMPRESYJNA (dysbaria) -najczesciej u nurków powracających zbyt szybko z dużych głębkosci, także u lotników z nagłym wzbijaniem na duże wysokości W obu przypadkach – powód to obniżenie ciśnienai barometrycznego poniżęj całkowitego ciśnieniwa wszystkich gazów rozpuszczonych w płynach ustrojowych -uwalniaja się w postaci pęcherzyków i mogą tworzyć mikrozatory w naczyniach U lotnikow to się dzieje gdy samolot wzniesie zie z poziomu morza do wysokości 7-10km i ciśnienie spadnie z 1atm do 0,33atm -gwałtowne zwieksznei obj w komorach powetrzynch ustroju: ucho srodkowe, zatoki oboczne nosa, żołądek i jelita

-rozprężone gazy powodują rozne objawy jak bol ucha, glowy, wzdęcia brzucha

WPŁYW PODWYŻSZONEGO CIŚNIENIA NA ORGANIZM Nurkowie, pracownicy kesonów i tunelu podzioemych 10m = 1 at więc coś, co na 1 at zajmuje 1l na 2 at = 0,5l 30m – 0,25l itd. Podczas zbyt szybkiego wynurzenia – uszkodzenia, gł płuc

Najmniejsza obj jaką płuca mogą przyjąć bez uchwytnego uszkodzenia wynosi 1,5l (czyli że tyle minimum musi być gazu w płucach aby się nie zapadły) Jeżeli nurek przed zanurzeniem wykona głęboki wdech, może się zanurzć max na 30m -poniżej tej głębokości klata ma tendencje do zapadania się i płuca są tak ściśnięte, ze groiz to ich uszkodzeniem -nagłe zmniejszenie obj powietrza zamknięte w jamie bębenkowej może spowodować jej rozerwanie

Przez to wysokie ciśnienie gazów, wzrost P każdego gazu -wysokie PN2 objawia się zespołem objawów określanych mianem NARKOZY AZOTOWEJ -azot łatwo rozpuszcza się w płynach ustrojowych i tk tłuszczowej Na poziomie morza – 1l N2 rozpuszczonego w tkankach, na głębkości 30m – 4l; na głębokości 90m – 10l -wpływ N2 ujawnia się na głębokościach wyższych niż 30m -występują wtedy objawy euforii i obniżony krytycyzm (jak upojenie alkoholowe – głębokośc 30-50m) -na głębokości 50-70m nurek staje się senny i z trudem wykonuje pracę fizyczną -ponizej 100m (poand 11atm) – traci zdolność do wykonywania pracy -120 do 130m może prowadzic do utraty przytomności z powodu narkozy azotowej Przy wysokim PO2 – oddawanie O2 w tkankach takie samo jak przy normalnej wartości PO2 -krew żylna większe PO2 i zanika mechanizm bufurujących hemoglobiny, obecny przy PO2 w tkankach ok 20-60mmHg

Toksyczne działanie O2 przy podwyższonym ciś zależy od czasu ekspozycji -może wystąpić już przy ciś przekraczającym 1atm -dłusze oddziaływanie O2 przy 2-3atm (PO2 1520-2280mmHg) już po upływie 25-30min prowadzi do drgawek i śpiączki (często bez objawów zwiastunowych) a nawet do śmierci Inne ujemne działania O2: -nudności -osłabienie

-zaburzenia widzenia -niepokój (występują przy O2 pod 4atm PO2 – 3040mmHg) Objawy te pojawiają się wcześniej, jeśli osoba pozostają pod wpływem wysokiego PO2 wykonuje prace fizyczną Możemy w przybliżeniu określić czas bezpiecznego wykonywania umiarkowanej pracy na różnych głębokościach przy oddychaniu 100% O2: -na 10m (2atm) – 23min -6m – 1,5h

Toksyczne działanie O2 – RFT i hamujący wpływ hiperoksji na enzymy cyklu krebsa, zwłaszcza te biorące udział w wytwarzaniu ATP Zwiększona prężność O2 prowadzi do 25-50% zmiejszonego przepływu krwi przez tk, zwłaszcza mózg -nadciśnienie tlenowe drazni także bł śluzową dróg oddechowych -hamuje czynności makrofagów w płucach -zmniejsza wytwarzanie surfaktantu w pęcherzykach i prowadzi do uszkodzenia płuc U noworodków leczonym O2 z powodu niewydolności oddechowej -> zaburzenia płucne z powstawaniem torbieli i włóknieniem płuc (dysplazja oskrzelowo-płucna) -także retinopatia i włóknienie pozasoczewkowego (fibrosis retrolentalis) które prowadzą do poważnego upośledzenia widzenia

Człowiek możę oddychać 100% O2 pod zwykłym ciśnieniem (760) nawet przez kilka lat bez ujemnych następstw -stosuje się tlenoterapie w POChP Tlen przy 2-3 atm nie wywołuje objawy zatrucia tlenowego gdy stosuje się go przy 3-5h -przy dłuższej ekspozycji/4-6atm występują objawy zatrucia

Przy nowoczesnych aparatach -> brak praktycznie wzrostu PCO2 -przy starszych, powoli narastastało (wzmozona wentylacja) -przy CO2 przekroczy 10% wentylacja wzrasta 6-10krotnie w porównainu z normą -dalsze zwiększenie CO2 obniża wrażliwość ośrodka oddechowego i może wywołać narkozę

ZAMIAST N2 -> czasami stosuje się Hel -5 krotnie mniej narkotyczny, niska masa atomowa (zmniejsza opór w drogach oddechowych) -łatwiej dyfunduje przez tkanki i szybciej jest z nich usuwany (czas dekompresji krótszy) Wada helu -> uwalnia się gdy jego ciśnienie w płynach jest zaledwie 1,7 raza większe niż w otoczeniu

Gdy szybko wydobyty nurek -> pęcherzyki N2 -wysiłek fizyczny wzmaga uwalanianie pęcherzyków podczas dekompresji -ale nie tworzy tych pęcherzyków dopóki jego ciśnienie nie wzrośnie 3x ponad ciś atmosferyczne Nurek więc możę pracować wiele godzi na głębokości 20m i powrócić na pow bez ujemnych skutków

Choroba dekompresyjna: -bóle stawów i mięśni rąk i nóg -osłabienie -uczucie duszności, zmęczenia -nawet zapaść i utrata przytomności Najgroźniejsze – zatory gazowe w OUN (mogą prowadzić do porażeń) czy zatorowość płuc Objawy tej choroby zwykle kilku minutach od nagłej dekompresji -niekiedy występują dopiero po kilku h -jeśli nurek stopniowo wynurza się na powierzchnie rozpuszczony azot jest powoli usuwany przez płuca (zapobiega to chorobie dekompresyjnych)

Gdy jest potrzeba szybkiego wynurzenia -> nurek w ciągu 5 min w komorze kompensacyjnej (wyższe ciśnienie, powoli obniżane) + też może być rozprężenie gazów w komorach powietrznych; wzdęcie brzucha silne Takie nadmierne rozciągniecie płuc (np. u osób ze skurczem krtani) możę wywołać wzrost ciś do 80100mmHg w pęcherzykach i rozrywać tk płucną -następowa odma czy zatory płucne prowadzące do śmierci

Podobne objawy – osoby uciekające z uszkodzonych łodzi podwodnych -przy 100m można uciec bez urządzeń specjalnych -przy 180m aparat oddechowy w helem/wodorem -główny powodem jest wtedy embolia powietrzan naczyń płucnych i rorprezanie gazów w płucach zatokach obocznych nosa czy przewodie pokarmowym

Ciągłe wydychanie powietrza -częściowo łagodzi skutki nagłej dekompresji (usuwa z ustroju CO2 które stęznie we krwi obniża się, zmniejszając napę oddechowych

ODDYCHANIE WE ŚNIE Jedynie sterowanie automatyczne -wyłączone bodźce środowiskowe (które w czasie czuwania potęgują pobudliwość neuronów oddechowych pnia mózgu)

W niektórych okresach snu zwalnia się częstość ruchów oddechowych i zmniejsza wentylacja. Powodując obniżenie PO2 i wzrost PCO2 we krwi -zmniejsza się wtedy reaktywność ośrodków oddechowych na działanie PCO2 -oddychanie staje się nieregularne, występują okresy bezdechu (apnea) trwający kilka sekund Jeżeli jednak bezdech trwa ponad 10s (co łączy się ze zmniejszeniem wysycenia Hb tlenem poniżej 90%) i ze wzrostem PCO2 i powtarza się kilkanaście razy w ciągu godziny snu -wtedy jest to patologiczny bezdech senny (SLEEP APNEA)

Bezdech senny może być pochodzenia ośrodkowego -brak aktywności m. oddechowych i w ogóle ruchów klaty i brzucha Lub pochodzenia obturacyjnego -spowodowany jest okresowym zatkaniem krtani i gardła przez zapadająca się podstawą języka (zwitoczenie m bródkowo-językowego) -wtedy mimo skurczu mięśni wdechowych i zimany ciś Ppl wysiłek oddechowy staje się nieskutczeny Towarzyszy temu głośne chrapanie, gdy górne drogi oddechowe częściowo się udrażniają Bezdech w czasie snu prowadzi do powstawania takich objawów jak: -nadmierna senność w ciągu dnia -poranne bóle głowy -policytemia -powikłania ze strony ukł krążenia: nadciśnienie tętnicze i płucne, zaburzenia rytmu pracy serca, choroba niedokrwienna serca

ODDYCHANIE WSPOMAGANE Powstawanie niewydolności oddechowej może wynikać z: 1.Upośledzenia sprawności wentylacyjnej 2.Zaburzeń przepływu krwi w płucach 3.Zmian stosunku wentylacja-perfuzja 4.Upośledzenia dyfuzja gazów przez pęcherzyki

Wyróżnia się zaburzenia sprawności wentylacyjnej typu: -hipodynamicznego -obturacyjnego -restrykcyjnego

W zaburzeniach hipodynamicznych – przyczyny leżą poza układem oskrzelowo płucnym -wiążą się z osłabieniem pobudliwości ośrodka oddechowego (np. po zatruciu narkotykami) -uszkodzneiem połączeniem między ośrodkiem oddechowym a mięśniowym aparatem oddechowym -uszkodzenie rdzenia kręgowego -podrażnienie m. oddechowych (np. polio) czy osłabienie ich (np. miasthenia gravis(

Obturacyjne i restrykcyjne – upośledzenie mechaniki oddychania

Zaburzenia obturacyjne (zweżenie oskrzeli) -najzceściej wskutek zmiany zapalnych bł śluzowej, -gromadzenie się wydzieliny w świetle oskrzeli -skurcz drzewa oskrzelowego Rozpoznajamy je na podstawie obrazu klinicznego oraz badania spirometrycznego (obniżenie FEV1 + współczynnika tiffeneau)

Zaburzenia restrykcyjną

-zmiany polegają na ubytyku czynnego miąższu płuc -zwłóknienia, nacieczenia czy obrzęk miąższu płucnego, zrosty opłucnej -siły retrakcyjne przeyważają nad siłami odśrodkowymi klaty Zmiany te da się wykryć badaniem podatność płuc, która zmniejsza się zależnie od zaawansowania zmian w płuacch -na podstawie spirometrii (VC, FEV1) może jedynie podejrzewać zaburzenia restrykcyjne (potwierdza je pletyzmograf – obniżone TLC)

Nagle rozwijająca się się niewydolność oddechowa (jakiegokolwiek typu) może prowadzi do groźnej dla życia hipoksemii i hiperkapnii -np. rozległa niedodma płuc, odma opłucnowa, obniżona drożność dróg oddechowych, przy ustaniu czynności ośrodka oddechowego lub porażenie motoneuronów oddechowych (np. polio)

Zachodzi wtedy konieczność wspomaganej wentylacji. Wskazniem do jej jest: -spadek PO2 we krwi tętniczej poniżej 60mmHg -wzrost PCO2 powyzej 70mmHg -spadek pH osocza poniżej 7,3

W przypadkach wątpliwych – wskazania do wszczęcia wspomaganej wentylacji można oprzec na obserwacjach klinicznych jak: 1.Brak poprawy po oszczyszczeniu dróg oddechowych i zastosowaniu inhalacji mieszanina gazową wzbogaconą w O2 2.Utrzymwanie się sinicy i hiperkapnii 3.Wzrost ciś tętniczego krwi i przyspieszenie tętna

UDROZENIE DRÓG ODDECHOWYCH – WARUNEK SKUTECZNEGO SZTUCZNEGO ODDYCHANIA -bez przyrządowe i przyrządowe

bez przyrządowe jak w pierwszej pomocy: 1.Odgięcie głowy do tyłu 2.Wysuniecie zuchwy do przodu 3.PRzycisniecie jej do szczęki Przyrządowo -rurka: ustno- czy noso-gardłową/ ustno lub nosowo tchawiczą/rurka tracheotomijna -zwykle rurka ustno-gardłowa styka, ale najskuteczniejsza jest trachetomijna W czasie udrażniania – usunąć ciała obce z jamy ustnej i gardła, oraz odessać zalegająca tam wydzielinę Czynności układu pokarmowego: 1.Motoryka 2.Wydzielanie 3.Trawienie 4.Wchłanianie 5.Wydalanie

KONTROLA NEUROHORMONALNA -pod kontrolą OUN i ObUN

Dwa antagonistycznie działające ośrodki: 1.Ośrodek głodu, w jądrach obszaru bocznego podwzgórza (LHA, lateral hypothalamic area) 2.Ośrodek sytości, w jądrach przykomorowych (NPV, nucleus paraventricularis) Drażnienie – pobudza to co w nazwie, uszkodzenie – dokładnie na odwrót

Ośrodek głodu – w stałym, tonicznym napięciu a)peptydy oreksygenne (grelina, oreksyny) -w wyniku ich działania w jądrze łukowatym podwzgórza neurony wydzielają neuropeptyd Y (NPY) i peptyd pochodzący od agouti (AgRP – agouti-related peptide) -wzmagają łaknienie b)neuropeptydy anorektyczne – CCK, peptyd YY (PYY) i peptyd glukagonopodobny-1 (GLP-1; glucagon-like peptyide 1) -pobudzają wydzielanie w j. łukowatym proopiomelanokortynę (POMC) i hormon alfamelanotropowy (a-MSH) oraz układ CART (cocaine and amphetamine regulated transcript – transkrpyt regulowany kokainą i apetytu) -powoduja uczucie sytości i utratę apetytu

Na czynność ośrodka głodu i sytości wpływa wiele krótkoterminowych sygnałów nerw i hormonalnych z ukł pokarmowego np. rozciąganie żołądka -> mechanoreceptory produkty trawienia (białka, węgle etc) -> chemoreceptory ENS ->ośrodki w pniu mózgu (NTS,

nucleus tractus solitarius) -> jądro łukowate -> POMC, a-MSH etc

Hormonalne sygnały (oreksygenne czy anorektyczne) uwalniane w jelitach i adipocytach (leptyna) -> afarentne wł (gł nn.X) + na receptory położone centralnie w j. łukowatym (endokrynnie)

Poza krótkotrwałą regulacją przyjmowania pokarmu, mamy też DŁUGOTRWAŁĄ regulacje -reguluje ją leptyna i insulina

Leptyna – hamuje przyjmowanie pokarmu poprzez pobudzenie receptorów obwodowych i podwzgórzowych (db-R) stanowiąc długoterminowy sygnał sytości -występuje też w bł śluz żołądka (komórki główne) i jest uwalniana pod wpływem pokarmu czy CCK (wtedy działa jako krótkoterminowy sygnał sytości – działa antagonistycznie na uwalnianie i działanie greliny)

Relacja leptyna-grelina (i inne) -wiodącą role pełni grelina, pobudza przyjmowania pokarmu i hamuje uwalnianie leptyny -leptyna hamuje przyjmowanie pokarmu, ale raczej długoterminowy czynnik kontroli masy ciała to jest Oprócz greliny znaczenie też mają oreksyny A i B oraz endokannabinoidy działające na receptory CB1 podwzgórza Hamujące apetyt oprócz neurohormonów jelitowych działanie mają produkty działania mikrobów; np. cytokiny i LPS OTYŁOŚĆ – USA/EUROPA ZACHODNIA (30% otyłość, 50% nadwaga) -w Polsce otyłość 15% i w górę -usposabia, zwłaszcza otyłość brzuszna (tłuszcz trzewiowy) do cukrzycy 2, ChUK, żołądkowaprzełykowa choroba refluksowa, nowotwory, stłuszczanie wątroby Leki hamujący apetyt – silbutramina Hamujące działanie lipazy trzustkowej i wchłanianie tłuszczów z jelit np. Orlistat Powyżej 40kg/m2 – bariatryczne zabiegi -założenie opaski na żołądek lub wycinanie większości trzonu żołądka -wyłączanie żołądka i jelita cienkiego lub żołciowo-trzustkowe wyłączenie z pasażu żołądkowo jelitowego

MOTORYKA

przewód pokarmowy – gardło, górna część przełyku i zwieracza zewnętrznego odbytu to m. szkieletowe -reszta zawiera dwie warstwy miocytów: podłużna i okrężna -okrężna tworzy zgrubienia w postaci zwieraczy -dodatkowo istnieje cienka blaszka mięśniowa warstwy śluzowej

Miocyty przewodu pokarmowego mają charakter „trzewny” -tworzą pęczki ciasno ułożonych komórek układając się w spirale o rzadkich skrętach w warstwie zewnętrznej (podłużnej) i gęstych w wewnętrznej (okrężnej) -przeciętna długość miocytu 50-200um; grubość 4-10um

Sąsiadujące miocyty są połączone za pośrednictwem niskooporowych płytkowatych złączy w postaci koneksonów i połączeń jonowo-metabolicznych (nexuses) przez które może z łatwością przepływać z jednej kom do drugiej jonowy prąd elektryczny (zwany elektrotonicznym) Bł mięśniowa warstwy podśluzowej – dwa cienkie okłady (również układ PO, okrężny z miocytami wnikającymi do kosmków) Miocyty unerwione są przez ENS, gł ze splotu mięśniowego -w ENS mamy jakies 100mln neuronów (czyli tyle co w rdzeniu kręgowym)

Kontrola skurczy i zmian napięcia mięśni: -miogenne, neurogenne, hormonalne i humoralne Podstawowy mechanizm kontrolujący skurcze mięśniowe – wahania potencjału błonowego zwane PODSTAWOWYM RYTMEM ELEKTRYCZNYM (BER – Basic electrical rhythm) -wywołane zmianami w transporcie jonów Na+ przez transporter 3Na2KATP -BER rozpoczyna się w podłużnej warstwie mięśniowej; cykliczne wahania potecnjału membranowego w kierunku depolaryzacji lub hiperpolaryzacji (wartość 5-15mv) Źródło BER -> śródmiąższowe kom gwiaździste Cajala o niestałym potencjale membranowym -rozruszniki czynności motorycznych żoł i jelit -BER (fale wolne) wędrują przez koneksony indukując prądy w wewnętrznej warstwie okrężnej Częstość BER: (cykle/1min) -w żołądku 3 -dwunastnica 12 -jelito kręte 7 cykli

BER samo w sobie nie wytwarza jeszcze skurczów, ale wyznacza ich częstość -skurcze pojawiają się, gdy towarzysząca BER depolaryzacja osiągnie wartość progową i pojawią się potencjały czynnościowe (spikes) Siła skurczu jelit zależy od amplitudy i liczby tych potencjałów, będących wynikiem chwilowego

wzrostu przewodniości (g) błony miocytów dla Ca (gCa2+) i w mniejszym stopniu – Na (gNa+) oraz lawinowego wnikania tych jonów do wnętrza miocytów Do czynników wywołujących potencjały czynnościowe należą: 1.mechaniczne rozciąganie 2.Neuroprzekaźniki z nerwów zewnętrznych autonomicznych (ACH) 3.I z zakończeń neurnów jelitowych (ACH, Substancja P, CGRP i inne enterohormony – gastryna, CCK, grelina i motylina) 4.lokalne czynniki humoralne (5HT, histamina i in) Nerwy współczulne – hiperpolaryzacja NA (B receptory – wypływ jonów Ca2+ na zewnątrz i do ER)

Potencjał czynnościowy ma postać pojedynczych lub mnogich, szybkozmiennych wahań potencjału błonowego z otwieraniem kanałów dla Ca2+ + indukowanie przepływu prądu elektronicznych do sąsiednich miocytów Im więcej miocytów kurczy się w warstwie podłużnej -> indukuje prądy elektrotoniczne w wewnętrznej warstwie okrężnej i im więcej ich tym większa amplituda w warstwa tam

Kom Cajala – powolna depolaryzacja spoczynkowa, podobna jak w układzie przewodzącym serca -obecne nie tylko na powierzchni, ale też w obrebie warstwy mięśniowej i podlegają wpływom mediatorów które ha hamują/pobudzają

M. gładkie żołądka i jelit wykazują dwa rodzaje skurczów: 1.Toniczne -dotyczy gł zwieraczy -długotrwale utrzymujący się wzrost napięcia i skurczu, podczas którego zużywa się mało energii W zwieraczach jest utrzymywana stale strefa podwyższonego ciśnienia stawiająca opór przesuwającej się treści pokarmowej -rozluźniają się odruchowo w chwili przechodzenia przez nie treści pokarmowej 2.Rytmiczne (fazowe) -w obwodowej cz. Żołądka (gł w odźwiernikowej) -jelito cienkie i grube -mają charakter segmentowy albo perystaltyczny Segmentowy charakter – naprzemienne, krótkotrwałe skurcze w różnych odcinkach jelita -rola mieszania pokarmu z sokami trawiennymi i przesuwaniu go dalej

SKURCZ

Ca2+ -> kalmodulina (kompleks) -> aktywacja kalmodulinozależną kinaze lekkich łańcuchów miozynowych ->fosforylacja filamentu miozyna -> reagują z aktyną tworząc skurcz Obniżenie Ca2+ (zamykanie kanałów, usuwania nadmiaru jonów z pomocą pompy wapniowej) ->defosforylacja łańuchów lekkich miozyny ->zanika interakcja miedzy miozynąi aktyną-> rozkurcz

ŻUCIE – proces polegający na mechanicznym rozdrobnieniu pokarmu w jamie ustnej, mieszaniu go ze śliną i formowaniu kęsa (bolusa) pokarmowego i połknięcie go w wyniku skurczu żwaczy -powodują one naprzemienne otwieranie i zamykanie szczęk, połączone z ruchami języka i niewielkimi ruchami żuchwy kolejno – do przodu – do tyłu – do boku W cyklu życia można wyróżnić następujące fazy: 1.Faza przygotowawcza 2.Faza zetknięcia szczęk z kęsem pokarmowym 3.faza miażdżenia pokarmu 4.faza zetknięcia zębów obu szczęk 5.Faza rozcierania pokarmu między zębami 6.Faza końcowego centralnego zamknięcia szczęk Np., cykl żucia jabłka trwa 0,6s, a siła docisku szczęk między zębami trzonowego może osiągać 150kg (zazwyczaj wynosi ona 50-80kg; między zębami siekaczy – 15-40kg) -dlatego kontrolowane jest położenie policzków i języka podczas żucia aby nie zostały uszkodzone Żucie jest regulowane odruchowo, a ośrodek tego odruchu znajduje się w RF pnia mózgu -receptory tego odruchu znajdują się w bł śluzowej jamy ustniej i w mięśniach (proprioceptory) -afarentnie uneirwione przez V, IX i X nerw; odśrodkowo zaś włokna ruchowe V, VII, IX i XII -efektor to m. żwaczowe odpowiedzialne za zamykanie i dociskanie szczęk oraz otwieranie jamy ustnej Żucie -> rozdrabnia pokarm, pobudza receptory smakowe (wrazenia smakowe, odruchowe pobudzenie wydzielania soków trawiennych)

POŁYKANIE Biorą w niej udział: jama ustna, gardło, przełyk i stąd też ma trzy jednoimienne fazy (ustna/gardłowa/przełykowa) 1.FAZA USTNA -dzięki ruchom języka i policzków bolus wciśnięty jest do cieśni gardła -w tym czasie szczęki są zamknięte, podniebienie miękkie jest uniesione, a podstawa języka wtłacza kolejne porcje bolusa do gardła Gdy pokarm przechodzi do gardła, zostają podrażnione chemii i mechanoreceptory w bł śluzowej

co prowadzi do: 1.Odruchowego skurczu, napięcia i podniesienia podniebienia miękkiego (zamknięcie drogi do jamy nosowej) 2.Zbliżenie do siebie łuków podniebiennych i oddzielaenie gardła od jamy ustnej 3.Uniesienia krtani, przykrycia jej przez nagłosnie, zamykając szparę głosową 4.chwilowe wstrzymanie oddychania Faza ustna połykania traw 0,3s i jest aktem dowolnym (kontrola kory mózgowej)

2.FAZA GARDŁOWA – 1,5s -przesuwa się przez gardło (kolejno skurcz zwieraczy gardła – górnych, środkowych i dolnych) -Równocześnie rozluźnia się UES (upper esophageal sphincter) oddzielający gardło od przełyku Zwieracz ten jest utworzony ze szkieletowych mięśni pierścienno-gardłowych wykazujących toniczny skurcz i wywołujących strefę podwyższonego ciśnienia (40cmH2O) M gardłowe dzięki skurczom podwyższają ciśnienie do około 100cmH2O i wędrują ku dołowi na kształt fali perystaltycznej z szybkością 5-10cm/s Zaraz po przejściu pokarmu, zamyka się UES; płyny idą szybciej niż stały pokarm (ten jest jakby „wstrzyknięty”) Po zakończeniu fazy kroki 1-4 z fazy ustnej cofają się 3.FAZA PRZEŁYKOWA -bolus przesuwany jest perystaltycznie (kontynuacja gardłowych ruchów, ma charakter odruchowy – drażnienie receptorów bł śluz jamy ustnej, gardłą i przełyku) Impulsy z receptorów przez V, IX i X do ośrodka połykania w RF, skad eferentnie przez V, VII, IX, X i XII do m gardła i przełyku -ośrodek połykania może być pobudzany/hamowany przez wyższe ośrodki nerwowe (sprawia to wrażenie, że połykanie jest aktem dowolnym) W spoczynku, trzon przełyku jest rozluźniony, a ciśnienie w jego świetle jest ujemne i wynosi ono około -10cmH2O (poniżej atmosferycznego) -ma niewielkie wahania oddechowe (spadek w czasie wdechu i wzrost w czasie wydechu) -dolna część przełyku obejmuje LES (zwieracz wpustu inaczej) W LES na odcinku 4-6cm ciśnienie wynosi 10-20cm H2O powyżej atomsferycznej -poza LES tylko w podprzeponowej części przełyku ciśnienie jest wyższe od atmosferycznego (dodatnie) i również wykazuje wahania oddechowe, ale teraz na odwrót (przy wdechu wzrost, przy wydechu spadek) PUNKT ODWRÓCENIA CIŚNIEŃ – dokładnie na wysokości rozworu przełykowego przepony

UES -> chwilowy spadek ciśnienia przy połykaniu (na jego start?), co pozwala na przejście fali perystaltycznie wraz z bolusem do przełyku z gardła -rozpoczyna się fala perystaltyczna przełyku -wywołuje w nim charakterystyczne zmiany ciśnienia (tzw. Zespół połykania) Siłą skurczu w górnej części – niewielka, ale w miare przesuwania w dół zwiększa się i podnosi do 120cm H2O (połyaknie pokarmu stałego) czy 50 (połykanie samej śliny) -spowodwany skurczem miesni, które przepychają bolus czy samą ślinę z predkoscia 2-4cm/s -bolus dociera do obwodowego odcinka przełyku już po upływie 5-10s

W pozycji pionowej – połykany bolus dociera szybciej do żołądka, zanim jeszcze zawędruje do niego fala perystaltyczna -przy powtarzających się ruchach połykowych (tzw picie duszkiem) przełyk jest stale w rozkurczu, a zespół perystaltyczny tylko przy pierwszym i ostatnim połknieciu jest obecny

Wyróżnaimy: 1.Perystaltykę pierwotną gardła (kontynuuacja perystaltyki gardła) 2.Perystaltykę wtórną – rozpoczyna się na dowolnej wyokosci w przełyku i nie jest poprzedzona skurczami w gardle; następstwo podrózanienia sciany przełyku po przejściu perystaltyki piertonwej

Gdy fala perystaltyczna zbliża się do LES, on odruchowo rozkurcza się i ciśnienie w nim się obniza (co utrzymuje się 5-10 s po czym po przejściu przez niego pokarmu wzrasta do 20-30cm H2O a po dalszych 5-10s wrócić do wyjściowej wartości spoczynkowej (zapobiega to refluksowi)

Szybkość przechodzenia bolusa zależy od: 1.Wlasc fizycznych pokarmu 2.Dzialania siły ciężkości 3.Aktywnosci skurczowej przełyku Pokarm płynny – w ciągu 1 sekundy z ust do dolnej części przełyku (jeszcze przed falą perystaltyczną) -wynik działania sily ciężkości (jak jej nie ma, to tylko perystaltyka) Fala perystaltyczna stanowi niezbędą siłe napędową w pokarmie półpłynnym czy stałym -działanie sily cięzkosci tylko pomaga -przy pokarmie bolus dociera do żołądka w czasie 5s około

NAJCZĘSTSZY OBJAW DYSFUNKCJI RUCHOWEJ PRZEŁYKU – ZGAGA

-spowodowana zarzucaniem (refluks) treści żołądkowej (często zmieszana z żółcią i sokiem trzustkowym) -zarzucana kwaśna treść może podrażniać bł śluz przełyku oraz wywoływać w niej zmiany zapalne

(esophagitis) i objawy pod postacią zgagi/bólu w śródpiersiu Jeśli objawy nasilają się w pozycji leżącej – należy podejrzewać: a)Żołądkowo-przełykowa chorobę refluksową (GERD – gastro esophageal reflux disease) b)Przełyk barreta Oba stany wymagają leczenia – uciążliwe dolegliwości i możliwość rakowacenia (rak Barretta) -zgaga i refluks mogą okresowo występować takżę u ludzi zdrowych przy wzroście ciś śródbrzusznego (np. zbyt obfity posiłek), u ludzi otyłych, w czasie ciąży czy w stanach zaburzeń unerwienia przełyku

REGULACJA PERYSTALTYKI PRZEŁYKU Obejmuje mechanizmy centralne i obwodowe Skurcze 1/3 górnej przełyku (m. poprzecznie prążkowane) podlegają kontroli opuszkowego ośrodka połykania przez ruchowe n. somatyczne, wywodzące się z jądra dwuznacznego (a-motoneurony) Aktywność skurczowa 1/3 środkowej i 1/3 obwodowej części przełyku podlega kontroli układu autonomicznego, gł nn. X twrzących synapsy z neuronami splotu mięśniowego (plexus myentericus) Dzięki nerwom czuciowym bodźce mechaniczne (rozciąganie) oraz chemiczne (drażnienie bł śluzowej) działające na przełyk zostają przekazane z receptorów bł śluzowej do splotu mięśniowego przełyku -> stąd do CNS nn.X -wpływają one na ośrodek połykania, inicjujące perystaltykę wtórną albo są przekazywane interneuronami do splotu mięśniowego, a z niego do neuronów motorycznych Przekaźnikami neuronów śródściennych, wywołujących skurcz okrężny przełyku są: ACH i SP a rozkurcz – VIP, ATP i PACAP (polipeptyd aktywujący przysadkową cyklazę adenylanową – pituitary adenylate cyclase activating polypeptide)

MECHANIZMY ZAMYKAJĄCE ZWIERACZ WPUSTU Podczas spokojnego oddychania, różnica ciśnień między przełykiem (ciś ujemne) a żołądkiem (dodatnie) wynosi 20-25cmH2O przy wdechu (nieco mniej przy wydechu) -podczas głębokiego wdechu różńcie te mogą się znacznie zwiększać (nawet do 80-100cmH2O) łatwo byłby zarzucany pokarm przy takiej różnicy ciśnień gdyby nie: 1.Toniczny skurcz LES 2.Skurcz zwieracza zewnętrznego przełyku (utworzony przez połączone ze sobą część żebrową i odnogową przepony, oraz wiązadło przeponowo-przełykowe) 3.Mechanizm „zastawkowy” – ostry kąt między przełykiem a wpustem żołądka (Kąt Hisa) 4.Biern ucisk – dodatnie ciśnienie śródbrzuszne nad podprzeponowy odcinek przełyku

NAJWAŻNIEJSZY – LES

-napięcie jest wewnątrzpochodne :”czyli stanowi właściwość samoistną samego zwieracza” -otwiera się tylko na przejście treści pokarmowej -napięcie modyfikują nerwy autonomiczne oraz uwolnione neuroprzekaźniki i enterohormony nnX - > pobudzająco na skurcz LES (ACH), albo hamująco (np. w czasie połykania, uwalniając z neuronów pozazwojowych VIP, SP, NO i ATP) nn. Współczulne -> wzmagają skurcz -> NA, działając na receptory a-adrenergiczne, obecne w śródściennych neuronach cholinergicznych PG serii E obniża napięcie zwieracza Enterohormony -wzmaga gastryna, motylina, grelina i polieptyd trzustkowy (PP) -hamuje CCK, sekretyna i glukagon Przez to tłumaczymy wzrost jego napięcia po pokarmie białkowym (gastryna) i rozkurcz po tłuszczowym (sekretyna, CCK) czy węglowodanowym (glukagon) -hamuje też progesteron -> odpowiada za refluks u ciężarnych

Rozlany skurcz przełyku – zaburzenie motoryczne wynikające z nieskoordynowanego obkurczania się tego narządu na całej długości (przełyk „korkociągowaty”) Nadmierny skurcz LES (achalazja) – zaburzenia unierwienia LES, utrudnia przechodzenie przez niego niego pokarmu Przepuklina wślizgowa rozworu przełykowego – przesuniecie LES w strone klaty i zapalenie przełyku z powodu refluksu (rozwój GERD)

MOTORYKA ŻOŁĄDKA -żołądek zmienia swój kształt, wielkość i położenie zależenie od swego napięcia skurczowego, wypełnienia i postawy ciała -gdy wzrasta napięcie, żołądek może przybrać kształt rogu -gdy maleje, może układać się poziomo albo tworzyć rodzaj haka o ułożeniu pionowym sięgając do spojenia łonowego W zależności więc od tonusu mięśniówki, przyjmuje on różne kształty o typie hiper-, orto-, hipo- lub atonicznym Proksymalna część – to wpustowa, największa to trzon, najwyzsza dno, a dystalna to odźwiernikowa część

Błona mięśniowa żołądka utworzona jest z trzech warstw: 1.zewnętrznej; (podłużnej) -większe zgrupowania wzdłuż obu krzywizn żołądka 2.środkowej (okrężnej) -słabo zaznaczona w dnie -pogrubiała w części obwodowej żołądka -dwa pierścienne zgrubienie, z których obwodowe stanowi zwieracz odźwiernika, oddzielony od mięśniówki 12nastnicy przegrodą łącztk 3.wewnętrznej (skośnej) W ścianie jest także cienka bł mięśniowa warstwy śluzowej, której kom wnikają między gruczoły żołądkowe Żołądek unerwiony przy przywspółczulnie (nn.X) i współczulnie (n rdzeniowe piersiowe; Th6-Th10) -PRZEDzwojowe wł nnX tworzą synapsy z neuronami ENS -neurony pozazwojowe mają charakter: 1.cholinergiczny (ACH), 2.peptydergiczny (VIP, PACAP, SP, somatostatyna, GRP – peptyd uwalniający gastrynę: gastrin relasing peptide), purynergiczny – ATP) 3.nitroergiczny (NO) Zaopatrują one bezpośrednio m. gładkie, biorąc udział w długich, pozażołądkowych i śródściennych odruchach żołądkowo-żołądkowych Pozazwojowoe wł – ze splotu trzewnego, charakter adrenergiczny i docierają do żołądka z naczyniami tętniczymi, unerwiając m. gładkie ściany żołądka i jego naczynia krwionośne -za pośrednictwem receptorów a-adrenergczinych

Żoł ma obfite unerwienie czuciowe z licznymi receptorami w bł śluz i mięśniowej -impulsacje docierają stąd do neuronów efektorycznych ENS zamykając łuki odruchów śródściennych -lub do CNS, włóknami współczulnymi i przywspółczylnymi biorąc udział w długich, np. wagowagalnych odruchach Czucie bólu -> wł współczulne gł drażenienie nnX -> pobudzenie/zahamowanie motoryki (dwa rodzaje eferenrnych włokien) 1.Pobudzające – łatwiej podlegają aktywacji, działają przede wszystkim na dystalne cz. Żołądka 2.Hamujące zaś, (gł NO-ergiczne) wpływają gł na motorykę proksymalnej cz żołądka Współczulne – hamują motorykę żołądka

AKTYWNOŚĆ ELEKTRYCZNA I SKURCZOWA Dwa typy aktywność elektrycznej żoł:

1.BER (rytm podstawowy elektryczny, basal electrical rhythm) 2.Potencjały czynnościowe BER – rozpoczyna się w polowie długości trzonu, w okolicy krzywizny większej (tzw STREFA ROZRUSZNIKOWEJ ŻOŁADKA) -lokalne komórki Cajala, wykazują rytmiczne wahania potencjału błonowego f=3cykle/min -BER wędruje do podłużnej warstwy m. ->poprzeczna->skośna W okresie największej depolaryzacji BER -> mogą występować pojedynczo czy też grupowo potencjały czynnościowe, mające ścisły związek ze skurczami żołądka -powstają one np. podczas rozciągania żołądka, pobudzenie ukł p-współczulnego, neuromediatorów (ACH np.) czy enterohormonów (gastryna, motylina, grelina)

W okresie międzytrawiennym -> aktywacja skurczowa i elektryczna w dystalnej cz. Żołądka i jelit jest słabo zaznaczona, ale można tu okresowo zarejestrować cykle mioelektryczne i motoryczne Zwane są one także międzytrawiennymi, wędrującymi kompleksami mioelektrycznymi/motorycznymi (MMC – migrating myoeletric/motor compleks) Składają się one z czterech faz: I faza, spoczynkowa, najdłuższa (45-60min); brak potencjałów czynnościowych II faza – pojedyncze potencjały czynnościowe (10-15 min) III faza – „front aktywności’; największa częstość potencjałów i najsilniejsze skurcze; na każdą fale BER przynajmniej jeden potencjał czynnościowy Całość cyklu MMC trwa 90-110min -rozpoczyna się w połowie żołądka i wędruje obwodowo -pojedynczy skurcz trwa 5-20s a częstość skurczów – 3-5/min -gdy jeden cykl po przejściu przez całe jelita dociera do grubego, w żołądku zaczyna się kolejny cykl Fazie III odpowiada silny skurcz perystaltyczny -usuwa z żołądka i jelit złuszczony nabłonek, zwarty w nich płyn i resztki pokarmowe

Powstawanie MMC oraz ich wędrówka przez żołądek i jelita są kontrolowane przez mechanizm rozrusznikowy (zegarowy/oscylatorowy) -prawdopodobnie umiejscowiony w rozrusznikowych komórkach Cajala (znajdujących się w ENS żołądka i jelit) -podlega on nadrzędnej modulacji przez nn. Autonomiczne (zwłaszcza X) oraz niektóre hormony jelitowe (szczególnie motylinę i grelinę)

Wstrzykiwanie motyliny/greliny w fazie I – możemy wywołać przedwczesną fazę III MMC -w okresie III fazy MMC można w żołądku i dwunastnicy znaleźć tam cyklinę wzrosty motyliny/greliny (przemawia za ich udziałem w powstawaniu MMC) -towarzyszą im zmiany wydzielania żołądkowego, trzustkowego i żółci (stanowią one tzw WYDZIELNICZE KOMPNENTY MMC)

Po przyjęciu pokarmu – znikają regularne cykle MMC a pojawiają się nieregularne skurcze („pokarmowe”) o częstości nieco niższej niż w fazie III -jest to spowodowane hamowaniem uwalniania greliny przez uwalniane z jelit hormony, zwłaszcza: Gastryna, CCK, sekretyna i somatostatyna

Aktywność mioelektryczna żołądka – możemy ją badać pośrednio, przez powłoki brzucha za pomocą elektrod naskórnych umieszczonych w okolicy nadbrzusza (podobnie jak EKG) -rejestruje się wówczas w stanie spoczynku i po spożyciu pokarmu tzw EGG (elektrogastrogram) -częstość fal EGG w żoładku wynosi u zdrowych przeciętnie 3/min i nie zmiania się po spożyciu pokarmu -wzrasta za to amplituda EGG co wynika ze zbliżenia ściany żołądka do powłok brzusznych Zależnie od miejsca – inna aktywność motoryczna Cz. Wpustowa – pełni funkcje rezerwuaru dla pokarmów Cz. Odźwiernikowa – mieszania pokarmu z sokiem i przesuwanie go do dwunastnicy Pojemność cz wpustowej – przeciętnie 1,5l; ale dzięki odruchowej relaksacji adaptacyjnej – nawet 6l (bez wzrostu ciś wewżołądkowego) -zjawisko to jest odruchem wagowagalnym z udziałem hamujących (NO-ergicznych i VIP-ergicznych) wł n.X i stanowi kontynuacje odruchowego rozkurczu LES -po wagotomii pniowej znika zdolność żołądka do relaksacji adaptacyjnej (ciś w nim podnosi się przy niewielkim wzroście obj pokarmu) -delikatne, odruchowe skurcze przesuwają miazgę w kierunku odźwiernika Płyny – szybciej się przesuwają niż pokarm stały -w miare opróżniania żołądka zmniejsza się wypełniania cz rezerwuarowej i jednocześnie pojawiają się w niej powolne skurcze toniczne Mimo, że w cz proksymalnej żoładka ciś jest niewielkie – już nieznaczny jego wzrost wstarcza do przesunięcia zgromadzonej miazgi pokarmowej do cz. Odźwiernikowej

Wyraźne skurcze -> dopiero poniżej strefy rozrusznikowej -przesuwaja się na obwód z szybkością ok 1cm/s -im bliżej odźwiernika tym skurcze silniejsze i szybsze Skurcze cz odźwiernikowej żołądka i odźwiernika zachodzą szybko po sobie (tzw SYSTOLE ODŹWIERNIKOWE) Generalnie dzięki całej akcji, wielokrotnych skurczach perystaltycznych obwodowej cz żołądka, zawartość pokarmowa ulega rozdrobnieniu, zmieszaniu zawartości z sokiem i ostatecznie przesunięcie go w MAŁYCH, KILKUMILILTROWYCH PORCJACH DO 12nastnicy

Aktywność skurczowa żołądka – rozpoczyna się wkrótce po spożyciu pokarmu -na początku słabe, potem silniejsze (trzy rodzaje fal – typu I-III) Fale typu III to skurcze tonicznie; obejmują szerszy segment żoł i trwają ok 1 min -nakładają się nań bardziej regularne i rytmiczne fale typu I i II Część skurczów rytmicznych w cz. Odźwiernikowej – 3/min -każdy skurcz przesuwa miazge pokarmową w kierunku odźwiernika (PROPULSJA), wtłaczając niewielką jej porcje do 12; RESZTA ODRZUCONA DO TRZONU (RETROPULSJA)

W miarę trwania fazy żołądkowej, wzmaga się siła skurczów i pogłębiają się fale skurczowe, widoczne w obrazie: radio, USG i endoskopowym

W okresie głodu – wzrasta częstość i amplituda skurczów (tzw skurcze głodowe) -połączone niekiedy z silnym uczuciem głodu (prawdopodobnie z powodu uwalniania greliny która pobudza łaknienie)

REGULACJA MOTORYKI ŻOŁĄDKA Regulują je: 1.nn. autonomiczne i śródścienne (ENS) 2.Samoistna aktywność skurczowa m. żołądka) 3.Czynniki hormonalne i humoralne

Na motorykę żołądka, szczególnie dystalnej części wywierają wpływ także enterohormony, gł gastryna i CCK -nasilają one częstość i siłę skurczów żołądka -CCK hamuje opróżnienie żołądkowe (kurczy odźwiernik!) Sekretyna, glukagon i GIP (gastric inhibitory peptide – peptyd hamujaczy czynnos żołądka) – hamują skurcze trzonu i cz. Odźwiernikowej; -wzmagają skurcze odźwiernika i hamują opróżnianie żołądka

W stanach zaburzeń motorycznych żołądka (np. dyspepsia niewrzodowa czy choroba wrzodowa) częstość fal BER: -może się zwiększać (tachygastria) -lub zmniejszać (bradygastria) prowadząc do zmian w opróżnianiu żołądka i objawów dyspeptycznych -mogą na to wskazywać zmian EGG

OPRÓŻNIANIE ŻOŁĄDKOWE -zależy od właśc. chem, fiz i mechanicznych spożywanego pokarmu -gł cecha dynamiki jest stała; im więcej zawartości tym szybsze opróżnianie Płyny idą szybciej niż stałe -najszybciej izotoniczne, wolniej hipo i hipertoniczne -im więcej tłuszczów i węgli tym wolniej; najszybciej białkowy Dobrze rozdrobniony pokarm idzie do 12 szybciej niż zawierający duże cząstki o stałej konsystencji

Opróżnianie żołądka to wynik współdziałania -żołądka -zwieracza odźwiernika -12 które stanowią razem jednostkę motoryczną Warunek przechodzenia pokarmu -> gradient ciśnień -należ podkreślić, że zwiększenie transportu zawartości żołądka do 12 zwalnia dalsze opróżniania żołądkowe (z powodu podrażnienia receptorów jej bł śluzowej oraz uwalniania homornów jelitowych w 12) W 12 wyróznia się receptory wrażliwe na: 1.Jony H+ -reagują już na spadek pH pomiędzy 3,5 a 5; a najsilniej przy spadku do ok 2. 2.Kw tłuszczowe -bardziej produkty jego hydrolizy (WKT z at.C większym niż 8-10 w cząst) 3.Roztwory hiperosmolarne Dalsze mechanizmy tego działania obejmują: 1.Odruchy nerwowe z udziałem nn.X 2.Odruchy śródścienne (ośrodki w splotach ENS) 3.Enterohormony 1 i 2 tworzą ODRUCHY DWUNASTNICZO-ŻOŁĄDKOWE (hamują za podrazneinie chemo i osmorceptorów) Spośród hormonów – najsilniejszy wpływ hamujący na opróżnienie żołądka ma CCK uwalniany przez kw tłuszczowe, peptydy i amkwas -hamuje je za pośrednictwem receptorów CCK1 -można je zablokować loksyglumidem czy dewazepidem które przyspieszają opróżnianie żołądka Sekretyna, glukagon, GIP i gastryna też hamują opróżnienie, ale dopiero w większych dawkach Opróżnianie żołądka znacznie zwalnia po przecięciu nnX (wagotomia) stosowanej dawnej w leczeniu np. wrzodów trawiennego dwunastnica (zabieg ten, obecnie nie stosowany, łączono z plastyką odźwiernika celem usprawnienia opróżnia żoładka)

-oni to tak kminili, ze za szybka motoryka wydziela za dużo kwasu do 12, która ona za wolno neutralizuje Zwolnienie opróżniania występuje typowo w zwężeniu odźwiernika (np. wrzód czy rak w tej części żoładka) a także w neuropatiach ukł autonomicznego, np. w przebiegu cukrzycy (zaburzone unerwienie autonomiczne żoładką)

MOTORYKA JELITA CIENKIEGO Najdłuższy odcinek przewodu pokarmowego: -12nastnica – ok 20 cm -całkowita długość ok 3-4m (w zwłokach 9m) -2/5 to jelito czcze, a 3/5 to kręte -na końcu i na początku odźwiernik

Tak jak zawsze – warstwa podłużna, okrężna i ta w bł śluzwoej -najgrubsza błona w jelicie proksymalnym; im dalej tym ulega ścieńczeniu -unerwienie jelita cienkiego można podzielić na zewnętrzne i wewnętrzne Zewnętrzne – nn. Autnomiczne (przedzwojowe wł nn.X) oraz pozazwojowe wł współczulne (splot trzewny i krezkowy górny) Unerwienie wewnętrzne – ENS; tzw „mózg jelitowy” -obok klasycznych wł cholinergicznych i adrenergicznych ukł autonimicznego, zawieają także wł peptydergiczne, purynergiczne i nitroergiczne; uwalniające na zakończeniach takie substancje jak VIP, somatostatyna, CGRP, opioidy, SP, ATP, NO i inne

AKTYWNOŚĆ ELEKTRYCZNA I SKURCZOWA JELTIA CIENKIEGO ORAZ JEGO REGULACJA Spoczynkowy, transbłonowy potencjał miocytów wynosi ok -50mV -zmiany przez BER BER najwyższa częstość ma w 12 (12/min) i górnym odc jelita czczego (10/min) -im dalej tym częstośc ta spada; w jelicie krętym osiąga wartość ok 7/min -opuszka dwunastnicy, bezpośrednio przylegająca do odźwiernika na najwyższą częśtość BER i dlatego jest „rozrusznikiem” dla całego jelita (oscylatory o wyższej czestosci narzucają swoje BER tym o niższej częstości – a te dalej miocytom)

Poza BER – pojawia się depolaryzacja w czasie jego największej depolaryzacji ze strony BER

W okresie międzytrawiennym – częstość skurczów cykliczna jako MMC

MMC w jelitach składa się z czterech faz: -faza I; spoczynkowa (brak potencjałów czynnościowych zasadniczo) -faza II; narasta nieco częstość potencjałów -faza III; 100% w stosunku do BER częstością potencjałów -faza IV; przejsciowa miedzy fazą III a fazą I następnego cyklu

III faza MMC – odpowiada fali perystaltycznej która przesuwa się na obwód jelita w postaci okrężnego skurczu -opróżnianie z resztek pokarmowych, płynów, złuszczonego nabłonka

Po spożyciu pokarmu – zanikają MMC. Zamiast nich nieregularne potencjały czynnościowe i skurcze lokalne jelit (tzw AKTYWNOSĆ POKARMOWA) -przerwanie MMC spowodowane hormonów zół jel; zwłaszcza gastryny i CCK; równocześnie hamując uwalnianie motyliny i greliny Błona mięśniowa j.cienkiego – dwa rodzaje skurczów fazowych wykazuje: -skurcze odcinkowe (segmentowe/niepropulsywne) -skurcze perystaltyczne (robaczkowe/propulsywne)

Skurcze odcinkowe – okrężne skurcze, dzielące jelito na wiele krótkich segmentów -pojedyny skurcz obejmuje 1-2cm jelita i trwa ok 5s -mieszają dokładnie miazgę pokarmową z sokami -przebiegają jednocześnie ze skurczami kosmków jelitowych -stacjonarne; ale ze względu na ich większą częstość i siłe w górnych, niż obwodowych cz jelit – następuje pod ich wpływem także nieznaczne przesuwanie pokarmu (na wzór wahadła) STĄD TEŻ INNA NAZWA – RUCHY WAHADŁOWE -ciśnienie w jelicie w momencie skurczów odcinkowych podnosi się o 4-10cmH2O

Ruchy perystaltyczne – idą naprzód jako fala okrężnego skurczu

-obejmują odcinek 2-3cm od którego obwodowo uwidacznia się rozszerzenie jelita tzw „relaksacja przyjęcia/receptywna” PRAWO JELIT – podrażnione jelito wykazuje odruchowy skurcz powyżej tego punktu i rozkurcz poniżej tego punktu Prędkość przesuwania fali – 2 cm/s ale niekidy nawet 10-20cm/s (tzw „ruchy błyskawiczne”) Skurcze perystaltyczne to wynik drażnienia bł śluzowej jelita przez bolus wywołujące uwalnianie 5HT przez komórki EC (enterochromafinowe) 5HT stymuluje neurony sensoryczne (CGRP-ergiczne) ENS wywołując: -proksymalnie od bolusa uwalnia ACH i SP (skurcz jelita)

-dystalnie – VIP, NO i PACAP powodujących rozkurcz Gdy ENS działa, to nawet po jego odnerwieniu zewnętrznym to działa -w czasie przechodzenia fali perystaltycznej, ciś w miejscu skurczu jelita podnosi się do 5-15cmH2O i utrzymuje się na tym poziomie przez okres od 10s do 8minut

Bł śluz jelita tworzy podłużne lub okrężne fałdy – ze względu na skurcze jej warstwy mięśniowej zachodzące pod wpływem - bodców mechanicznych (rozciąganie, ucisk) - przekaźników (ACH, SP) - hormonów (gastryna, CCK, sekretyna, VIP) Ruchy bł śluzowej mogą być skojarzne ze skurczami kosmków jelitowych, zachodzącymi pod wpływem niektórych hormonów (gastryna, CCK i winkilina)

Aktywność motoryczna jelit – regulowana przez zewnętrze nn. Autonomiczne i ENS + hormon żoł-jel nn. X -> pobudzają a współczulne hamują aktywność motoryczną jelit -nie dotyczy to jednak zwieraczy (rozkurcz przynn.X i skurcz przy współczulnym) Zewnętrzne nn autonomiczne – pośredniczą w długich odruchach trzewnych takich jak: 1.żołądkowo-krętniczy (pobudza persytatltyke jelita krętego przy rozciąganiu żołądka) 2.Krętniczo-żołądkowy (hamuje motorykę żołądka w wyniku rozciągania jelita krętego) 3.jelitowo-jelitowy (przy uszkodzeniu, rozciąganiu czy ucisku jelita zanika) ramie dośrodkowe i odruchowe tych ruchów to nn. Autonomiczne Na aktywność elektromotoryczną j. cienkiego wpływa wiele hormonów jelitowych: -Gastryna i CCK wzmagają częstość potencjałów czynnościowych (bez wpływu na BER -sekretyna i pokrewne peptydy (glukagon, VIP, PACAP) zmniejsza tą częstość (równeiz bez wpływu na BER) Motylina i grelina – wzmagają akt elektryczna i skurcze jelit + odpowiedzialne za wzrost aktywności mioelektrycznej jako MMC ACH wzmaga skurcze (M3 receptory); a NA działając na receptory a-adrenergczine hamuje PGF -wzmaga skurcze, a PGE i PGI – hamuje (PGE2 i PGI2 uwalnianie w czasie skurczów perystaltycznych hamują je)

WYMIOTY (emesis) Wynik gwałtownych skurczów antyperystaltycznych (kolejno żołądka, jelit i przełyku) -otwarty LES i UES -poprzedzają je nudności zachodzące jako skurcze antyperystaltyczne (zawartość zoł już wbija powoli

do przełyku, ale brak wystarczającej różnicy ciśnień by mogła wyjść na zewnątrz) Dopiero nagłe i silnie skurcze mięsni brzusznych przy jednoczesnym: -zamknieciu głosni -zatrzymaniu wdechu Prowadzą do wzrostu ciś wewżoł nawet do 200mHg Wyrzucaniu treści towarzyszą reakcje ukł autonomicznego: -obfite ślnienie się -zmiana częstości skurczów serca -bladość twarzy Wymioty kontrolowane są odruchowo -ośrodek wymiotny w opuszce rdzenia (area postrema – jego drażeninie powoduje wymioty) -odruch jest bardzo złożony -jego receptory mieszczą się w przewodzie pokarmowym (szczególnie bł gardłą i aparat przedsionkowy ucha wewnętrznego – nudności i wymioty podczas choroby morskiej są wynikiem jego pobudzenia) Na dnie komory IV mózgu znajduje się chemoreceptorowa strefa aktywująca odruch wymiotny pod wpływem różnych czynników chemicznych (np. apomorfina) czy toksyny chorobowe Efektorami odruchu wymiotnego są (poza bł m przełyku, żołądka i jelit) takżę m.tłoczni brzusznej Długotrwałe wymioty ze zwężeniem odźwiernika, zwłaszcza u dzieci, mogą prowadzić do: -odwodnienia -nagromadzenia we krwi ciał ketonowych -utrata jonów H+ i K+ z następową metaboliczną alkalozą i hipokalemią

ZWIERACZ KRĘTNICZO-KĄTNICZY Jest to nieco pogrubiony segment -w stanie zamknięcia, dzięki tonicznemu skurczowi jego warstwy okrężnej, wytwarzającej na odcinki ok 4cm strefę podwyższonego ciś (do ok 20cmH2O) -zapobiega zarzucaniu zawartości kątnicy do jelita krętego zakażonej bakteriami gnilnymi Jest to wynik samoistnej kurczliwości samego m. zwieracza + jego działania jako zastawki, która zaciska się mechanicznie przy wzroście ciś w kątnicy

Po posiłku, gdy żołądek ulega rozciągnięciu -> odruch żołądkowo-krętniczy -> skurcze jelita krętego się wzmaga i zwieracz ten się rozkurcza, a wraz z nim kątnica umożliwia to przesuwanie się zawartości do jelita grubego Wzrost cis w kątnicy -> odruchowe wzmożenie skurczu zwieracza i zwiększenie ciś w jego obrębie (działa jako zastawka)

-gastryna rozluźnia zwieracz -pobudzenie ukł współczulnego wzmaga skurcz zwieracza i jego zastawki

MOTORYKA J.GRUBEGO J. grube – od zwieraczą krętniczo-kątniczego do zwieracza odbytu -długość 1,3-1,5m Końcowy odicnek odbytnicy – odbyt; 2 zwieracze: 1.Zewnętrzny, poprzecznie prążkowany, silny 2.Wewnętrzny, z m. gładkich -dziki niemu, swiatło końcowego odc odbytnicy (kanał odbytniczy) utrzymuje się w stanie zamknięcia i tonicznego skurczu (oprócz oddawania kału)

Bł mięsniowa – znowu PO -podłużna łączy się w trzy zgrubienia – taśmy (teniae coli) -ma uwypuklenia (haustra) wywołane przez skurcze odcinkowe warstwy OKRĘŻENEJ i fałdy bł śluzowej pomiędzy którymi jelito uwypukla się Unerwienie – tak jak reszta, autonomiczna +ENS Przywspółczulnie – do 2/3 okrężnicy (wg konturka połowa) – nn.X; dalej nn. Miedniczne (S2-S4) Współczulnie – proksymalnie od górnego zwoju krezkowego; dystalny – dolny splot podbrzuszny

AKTYWNOŚĆ ELEKTRYCZNA I SKURCZOWA Tak jak i indziej – podstawa to BER -w proksymalnej cz. Mają niższą częstość (2-3cykle/min) niż w dystalnej (6-9) -tak jak zawsze k. Cajala -> warstwa podłużna ->okrężna Potencjały czynnościowe – wywoła czynnikami jak rozciąganie jelita, pobudzenie nn. Przywspółczulnego i niektórych hormonów (zwłaszcza gastryna/CCK)

Rozróżniamy aktywność skurczowa: 1.Odcinkową (segmentową) -najbardziej widoczne w okrężnicy wstępującej i zstępującej -warunkują one powstawanie przewężeń okrężnicy, widocznych pomiędzy jej uwypukleniami (haustracje) co nadaje im charakterystyczny wygląd -jednocześnie w wielu odc okrężnicy -trwają przeciętnie 2min -nie mają tendencji do przesuwania się wzdłuż jelita, ale po jednym skurczu, pojawia się on w innym

miejscu 2.Propulsywne (perystaltyczne i antyperystaltyczne) -obejmuje krótsze segmenty niż w j. cienkim -najczęściej dotyczącą uwypukleń okrężnicy, przemieszczając zawartośc w obu kierunkach -podobne do perystaltycznych w j.cienkim też występują, ale brak im relaksacji przejęcią -fala perystaltyczną przesuwa się w okrężnicy z prędkością ok 20cm/min 3.Skurcze masowe -najbardziej typowy rodzaj motoryki -obejmują dłuższe odcinki (30-40cm) przesuwają zawartość Krężnicy na obwód już w 30s -kilka razy dziennie -zaczynają się od nagłego zaniku uwypukleń okrężnicy poprzecznej i zstępującej Ruchy masowe nasilają się po spożyciu pokarmu, zwłaszcza w godzinach rannych (przypuszczalnie z powodu odruchu żołądkowo -okrężniczego)

Badania radiologiczne (papka barytowa) pokazała, że pokarm mieszany: -pojawia się w okrężnicy po 6h od spożycia -po 9-12h wypełnia okrężnicę poprzeczna -po 13-17h dociera do esicy -a po 24h do odbytnicy Najdłużej żarcie przebywa w esicy i jelicie ślepym – gromadzony i ruchami propulsywnym traktowane

Po przyjęciu pokarmu – motoryka okrężnicy wzmaga się (skurcze wielosegmentowe i perystaltyczne przechodzące w masowe) -to przez odruchy (żołądkowo-kątniczy) a także działanie hormonów (szczególnie gastryna, CCK, także chyba motylina) Zmiany motoryki też mogą być bez związku z pokarmem – z powodu np. przyczyn emocjonalnych

Wspominane odruchy trzewne: -żołądkowo-okrężniczy – aktywowany rozciąganiem żołądka, pobudza motorykę okrężnicy -jelitowo-jelitowe – podrażnienie otrzewnej, hamują wszelkie skurcze jelit (atonia0 Hormony – zwłaszcza CCK, gastryna (+ACH) pobudzają skurcze jelitowe (skracają pasaż jelitowy) -sekretyna i NA działa zaś odwrotnie

MOROTRYCZNE MECHANIZMY ODBYTNICZO-PROSTNICZE

Odbytnica – własna, charakterystyczna aktywność skurczowa -przez podrażnienie mechanoreceptorów przez treść powoduje uczucie parcia na odbytnicę Gdy tłumimy akt kału -> hamowanie ośrodka oddawania kału w rdzeniu krzyżowym (skurcz zwieraczy odbytu i ROZKURCZ odbytnicy)

Oddawanie kału – wynik odruchu defekacyjnego -powstaje w wyniku podrażnienia mechanoreceptorów okrężnicy -charakter śródścienny i rdzeniowy

Odruch śródścienny – wzmaga skurcze perystaltyczne okrężnicy: zstępującej, esowatej i odbytnicy -gdy fala perystaltyczna dosięgnie odbytu, ustępuje skurcz zwieracza wewnętrznego (i może nastąpić oddawanie kału) -jest wzmacniany przez odruch rdzeniowy, z ośrodkiem w cz. Krzyżowej rdzenia Odruch rdzeniowy – dośrodkowo przez n. sromowy, odśrodkowo – nn. Miednicze -wzmaga perystaltykę w obwodowej cz. J grubego i powstania skurczów masowych Podczas defekacji, dołącza się do tych odruchów, odruchowy skurcz: -m. tłoczni brzusznej -przepony -przepony miednicy -głęboki wdech i zamknięcie oddechu Powodując znaczny wzrost ciśnienia śródbrzusznego, ułatwiając przesuwanie kału do odbytnicy i jego wydalanie -dodatkowo w czasie defekacji dochodzi do masowych skurczów całej okrężnicy zstępującej, prowadzącej do zwiększenia ciś wewjelitowego

Dzięki skurczom tym wzrasta ciś w odbytnicy do 250cmH2O a w czasie samej defekacji – nawet 2000 -jednocześnie zwiększa się kąt między prostnicą a odbytnicą (odbytem raczej) na skutek skurczu m. przepony miednicy ułatwiają oddawanie kału (dalej jest, że to rozkurcz xD) Podczas przechodzenia kału przez odbyt wyzwala się dodatkowy odruch z kanału odbytniczego -podtrzymuje on skurcz całej odbytnicy; powoduje to że masy kałowe w początkowych cz okrężnicy zalegające, szybciej zostają przesunięte w kierunku okrężnicy esowatej -przez to wkrótce po defekacji może wystąpić ponowne uczucie parcia na stolec

Kora mózgowa – ważna rola w akcie defekacji -dochodzą do niej impulsy z mechanoreceptorów okrężnicy zstępującej i odbytniczej -nn z kory do ośrodków rdzenia krzyżowego które poprzez nn. Miednicze wzmagają/hamują skurcze odbytnicy i okrężnicy

Gł mechanizm związany z oddawaniem kału – odruchy z łukami odruchowymi w cz krzyżowej rdzenia kręgowego -prowadza do wzrostu aktywności ruchowej okrężnicy i prostnicy, osłabienia skurczu m. przepona miednicy i wyprostowanie kąta prostniczo-odbytniczego

Zaburzenia unerwienia okrężnicy, zwłaszcza brak komórek zwojowych (aganglioza) – powstaje tzw OLBRZYMIA OKRĘŻNICA BEZZWOJOWA (Megacolon aganglioticum) obserwowanej np. w chorobie Hirschsprunga -występują wtedy ogromne trudności z oddawaniem kału i konieczne jest wycięcie zajętego odcinka okrężnicy

Zapalenie okrężnicy przez np. E.coli/srodki przeczyszczajce -> obfite wydielanie Na+ i wody >biegunka ->odwodnienie, hipokalemia, a nawet zaburzenia krążenia

CZYNNOŚCI WYDZIELNICZE GRUCZOŁÓW TRAWIENNYCH Różne typy kom gruczołowych: 1.Jedne wchodzą w skład nabłonka bł śluz (np. komórki kubkowe) 2.Inne tworzą cewki gruczołowe w głębi bł śluz (np. gruczoły właściwe żołądka) 3.Lub w błonie podśluz (np. gruczoły 12nastnicze) 4.Poza przewodem pokarmowy, jako komponent złożonych gruczołów (np. trzustka)

Wydzielina gruczołów trawiennych ma 3 główne składiki: 1.Woda i elektrolity 2.Białka stanowiące enzymy trawienne 3.Śluzowowielocukrowce (gł glikolipidy) -tworzą śluz osłaniający bł śluz przed uszkodzeniem -umożliwia poślizg i przesuwanie cząstek pokarmu

WYDZIELANIE ŚLINY Przez trzy gł gruczoły ślinowe i liczne mniejsze rozsiane w bł śluz jamy ustnej i języka Dwie zasadnicze funkcje: 1.Ochronna: -wypłukuje resztki pokarmu

-buforowanie przez HCO3- i mucynę kwaśnych/drażniących substancji -bakterobójcze -nawilża jama ustna (umożliwia mówienie oraz ochronę i regeneracje bł śluz) 2.Trawienna -zlepianie pokarmu w kęs -wypłukiwanie cząstek pokarmowych z pow języka; ułatwia to kontakt z receptorami smakowymi i dzięki czemu uruchamiają się wydzielanie śliny, soku żoł i trzustkowego (+smak) -ma alfa-amylazę (ptialinę – gł w przyusznej śliniance) oraz lipazy językowej (przez gruczoły ślinowe Ebnera u podstawy języka wytwarzanej)

Istotna rola- zęby; miażdżenie pokarmu -pokrywa je szkliwo-emalia; najtwardsza tk organizmu -powstaje ona z ameloblastów, które zanikają po wyrżnięciu się zęba Brak szkliwa zbudowanego z pryzmatów hydroksyapatytwoych i pokrywającej go warstwą ok 2mm zębiny (a to nie na odwrót?) prowadzi do ubytków i próchnicy -uszkodzenie szkliwa i erozje zębiny są kwasy produkowane przez lokalne bakterie w jamie ustnej, szczególnie kieszonki zębowej i dziąsła; ich rozwój ułatwia kamień nazębny

Saliwon – pęcherzyki gruczołowe wraz z układem kanalików (jednostki czynnościowe) Gruczoły ślinowe można podzielić na: 1.Gruczoły śluzowe -zbudowane tylko z kom śluzowych, wytwarzających prawie wyłącznie mucynę (śluz) -w cytoplazmie wiele jasnych kropelek mucynogenu, dużo glikoproteiny 2.Gruczoły surowicze -złożone jedynie z kom surowiczych -wodna ślina, dużo białek enzymatycznych -w cytoplazmie wiele ziarnek zymogenów, cykliczne zmiany związane z jego wydzielaniem 3.Gruczoły mieszane – i takie i takie kom.

Ślinianka przyuszna – prawie wyłącznie (2); podjęzykowa – (1); podżuchwowa – mieszana -układ wstawek, przewodów prążkowanych i międzyzrazikowych w poszczególnych gruczołach ślinowych wykazuje znacznie zróżnicowanie w zakresie długości

G. ślinowe są zaopatrywane przez gałązki n. czuciowych i nn. Autonomiczne -przywspółczulne; od jąder ślinowych górnych i dolnych w opuszcę -współczulne w segmentach piersiowych rdzenia kręgowego (Th2-Th6) Przedzwojowe nerwy przywspółczulne to nn VII (podzuchwowa i podjęzykowa ślinianka) oraz IX (przyuszna)

-zarówno przywspół. Jak i współ przedzwojowe to włokna cholinergiczne; (na recpetory M3 działa przekaźnik) -zazwojowe; to cholinergiczne i peptydergiczne (ACH/VIP – przywspółczulne); współczulne zaś – adrenergiczne (NA i dopamina – a i B receptory)

Należy zaznaczyć, że podwójne unerwienie to nie tylko wydzielanie, ale także metabolizm, trofika (proliferacja komórek gruczołowych) i naczyń krwionośne w śliniankach Układy autonomiczne nie są tutaj antagonistyczne (oba wydzielają ślinę) -ślina przywspółczulna jest jednak bardziej wodnista i obfita -współczulna zaś, małoobjętosciowa, ale dużo enzymów i mucyny Wydzielanie śliny – tylko pod wpływem regulacji ukł nerwowego -hormony, poza mineralokortykosteriodami (wpływ na wydzielanie Na+ i K+) – bez większej roli

Mioepitelialne komórki na pow pęcherzyków i przewodów ślinowych – gwiaździste, ułatwiają skurczem opróżnianie saliwonu ze śliny Gł naczynia tętnicze zaopatrujące idą wzdłuż przewodów międzyzraziwkowych, docierając do zrazików, gdzie rozpadają się na bogatą siatkę n kapilarnych -naczynia tworzą tu układ wrotny -składa się on z tętniczek pierwotnych, zaopatrujące w krew układ kanaliki i pęcherzyki wydzielnicze oraz wtórnych które rozpadają się na sieć kapilar zaopatrujące saliwony (czyli to samo? XD) -krew odpływa żyłami zaopatrzonych w urządzenia dławikowe – poszerzone naczynia, stanowiące rezerwuar krwi -utrzymują one ciś na wyśzym poziomie aby zwiększyć wydzielanie Kapilary zaopatrujące saliwony – duża przepuszczalność; przepływ krwi jest wyższy niż w mięśniach; wzmaga to ciś w niezwykle porowatych kapilarach co pozwala na wzmaganie w ciągu kilku sekund już procesy wydzielnicze

OBJĘTOŚĆ I SKŁAD ŚLINY Wydzialnie śliny – ustawicznie; nawet podczas snu -wynik gł pobudzenia nn. Przywspółczulnych Wydzielanie podstawowe śliny – 0,5ml/min a po stymulacji (np. ssanie cytryny czy pilokarpiną farmakologicznie) – wzrasta nawet do 5ml/min -w odniesieniu do masy ślinianek stanowi to ok 50razy więcej niż na podobnie zbudowaną trzustkę Wydzielanie dobowe – przecięte 1,5l; ale może wzrosnąć nawet do kilku litrów

W warunkach podstawoych: -70% śliny dostarcza ślinianka podżuchwowa -20% przyuszna -5% podjęzykowa -5% reszta mniejszych Przy wzroście pobudzenia -50% podżuchowa -35% przyuszna

Pęcherzyki gruczołowe – płyn o stężeniu elektrolitów podobnym do osocza tj 300mosm/l (ślina pierwotna) -podczas przepływu przez przewody jony Na+ i Cl- są zwrotnie wchłanianie, a jony K+ i HCO3wydzielane do śliny (przechodzą one biernie do śliny pierwotnej) W przewodach wyprowadzających – Na+ są aktywnie wchłanianie zwrotnie, a K+ wydzielane, z udziałem ATPazy aktywowanej przez Na+ K+ -HCO3- wydzielane na drodze wymiany z Cl- co powoduje wzrost pH śliny czynniki pobudzające wydzielanie śliny – wzmagają wydzielanie jonów Na+, a aldosteron – zwrotne wchłanianie ich oraz wydzielanie H+ w przewodach ślinowych Przy obfitym wydzielaniu -czas tej wymiany się skraca i dlatego wtedy stężenie Na+ w ślinie ostatecznej (wtórnej) wzrasta – zbliża się do stężenia w ślinei pierwotnej

Woda jest gł składnikiem śliny – stanowi ok 99,5% jej objętości -reszta to składniki nieroganiczne (NaKCa, Cl i HCO3-) -oraz sub organiczne (białko, mucyna)

Obj śliny, zwartość w niej sub nieorganicznych oraz jej osmolarność wzrastają w miarę pobudzania wydzielniczego (z 50 do 250mosm/l) Gł kationy – Na i K+ im większa obj tym więcej Na i mniej K -stężenie Ca i Mg nie podlega większym zmianom

Największe znaczenie dla utrzymania osmolarności i zdolności buforującej śliny mają odpowiednio jony Na i HCO3-stężenie HCO3- i Cl- podnosi się wraz ze wzrostem objętości śliny -najwyższa zawartość HCO3- to 40-60mmol/l (w osoczu ok 20); ten wzrost wiążei się ze wzrostem pH śliny z ok 5-6 do 8 nawet przy wydzielaniu pobudzonym

Gruczoły ślinowe – zdolność do wychwytu, magazynowania i wydzielania jodków

-fluorki w ślinie też, ale mniej niż w osoczu (w odróżnieniu od jodków) W skład śliny wchodzą związki wielkocząsteczkowe jak: 1.Enzymy -ptialina, optimum przy 6,9pH -hydrolizuje wiązania a-1,4-glikozydowe łańcucha skrobi zamieniają ją na odcinki 2-8 cukrowe (maltoza, maltrotrioza, a-dekstryny) -lipa językowa, rozkłada triglicerydy (nawet 20% trawienia tłuszczów!) 2.białka osocza -Ig np. SIgA 3.mucyna -glikoproteidy i mukopolisacharydy 3.sub grupowe krwi (A,B,H) 4.lizozym 5.laktoferyna 6.Kalikreina 7.EGF (czynnik wzrostowy naskórka, epidermal growth factor) 8.PG (gł serii E) 9.Białka bogate w prolinę – chronią emalie zębową przed uszkodzeniami i inne Ślinianki wytwarzają też kalikreinę, która przekształca białka osocza w bradykininę, warunkując wybitny przepływ krwi w czasie pobudzenia wydzielniczego ślinianek

MECHANIZMY WYDZIELNICZE ŚLINY Wzrost aktywności ślinianek – odruch na podstawie bodźców z jamy ustnej i języka

Przywspółczulne pobudzenie ->ACH ->M3 -> tworzenie IP3 ->wzrost Ca2 + który powoduje wydzielanie pęcherzyków i aktywuje pompy jonowe (wzrasta wydzielanie jonów i przez to wody do śliny) -cholinergiczne pobudzenie ślinianek wzmaga VIP; rozszerza on tez n. krwionośne ślinianek przez pobudzanie wydzielania z ich NO -przywspółczulne pobudzenie prowadzi więc do obfitego wydzielania wodnistej śliny, wzrostu metabolizmu ślinianek, rozszerzenia naczyń, skurczu kom mioepitelianych i wzrostu metabolizmu ślinianek -długotrwałe pobudzenie powoduje przerost ślinianek -unerwione przez przed i pozazwojowe włokna od IX i X nn. -fizostygmina pobudza (stop rozkładania ACH) a atropina (blok M3) hamuje wydzielanie

Współczulne pobudzenie – uwalnianie katecholamin (A, NA i dopamina) -aktywuje a i B-receptory adrenergiczne -> cAMP (gł w komórkach wydzielniczych przewodów wyprowadzających) -wydzielania ślina jest gęsta

-wzmaga się metabolizm ślinianek i skurcz kom mioepitelianych, zmiany przepływu krwi przez ślinianki -pochodzi z górnego zwoju szyjnego i pozazwojowych splotów okołonaczyniowych -dłuży okres utajenia ma to wydzielanie Po pobudzeniu współczulny, wydziela się lepka, gęsta ślina, obfitująca w mucynę, białko oraz jony K+ i HCO3-

Odruch bezwarunkowy wydzielania śliny - > odpowiednie receptory w błonie śluzowej jamy ustnej powoduje za pośrednictwem jąder ślinowych wydzielanie śliny -to pobudzenie ośrodków także z innych części CNS – kory mózgowej, podwzgórza i ciała migdałowatego które integrują sygnały afarentne napływające do CNS z zewnątrz

Aldosteron i kortyzol – niewielki wpływ na wydzielanie śliny; niewielkie też znaczenie mają hormony przysadki i tarczycy -działanie to może być krótkotrwałe i długoterminowe (np. troficzne) -GH, tyroksyna i kortyzol mają działanie troficzne i pobudzają wydzielanie białka śliny -aldosteron hamuje wydzielanie Na+ a wzmaga wydzielanie K+

Upośledzenie wydzieliny śliny (choroby ślinianek, czy hamowanie nn.) – suchość w ustach (kserostomie) powoduje -utrudnia mówienie oraz powoduje zap bł śluozowej i próchnicę zębów -po przecięciu nn przywspółczulnych zanika tk gruczołowa; stają też nadmiernie wrażliwe na działanie zewnątrzpochodnych neuroprzekaźników ukl przywspółczulnego -podawane organizmowi wywołują one obfite wydzielanie śliny, zgodnie z prawem nadwrażliwości poodnerwiennej Cannona

BUDOWA BŁ ŚLUZ ŻOŁADKA

-liczne fałdy, drobne wyniosłości i pola z wieloma dołeczkami do których uchodzą gruczoły żołądkowe -pow 800cm2, a grubość od 0,3 do 1,5mm -wyróżniamy warstwę nabłonka powierzchni, warstwę gruczołową i blaszkę mięśniową

Zależy od okolicy, warstwa gruczołowa zawiera:

-gruczoły wpustowe (część wpustowa) -właściwe (dno i trzon) -odźwiernikowe (cz. Odźwiernikowa) Podstawowy udział w wydzielaniu sok żołądkowego, który jest mieszaniną wydzielin różnych kom mają gruczoły właściwe, które zajmują ok 80% bł śluzowej i występują w liczbie 30mln -gruczoły właściwe zbudowane są z cieśni, szyjki oraz trzonu z dnem Zawierają one 5 typów kom: 1.Komórki główne (pepsynogeny i niewielka ilość płynu) 2.Kom okładzinowe (kwas solny, H2O i IF) 3.Kom niezróżnicowane (W tym macierzyste) 4.Kom śluzowe szyjki 5.Kom dokrewne

1.Kom główne – obecne w trzonie i dnie gruczołów właśc -obfita ER i silnie rozwnięty aG -liczne ziarnistości z pepsynogenem i podpuszczki (okres niemowlęcy) w przy szczytowej części cytoplazmy

2.kom okładzinowe – obwodowo w stosunku do światłą gruczołów -liczne mitochondria i struktury kanalikowo-pęcherzykowe, otaczające jądro otwierające się na szczytowej części i powiększają jego powierzchnie (ponad 10 krotnie dzięki licznym pofałdowaniom i mikrokosmkom) -aktywowana przez H+ i K+ ATPaza zlewana z błoną po pobudzeniu komórki -zawierają wiele enzymów, m.in. anhydrazę węglanową (II) i liczne kinazy białkowe, niezbędne do aktywacji ATP-azy Pod wpływem ich pobudzenia przez histaminę (H2 receptory), gastrynę(receptory CCK2) lub ACH (M3) wzrasta stężenie mediatorów (Ca2+ dla gastryny i ACH, cAMP dla histmainy) -wbudowywane ATPazy transportują wymienie H+ do światełka i K+ do komórki (H+ wydzielane do wnętrza kanalików w stężeniu ok 170mmol/l pH 0,87) 3.W dolnym odc dołeczków i w ciesni gruczołów własc znajdują się kom macierzyste (stem cell) -liczne mitozy, strefa regeneracyjna gruczołów -nowe kom przesuwają się w głąb i różnicują się w kom główne, okładzinowe czy nabłonkowe Proces wymiany nabłonka – 2 do 6 dni; a gruczołów (okładzinowe i główne) – 50 dni -pobudzane przez GH, gastrynę, TGF-a, EGF Przy niedoborze albo nieskutecznym działaniu (np. przez zanikowe zmiany zapalne) – skuteczność słabnie Przy nadmiarze – np. infekcja H pylori czy rozplem notworowy kom G (gastrionoma) przerost błony W przewlekłym, zanikowym zap żołądka, np. z powodu infekcji H pylori mogą wystąpić zmiany aktywności kom macierzysty i ich zastępowanie przez kom macierzyste pochodzenia szpikowego

(prowadzi to do rozplemu w kom nowtoworych, a przynajmniej może) Bł śluz i gruczoły – obfite unerwienie przywspółczulne i współczulne -neurony pozazwojowe zaopatrują bezpośrednio kom gruczołowe -nn.X łączy się z ENS Krew – zaopatrywany przez trzy rozgałęzienia t. trzewnej (lewą t. żołądkową, t. śledzionową i t. wątrobową, która tworzy dwa wieńce naczyniowe – wzdłuż krzywizn zoładka) -krew żylna odpływa z żołądka gł lewą i prawą żyłą żołądkowo-sieciową do górnej żyły trzewnej i śledzionowej i dalej do układu wrotnego

5.Komórki wewnątrzywydzielnicze -heterogenna grupa komórek srebrnochłonnych (Enterochromafinowych, EC) należące do układu APUD komórki EC tegu układu wydzielają 5HT i motyline (wg zabla – motylina przez kom M) Kom D – somatostatyna Kom Gr – grelina Kom G – Gastryna - w cz. Odźwiernikowej, liczne typu otwartego z kępką mikrokosmków i ziarnistościami u podstawy -wydzielają ją do kapilar Kom S – sekretyna Komórki I – CCK Kom K – GIP jeszcze inne – sub P i VIP

Neurony pozazwojowe uwalniają poza ACH, także GRP Kom ECL (enterochromafinopodobne) -tworzą z L-histydyny histaminę pod wpłwem dekarboksylasy histydynowej -histamina uwalniana jest pod wpłwem gastryny (CCK2) i ACH w pobliże kom okładzinowych, gdzie drażni receptory histaminowe

Bariera żołądkowa – ochrona aby H+ nie przechodziły z jego światła do krwi i Na+ w przeciwnym kierunku Jednym z elementów tej bariery jest bariera śluzowa, ściśle przylegająca do nabłonka powierzchniowego o grubości 100-300um -kom nabłonka pow. Stale wydzielają do śluzu HCO3- neutralizujące H+ -wydzielanie śluzu i HCO3- jest pobudzane przez PG, produkt COX1, indukowane H+ -jest to enzym konstytutywnego w nabł powierzchniowym i śródbłonka -dodatkowo ścisłe połączenia (tight junctions) nabłonka powierzchniowo

Tłuszczowo-białkowa warstwa błony z racji swojej hydrofobowosci jest nieznacznie przepuszczalna dla sub zjonizowanych, ale z łatwością przepuszcza sub niezjonizowane i rozpuszczalne w tłuszczach (np. aspirynę) Kolejna warstwa ochronna – obfity przepływ krwi w bł śluzowej, który zapewania jej czynniki odżywcze i ochronnie działające hormony (gastrynę) a także umożliwia szybkie usuwanie czynników szkodliwych W śluzie obecne są czynniki wzrostowe – gastryna, TGF-a, EGF, amfiregulina i in; są one skłądnikiami śluzu i pobudzają odnowę nabł bł śluzowej;

Barierę żołądkową może uszkadzać wiele sub. Np.: -H+ w stężeniu pow 200mmol/l -naturalne detergenty (np. kwasy żołćiowe, lizolecytyna) -alkohol pow 10% -NLPZty Aspiryna stosowana np. w chorobie reumatyczną z łatwością przechodzi przez barierę śluzową (niejonizuje się w śr kwaśnym) i śluzówkowa i dociera w wyniku dyfuzji niejonowej do kom gruczołowych -tam ulega zjonizowaniu i uszkadza, częściowo bezpośrednio drażniąć bł śluz, a częściowo hamując COX1 (małe dawki) i COX2 (duże dawki) Po zniszczeniu bariery śluzówkowej, wydzielone H+ mogą zwrotnie dyfundować w głąb bł śluzowej, czego następstwami są: 1.Pobudzenie motoryki żołądka (drażnienie splotów śródściennych) 2.pobudzenie wydzielanie pepsynogenu i jego aktywacji (trawienie bł śluz przez niego) 3.Pobudzanie ECL i uwalnianie Histaminy, co nie tylko jeszcze bardziej zakwasza sok, ale także powoduje przesączanie osocza do bł śluzowej i jej obrzęk 4.Powstawanie pow wybroczyn śluzówkowych Tym zmianom można zapobiegać, stosując dożołądkowo egzogenną PG czy jej trwałe analogi (np. mizoprostol) -pod wpływem wielokrotnego kontaktu z aspiryną, błona „uodparnia się nań” -dochodzi do zwiększonej ekspresji COX2 i jej acetylacji przez aspirynę, a z kw arachidonowego zamiast PG powstają EPILIPOKSYNY A4 o działaniu ochronnym -nie dotyczy to innych NLPZ (np. indometacyny)

Uszkadzanie bariery żołądkowej i wzrost ekspresji COX2 obserwuje się przy zakażeniu H.pylori H.pylori ma ureazę która rozkłada mocznik tworząc amoniak, zobojetniajac srodowisko -ma tez cytotoksyny (np. CagA i VacA) uszkadza komórki D -w efekcie mniej somatostatyny a w śluzówce -wzrost gastryny (co wzmaga wydziealnie H+) H.pylori – u 50-70% dorosłych -infekcja ta, obok NLPZtów, gl przyczyna zapalenia żoładka, wrzodów trawiennych i być może raka

żołądka

SKŁAD I WYDZIELANIE SOKU ŻOŁĄDKOWEGO Jest to mieszanina: -kwaśnej wydzieliny okładzinowej -alkalicznej wydzieliny nie okładzinowej Ich wzajemne proporcje i skłąd elektrolitowy zależą od rodzaju i stopnia pobudzenia wydzielniczego -przy małej obj. soku przeważa wydzielina nieokłądzinowa (gł jej składniki to Na, K, Cl i HCO3-) -przy dużej – przeważa wydzielina okładzinowa (H, K, Cl)

pH soku żołądkowego spada do ok, 1.0 a pH osocza to 7,4 to gradient stężeń miedzy osoczem a sokiem przekracza 1:1 000 000 (zdolność zagęszczania przez kom okładzinowe H+ co najmniej milion razy) W procesie wydziealnia H+ wyróżniamy dwa główne etapy: 1.Wytwarzanie H+ z dysocjacji H2CO3 2.Aktywny transport H+ przez błonę kanalików z udziałem pompy protonowej aktywowanej przez H+ i K+ -oba etapy wymagają nakładów energetycznych, gł jako ATP Dzięki przemianom energetycznym z kw tłuszczowych i glukozy mamy w mitochondriach mamy czterech gł składników do wydzielania: H+, ATP, CO2 i OHWytwarzanie H+ - dwuetapowe: 1.Etap – śródkomórkowa hydroliza wody 2.Synteza kw węglowego, katalizowana przez anhyndraze węglanową Potem H+ -> do kanalików; -odbywa się to z udziałem cząsteczek ATP-azy aktywowanej przez H+ i K+; drugi ważny enzym -ten enzym wyłączę przy pompach protenowych i wymaga poza ATP K+ i… Cl- (? XD) Cl- jest specjalnie wydzielane przez układy transportowe i warz z jonami H+ leci do soku żołądkowego

Boczno-przypodstawna cz. Błony komórek okładzinowych działa pompa Na/K usuwająca Na+ z cytoplazmy; transportowane K+ do środka, wychodzą idąc dyfuzją do kanalikow a potem są wymieniane na H+ (K+ do środka, H+ do wnętrza) Pompa protonowa – blok np. omeprazolem; (może prowadzić nawet do bezkwasu, achlorhydrii) -blokery łączą się nieodwracalnie z cysteiną podjednostki alfa ATPazy aktywowanej przez H+ i K+ bł kanalika -zacieśnia to kanał i H+ nie mogą wydostać się do kanalika śródkomórkowego

-ta nieodwracalna inaktywacja trwa ponad 20h po jednej dawce (do wytwoarzenia nowych białek)

HCO3- które pozostają w cytoplazmie -> do krwi na zasadzie wymiany z Cl- w ilości identycznej jak wydzielane H+ -krew żylna która odpływa z żołądka w czasie aktywnego wydzielania H+ jest więc bardziej alkaliczna niż krew tęnicza – tzw PRZEPŁYW ALKALICZNY -zjawisko to możę pośrednio posłużyć do ilości H+ wytwarzanych w żołądku

Stężenie H+ rośnie proporcjonalnie do obj wydzielanej treści -jednocześnie maleje Na+ -Cl- na stałym poziomie

CZYNNIKI REGULUJĄCE WYDZIELANIE HCL -nerwowy (gł przywspółczulny), enterohormony i przepływ krwi przez bł śluz Do naturalnych sub obwodowych pobudzających wydzielanie H+ należą: -gastryna -histamina -ACH -GRP -Grelina + żołądkowe wydzielanie jonów H+ pobudzają: -produkty trawienia białka (amikwas, peptydy) -alkohol (wino, piwo); -kawa (także bezkofeinowa) Stymulują one uwalnianie gastryny a także, po wchłonięciu do krwi – bezpośrednio komórki okładzinowe

1.Gastryna – gł hormon wydzielania żołądkowego -występuje w kilku postaciach molekularnych -wszystkie ona charakteryzują się obecnością tego samego amidu C-końcowego tetrapeptydu Głowny produklt – 17 amikwas gastryna, tzw mała gastryna (G-17); co stanowi 90% zawartości gastryny w bł śluzowej cz. Odźwiernikowej żołądka;

Główna postać na czczo – duża gastryna (G-34) -pochodzi gł z komórek G dwunastnicy (w mniejszym stopniu żołądek) Reszta Tyrozylowa gastryny (6 pozycja od C końca) może być estryfikowana kwasem siarkowym

(gastryna I – GI) albo nie (Gastryna II – GII); ale nie ma to wpływu na działanie biologiczne tych postaci gastryny; -G-34 ma nieco dłuższy okres półtrwania (30min) niż G17 (7 min) a G4 – 1,75 min

G17 i G34 pochodzą od oddzielnych prohormonów – proG17 i proG34 -też stwierdzono istnienie minigastryny (G14) i G4 -wszystkie mają ten sam zakres działania biologicznego ale mają różny stopień aktywności w pobudzaniu wydzielaniu H+ -G17 najsilniej Syntetycznie otrzymano kilka analogów G4, niektóre z nich np. pentagastryna (Peptavlon) znalazły zastosowanie w testach wydzielniczych żołądka u człowieka

Gł miejsce wydzielania i wytwarzania gastryny – kom G bł śluz cz odźwiernikowej i dwunastnicy

Wzrost stężenia gastryny -> przy spadku H+ -np. inhibitory czy infekcjach H pylori (hamuje także komórki D prowadzając do hipergastrynemii tj dużo gastryny) -także przy rozplemie nowtworowym kom G (zespół Zollingera Ellisona, gastrinoma) połączony, z hiperchloryhydrią oraz wrzodami żołądka, 12nastnicy a nawet j. czczego

Zakres działania Gastryny obejmuje: 1.Silne pobudzenie sekrecji H+ 2.Pobudzenie proliferacji kom bł śluz proksymalnej cz żołądka (w tym ECL) 3.Pobudzenie proliferacji i wzrostu kom raka żołądka i j. grubego G17 i G34 z glicyną przy N-końcu podobnie jak progastryna (80 amikwas produkt genu) słabo pobudzają wydzielanie H+ -silnie za to wzmagają proliferacje komórek bł śluzowej okrężnicy oraz komórek raka żołądka i j. grubego (to chyba przypadkiem xD)

Duże dawki gastryny – zwiększa się aktywność motoryczna przewodu pokarmowego (szczególnie żołądka, j. cienkiego, okrężnicy i p. żółciowego) -kurczy się też tonicznie LES zapobiegając refluksowi

Gastryna – uwalniana stale -wzrost uwalniania już w fazie głowowej wydzielania żołądkowego Pośredniczy w tym GRP (neurony peptydergiczne w pobliżu kom G wydzielają) -szczytowe wydzielanie w fazie żołądkowej (GRP, jak i wpływ produktów trawiennych – peptydy,

amikwasy, poliamin, Ca2+) Piwo i wino pobudzają wydzielanie gastryny (i H+) przez swoje polipeptydy i amikwasy Wpływ na wydzielanie ma też rozciąganie żołądka – aktywuje odruchy śródścienne cholinergiczne odruchowo pobudzające kom G Faza jelitowa – uwalnianie gastryny nieznacznie, pod wpływem produktów trawienia białek w dwunastnicy

Po zakwaszeniu treści (pH >4) uwalnianie gastryny spada -przy spadku pH do 1-2 całkowicie spada -ten wpływ kwasu na uwalnianie gastryny nazywa się AUTOREGULACJĄ ANTRALNĄ -wiąze się z wzmożonym wydzielaniem z kom D somatostatyną, hamującą wydziealnie gastryny pod wpływem H+, a także bezpośredni wpływ H+ na kom G

Gastryna jest inaktywowana gł w nerkach, j. cienkim oraz wątrobie (miejsce inaktywacji enzymatycznej – n włosowate)

ACH – uwalniana na końcu nerwów pod wpływem rzekomego karmienia, odruchów (np. wagowagalnych) wywołanych np.: -rozciąganiem żołądka -2-deoksy-D-glukozą -greliną -TRH ACH działa trojako: 1.Pobudzają kom okładzinowe za pośrednictwem M3 2.Pobudzenie uwalniania histmainy z ECL (tez M3 receptory) 3.Hamowanie uwalniania somatostatyny z kom D

Histamina – najprawdopodobniej najważniejszy chemostymulator miejscowy kom okładzinowych -wydzielana z ECL pod wpływem gastryny i ACH -działa bezpośrednio na receptory H2 kom okładzinowych (układ cyklaza adenilanowa-cAMP i inkorporująca pompy protonowe do błony kanalików) -w dużym stężeniu w bł śluzowej

Histamina powstaje w wyniku dekarboksylacji histydyny z udziałem dekarboksylazy histydynowej (indukowanej przez gastrynę) -blokowanie w jej wydzielaniu za pomocą blokerów H2 w leczeniu wrzodu trawiennego z hiperchlorhydrią żołądkową

Ca2+ - ułatwia uwalnianie gastryny -potęgują działanie bodźców bezpośrednio stymulujących gruczoły żołądkowe Alkohol etylowy– słabe działanie pobudzające (od dawna był używany do prób wydzielniczych) -piwo i wino silnie pobudzają wydzielanie gł przez zawarte w nich peptydy i amikwasy (uwalnianie gastryny)

Wydzialanie H+ jest proporcjonalne do liczby (masy) kom okładzinowych -na 1mld max pobudzonych kom okładzinowych wydziela się w czasie 1h ok 10mmol kwasu -oznaczenie wartości maksymalnego wydzielanie HCl -> określenie ile kom okładzinowych (decydujący czynnik max wydzielniczego)

Zwiększony przepływ śluzówkowy- wzmaga pobudzane wydzielanie żołądkowe, ale sam w sobie go nie indukuje -jest regulowany przez ukł autonomiczny oraz różne hormony i czynniki humoralne zwłaszcza histaminę, PG, NO (wytwarzany z L-argininy przez NOS) -PG i No oraz ich działanie rozszerzające n. bł śluz (hiperemię) hamujemy stososując NLPZyty i analogi nitro-L-argininy (np. L-NNA)

FAZY WYDZIELANIA ŻOŁĄDKOWEGO Dzielimy na: -podstawowe (okres międzytrawienny) -trawienne Podstawowe nie przekracza zwykle 10% maksymalnego wydzielania pohistaminowego -to wynik samoistnej aktywności kom okładzinowego i spontanicznego wydzielania ACH/Gastryny/histaminy

Wydzielanie popokarmowe (trawienne) składa się z trzech faz: 1.Głowowa 2.Żołądkowa 3.Jelitowa

FAZA GŁOWOWA (NERWOWA) – 40% wydzielania trawiennego -powstanie w wyniku pobudzenia przez bodźce pokarmowe receptorów okolicy głowy (wzrok, zapach, smak, żucie, połykanie pokarmu)

-uruchamiają one warunkowe i bezwarunkowe odruchy przez nn. X -możemy ją doświadczalnie wywołać także pobudzając nn. X przez hipoglikemię insulinową lub cytoglikopenię, przez użycie analogów glukozy (2-dezoksy-D-glukozy; 2-DG) hamującej metabolizmu glukozy a TAKŻE PRZEZ HIPONOZĘ Wydzielanie tej fazy cechuje wysokie st. Kw. Żołądkowego i pepsyny Wiąże się ona z pobudzaniem pokarmowych ośrodków korowych i podkorowych (podwzgórze, ukł limbiczny, pień mózgowy) -powstaje w wyniku odruchów warunkowych lub hipoglikemii z udziałem pobudzenia nn. X -odruch uwalnia ACH na zakończeniach nerwów pobudzają kom okładzinowe i główne żołądka do wydzielania kwasu i pepsyny oraz stymulując kom G do uwalniania gastryny za pośrednictwem GRP Bezpośredni wpływ na gruczoły jest ważniejszy niż uwalnianie gastryny (faza ta zanika po wagotomii) Wydzielanie H+ w tej fazie to ok 40% maksymalnego wydzielania histaminowego

Do rozpoczęcia tej fazy styka nawet kilkuminutowe karmienie rzekome; po pobudzeniu trwa 1-2h

FAZA ŻOŁĄDKOWA – 50% wydzielania trawiennego

-rozpoczyna się w momencie dostanie się pokarmu do żołądka i utrzymuje się 3-5h (a więc przez czas obecności pokarmu w żołądku) -obfite wydzielanie soku o wysokie zawartości H+ (niemal tak sama jak przy max wydzielaniu histaminą/pentagastryną) -taką maksymalną stymulacje uzyskujemy przez płynny pokarm białkowy Wydzielanie fazy żołądkowej to gł efekt uwalniania gastryny, w którym pośredniczą trzy mechanizmy: 1.Rozciąganie przez pokarm odźwiernikowej i trzonowej cz. Aktywując odruchy śródścienne i długie wagowagalne które stymulują przez GRP komórki G 2.Alkalizacja pow błonowej przez pokarm, co potęguje stymulacje kom G 3.Działanie chemiczne sub pokarmowych (produkty trawienne białka, alkohol kofeina) bezpośrednio pobudzające kom G Rozciąganie żoł za pośrednictwem odruchów pobudza gruczoły żołądkowe z pominięciem uwalniania gastryny (przez uwalnianie ACH najprawodpobniej) Faza żołądkowa słabnie po wycięciu cz odźwiernikowej żołądka, zaś wagotomia ma stostunkowo niewielki wpływ pH więc najpierw wzrasta, a potem obnizą się

FAZA JELITOWA – 10% wydzielania trawiennego

-rozpoczyna się z chwilą przejścia treści z żołądka do 12 i j. cienkiego -prawdopodobnie znowu odruchy (krótkie i długie) przez pokarm i rozciaganie -pokarm białkowi drażni kom G w 12 i pobudza je do niewielkiego uwalniania gastryny Wchłaniane amikwas w jelitach -> pobudzają wydzielanie żołądkowe

Badania z uzyciem blokerów receptorów H2 wykazuja, że histamina uczestniczy w fazie jelitowej w bezpośredniej stymulacji kom okładzinowych stanowiąc (tak jak w pozostałych 2 fazach) końcowy chemostymulator kom okładzinowych

Rodzina Gastryny – CCK39, G34, GIP Rodzina sekretyny – glukagon, sekretyna, VIP, motylina

HAMOWANIE WYDZIELANIA ŻOŁĄDKOWEGO Wydzielanie żołądkowe kwasu niemal zupełnie ustaje w okresie międzytrawiennym, wynika to z braku pobudzenia i jednocześnie hamowania, które klasycznie dzieli się na: 1.Ośrodkowe 2.Odźwiernikowe 3.Dwunastnicze

1.Hamowanie ośrodkowe -warunek zaniku łaknienia, sterowanego przez ośrodek sytości -osłabia ono fazę głowową i zmniejsza wydzielanie żołądkowe 2.Hamowanie odźwiernikowe -zachodzi we wszystkich fazach wydzielniczych; warunkiem jest tutaj zakwaszenie poniżej pH 3 bł śluzowej obszaru gruczołów odźwiernikowej -H+ w odźwierniku hamują bezpośrednio wydzielanie gastryny, działając na kom G jak i pobudzając kom D do wydzielania somatostatyny Kom D tworzą wypustki wokół kom G, ECL oraz gruczołów własc, a wydzielając somatostatynę hamując ich wydzielanie, działając parakrynnie przez receptory, gł typu 2 (SSTR2, SomatoSTatin Receptors ) -obniża to wtedy uwalnianie gastryny, histaminy oraz bezpośrednio wydzielane H+ z kom okładzinowych -hamuje ona też bezpośrednio gruczoły trawienne, uczestnicząc w autoregulacji

3.Hamowanie dwunastnicze -powstanie po zakwaszeniu bł śluz 12/działania na nią produktów lipolitycznych oraz roztworów hipertonicznych soli i glikozy Hamowanie przez zakwaszenie - > odruch dwunastniczo-żołądkowy oraz uwalnianie z bł śluz bus

hormonalnych takich jak: 1.Somatostatyna 2.Sekretyna 3.GIP 4.CCK 5.PACAP 6.Galanina i inne (1) i (2) – pod wpływem H+ hamują uwalnianie z kom G i komórki okładzinowe tłuszcze i produkty lipolizy hamują wyd. żołądkowe. Po części odruchowo, a także uwalniając hormony, zwł. Sekretyny i CCK (tzw substancje enterogastronowe) odpowiedzialne za hamujący wpływ tłuszczów na wydzielanie H+ Udział sub osmotycznie czynnych i rozciągania jelit w hamowaniu wydzielania żoł wiąza się gł przez aktywacje odruchu jelitowo żołądkowego Rola pozostałych czynników w całości mechanizmu kontrolujący H+ w żołądku – nie jest w pełni ustalona

Żołądkowe wydzielanie H+ i pepsyny są zaburzone w chorobach jak: -wrzód żołądka (albo dwunastnicy) -zespół Zollingera-Ellisona (inaczej gastrinoma) -zapalenie zanikowe żołądka -rak żołądka

Wrzód – wynik zachowania równowagi między wydzielaniem czynników agresywnych (H+ i pepsyna) a mechanizmem chroniącym bł. Śluz. Przed samostrawieniem -główny patogen w zapaleniu czy wrzodzie żołądka – H. pylori We wrzodzie silniej się zaznacza UPOŚLEDZENIE MECHANIZMÓW OCHRONNYCH (wydzielanie alkalicznego śluzu, przepływ krwi i regeneracja bł śluz) -dzieje się tak w wyniku stosowania np. NLPZ (a konkretniej zablokowania aktywności COX1 i 2, co wiąze się z hamowaniem syntezy PG)

We wrzodzie dwunastnicy – większą role ma hipergastrynemia (za dużo H+ i pepsynogenu wydzielane) -wynika to z infekcji H. pylori czy też metaplazji żołądkowej w dwuniastnicy, którą także kolonizuje i uszkadza H. pylori

Kiedyś takie rzeczy leczono chirurgicznie – wagotomia, resekcja żołądka czy jego części, ale to pociągało za sobą powstawanie dolegliwości „małego żołądka” które były jeszcze gorsze niż wrzód -obecnie stosuje się antybiotyki + leki zobojętniające treść; po usunięciu bakterii nastepuje zupełne wyleczenie wrzodu

W Gastrinomie – rozplem nowotworowy kom G; -leczenie to usunięcie guza czy żołądka w całości

BADANIE WYDZIELANIA KW ŻOŁĄDKOWEGO Klasycznie – za pomocą zgłębnika i badaniu we frakcji objętości, pH oraz stęż HCL, pepsyn i elektrolitów -stosuje się w warunkach podstawowych, oraz po zastosowaniu bodźca wydzielniczego (histamina, pentagastryna, GRP, pokarm, insulina i in.) Od niedawna, używa się do badani wydzielania H+ specjalnej elektrody szklanej, wprowadzanej do żołądka na okres 24h, połączonej przewodem z urządzeniem rejestrującym w sposób ciągły na taśmie magnetycznej (Digitraper) zmiany pH w warunkach podstawowych i po posiłkach -pozwala to na oznaczenie fizjologicznych wartości H+

Wydzielanie podstawowe – dotyczy okresu międzytrawiennego -u człowieka bada się je na czczo, zazwyczaj przez okres 1-2h -zawartość jonów H+ w wydzielinie podstawowej (BAO, basal acid output) mieści się w granicach 05mmol/h (przeciętnie 2)

Bodźce wydzielnicze – stosuje się najczęściej w dawkach powodujących maksymalne wydzielanie H+ podaje się więc podskórnie: -histaminę w dawce 25 ug/kg -pentagastrynę (peptavlon) w dawce 6ug/kg -insulina w dawce 0,2j./Kg MAO (maximal acid output) po tym bodźcach oznacza się godzinę po podaniu/ -wartości wynoszą od 5-30mmol/h, przeciętnie 20

Próba wydzielnicza z insuliną jest stosowana w badaniu celem sprawdzenia dokładności wagotomii -zgodnie z metodą Hollandera, wzrost wydzielania H+ po wstrzyknięciu insuliny wskazuje na to, że wagotomia była niepełna.

WYDZIELANIE PEPSYNOGENÓW Proteazy – najważniejsza rola enzymatyczna w żołądku, tj pepsyna -poza tym bł śluz wytwarza także gelatynazę (rozpuszcza śluz) a także, u dzieci podpuszczkę (reninę) Wydzielone są dwa typy pepsynogenów: -pepsynogen typu I, wydzielany przez kom gł (peptyczne) gruczołów własc. Trzonu i dna żołądka -pepsynogenu typu II, wydzielane przez kom śluzowe trzonu i dna, oraz cz odźwiernikowej i 12 Różnią się one właśc. immunochemicznymi, optymalnym pH oraz siłą trawienną W spoczynku, gromadzą się jako zymogeny w ziarnistościach, wydzielane po pobudzeniu -cały cykl odnowy ziarnistości po uwolnieniu ich do soku to 6h W obecności kwasu (pH poniżej 5) pepsynogeny obu grup przekształcają się w pepsyny – „przy pH poniżej 2, proces ten uaktywnia się, a przejście pepsynogenu w pepsynę zachodzi autokatalitycznie pod wpływem pepsyny” (to chodzi chyba o to, że przy pH poniżej 2, nie tylko kwas, ale i pepsyna aktywuje pepsynogen)

Bodźce pobudzające wydzielanie pepsynogenów (standardowo w małych ilościach stale się wydzielają) to; -faza głowowa wydzielania żoł. (rzekome karmienie i hipoglikemia insulinowa) -pobudzenie cholinergiczne komórek peptydowych, wywołane rozciąganiem żołądka czy zakwaszeniem bł śluz -obecność pokarmu w żołądku -działanie sekretyny na kom gł.

Blokowanie receptorów muskarynowych – hamuje wydzielanie pepsynogenów niezależnie od rodzaju śr. Pobudzającego

Uszkodzenie bariery śluzówkowej – prowadzi do wzrostu wydzielania pepsynogenów

Optymalne pH dla działania pepsyn to ok 1,6-3,2 -dlatego najlepiej działają w żołądku i opuszce 12 -ale dalej, aktywność ta zanika, bo pH przewyższa 6,5

Bł śluz żołądka porkyta jest cienką (100-300um ok) warstwą śluzu, wydzielanego stale przez kom śluzowe: 1.nabłonka powierzchniowego 2.szyjki gruczołów własc oraz 3.grucziłów wpustowych i odźwiernikowych

Wydzielanie śluzu przez te kom, to efekt miejscowego drażnienia bł śluz (np. przez jony H+ czy różne cząstki pokarmu) -śluz wraz z HCO3- to gł bariera żołądka przed drażniącymi czynnikami -alkaliczny śluzowy żel ściśle przylega do pow bł śluozwej. Jest ona nieruchoma. -HCO3- neutralizuje H+, tworząc taki gradient pH w śluzie (od strony światła 2, a przy komórkach – 7)

Śluz jest wydzielanie gł pod wpływem PG, czy nn. X (ACH, melatonina) -część tego śluzu jest także w soku żołądkowym, jest niewidoczny, ale ułatwia poślizg pokarmu w żołądku

Mukoproteidy składają się z komponentu białkowego i węglowod. Stanowiącego 80% ich masy -nadają one śluzowi własc zlepne i poślizgowe -są to też ważne biologicznie związki (np. czynnik wewnętrzny) -u 78% ludzi zdrowych, wydzielane są sub grupowe AB0

CZYNNIK WEWNĘTRZNY (IF, Intrinsic factor)

-glikoproteid wydzielany przez kom okładzinowe -jest niezbędny do wchłaniania wit B12 w jelitach (po usunięciu żołądka musi być B12 dostarczana podskórnie – jest to nieodzowne do życia) -po połączeniu się w kompleks z witaminą B12 jest stabilny, bez tego sam IF jest trawiony -prawidłowo jest wydzialany w ilości 100-200 razy większej niż potrzebna do wchłonięcia dobowej dawki B12 -upośledzone wytwarzanie przy zapaleniach, zapaleniu zanikowym (spowodowane np. p-ciałami) IF wydziela się pod wpływem gastryny, insuliny czy histaminy, na ogół z kwasem, ale szczyt wydzielania IF poprzedza szczyt wydzielania kwasu Kompleks IF-B12 jest wchłaniany na końcu jelita krętego za pomocą endocytozy -łączy się z kubuliną, apolipoproteidem obecnym w receptorach bl śluz jelita

W śluzie też są obecne przejściowo bakterie (większość niszczona przez kwaśną treść zólądka) -wyjątkiem jest H. pylori; występuje ona od 50 do 70% dorosłych -zakażenie nimi może utrzymywać się całe życie -są to spiralne bakterie, które jako że są ruchliwe, wnikają pod śluz, gdzie maja optymalne warunki do życia (pH, dużo CO2, mało O2) -dzięki ureazie, tworzą amoniak z mocznika, który pozwala im przetrwać w pH poniżej 6 -niektóre szczepy wytwarzają cytotoksyny (gen cagA, LPS) niszczące kom nabłonka Prowadzi to do licznych infekcji, a nawet raka żołądka -infekcji ograniczonej do cz odźwiernikowej – wzrost wydzielania H+ (nadmierne uwalnianie gastryny) -infekca w części przywpustowej i trzonie – spadek wydzielania H+, mimo wydzielania gastryny (upośledzenie autoregulacji)

Oprócz H pylori, inne drażniące czynniki to alkohol, nikotyna, leki (zwłaszcza NLPZ) -aspiryna u 30% leczonych może powodować chemiczne zapalenie żołądka czy rozwoju nadżerek/owrzodzeń Najpowazniejsza zmiana – rak; kojarzy się ona zanikowym zapaleniem, spowodowanym zwykle przez długotrwalą infekcje H pylori (stąd jako leczenie – ich eradykacja we wczesnym stadium tej choroby)

TRZUSTKA – GRUCZOŁ ENDO I EGZOKRYNNY Miąższ trzustki ma budowę zrazikową, -składa się z jednostek czynnościowych tzw Pankreatonów złożonych z pęcherzyków wydzielniczych i przewodów -pęcherzyki wydzielnicze mają kształt piramidy (szczyt do środka pęcherzyka) -kom pęcherzykowe stanowią ok 80% masy trzustki Wykazują one charakterystyczne zmiany związane zmiany związane z produkcją ziarnistości -podlegają kontroli nerwowej (ACH, VIP, GRP) jak i hormonalnej (CCK, gastryna, sekretyna)

Przewody wyprowadzające – ok 4% masy trzustki -długie wstawki, rozpoczynające się już w pęcherzykach -tworzą tam warstwę płaskich komórek śródpęcherzykowych, na ich wew powierzchni; kom te wraz z kom wyścielającymi wstawki oraz przewody wydzielają H2O i elektrolity (zwłaszcza HCO3-) podlegając regulacji hormonalnej (sekretyna) i nerwowej (ACH i VIP)

Wyspy (cz. Egzokrynna) – 2% masy trzustki; złożone z czterech rodzajów kom. należących do APUD: 1.A - glukagon 2.B - insulina 3.PP - PP 4.D – somatostatyna -są one rozrzucone w całej trzustce, ale najwięcej ich w obrębie ogona

Trzustka – obficie ukrwiona przez odgałęzienia t. żołądkowo-dwunastniczej i śledzionowej -większość zrazików zaopatrują n. włosowate odchodzące bezpośredni od tętniczek Oddzielne tętniczki dochodzą do wysp, gdzie rozdzielają się na sień n. zatokowych, otaczających kom dokrewne, aby następnie przejść w mniejsze n. włosowate, zapatrujące zraziki. -tworzy to „układ wrotny”, bogaty w hormony, które zaopatrują zraziki, a także poprzez krążenie wrotne wątrobie i resztę organizmu

Unerwienie przywspółczulne: -pochodzi z nn. X; -tworzy ono synapsy z neuronami pozazwojowymi w splocie trzustkowym (znajduje się on w samej trzustce) Neurony te są: a)cholinergiczne (ACH) b)peptydergiczne (GRP, VIP, SP, somatostatyna) c)nitroergiczne (NO) i zaopatrują bezpośrednio kom gruczołowe

Unerwienie współczulne -pochodzi z segmentów z Th1-Th3 i z pozazwojowy n. adrenergicznych ze splotu trzewnego i krezkowego górnego, które biegną w ścianie tętnic do trzustki -zaopatruja one kom gruczołowe, miocyty (przew wyptowadzające i n. krwionośne)

Trzustka ma także wieloneuronowe połączenia z żołądkiem i jelitami – stanowią one podstawę odruchów żołądkowo-jelitowo-trzustkowych -zapewniają one odruchową regulacje czynności trzustki w żołądkowej i jelitowej fazie wydzielania

SKŁAD ELEKTROLITOWY SOKU TRZUSTKOWEGO I MECHANIZMY WYDZIELANIA DWUWĘGLANÓW Zgodnie z koncepcją dwuskładnikową Hollandera, ostateczna wydzielina trzustkowa stanowi mieszaninę dwóch komponentów: 1.Jeden, o dużej obj i wysokim stęż. HCO3-wytw przez kom śródpęcherzykowe, wstawkowe i wyścielające przewody trzustkowe 2.Drugi, o małej obj, zawiera Na+, Cl- i enzymy wytw przez kom pęcherzykowe stężenie jonów HCO3- i Cl- to więc wypadkowa tych dwóch mieszanin; w soku trzustkowym pobudzanym pokarmem/sekretyną dochodzi do wzrostu obj soku trzustkowego i zawartości HCO3i jednoczesnym spadkiem ClW czasie przepływu przez przewody, następuje „aktywna wymiana jonów HCO3- i Cl- zgodnie z ich gradientami stężeń” (XD) -przez to w małej obj dużo jest Na+ i Cl- a przy obfitym wydzielaniu, ze względu na zbyt mało czasu na wymianę – dużo jest Na+ i HCO3-

Pobudzający wpływ sekretyny na wydzielanie HCO3- zachodzi przez aktywowaną kinazę białek zależną od cAMP, o czym świadczy:

-obserwowany po zadziałaniu sekretyny wzrost cAMP w kom wydzielniczych i soku trzustkowym -zdolność egzogennego cAMP do stymulacji wydzielania -pobudzający wpływ inhibitorów fosfodiesteraz (np. teofiliny) na wydzielane HCO3Wydzielanie HCO3- pod wpływem sekretyny, jest też uwarunkowane ich aktywną wymianą z jonami Cl- i połączone z transporterem jonów Cl- (w bł przypodstawnej) z ECF do komórek przewodowych -w błonie tej, zachodzi też wymiana Na+/H+ (Na+ z ECF do ICF wnika) Ważną siłą napędową wydzielania HCO3- przez trzustkę stanowi wysoka aktywność anhydrazy węglanowej

Mechanizm wytwarzania i wydzielają jonów HCO3- nie jest w pełni ustalony; Starszy model – „model anhydrazy węglanowej” -CO2 z krwi/kom jest uwadnianie do H2CO3 przez anhyndrazę (pierwotny proces) -po dysocjacji H+ do krwi a HCO3- do światłą przewodów i to tyle. Nowszy model – „model wymiany dyfuzyjnej” -pierwotny proces w tym modelu to wymiana Na/K z udziałem ATPazy w boczno-przypodstawnej błonie kom wydzielniczych (Na na zewnątrz) -powstaje gradient elektrochem powoduje napływ Na+ do środka kom, przez wymiennik z H+; te dzięki temu wtórnemu transportowi czynnemu dostając się do ECF reagują z HCO3-, tworząc H2CO3, co uwalnia CO2, który dyfunduje z krwi do kom wydzielniczych -w kom dopiero reaguje z anhyndrazą węglanową, tworząc od nowa H2CO3 który rozpada się; H+ opuszczają kom uprzednio wymienionym wymiennikiem Na/H+ -HCO3- na zasadzie wymiany z Cl- zaś są transportowane do światła przewodzików

W miarę wydzielania HCO3- do światła kanalików przesuwają się też Na+ (w celu zachowania obojętności elekt.) -Jony Na+ dyfundują do światła kanalików wraz z wodą zdążająca zgodnie z gradientem osmotycznym; gł szlakiem międzykomórkowym

W soku trzustkowym, tak na czczo jak i po posiłku, obserwujemy duże stężenie białek o charakterze enzymatycznym -enzymy są wydzielane w postaci zymogenów, aktywowane pod wpływem wydzielanej prze bł śluz (12 i j. czczego) enterokinazy czy autokatalitycznie (trypsyna) Proenzymy aktywowane do enzymów przez trypsynę(ta sama jest aktywowana przez enterokinazę) Trypsynogen Chymotrypsynogen Proelastaza Prokarboksypeptydaza A i B Fosfolipaza A2

Trypsyna Chymotrypsyna Elastaza Karboksypeptydaza A i B Fosfolipaza A2

Prokolipaza

kolipaza

Do enzymów lipolitycznych soku tego, należą niezwykle ważne dla trawienia tłuszczów: 1.lipaza trzustkowa 2.Fosfolipaza 3.Esterazy

LIPAZA

-wydzielana w postaci czynnej -hydrolizuje wiązania estrowe triglicerydów -działa WYŁĄCZNIE na pograniczu fazy tłuszczowo-wodnej, czyli na pow kropelek tłuszczu Wymaga więc współdziałania emulgujących tłuszcz soli żółciowych -tworzą one większe agregaty, zwane micelami, rozpuszczające produkty lipolityczne -sole żółciowe warunkują też łącznie się lipazy z kolipazą; powoduje to większą aktywność lipolityczną niż sama lipaza, i nie podlega proteolizie w jelicie

FOSFOLIPAZA

-jako prekursor wydzielana, aktywowana trypsyną -Fosfolipaza A (lecytynaza) odszczepia resztę kw w pozycji 2 lecytyny, przekształcając ją w lizolecytnę Lizolecytyna ma właśc detergencyjne i uczestniczy w tworzeniu mieszanych miceli Fosfolipaza B – odszczepia drugą resztę kwasu tł., przekształcając lizolecytynę w glicerofosforan choliny

ESTERAZY TRZUSTKOWE

-rozszczepiają estry karboksylowe cholesterolu i wit. Rozpuszczalnych w tłuszczach, a także monoglicerydy -podobnie jak lipaza, do pełnej aktywności i ochrony wymaga soli żółciowych

Główny enzym glikolityczny – alfa amylaza (ptialina) wydzielana w postaci kilku izozymów -hydrolizuje ona wewnętrzne wiązania alfa-1,4-glikozydowe skrobi rozkładając ją do maltozy, maltotriozy i alfa-dekstryn -dalsze trawienie do cukrów prostych zachodzi pod wpływem enzymów brzeżka szczoteczkowego Do enzymów w soku należy także nukleaza, hydrolizująca wiązania estrowe kw nukleinowych

Kom pęcherzykowate – produkują zymogeny i wydzielają je -procesy te są pobudzane przez enterohormony (CCK, gastryna) a także neuromediatory cholinergiczne (ACH) i peptydergicznego (GRP) działające przez swoiste receptory białkowe i stymulujące ZARÓWNO SYNTEZĘ I WYDZIELANIE W stymulacji enzymów trzustkowych przez kom pęcherzykowe biorą udział ACH czy CCK, a

posredniczy w tym procesie IP3 (trifosforan inozytolu) który uwalnia Ca2+, które aktywuje szlaki wydzielające enzymy.

Interakcja między sekretyną a CCK/ACH – wzmacnianie wydzielanie mediatorów (większa aktywacja kinaz pęcherzykowych) -Wydzielanie enzymów trzustkowych odbywa się zgodnie z cyklem wydzielniczym, który można zahamować stosując inhibitory syntezy białka (cykloheksymid) czy fosforylacji oksydacyjnej (cyjanki i dinitrofenol)

Kolejne etapy wytwarzania enzymów obejmują: 1.Synteza proenzymów w polisomach ER 2.Przemieszczenie utworzonych białek białek do cystern siateczki 3.Przemieszczanie nowo wytwrzonych białej dalej, do aG 4.Zagęszczenie ziarnistości zymogennych i wydalanie ich do światłą pęcherzyków wydzielniczych 5.Przemieszczenie ziarnistości do błony szczytowej, przez którą na drodze egzocytozy, zostają one wydzielone do światła przewodu wyprowadzającego sok na zewnątrz Etapy 1-3; - bez udziału bodźca wydzielniczego Etapy 4-5; wymagają jego udziału Wzajemna zależność ilościowa różnych rodzajów enzymów trzustkowych, wydzielanych pod wpływem bodźców pokarmowych nie została dotychczas ustalona, pomimo licznych badań w tym zakresie.

FAZY WYDZIELANIA TRZUSTKOWEGO 1.Międzytawienna (wydzielanie podstawowe) 2.Trawienna (wydzielanie pobudzane)

WYDZIELANIE PODSTAWOWE -utrzymuje się na skutek tonicznej aktywności nn. X i samoistnie, uwalnianie niewielkich ilośc enterohormonów -ma typową cykliczność, ze szczytem przypadającym na fazę III MMC w 12

WYDZIELANIE POBUDZANE

-dzielimy na trzy fazy: głowowa, żołądkowa i jelitowa -jest to podział sztuczny; poszczególne fazy rozpoczynają się niemal jednocześnie, nakładają się na siebie i są pod wpływem neurohormonalnym

FAZA GŁOWOWA – 20% wydzielania

-zapach, żucie, widok i połykanie uruchamiają odruchy wagalne uwalniają sok Możemy w niej wyróżnić dwa główne mechanizmy wydzielnicze: 1.Bezpośrednie pobudzanie cholinergiczne (ACH) i peptydergiczne (GRP) kom. pęcherzykowych trzustki 2.Cały łańcuch który prowadzi do finalnego uwalniania sekretyny, a ta pobudza wydzielanie trzustkowe (ACH->kom okładzinowe/kom G (gastryna) ->H+ -> komórki S w 12)

FAZA ŻOŁĄDKOWA – 10% wydzielania trzustkowego

-uczestniczą w niej zasadniczo te same mechanizmy co w głowowej -bodźce działają tutaj jednak na żołądek bezpośrednio, pobudzając wydzielanie trzustkowe na drodze wago-wagalnych odruchów żołądkowo-trzustkowych -wywołuje je rozciąganie żołądka i gastryna

Bodźce tych faz (głow i żoł) powodują wydzielanie soku trzustkowego małej obj i niskiej zawartości HCO3-, ale bogatego w enzymu

FAZA JELITOWA – 70% wydzielania Główną rolę spełniają tutaj hormony jelitowe uwalniane pod wpływem: -H+ (sekretyna) -produktów trawienia białek/tłuszczów (CCK, GRP, VIP, neurotensyna) Uwalniana jest gł CCK -hormony działają bezpośrednio na kom. jak i pośrednio, przez nerwy afarentne wywołując odruchy krótkie (jelitowo-trzustkowe) i długie (wagowagalne) obudzające wydzielanie trzustkowe

Ilość uwalnianej sekretyny endogennie przez H+ jest niewielka, bo tylko opuszka dwunastnicy zostaje zakwaszona -działa ona jednak synergistycznie z CCK, która wzmaga wydzielanie HCO3- przez sekretynę -i na odwrót; sekretyna wzmaga wydzielanie enzymów pobudzane przez CCK Podobnie jak sekretyna, ale znacznie słabiej, działa na trzustkę VIP (uwalniany z neuronów) i neurotensyna (uwalniana pod wpływem produktów lipolitycznych)

Czynnikami fazy jelitowej pobudzającymi wydzielanie enzymów trzustkowych są hormony (CCK i sekretyna gł) oraz neuroprzekaźniki (GRP i ACH) uwalniane na zakończeniach pozazwojowych w trzustce -największą aktywność w uwalnianiu CCK mają L-aminokwasy (zwłaszcza L-fenyloalanina i Ltryptofan) oraz polipeptydy, a następnie kw tłuszczowe (powyżej 8C), H+ i sole żółciowe GRP – stymuluje bezpośrednio kom pęcherzykowe, jak i przez uwalnianą gastrynę i CCK (H+ pośrednio)

Ostatnie badnia wskazują, że gł mechanizm działania CCK wiąże się z pobudzającym wpływem tego hormonu na receptory (CCK1-R) zakończeń czuciowych afarentnych nn. W żoładku i jelitach -nn.X składają się w 80% z wł afarentnych -następuje pętla po ich pobudzeniu -> jądra grzbietowe nn. X -> eferentne włokna -powoduje to odruchowe pobudzenie wydzielania enzymów trzustkowych, a także do zwolnienia opróżniania żołądkowego i skurczów pęcherzyka żółciowego Mniejsze, fizjologiczne dawki CCK stymulują wydzielanie trzustkowe gł przez wł nn. X -dawki farmakologicznie pobudzają poprzez CCK1-R na kom pęcherzykowych

U gryzoni, pewną rolę w uwalnianiu CCK pełnią hormony -pochodzenia trzustkowego (tzw. Peptyd monitorujący) -oraz jelitowego (peptyd uwalniający CCK) Ich znaczenie w pobudzaniu wydzielania trzustkowego nie zostało dotychczas wyjaśnione

Wydzielanie trzustkowe także ma czynniki hamujące: -zalicza się doń PP (polipeptyd trzustkowy, pancreatic polypeptide) działający centralne na ośrodki nn. X -a także somatostatynę, ograniczające nadmierne wydzielanie trzustkowe -oba hormony uwalniają się pod wpływem pobudzania wagalnego

METODY BADANIA WYDZIELANIA TRZUSTKOWEGO -najpewniejszym badanie jest zgłębnikowe drenujące 12 (duodenoskopia) -stosuje się dwukanałowy zgłębnik (aby odsysać po drodze sok żołądkowy, zapobiegając jej zarzucaniu do 12) -można też podczas duodenoskopii wprowadzić zgłębnik do przewodu trzustkowego (pęcherzykowego) i pobrać czysty sok trzustkowy. -w zebranym soku, są wyłącznie enzymy pochodzenia trzustkowego, zaś źródlem HCO3- także poza trzustką jest w niewielkim stopniu bł śluz 12, drogi żółciowe i sama żółc.

Trzustkowe wydzielanie HCO3- i enzymów bada się w warunkach podstawowych, oraz po pobudzeniu wydzielania

-pobudza się wydzielanie dożylnym wstrzyknięciu sekretyny i CCK (lub jego oktapeptydu, CCK-8) w dawce 1j./kg-godz -przyjmuje się, że CAŁKOWITA ilość jonów HCO3- w treści 12 uzyskaniej po stymulacji sekretyną wynosi przeciętnie 10-20mmol/h Do badan biochemicznych – wyizolowane pęcherzyki się stosuje zaś

INTERAKCJA WEWNĄTRZ I ZEWNĄRZWYDZIELNICZA TRZUSTKI Zachodzi miedzy nimi współzależność; insulina i glukagon docierają do cz. Zewnątrzywydzielniczej „krążeniem wrotnym” -insulina to silny bodziec pobudzający syntezę enzymów, a takżę działa troficznie na te cz. Trzustki -glukagon zaś hamuje syntezę i wydzielanie enzymów

Co prawda, wydzielanie insuliny i glukagonu zależy gł od stężenia cukru we krwi, ale podlega także wpływowi innych hormonów, np. sekretyna, VIP, CCK, GIP, enteroglukagon, gastryna i somatostatyna -GIP, VIP, CCK i enteroglukagon wykazują silne działanie insulinotropowe; ich wpływ określa się jako inkretynowy -somatostatyna zaś hamuje uwalnianie insuliny

Pokarm uwalnia hormony żoł-jeli, co stanowi sygnał do uwalniania insuliny (transmisja hormonalna) -produkty trawienne np. glukoza (transmisja substratowa) zostają przez to szybciej zdeponowane w kom. -ponadto pomiędzy jelitami a wysami trzuystkowymi działają krótkie i długie wagowagalne odruchy jelitowo-trzustkowe (transmisja nerwowa) dzięki którym uwalnia się insulina, zanim jeszcze glukoza zostanie wchłonięta z jelit do krwi W warunkach normalnych, wydzielany przez komórki pęcherzykowe inhibitor trypsyny chroni przed samostrawieniem się -zamiana w przewodach trzustkowych fosfolipazy A2 na postać czynną, przekształca lecytnę (składniki soku trzustkowego) na lizolecytnę, która uszkadza tkankę trzustkowa Uaktywnienie enzymów w trzustce -> ostre zapalenie trzustki (pancreatitis acuta) -prowadzi w 30% do śmierci -leczenie poprzez wycięcie zmienionej nekrotycznie trzustki czy zahamowanie jej wydzielania przez zasosotwanie somatostatyny/blokerów CCK1-R np. loksyglumidu czy dewazepidu

BUDOWA BŁ ŚLUZ J CIENKIEGO I WYDZIELANIE JELITOWE Na całej długości – podobna budowa, ale w 12 i j. czczym tworzy liczne fałdy okrężne -całą pow. J cienkiego pokrywają uwypuklenia bl własc. Bł śluzowej zwane KOSMKAMI -występują one w liczbie 20-40/mm2 w j. czczym i 20-30/mm2 w j. krętym

Struktura jelit zwiększa jego pow ok 600 razy: -fałdy (3x) -kosmki (10x) -mikrokosmki (20x) Wsród kom pokrywających kosmki wyróżniamy: -kom kubkowe (wytw śluz) -enterocyty (kom chłonne) z licznymi mikrokosmkami (brzeżek szczoteczkowy pokryty grubym glikokaliksem) gdzie zakotwiczone są liczne enyzmy (trawienie kontaktowe) a także ułatwia wchłan. Pomiędzy kosmkami występują proste cewki gruczołowe – krypty jelitowe (Lieberkuhna) -w ich obrębie mamy k. macierzyste, które odnawiają pule kom. bł śluz.

W nabłonku pokrywającym kosmki znajdują się liczne kom układu APUD: 1.Komórki G – gastryna 2.Komórki S – sekretyna 3.Komórki I – CCK 4.Komórki EC – motylina i serotonina 5.Komórki Gr – grelina 6.Komórki L – enteroglukagon, GLP-1 i PYY 7.Komórki D – somatostatyna 8.Komórki H1 – VIP 9.Komórki K – GIP 10.Komórki N – neurotensyna Neurony pozazwojowe – GRP Cechą wspólną tych kom jest kontakt z zawartością jelita (tzw. Komórki otwarte) przez przyszczytowy aparat mikrokosmków, a także liczne ziarnistości cytoplazmatyczne. Komórki GISK i EC – gł w 12 i w początkowym odc j. czczego DHL – cała długość j. cienkiego N – gł w j czczym i krętym

Jelito cienkie jest obficie zaopatrzone w krew, która dopływa tu przez 12-20 tętnic, odgalęzień t. krezkowej górnej -n. śródścienne tworzą gęstą sieć w warstwie podśluzowej -z niej, pojedyncze tętniczki o średnicy 20um zdążają do szczytu kosmków -tworzą tam splot okienkowatych n. włosowatych, tuż pod nabłonkiem jelitowym Krew odpływa z nich żyłami, gdzie ze względu na bliskość z tętniczkami powstają warunki do wymiany przeciwprądowej -może to powodować w hipoksemii upośledzenie zaopatrzenia kosmka w tlen W środku kosmka znajduje się pęczek miocytów kurczących się ok 6 razy na minutę, co usprawnia

krążenie limfy i krwi w niej -podczas skurczu zmniejsza się długość kosmków i działają one wówczas jako pompa ssąco-tłocząca -poza tym usprawnia to kontakt przepływającej krwi z pow trawienno-chłonną enterocytów

Przepływ krwi w jelitach wzmaga się o 100-200% w czasie trawienia i wchłaniania -w procesie tym pośredniczą uwalniane hormony jelitowe (sekretyna, CCK, VIP i GRP) oraz krótkie, śródścienne odruchy cholinergiczne. Ściana jelita jest unerwiona autonomicznie, tworząc synapsy z ENS -neurony splotu mięśniowego mogą mieć charakter cholinergiczny, adrenergiczny, peptydergiczny (VIP, GRP, somatostatyna) czy nitoergiczny (NO) -w bł śluz są też liczne receptory, których pobudzenia są przekazywane do neuronów śródśceinnych, albo do wł afarenrenych aktywując krótkie (śródścienne) i długie (rdzeniowe czy wagowagalne) odruchy trzewne Nabłonek jelita podlega ustawicznej odnowie i regeneracji, wywędrowując z dna gruczołów, aż na szczyt kosmka, gdzie ulega apoptozie i złuszcza się -ten cykl odnowy trwa 1-5 dni -w tym czasie różnicują się i dostają pełen zestaw enzymów Do czynników pobudzających proliferacje i dojrzewanie tych kom zaliczamy: -nn. Autonomiczne -gastryna -CCK -czynniki wzrostowe (EGF, TGFa) i inne troficzne czynniki neurohomronalne

GRUCZOŁY DWUNASTNICZE (INACZEJ – BRUNERA)

-są to rozgałęzione, cewkowate twory gruczołowe, leżące w bł podśluozwej górnego odc 12 -przewody wyprowadzające uchodzą między kosmkami jelitowymi Ich wydzielina jest skąpa, wysoce śluzowata (jest tak dzięki dużemu stężeniu mukoproteidów) i alkaliczna (pH 8,2-9,1) na skutek obeności HCO3- (25-50mmol/l) -dzięki takiemu składowi, chornią bl śluz przed czynnikami szkodliwymi W skład cewek wchodzą też komórki wytwarzające EGF, który pobudza lokalnie regeneracje gruczołów, działa ochronnie na kom tych gruczołów i warunkuje szybkie gojenie się uszkodzeń bł śluzowej

Sok 12 zawiera wiele enzymów trawiennych, ale większość to uwolnione z rozpadających się kom nabłonka -jedynie pepsynogen II, mucynaza i enterokinaza są czynnie wydzielane przez gruczoły 12

Najsilniejszy bodziec do wydzielania gruczołów 12 – pokarm, który powoduje wzrost obj wydzieliny, bez zmian składu elektrolitowego -pośredniczą w tym procesie hormony (gastryna, sekretyna, CCK) oraz nn.X

WYDZIELANIE W OBRĘBIE J. CIENKIEGO Wchłanianie i wydzielanie jelitowe wody/elektrolitów – jednocześnie, ściśle ze sobą sprzężone, a aktywność wydzielnicza to ich wypadkowa -aktywność enzmatyczna gł dzięki enzymom ze złuszczonych enterocytów Za enzymy wydzielnicze w soku jelitowym możemy jedynie uznać: -enterokinazę -fosfatazę alkaliczną -sacharazę Ich wydzielanie wzmaga CCK i sekretyna

Mechanizm pobudzania wydzielania to rozciąganie i kontakt z pokarmem -bodziec pokarmowy działą przez śródścienne odruchy trzewne oraz za pomocą enterokininy (która nie jest scharakteryzowana i wyodrębniona lol xD) -ponadto na wydzielanie wpływa także VIP, GIP, glukagon oraz w mniejszym stopniu CCK i gastryna Działanie pobudzające na wydzielanie jelitowe mają także PG, zwłaszcza PGE -PGI2 zaś je hamuje -PGE2, a zwłacza jej trwałe metyloanalogi (mizoprostol np.) może skutkować wzmożonym wydzielaniem jelitowym (biegunka) – używane w leczeniu wrzodów/ochronna przez NLPZ

Mechanizm wydzielania jelitowego podwyższa cAMP/IP3/Ca2+ aktywując wydzielanie -sok jelitowy jest wydzielany w ilości ok 1,5l/dobę, ale jest wchłaniany w j. cienkim i w mniejszym stopniu w j. grubym

Energia niezbędna do wydzielania jelitowego – pochodzi z aktywności Na/K-ATPazy, która transportuje Na+ z enterocytu do ECF wbrew gradientowi -od światla jelita, Na+ także wbija wbrew gradientowi i jest połączony z transportem Cl- (także wbrew gradientowi wg konturka, cos mi się nie zgadza ale ok) -istnieją kanały Na+ i Cl- które po stymuluacji enterocytów otwierają się i pozwalają na dyfuzje jonów ze świtła jelita do enterocytu; ten transport jest połączony z czynnym wydzielaniem Na+ z kom jelita Na/K lub wymiany Na+ z H+ (wchodzącym z zewnątrz do enterocytów) W jelicie krętym i grubym, HCO3- są wydzielane do światła jelita, w wyniku wymiany z jonami Cl-, a H+ - wymieniając się z Na+ (+ Na/K i Na/H w bł przypodstawnej jak w cienkim)

CZYNNOŚCI DOKREWNE J. CIENKIEGO Regulują czynności trawienne jak: wydzielanie, motoryka, wchłanianie, ukrwienie, metabolizm i regeneracja komórek gruczołowych Najlepiej poznane: gastryna, sekretyna, CCK, GIP, motylina, grelina, melatonina, leptyna: Nie do końca poznane: PP, VIP, somatostatyna, neurotensyna, GRP czy PYY Wyizolowane w wyciągu jelitowym, ale ani scharakteryzowane chemiczne czy fizjologicznie: duokrynina, enterokrynina, enterogastron, bulbogastron, enteroglukagon, hormon uwalniający CCK, hormon moniturujący

SEKRETYNA 27 amikwas peptyd o strukturze helisy, należącego do rodziny sekretynowej (także glukagon, GIP i VIP) Do pełnej aktywność sekretyny niezbędne są wszystkie aminokwasy w cząst. i ich ułożenie w helisę -brak specjalnego centrum aktywnego w cząst. hormonu Uwalniana z kom S, pod wpływem H+ (głównie) oraz w niewielkim stopniu – peptydy, amikwasy i długołańcuchowe KT Okres półtrwania to 2-3 min, katabolizowana w nerkach Zakres jej działania obejmuje: 1.Pobudzanie wydzielania HCO3- przez trzustkę, drogi żółciowe i gruczoły 12 2.Potęgowanie działanie CCK (wydzi. Enzymów) 3.Hamowanie motoryki żołądka, wydzielania gastryny i H+ jednoczęsnie pobudzając wydzielanie pepsyny 4.Proliferacja kom trzustki i potęgowanie wpływu troficznego CCK na ten narząd Jako że HCO3- zwiększa wydzielanie a H+ zmniejsza to jakiś rodzaju naturalnego „antykwasu”

CHOLECYSTOKININA (CCK) Występuje w postaciach 4,8,12,33,39,58 -C końcowy PENTApeptyd jest tu identyczny, a tyrozyna w 7 pozycji zawsze sulfonowana CCK8, 12 i 58 uwalniają się z prepro CCK w kom 12 i jelita czczego pod wpływem: -peptydy/L aminokwasy -tłuszcze -w mniejszym stopniu H+ i sole żółciowe U gryzoni – peptyd monitorujący (trzustkowy) i peptyd uwalniający CCK (jelitowy) Okres półtrwania CCK8, głównej postaci CCK w krązeni wynosi ok 5min i jest katabolizowana (jak i

inne peptydy) w nerkach CC4, 8 i 58 wykryto także w neuronach mózgu Jelitowe CCK działa po części drogą hormonalną, a częściowo lokalnie, pobudzając receptory CCK1 na zakończeniach nerwów czuciowych żołądka i jelit, warunkując powstawanie odruchów wagowagalnych, które stymulują czynności motoryczne i wydzielnicze Do zakresu działania CCK należą: 1.Pobudzanie wydzielania enzymów trzustkowych 2.Skurcz p. żółciowego, rozkurczając jednocześnie zwieracz bańki wątrobowo-trzustkowej 3.Zwiększenie przepływu krwi i metabolizmu w trzustce 4.Skurcz m zwieracza odźwiernikowego i wzrost motoryki j. cienkiego 5.Potęgowania działania sekretyny (HCO3- i troficzne działanie) 6.Pobudzenie wydzielania glukagonu 7.Pobudzenie ośrodka sytości w podwzgórzu (hamowanie przyjmowania pokarmu)

POLIPEPTYD TRZUSTKOWY (PP) 36 amikwas peptyd, uwalniany przez kom PP; -hamuje wydzielanie enzymów i HCO3- przez trzustkę (działając lokalnie, droga hormonalną, jak i centralne, hamując ośrodki nn. X) -nn X pobudzają cholinergicznie wydzielanie PP z trzustki -PP hamuje także egzokrynne wydzielanie, oraz apetyt i przyjmowanie pokarmów Uwalnia się także pod wpływem składników pokarmowych w jelitach – gł produktów trawienia białek i tłuszczów

ŻOŁĄDKOWY PEPTYD HAMUJĄCY (GIP, gastric inhibitory peptide) 43 amikwasy; uwalniany z bł śluz 12 i j czczego pod wpływem tłuszczów, glukozy i amikwas. Działanie: 1.Hamuje wydzielanie kw i pepsyny żołądkowej 2.Hamuje motorykę żołądka 3.Pobudza wydzielanie jelitowe 4.Działa silnie jako INKRETYNA, wzmagając uwalnianie insuliny do krwi (przez to powinno się nazywać Glukozależny peptyd insulinotropowy)

MOTYLINA 22 amikwasy; spontatnicznie uwalniana z EC w 12 -wzmaga motorykę jelit i hamuje opróżnianie żołądka (zwieracz odźwiernika obkurcza) -uwalnia się w większych ilościach co 90 min wyzwalając MMC w żołądku i jelitach

GRELINA 28 amikwas peptyd, przypominający strukturalnie motylinę i także wywołuje MMC -uwalniana przez kom Gr trzonu żołądka na czczo -pobudza apetyt pobudzając n. aferentnymi j.łukowate, uwalniając w nim NPY i AgRP w ośrodku głodu -pobudza także uwalnianie GH oraz gastryny -wzmaga motoryk żoł-jel i opróżnianie żołądkowe Stężnie greliny w osoczu podnosi się na czczo a obniża po przyjęciu pokarmu

ENKEFALINY – neuroPENTApeptydy Obecne w neuronach peptydergicznych splotów przewodu pokarmowego -działają za pośrednictwem receptorów opioidowych -wzmagają skurcze ZWIERACZY oraz hamują motorykę i wydzielanie jelitowe (działanie podobne do silnego opioidu – morfiny)

WAZOAKTYWNY PEPTYD JELITOWY (VIP) 28 neuropeptyd o składzie zbliżonym do sekretyny -w j. cienkim i grubym uwalniany przez ENS -nie zostały dotyczas poznane czynniki uwalniające VIP, z wyjątkiem CGRP (pobudza jego wydzielanie przy przejściu fali perystalstycznej) Zakres działania: 1.Rozszerzenie n obwodowych i dodatni wpływ inotropowy na serce 2.Pobudzanie oddychania 3.Słabe pobudzanie wydzielania jelitowego 4.Rozkurcz żołądka i udział w chwilowej relaksacji jelit w czasie przesuwania się fali perystaltycznej

SOMATOSTATYNA 14/28 amikwas wytwarzany przez kom D w bł śluzowej żołądka, jelit oraz w trzustce -ma działanie parakrynne, hamując uwalnianie hormony żoł-jel; zwłaszcza gastryny, CCK i insuliny, a także wydzielania gruczołów trawiennych -działa za pośrednictwem 5 różnych receptorów -najsilniej hamuje wydzielanie gastryny i histaminy działając przez receptor SSTR2

NEUROTENSYNA 13 amikwas, uwalniany z kom N w bł śluz j. czczego i krętego pod wpływem produktów trawienia

tłuszczów i białek -wzmaga wydzielania soku trzustkowego i jelitowego, zwiększa motorykę jelit i przepły krwi w krążeniu trzewiowym -hamuje wydzielanie żołądkowego

PEPTYD UWALNIAJĄCY GASTRYNĘ (GRP, Gastrin releasing peptide) 36 amikwa, podobny strukturalne do bomezyny -niemal wyłącznie w neuronach peptydergicznych żołądka i jelit, -uwalnia się pod wpływem pobudzenia pozazwojowych nerwów błędnych, -pobudza uwalnianie gastryny, CCK i innych peptydów jelitowych

Peptyd YY (PYY) 36 amikwas peptyd; podobny stukturalnie do PP -uwalnia się z dokrewnych kom L śluzówki jelita krętego -krąży we krwi jako PYY3-36 -hamuje przyjmowanie pokarmu (podwzgórze) a także wydzielanie żołądkowe i trzustkowe, jako tzw hamuje krętnicy (ileal brake) -zwalnia opróżnianie żołądka, motorykę jelitową i przyswajanie tłuszczów w jelitach Podobny strukturalnie neuropeptyd Y (NPY) uwalniany w podwzgórzu, i wraz z AgRp pobudza apetyt i przyjmowanie pokarmu

Nadmierne uwalnianie enterohormonów (gl zmiany nowotworowe) 1.Gastrioma – za dużo gastryny, hiperchlorhydria żół, wrzody trawienne 12, jelit i biegunka 2.VIPoma – biegunka i hipokalemia 3.Zanik bł śluz jelita, np. przy celiakii (choroba autoimmunologicznej) – biegunki po glutenie (w pszenicy, ryżu, owsie ale nie w kukurydzy) 4.Malabsorpion (zespół złego/upośledzionego wchłaniania) – np. po rozległym wycięciu jelit (ale z reguły się adaptują, zwłaszcza jeśli pozostawiona część to wiecej niż 50% długości jelit

WYDZIELANIE W OBRĘBIE J.GRUBEGO w bł śluzowej jest masa krypt, które sięgają aż do bl mięśniowej -nabłonek j grubego jest podobny do nabłonka w j cienkim, ale więcej kom kubkowych Wydzielina j. grubego ma stosunkowo niewielką obj i obfituje w śluz -ma odczyn alkaliczny -dominują w niej K+ (150-200mmol/l), HCO3- (80-155), Cl-(60-70) i Na+ (3-10) Główny bodziec wydzielniczy – ucisk i rozciąganie jelita + drażniące działanie składników pokarmowych i ich produktów rozpadu

-pewien wpływ mają tez nn. X i miednicze, a także hormony (zwłaszcza VIP) -Mineralokortykoidy (np. aldosteron) wzmagają resporcje Na+ i wydzielanie K+ co wpływa na skład elektrolitowy wydzieliny PROKSYMALNEGO odcinka okrężnicy

TRAWIENIE I WCHŁANIANIE JELITOWE Mogą odbywać się na całej długości jelita, ale z reguły ograniczają się do 12 i grónego odc. J. czczego -powierzchnia jelita przez która odbywa się wchłanianie to teoretycznie 2,5m2, ale dzięki wspomnianym kosmkom etc – trawienna i chłonna pow bl śluz jeltia to ok 400m2 Błona enterocytów jest przepuszczalna dla wody i rozpuszczalnych w niej sub, tylko w obrębie kanalików (porów), których średnia w j. czczym wynosi ok 750 pm, w j. krętym – ok 340 pm. A w j grubym – 210pm Pory pozwalają też na przechodzenie niektórych jonów (np. Na+ - 250pm średnicy) w j czczym, a w mniejszym stopniu w krętym i grubym Sub organiczne i glukoza – przenikają przez pory z trudnością, ale łatwi się wchłaniają wbrew gradientowi (czynny charakter whcłaniania)

PROCESY TRANSPORTU JELITWEGO Dwa gł typy – bierny i czynny -ważną rolę odgrywa bierna dyfuzja zgodnie z gradientem elektro-chem (sub nistkocząśteczkowe rozp w wodzie i wielkocząsteczkowe, hydrofobowe – KT, monoglicerydy, cholesterol i wit rozpusczalne w tł) Wchłanianie elektrolitów – droga czynna albo biernego transportu (przez i międzykomórkowy transport) 12 i jelito czcze – wchłanianie Na+ sprzężone z wchłanianiem glukozy/amikwas albo przez pory, gdzie jony te są porywane „z prądem wody” (solvent drag) która podąża celem wyrównania ciś osmotycznego W j krętym, gdzie średnica porów mniejsza – Na+ na drodze transportu czynnego W okresie popokarmowym – amikwas i monosacharydy rozpuszczalne w wodzie wchłaniają się za pośrednictwem wtórnego transportu aktywnego (pierwotny – Na/K, przez co Na+ wtórnie dyfuzyjnie do enterocytu) Pinocytoza – niewielka rola; zwłaszcza u dorosłych -u noworodków jednak w ten sposób pciała matki są wchłaniane

WCHŁANIANIE WODY I ELEKTROLITÓW To wypadkowa – insorpcji (wchłaniania) i eksorpcji (wydalania)

-wydzielanie gdy eksorpcja przekracza insorpcje Wchłanienie wody jest bardzo intensywne; z całej obj płynów (pokarm, soki etc) w jelicie (łącznie 89l), ok 4,5l wchłanie się w j czczym, 3l w krętym a 1,3l (20-30%) przechodzi do okrężnicy -zachodzi ono przez pory wyłącznie i przez różnice porów lepiej w czczym niż w reszcie -kierunek ruchu zachodzi od gradientu osmotycznego Transport wody przez bł śluz jest zawsze bierny, nawet kiedy zachodzi wbrew gradientowi stężeń, tj gdy gdy woda wchłania się z treści jelitowej hipertonicznej w stosunku do osocza Do wytłumaczenia tego zjawiska wymyślono trójprzedziałowy model transportu: -pierwszy przedział jest oddzielony od drugiego błoną o małych porach i niewielkiej przepusczalności -drugi od trzeciego barierą o dużych porach i dużej przepuszczalności (luźna bariera) Nabłonek jelita jest łatwo przepuszczalny dla wody, ale wchłanianie jej odbywa się gł w wyniku transportu Na+ do przestrzeni międzykom, przez aktywną tam pompę sodową, za którym podąża woda -dalej, przez szerokie fenestracje w kapilarach dostaje się do krążenia jelitowego -model trójprzedziałowy, przewiduje to bierne przechodzenie przy hiperosmotyzmie do ok 400mOsm/l, ale jeśli będzie większa – woda gromadzi się w świetle jelita -tak się dzieje np. po doustnym podaniu niewchłanialnych roztworów soli, np. siarczanu magnozu, które powodują eksporcie i w efekcie biegunkę

Woda wchłania się łatwo w całym j. cienkim -w czczym płynie gł z substancjami organicznymi (cukry/amikwas) do środka -a w krętym, gł z Na+ Wchłanianie Na+ - dwuetapowo: 1.Na+ kontrasporterem z cukrem/amikwas do enterocytu 2.z enterocytu aktywnie Na/K+ Wchłanianie sub organicznych wzmaga obecność Na+ w św jelita -są tam potrzebne do transportu sub do środka -woda celem wyrównania ciś osmotycznego porywa je do światła (solvent drug); dotyczy to szczególnie górnego od j. cienkiego (gdzie są szerokie pory) W j krętym zaś, Na+ jest wchłaniane czynnie i transport sub organicznych pozostaje bez wpływu na wchłanianie Na+ i odwrotnie -cechą charakterystyczną w j. krętym jest sprzężenie insorpcji Na+ z eksorpcją K+ -także insorpcja Cl- z eksorpcją HCO3Proces wymiany elektrolitów w j. krętym podlega nieznacznej stymulacji przez mineralokortykoidy nadnerczowe, gł aldosteron Przechodzenie K+ przez bł śluz jelita (cienkiego i grubego ) – proces bierny, zgodnie z gradientem elektrochem -w górnej cz jelita – do enterocytów

-wj krętym i grubym – do światła (wymiana z jonami Na+); współgra z Na/K,ATPazą, zależna od aldosteronu, Cały ten proces zapewnia wysokie stężnie K+ w treści jelitowej i kale; całkowita ilość K+ wydalanych jest jednak niewielka i biorac pod uwagę zawartość wody w kale wynosi 100-200ml/d Cl- za pomocą trans i międzykom transportu -w przypadku transkom, proces opiera się na wtórnym transporcie czynnym, wymieniając Cl- z HCO3-ten proces szczególnie nasilony w j. krętym i grubym, dlatego HCO3- w wydzielinie tych jelit jest wielokrotnie wyższe niż we krwi i wynosi ok 30mmol/l Główne aniony organiczne wydalane z kałem to anion masłowy i propionowy; są one produktem fermentacji bakteryjnej w j. grubym

WCHŁANIANIE WAPNIA Dobowe zapotrzebownie – ok 1000mg; więc o wiele więcej niż łączna zawartość w diecie (1000mg) i sokach trawiennych (260mg) -wchłanainie wapnia zależy nie tylko od zawartości, ale też od postaci fizkochemicznej -rozpuszczalne sole wapniowe wchłaniają się szybko, chyba, że wytrącają się w jelicie jako nierozpuszczalne sole węglanowe, fosforanowe czy fitowe, lub mydła z kw. Tłuszczowymi Wchłanianie zachodzi w 12 i górnej cz. J. czczego -jest to proces czynny, 2 etapowy -pierwszy jest czynny, z udziałem zależnej od CaATPazy (do enterocytu); druga (do ECF) – dyfuzja -do prawidłowego przebiegu obu etapów wchłaniania niezbędna jest wit D, która za pomocą aktywnych metabolitów jak 1,25-(OH)2D3 wzmagaja syntezę białka transportującego i wiążącego wapnia -parathromon pobudza wchłanainia Ca właśnie za pośrednictwem metabolitów wit D Wchłanianie Ca zależy w dużym stopniu od zapotrzebowania organizmu (sprzężenie ujemne zwrotne) -zależy od zdolności reseorpcyjnej enterocytów, zależnej od stęż Ca w osoczu (im więcej go w osoczu tym słabiej się wchłania)

WCHŁANIANIE ŻELAZA Dobowe zapotrzebowanie waha się od 0,5 do 3mg -całkowita pula w organizmie to 4g (75% hemoglobina, 20 ferrytyna, 4 mioglobina 1 w enzymach) -organizm traci ok 1mg/d ze złuszczającymi się nabłonkami, naskórkiem, włosami + miesiączki Utrzymanie gospodarki żelaza, zależy gł od aktynwej kontroli procesów wchłaniania -w przeciętnej diecie mamy 10-20mg żelaza (gł w mięsie); ale 90% wydalane z kałem Ilość żelaza w enterocytach reguluje jego wchłanianie -wchłania się gł w 12 i w początkowej cz j cienkiego

-proces ten zależy od pH, postaci fizykochemicznej, obecności wydzielin żoł i trzustki Sole żelazowe (Fe2+) łatwiej się wchłaniają niż żelazawe (3+) -w enterocytach 2+ przechodzi w 3+ i łączą się z apoferrytyną w ferrytynę lub transportowana przez specjalny nośnik, ferroportynę (białko) do ECF, gdzie łączy się z transferryną prowadzają do narządów spichrzania/użytki -żelazawe się trudniej wchłaniają, bo w alkalicznym środowisku tworzą polimery, które są niewchłanialne

Większość żelaza w diecie to właśnie postać żelazawa, ale dzięki reduktazie żelazawej w brzeżku szczoteczkowym enterocytów, ulega zamianie do postaci żelazowej Żelazo hemowe – wchłanie się łatwo (endocytoza); w enterocytach zostaje uwalniane przez oksygenazę hemową jako Fe2+

W stanach niedoboru – etap ferrytyny możę być pomijane; w nadmiarze zaś; gdy transferryna jest w pełni wysycona – żelazo nie może się wchłaniać z jelita (ferrytyna tworzy BLOK ŚLUZÓWKOWY) Wchłanianie jelita wzmagają soki trawienne; konkretnie HCl, czynnik wewnętrzny i specjalny czynnik stabilizujący w soku żołądkowym (chroni on przed przed przekształcaniem się w sole żelazawe) -wchłanianie Fe stymulują też enzymy trzustkowe i jelitowe, sprzężone sole żółciowe i niektóre witaminy (zwłaszcza C)

WCHŁANIANIE WITAMIN Niskocząsteczkowe – wchłaniają się bez trudu, większość drogą dyfuzji ułatwione z udziałem nośników -dzieje się to gł w 12 i górny odc. J. czczego -j. kręte też ma zdolność ich wchłaniania, ale poza witB12 nie odgrywa większej fizjologicznej roli we wchłanianiu witaminy 1.Wit B1(tiamina) – czynnym transportem z Na+ się wchłania – to samo Niacyna (B3) 2.Wit B2 (ryboflawina) – transport ułatwiony z udziałem soli żółciowych 3.Wit B6 (pirydoksyna) – na drodze zwykłej dyfuzji Wit C – gł w j. krętym, w wyniku czynnego transportu z Na+ Kw foliowy – w pokarmie jako polimer, który zostaje rozszczepiony przez KONIGUAZĘ JELITOWĄ przed wchłonięciem -dzienne zapotrzebowanie nań to 50ug, pokrywane w nadmiarze -wchłanianie jest czynne, zachodzi w 12 i j. czczym

Wit B12 - w normalne diecie 5-15ug, a potrzeba dziennie 1ug -gł źródło to pokarm z białkiem; tworzy ona z nim połączenia, więc uwalnaina w żołądku jest -dopiero wolna wit, może ię wiązać z glikoproteiną, zwaną haptokryną (albo białkiem R) wydzielana w ślinie i soku żołądkowym -w 12 haptokryna jest degradowana, a witB12 wiąże się z IF -pewna ilość wit B12 jest pochodzenia endogennego (żółć, bakterie) i też wymaga wiązania z haptokryną Receptory dla kompleksu B12-IF jedynie w j. krętym, gdzie znajduje się kubilina, apoliproteina, wiążaca ten kompleks i wchłaniajca go, skąd leci do magazyn, gł do wątroby za pomocą transkobalaminy I i II -kompleks ten jest niezwykle trwały i odporny na trawienie peptyczne czy degradacje bakteryjną w jelitach -jego łączenie się z receptorami wymaga Ca+ i pH pow 5,5 -wit B12 w stanie wolnym wchłania się jedynie 1-2%, NIEDOBÓR B12 to wynik: -braku IF -nieprawidłowej flory bakteryjne (pętla zastoinowa; bakterie zjadają zanim dotrze do j. krętego) -zakażenie tasiemcem Diphyllobotrium latum Wchłanianie wit ADEK – wymaga miceli mieszanych z soli żółciowych i fosfolipidów -wit A (retinol), wchłania się biernie w postaci beta-karotenu (prekursora); to samo D -wit K1, obecna w pokarmach, wchłania się w wyniku transportu wymagającego energii i nośników; K2 pochodzenia bakteryjnego zaś – biernie

TRAWIENIE I WCHŁANIANIE WĘGLOWODANÓW Podstawowy składnik pokarmowy – w przeciętniej diecie 300-500g/d (ok 6000kJ/d; 60-70% zapotrzebowania kalorycznego) -gł węgiel pokarmowy to skrobia (20% amyloza, 80% amylopektyna – reszty glukozylowe monomer) -disacharydy + pentozy ( w owocach) Zabiegi kulinarne, a także żucie ułatwia trawienie węgli -zaczyna się pod wpływem ptialiny śliny (optymlane pH – 6,7) i trwa dopóki pH nie spada poniżej 4,0 (czyli w żołądku jeszcze może chwile działać) -łącznie w j. ustnej i żołądku może ulec strawieniu 30-40% skrobi -brak tej ptialiny nie wpłynąłby aż tak na trawienie bo dalej też jest Dalsze trawienie – amylaza trzustkowa i ta z brzeżka szczoteczkowego -na brzeżku zachodzi również trawienie oligocukrów (oligosacharydazy jak maltaza, izomaltaza, sacharaza i laktaza) zaktowiczone w glikokaliksie -hydoliza oznacza niemal natychmiastowe wchłonięcie Przeciętna zawartość diety (węgle): skrobia – 60%; sacharoza – 30%; laktoza – 10%

-końcowe produkty to więc 80% glukoza, 15% fruktoza i 5% galaktoza Amyloza – hydrolizuje tylko wew wiązania 1,4-alfa-glikozydowe -prowadzi do rozkładu skrobi na maltozę, maltotriozę i alfa dekstryny (które zawierają 1,6aglikozydowe wiązania) Wolna glukoza to końcowy produkt hydrolizy amylazy jelitowej dopiero -hydroliza a-dekstryn (1,6) – gł pod wpływem izomaltazy -sacharaza wspomaga trawiące działanie maltazy Nie mamy enzymów które rozkładają B-glukozydowe wiązania celulozy, ale bakterie to mają

WCHŁANIANIE MONOSACHARYDÓW – szybko, już w 12 i g.odc.j.czczego (kończąc się w zasadzie w pierwszych 50cm j. czczego) -glukoza i galaktoza wchłaniają się z udziałem zależnego od sodu transportera glukozowego 1 (SGLT 1; sodium-dependent glucose transporter 1) Transportuje on cukry o następujących cechach: 1.przynajmniej 6C 2.pierścien piranozowy 3.aldozy (aldehydowa przy C1 i OH przy C2) Po wchłonięciu do enterocytu, wychodzi za pomocą GLUT2 do ECF i krwi, zgodnie z gradientem stężeń, a Na+ jest wydalany z kom za pomocą Na/K-ATPazy -obniza to elektronegatywnośc wnętrza enterocytu i stanowi siłe napędową dalszego Na+ do enterocytu Proces wchłaniania glukozy zachodzi nawet przeciwko gradientowi stężeń i trwa aż do jej zupełnego wchłonięcia z jelit Wchłanianie fruktozy – 2x wolniej niż glukozy, niezależnie od Na+ z udziałem GLUT5 do enterocytu i GLUT2 do ECF Ksyloza, mannoza i sorboza – jeszcze wolniej się wchłania; mogą prowadzic w dużych ilościach do efektu osmotycznego i biegunki Wchłanianie cukrów hamuje gastryna, sekretyna i prostaglandyny; stymulują zaś glikokortykoidy (insulina nie ma wpływu)

Niedobory enzymów trawiących cukier – gromadzenie w jelicie, efekt osmotyczny i biegunka np. nietolerancja laktozy -sprawdzamy to podając laktozę i sprawdzamy czy glukoza we krwi rośnie (ajk brak, to niedobór) -rzadsze niedobory to maltaza, sacaharaza i izomaltaza -niedobór SGLT1

Poza niedoborami enzymatycznymi – do zaburzeń wchłaniania mogą prowadzić rozlełge zapalenia bł śluz j. cienkiego, usuniecue ponad 70% jego dlugosci i pasożyty w jelitach

TRAWIENIE/WCHŁANIENIE BIAŁEK Dziennie powinno się dostarczać co najmniej 0,5-0,75g/kg msy-ciała (tyle rozpada się go w organizmie) -w okresie ciaży/rekonwalescencji nawet 4/kg msy ciała Właściwości odżywcze zależą od składu aminokwasów, a zwłaszcza te egzogenne -do przewodu dostają się też białka produkowane przez nas – z sokami trawiennymi (10-30g/d), złuszczonym nabłonkiem jelit (25g/d) co stanowi ok 70% białka przechodzącego przez jelita i wchłaniają się tak jak te z zewnątrz Białko niestrawione, poza Ig wchłanianych pinocytozą przez noworodki nie wchłania się zasadniczo z przewodu pokarmowego -cały proces trawienia białek kończy się w zasadzie już w początkowym odc j. czczego -10% białka pokarmowego trawi się już w żołądku; 50% zanim dotrze do końca dwunastnicy; a 90% zanim przejdzie do j.krętego Trawienie żołądkowe obejmuje wszystkie białka pokarmowe z wyjątkiem protamin i keratyn -kwaśny sok żoł powoduje ponadto denaturacje i pęcznienie białek ciężkostrawnych (np. skleprotroteiny, kolagenu, elastyny, keratyny) ułatwiając ich trawienie przez proteazy żół i trzustkowe) U niewmoląt występuje chymozyna (rennina), która przekształca kazeinogen mleka w nierozpuszczalną parakazeinę W trzustce mamy endopeptydazy (trypsyna, chymotrypsyna i elastaza) i egzopeptydazy (karboksypeptydaza A i B) + peptydazy w brzeżku szczoteczkowym Produkty hydrolizy białek, wchłaniają się częściowo jaki amikwas, a a częściowo jaki małe peptydy (gł di i tripeptydy) które ulegają dalszej hydrolizie w enterocytach: -ok 75% opuszcza enterocyty jako wolne amikwas, a 25% jako di i tripeptydy -bardzo szybko się wchłaniają (niemal od razu po uwolnieniu z proteaz transport wolnych amikwas z jelita do krwi odbywa się wolniej niż dla di i tripeptydów (mają inne transportery) -ich wchłanianie jest wbrew gradientowi, czynnym transportem do enteroctów, skąd już dyfuzją uchodzą do ECF i krwi -L izomery wchłaniają się sprawnie, D-izomery bardzo powoli

Wyróżniamy kilka oddzielnych transporterów dla amikwas i peptydów w enterocytach: 1.Dla amikwas obojętnych alifatycznych i aromatycznych -metionina, izoleucyna, walina, fenyloalanina, tryptofan i treonina -kontransporter z Na+ 2.Dla amikwas zasadowych

-lizyna, arginina, ornityna i cystyna (cystyna to 2x cysteina) -specjalny transporter, częściowo hamowany przez amikwas obojętne 3.dla amikwas kwaśnych -kw glutaminowy i asparaginowy -osobny układ transporterów, częściowo niezależny od Na+ 4.Dla aminokwasów (proliny, hydroksyproliny) i pochodnych metylowych glicyny -mogą także korzystać z transportera dla amikwas zasadowych -wymagają bezwzględnie obecności Na+ 5.Dla di i tripeptydów

Wchłanianie amikwas – podobnie jak monosacharydy (Na+ i Na/K-ATPaza uczestniczy) TRAWIENIE I WCHŁANIANIE BIAŁKA – rzadko ulega zaburzeniu -enzymy żołądkowe nie są tu niezbędne, a wydzielanie enzymów trzustkowych może być zredukowane nawet o 90% bez wyraźnego upośledzenia i przyswajania białek -prawidłowo 10% białka pokarmowego wydalane jest z kałem (gl w postaci bakterii i złuszczonego nabłonka) Przy zupełnym braku enzymów trzustkowych – udział niewchłoniętego białka to nawet 85% -spadek tego wydzielania jest przy np. zapaleniu czy zwółknieniu torbielowatym tego narządu (cystic fibrosis) -podobne efekty daje wrodzony brak trypsyny (katalizuje aktywowanie innych enzymów) Cystynuria – zaburzenia wchłaniania jelitowego lub upośledzenie zwrotnej resorpcji z kanalików nerkowych dwuzasadowych amikwas (cystyna, lizyna, arginina, ornityna) -nie obserwujemy jednak niedoboru ich, bo mogą być wchłanianie w di i tripeptydach Wrodzony blok transporterów dla amikwas obojętnych – choroba Hartnupa

TRAWIENIE I WCHŁANAINIE TŁUSZCZÓW od 15 do 150g/d; 10-50% dziennego zapotrzebowania energetycznego może pokrywać -prawidłowo nie powinny przekraczać 30% tego zapotrzebowania -główna postać to tłuszcze obojętne (triglicerydy, tg) -oprócz tego fosfolipidy, cholesterol i jego estry Najczęściej spotyka się kwasy nasycone takie jak stearynowe (18C) czy palmitynowy (16C) -oraz nienasycone: olejowy (C18; 1 wiązanie nn) i linolejowy (18; 2nn) -krótkołańuchowe kw w mniejszych ilościach i rzadziej, gł w mleku i maśle -średniłancuchowe (10-14C) prawie nie występują w diecie, ale używane w leczeniu dietetycznym upośledzonego przyswajania zwykłych tłuszczów (długołańcuhwe) Tl zwierzęce i roślinne stosunkowo dobrze przyswajalne, ale powinny w diecie odminować roślinne -większość z nich aż do 12 dociera niezmieniona; własc proces trawienia gł w 12 i początku j. czczego, gdzie ulegają niemal zupełnej resorpcji -nieznaczna ich ilość (zwykle 3-6g/d) stwierdza się w kale; gdy będzie powyżej 7g – upośledzenie

wchłanianian tłuszczów -tylko połowa z tego to pochodzenie pokarmowe; reszta to złusczony nabłonek i bakterie

Trawienie tłuszczów poprzedza emulsyfikacja (rozdrobnienie ich) -zaczyna się w jamie ustnej w czasie żucia i utrzymuje w żołądku, pod wpływem silnych skurczów perystaltycznych -dopiero w j cienkim przy pomocy żółci następuje pełna dyspersja tłuszczów do kropelek o śrenidcy 0,5-1um -pozwala to na łatwiejsze działanie lipazy trzustkowej, która działa wyłącznie na powierzchnie kropelek tłuszczowych; hydrolizuje ona estry glicerolu w pozycji 1 i 3 oraz rozkłada te tłuszcze na WKT i 2 monoglicerydy

Niektóre triglicerydy, np. mleka, ulegają hydrolizie już w jamie ustnej (lipaza językowa) oraz w żołądku (z udziałem lipazy żołądkowej) -zasadnicze znaczenie ma jednak lipaza trzustkowa, optymalne pH – 8 -w obecności soli żółciowych zmniejsza się jej aktywność, ale dzięki kolipazie, wydzielanej przez trzustkę jako prokolipaza (aktywowana przez trypsynę) lipaza odzyskuje pełną zdolność hydrolizy Powstający kompleksy lipaza-kolipaza działa optymalnie przy pH 6 i nie podlega strawieniu przez proteazy trzustkowe -kolipaza jest wiec adaptorem do działania lipazy w 12 (niskie pH przez kw solny), odsuwanie soli żółciowych z pow kropelek tłuszczu i służy jako „kotwica” dla lipazy

Poza enzymami, niezbędne w procesie trawienia są sole żółciowe i HCO3Sole tworzą wraz z fosfolipidami i innymi spolaryzowanymi lipidami (lizolecytyna) micele -mają one kształt cylindryczny, średnica ok 4-6um i czas trwania ok 10ms -po rozpadzie ponownie się szybko agregują, oddając przy okazji zawarte w nim produkty lipolizy następnym micellom/błonie śluzowej, skąd drogą zwykłej dyfuzji przedostają się do enterocytów

OSTATNIE BADNIA DOWODZĄ JEDNAK, ŻE NIEKTÓRE Z TŁUSZCZÓW MAJĄ SWOISTE TRANSPORTERY Gł przeszkoda – nieruchoma, przyścienna warstwa wody; ale micele jako rozpuszczalne w wodzie się z łatwością przezeń przedostają Proces wchłaniania lipolitycznych produktów skłąda się z następujących etapów: 1.dyfuzja produktów do enterocytów 2.resynteza triglicerydów i tworzenie chylomikronów w enterocytach 3.uwalniania chylomikronów do n. chłonnych Bezpośredni po wchłoąniu - > KT szybko zestryfikowane zglicerolem -oprócz kT używame są tez 1 i 2-monoglicerydy -KT są aktywowane z udziałem syntetazy acetylo CoA i wsparciu CoA, ATP i Mg2+ w enterocytach

Z mono i diglicerydów powstają triglicerydy, pod wpływem odpowiednich transferaz acylowych -reackje te zachodzą w SER (po pokarmie tłuszczowym, są nim przeładowane) Mniejsze znaczenie w resyntezie TG i fosfolipidów ma osobny szlak z pośrednictwem kwasu fosfatydowego: 2acylo-CoA + alfa-glicerofosforan -> kw fosfatydowy kw fosfatydywo –(defosforylacja)-> 1,2 DG + acylacja -> TG Fosfolipidy mogą pochodzić z kw fosfatydowego, albo bezpośrednio z acylacji wchłoniętych lizofosfolipidów -np. izolecytyna po wchłonieciu i acylacje przekształca się w lecytynę, ważny kompnent chylomikronów TG i inne (fosfilipidy, cholesterol i jego estry z KT i białkiem, zwłaszcza poproteiną) tworzą duże kompleksy, tj chylomikrony -na pow tych ogromnych, cylindrowatych kompleksów (średnica 750-6000 Angstremów) znajduje się 90% (powierzchnia) fosfolipidów i 10% apoprotein -są to największy ze znanych lipoprotein przenoszących tluszcze -zawierają oko 90% TG, 5-9% fosfolipidów; 0,5-1% białka; 0,7-1,5% cholesterolu i jesto estry oraz 17% WKT

Apoproteiny są niezbędne; wytwarzane przez enterocyty na własny użytek są; ich niedostatek możę prowadzić do abetalipoproteinemii, z u;ośledzeniem tworzenia chylomikronów -inne apoproteiny są pochodzenia wątrobowego i enterocyty je wychwytują do tworzenia chylomikronów

Oprócz chylomikronów, w limfie też mogą być inne lipoproteiny: 1.VLDL -mniejsza czaśteczka niż chylomikron, -syntetyzowana na czczo w 10-50% w jelicie i to niezależnie od syntezy chylomikronów 2.LDL 3.HDL -wytwazane bezpośrednie w j. cienkim, -pochodzi z katobolizmu VLDL poza wątrobą Po pokarmei z dużą ilością tłusczu – chłonka z jelit mleczne zabarwienie ma; do kąta żylnego i powoduje przejściowe zwiększenie chylomikronów i zmleczenie (zmęcznienie osocza) -w ten sposób transportowane jes 95% tłusczy z długimi łańcuchami -krótkie i średniołąnuchowe wprost do krążenia wrotnego (rozpuszczalnew wodzie i łatwo się wchłaniają, nie potrzeba miceli i chylomikronów)

TG z krótkimi i średniołańcuchowymi KT – zastosowanie jako źródło kalorii w leczeniu upośledzonego wchłaniania jelitowego tłuszczu (poprawia się bilans kaloryczny)

ZABURZENIA PRZYSWAJANIA TŁUSZCZÓW – trawienie lub wchłanianie, albo oba naraz upośłedzione -najczęściej niedobór lipazy trzustkowej czy soli ózłciowych -przy nadkwasnosci żołądkowej i 12 (np. gastrionma) kwas hamuje aktynwosc lipazy Biegunka tłuszczowa (steatorrhoea) – tylko w ciężkich chorobach trzustki, jak np. zejściowe ciężkie zapalenie tego narządu, włókniejące torbielowate zapalenie trzustki, wycięcie trzustki ponad 90% jej masy Niedobór soli żółciowych – wynik zaburzeń ich krążenia jelitowo-wątrobowego (w wyniku utraty tych soli z powodu zewnętrznej przetoki żółciowej czy wycięcie jelita krętego, gdzie się wchłaniają), albo zmian ich własc fizykochemicznych w jelitach (np. dekoniugacja bakteryjna) sprzężonych z glicyną/tauryną soli żółciowych -przy braku soli żółciowych w jelitach, wchłanianie tłuszczu zmniejsza się o ok 50%, a niewchłonięty tłuszcz pojawia się w kale; -nie wchłania się także ADEK

WCHŁANIANIE CHOLESTEROLU I WIT ROZP W TŁ Cholesterol – składnik wszystkich diet, jako postać wolna i estrowa -zwykła dieta zawiera go ok 0,5-1g/d -obficie w żółtku jaj Wchłanainie gł w górnym odc j. cienkiego’ -poza egzogennym cholesterolem, jest też endogenny (żółć – 2g, kom nabłonka jelit – 0,5g) -cholesterol endogenny to ponad połowa cholesterolu wchłanianego z jelit -wchłania się przy pomocy micel W stanie wolnym, po wchłonięciu do enterocytu szybko są estryfikowane z KT i zostają włączone do puli endogennej -70% wchłania się w chylomikronach, reszta wrotnym -stale krąży wątrobowo-jelitowe

ADEK – mogą się wchłaniać tylko dzięki micelom

WCHŁANIANIE W JELICIE GRUBYM Ma ważną role we wchłanianiu wody i elektrolitów -długość j. grubego wynosi 90-150cm, a całkowita powierzchnia – 630-1600cm2 -niewielkie błóny o średnicy 210pm (2,1A) – mała przepuszczalność tranśluzówkowa różnica potencjałów wynosi -30-40mV -od strony światła jelita, nabłonek naładowany jest ujemnie „względem powierzchni zewnętrznej” -jest to ważny czynnik w przechodzeniu elektrolitów przez bl śluzową jelita

Do j. grubego wlewa się ok 1,5l treści zawierającej jony: -Na+ w stęż 200mmol/l -Cl- w steż 100mmol/l -K+ w ok 10mmol/l Z tego 90% H2O i elektrolitów wchłania się w j. grubym, które ma dużą pojemność resorpcyjną i bez trudu może wchłaniać nawet 2x tyle H2O, Na+, Cl- niż w warunkach prawidłowych W j grubym najintensywniej wchłaniane są jony Na+, których insorpcja zachodzi wbrew gradientowi elektrochemicznemu -stężenie Na+ w kale to ok 40mmol/l; więc mniej niż w osoczu -aktywnie są transportowane w proksymalnym odc kręznicy, odpowiedzialny jest tu za transbłonową różnice potencjału elektrycznego; jednoczęsnie j grube wydziela K+ (biernie) Stężnie K+ w stolcu możę przekraczać 100mmol/l; dowodzi to ich aktywnego wydzielania w dystalnym odcinku

Woda wchłania się w j. grubym wyłącznie biernie, przechodząc przez bl śluz zgodnie z gradientem osmotycznym, wytworzoną przez transport elektrolitów (gl Na+) -większość wody i elektrolitów wschłania się w proksymlanym odc okrężnicy -jest rezerwa pojemności chłonnej (2-3l/d) po przekroczeniu której mamy płynną biegunkę J. grube może także w niewielkich ilościach wchłaniać amoniak, glukozę, amikwas, kw tłuszczowe i niektóre witaminy

Wchłanianie jelitowe podlega: 1.perystaltyce jelitowej 2.przepływu krwi 3.hormony (zwłaszcza aldosteron – wchłania Na, wydala K w proksymalnym odc); -ADH obniża wchłanianie Na, Cl i H2O w okrężnicy; -dzieje się tak, bo treść jelitowa szybciej przechodzi (ADH pobudza perystaltykę) W jelitach mamy ponad 500 różnych gatunków bakterii -j czcze względnie sterylne; nieco więcej w krętym -dużo w grubym W grubym mamy np.: -E.coli -Lactobacillus bifidus -Clostridium welchii -Aerobacter aerogenes Liczba bakterii wydalanych z kałem – może stanowić aż 30% jego stałych składników

Dzięki bakteriom mamy w j. grubym procesy gnilne i fermentacyjne -węgle rozpadają się do kw organicznych (masłowy, propionowy, bursztynowy i mlekowy) -powstają tu też gazy jak metan, wodór, CO2, gł w wyniku neutralizacji kwasu -ok 50% gazów z połykanego powietrza -gazy te wydalane są na zewnątrz w ilości ok 150ml/dobe lub wchłanianie z jelit do krwi

Proces gnicia zachodzi gł dzięki takim bakteriom jak Streptococcus faecalis i Clostridium welchii Niestrawione białka dalej się rozpadają pod wpływem bakterii; peptydy i aminokwasy są dekarboksylowane i dezaminowane -tryptofan przekształca się w indol, skatol i tryptaminę (odpowiadają za charakterystyczną woń kału) -histydyna w histaminę -lizyna w kadawerynę -ornityna w putrescynę -arginina w agmatynę -fenyloalanina w kw benzoesowy -tyrozyna w tyraminę i parakrezol -cysteina w siarkowodór

Jelito grube, a i cienkie mogą ulec zmianom zapalnym pod wpływem rozplemu bakterii -powstają uszkodzenia bł śluz, owrzodzenia (np. wrzodziejące zapalenie j. grubego – colitis ulcerosa), czy smiany czynnościowe typu zespołu jelita drażliwego (IBS) Wprowadzanie odp symbiontoów – może zmniejszać ryzyko zmian zapalnych czy rozwoju nowotworów (np. gruczolaka jelita grubego) – probiotyki Nie ustalno, czy ostatecznie bakterie te są dobre czy złe xd Niektóre towrzą fajne rzeczy, np. biotynę, kw pantotenowy, inozytol, kw foliowy, nikotynowy, wit B12 i K -antybiotyki z kolei, wzmagają wzrost organizmu (lepiej wykorzystujemy składniki zjadane przez bakterie) Nadmierny rozrost flory bakteryjnej – np. na skutek gromadzenia się bakterii w uchyłku jelitowym czy ślepiej pętli jelitowej -upośledza to procesy trawienne i sprzyja rozowjowi zmian zapalnych Lactobacillus bifidus i rhamnosus – stosuje się w celu pełniejszej eradykacji H. pylori i zwiększenia jej wrażliwości na antybiotyki Produkują amoniak -> wątroba musi być sprawna, bo inaczej hiperamonemia

FORMOWANIE KAŁU W j. grubym; składa się w 75% z wody, (ok 100ml/d) i 25% składniki stałe, przy czym 30% ich masy stanowią bakterie

-reszta to sub nieorganiczne, gł wapń i fosforany (15%), ciała tłuszczowe (5%), niestrawione cz. Pokarmów, zwłaszcza celuloza (40%), trudniej strawne białko roślinne i białko złuszczonego nabłonka jelitowego (10%) -uformowany stolec to ok 135g/d (płynna miazga jaka wchodzi do j. grubego to ok 350g/d) Do j. grubego wydalane są składniki mineralne, zwłaszcza sole metali ciężkich takie jak fosforany wapnia i magnezu, częściowo żelazo i inne pierwiastki -odczyn kału na zewnątrz alkaliczny (HCO3- ze śluzu okrężnicy) a od wewnątrz kwaśny (fermentacja)

CZYNNOŚCI WĄTROBY Wiele, ale podstawowe: 1.Tworzenie i wydalanie żółci 2.Udział w podstawowych przemianach metabolicznych, zwłaszcza węgli, białek i lipidów 3.Przekształcanie amoniaku w mocznik 4.Degradacja i sprzęganie hormonów steroidowych oraz inaktywacja hormonów polipeptydowych 5.funkcje krążeniowe (gromadzanie/filtracja krwi z przewodu pokarmowego)

BUDOWA WĄTROBY Podstawowa jednostka to sześciokątne zraziki -złożone z hepatocytów; z jednej strony przylegają do siebie, z drugiej do naczyń zatokowych (sinusoid) przez które przepływa krew do żyły centralnej (środek zrazików) Pow. Stykania się wszystkich hepatocytów z zatokami wynosi ok. 400m2 i stanowi strefę pobierania (resoprcyjną) różnych związków z krwi z żyły wrotnej -w śródbłonku wiele makrofagów (kom gwieździste Browicza-Kupffera lub siateczkowo śródbłonkowe) Przeciwległa pow hepatocytów, tj ich strefa wydzielnciza – rynienkowate zagłębienia, dające początek kanalikom żółciowym Żółć odpływa nimi ze zrazików do przewodzików międzyzrazikowych -dzięki licznym mikroksomkom, łączna pow tych kanalików to ok 10m2; dzięki ścisłemu przyleganiu kom są one oddzielone od przestrzeni między ich powierzchnią resorpcyjną, a ścianą zatok (przestrzenie okołozatokowe dissego), więc żołć nie przedostaje się do krążenia wątrobowego

Kanaliki żółćiowe przechodzą na obwodzie zrazika w przewodziki, mające już własną ścianę -żółć płynie na obwód, a krew (żyły wrotne i t. wątrobowa) do środka zrazika -tworzy to układ przeciwprądowy, który na skutek wymiany składników znacznie zmniejszania różnicę stężeń składników miedzy krwią a żółcią (oddzielone tylko rzędem hepatocytów i kom śródbłonka) przewodziki zólciowe -> przewodziki międzyzrazikowe (w triadzie wątrobowej) -> przewód wątrobowy -> przewód wątrobowy wspólny -> przewód żółciowy wspólny (po połączeniu z przewodem pęcherzykowym)

I uchodzi do 12 w obrębie brodawki większej (brodawka Vatera) -albo razem z przewodem pęcherzykowym (70%) albo osobno (30%) Ściany pozawątrobowych przewodów – zawierają m. gładkie, tk łączna, bł śluz z licznymi gruczołami śluzowymi z warstwą kom walcowatych na pow wew przewodów -jego opróżnianie hamuje zwieracz bańki wątrobowo-trzustkowej (Oddiego)

BUDOWA PĘCHERZYKA ŻOŁCIOWEGO Gruszkowaty, ok 50ml -ma obficie pofałdowaną bł śluz, pokryta nabłonkiem walcowatym -w spoczynku wyściela je skąpa warstwa śluzu, złożona z glikoproteidów i śluzowielocukrowców W czasie zwrotnego wchłaniania składników żółci przez te błonę, zwiększa się liczba mikrokosmków na jej powierzchni, co zwiększa powierzchnie i pojemność chłonną pęcherzyka -jednoczesnie rozszerzają się przestrzenie międzykom (gromadzi się woda i elektrolita) Proces wchłaniania ułatwia gęsta sieć naczyń włosowatych, która leży zaraz pod nabłonkiem pow bł śluz -bł mięśniowa złożona z luźno ułożonych miocytów, których skurcz zachodzi pod wpływem CCK i nn. Cholinergicznych (pobudzonych przez ten hormon) powoduje koncentryczne zmniejsze obj + CCK rozluźnia zwieracz bańki wątrobowo-trzustkowej

WYDZIELANIE ŻÓŁCI Odpowiada ona za funkcje trawienne wątroby – to lepki, złocisty płyn włożony z wody (97% w tej wątrobowej i 89% z pęcherzykowej) i składniki stałe (3-11%): -kw żółciowe (64%) -fosfolipidy (18%) -cholesterol (8%) -tł i KT (3%) -bilirubina (2%) -inne (5%) Żółć jest w zasadzie izotoniczna z krwią, ale to zależy od tempa jej wydzielania i od stopnia zagęszczenia w p. żółciowym -zmiany osmolarnośc nie są jednak proporcjonalne do zmiany stężenia elektrolitów (adsorpcja elektrolitów na pow. Miceli) -stężenie Na+ w żółci wątrobowej to ok 230mmol/l i 330mmol/l w żółci pęcherzykowej Jest zaleznośc miedzy stężeniem soli żółciowych a kationami:

stęż soli = 2,03 [Na++K+] – 302

Gł aniony żółci to Cl- i HCO3-

-ich stężenie często niższe niż w osoczu (bo sole żółciowe jako aniony są w zółci) -stężenie Cl- w żółci wątrobowej (80-120mmol/l) jest wyższa niż w pęcherzykowej (1-5mmol/l) - to samo HCO3- (27-65mmol/l i 1-2mmol/l) W żółci otrzymanej po stymulacji sekretyną/pokarmem st HCO3- wzrasta, a Cl- maleje

Kw żółciowe wytw i koniugowane z glicyną/tauryną w hepatocytach i AKTYWNE WYDZIELANE do żółci -wchłaniają się potem czynnie, gł (95%) w obowodowym odc j. krętego -z krążeniem wrotnym wracają do wątroby, która wchłania je w ponad 90% Tak więc to sobie tak stale krązy i potrafi zrobić 6-12 obrotóW na dobę -cała ich pula (4-8g, 16-32mmol/d) jest względnie stała, bo wydalanie z organizmu (0,2g tj 3,2mmol/d) jest wciąż UZUPEŁNIANA NOWĄ SYNTEZĄ WĄTROBOWĄ Gdy większa strata, bo a to przetoka, a to złe wchłanianie, to wątroba wzmaga syntezę kw żółciowych nawet 10-20 krotnie, w stosunku do warunków prawidłowych – do wartości ok 14-28 mmol/d Ta synteza to złożony proces enzymatyczny -cholesterol przekształca się w wolny kw żolciowy, a ten sprzęga się z glicyną/tauryną (przy pomocy ATP i CoA) -często jako sole różnych kationów, stąd nazwa „sole kw zólciowych” Żółć zawiera cztery rodzaje kw żółciowych: 1.Cholowy - 50% 2.Chenodezoksycholowy (chenowy) – 30% 3.Dezoksycholowy – 15% 4.Litocholowy – 5% Ich wzajemny stosunek – 4:2:1:0,1 30% z tauryną, a 70% z glicyną skoniugowane Kw cholowy i chenodezoksycholowy – „pierwotne kw żółciowe” i powstają wyłącznie w hepatocytach -w jelicie, zwł grubym, kwasy te podlegają dehydroksylacji, stając się wtórnymi kw żółciowymi Kw litocholowy jest słabo ropzuszczalny w wodzie i większości wydalany z kałem -kw Dezoksycholowy wchłania się wtórnie i znowu podlega wydzielaniu do żółci -to samo z częścią litocholowego Niektóre wtórne kw zółciowe, pod wpływem bakterii jelitowych przekzstałcają się w tzw

TRZECIORZĘDOWE KW ZÓŁCIOWE -ich gł przedstawiciel, to kwas ursodezoksycholowy (powstaje z chenodezoksycholowy) Choć 90% wtórnie zebranych kw żółciowych pobiera wątroba, to część idzie do krążenia ogólnego -wahania jego stężenia, szczyt w 2-4h po posiłku, obniza się w okresie miedzytrawiennym -po wycięciu pęcherzyka żółciowego brak tych wahań (bo zółc ciągle się wydziela)

Dzięki koniugacji – są amfipatycznę -w jelitach występują jako związki całkowicie zjonizowane (3,7 pKa dla kwasów sprzężonych z glicyną i 1,5 dla tych z tauryną) -nie wchłaniają się w jelitach, z wyjątkiem końcowego odc j. krętego (receptory aktywnie je wychywtujące tam są) Wolne, niesprzężne kw żółciowe (pKa – 6) nie rozpuszczają się w wodzie; -jako niezjonizowane wchłaniają się na całej długości jelit, jako dyfuzja niejonowa; -częściowo wydalane z kałem

Sprzężone kw żółciowe w stężeniu przekraczającym KRYTYCZNE STĘŻENIE MICELLARNE (ok 2mmol/l) tworzą micelle

Żołć zawiera wolny i zestryfikowany cholesterol w stężeniu ok 1,6-4,4mmol/l (0,6-1,7g/l) -wątroba jest jego gł miejscem syntezy z octanów, magazynuje go, estryfikuje, przeprowadzaniu w kw żółciowy i do żółci -całkowita pula cholesterolu wynosi ok 364mmol (140g), a de novo w ciągu dobry wytwarzamy 6,7mmol (3g), czyli ok 2% całkowitej puli (tyle też jest wydalane z zółcią do jelit) Synteze cholesterolu – sprzężenie zwrotne (im więcej wraca, tym mniej się syntetyzuje i na odwrót) Cholesterol wydziela się czynnie do żółći -stosunek cholesterolu i kw żółciowych waha się w zakresie od 1:20 do 1:30, co zpaenia utrzymanie się go w nim w stanie rozpuszczonym -gdy ten stosunek spada poniżej 1:13 to cholesterol się wytąca do mikrokryształów i powstają kamienie (złogi) cholesterolowe -ten spadek to albo za dużo cholesterolu, albo za mało kw. Żółciowych Na ogół – za dużo cholesterolu i jeszcze zastój w pęcherzyku, co sprzyja wytrącaniu się złogów cholesterolu W żółci mogą też powstawać kamienie wapniowo-bilirubinowe, złożone z soli wapnia, bilirubiny, białka, złuszczonego nabłonka itp.

Powstawanie kamieni żółciowych sprzyja obecność tzw ZARODKÓW KRYSTALIZACJI – gl glikoproteiodów -pochodą one ze śluzu bł śluzowej i złuszczonego nabłonka tej błóny -długotrwałe stosowanie kw chenodezoksycholowego czy ursodezoksycholowego zmniejsza

skłonność do wydzielania żółci przesyconej cholesterolu (używanie ich w terapii) Przy złogach rozwija się stan zapalny i niekiedy wymaga cholecystektomi -przez to po tym żółc stale, zwłaszcza jak wykonamy sfinkterektomie zwieracza Oddiego -generalnie tacy ludzie nie maja dolegliwości; procesy trawienne przebiegają bez zaburzeń (za czasów kamyków po potrawach smażonych pojawia się kolka żólćiowa)

Fosfolipidy w żółci – gl jako lecytyny, ich zawartość nie zależy od ich stężenia w osoczu -są też w niektórych pokarmach, np. żółtkach

Barwniki żółćiowe – nadają jej złocistego koloru, gł bilirubina -transportowana jest w krwi niesprzężoan do stężenia ok 17,1mmol/l (ok1mg%), i jest wychytywana szybko i łatwo przez zatoki wątroby, w czym pośredniczą zasadowe bialka cytoplazmatyczne (białka XY) -do mikrokosmków, i wyzdielana do zółci w stężeniu ok 140 razy większe niż w osoczu -dalszy wzrost po zagęszczeniu w pęcherzyku i drogach żółciowych

Dobowe wydzielanie bilirubiny wynosi 0,5-2g (8,5-34,2mmol) -do krwi niewielka ilość (di)glukornidu bilirubiny W jelicie – do urobilinogenu (sterkobilinogenu) Zaleznie od mechanizmu powstania żółtaczki, wyróżniamy: -miążśzową (uszkodzenie hepatocytów) -mechaniczną (zaczopowanie dróg) -hemolityczna

MECHANIZM WYDZIELANIA ŻÓŁCI Składniki żółci dzielimy na trzy grupy, zależnie od ich stosunku żółć/osocze 1.Sub wydzielane AKTYWNIE do żółci (stęż wyższe niż w osoczu) -sole i barwniki żółciowe 2.Sub o podobnym stężeniu -NaKCa + Cl 3.Związki o niższym stężeniu niż w osoczu -cholesterol, fosfolipidy, glukoza, białka 2 i 3 – transportowane są biernie do żółci z hepatocytów -im więcej kw żółciowych wraca do wątroby, tym wieksza obj wydzielanej żółci i zawartość w niej związków drugiej i trzeciej grupy

Zależnie od własc chem wydzielanych sub, wyróżnia się w hepatocytach trzy rodzaje mechanizmów transportu: 1.Anionowy (np. sole i barwniki żółciowe) 2.Kationowy (np. aminy czwartorzędowe) 3.Obojętne (np. glikozydy nasercowe) Działają niezależnie od siebie, brak zawodnictwa o substancje; każda ma swoją określoną pojemność

Transport czynnie wydzielanych sub do zółci jest procesem złożonym w którym wyróżniamy: 1.Wychwyt tych sub z krwi przez heaptocyty 2.Gromadzenie w hepatocytach 3.Metabolizm wewkom 4.Wydzielanie do żółci Niektóre sub przechodząc przez hepatocyty są koniugowane (np. z tauryną czy choliną), co zwiększa ich rozpusczalnosc w wodzie i umozliwai wydzielanie do żółci

Kw żółciowe z krwi wrotnej do hepacytów dostają się transprotem wspólnym z Na+ -siłą napędową jest wypompywanie Na za pomocą Na/K-ATPazy z hepatocytu (tworzy graident – wtórny transport aktywny) W miarę jak kw żółciowe wydzielane są do kanalików żółciowych, woda i elektrolity (NaKCa, Cl, HCO3-) dostają się do kanalików w wyniku filtracji osmotycznej (frakcja zależna od kw żółciowych)

Nabłonek w drogach żółciowych – własc. wydzielnicze; wydziela frakcje żółci niezależną od kw żółciowych, ale bogatą w HCO3Dzięki niej, zwiększa się nieznacznie obj. żółci i wzrasta w niej stężenie HCO3- (np. po stymulacji nabłonka przez sekretynę, VIP czy glukagon) -gł sila napędowa dla HCO3- i Na+ są pompy dla tych jonów w nabłonku wyścielającego pęcherzyki, przewodziki i przewody żółciowe

Żołc, przechodząc przez obwodowe odc dróg żółciowych – modyfikacje (zwrotne wchłanainei wody i elektrolitów) -zachodzi on jednak gł w p. żółciowym, gdzie żółć jest zagęszczana 5-20 razy -resorpcja zwrotna w pęcherzyku przebiega stosunkowo szybko i dotyczy Na+, Cl-, HCO3- i wody (Na+ aktywnie, reszta biernie; H2O za śladem NaCl) Wchłanienie wody z pęcherzyka odbywa się pomimo braku różnic w ciśnieniu osmotycznym po dwóch stronach jego bł śluzowej (wchłanianie izoosmotyczne) NO czy VIP – adaptacyjne rozluźnienie ściany pęcherzyka do magazynownia, jednocześnie skurcz zwieracza bańki wątrobowo-trzustkowej

REGULACJA WYDZIELANIA ŻÓŁCI Wydzielamy 250-1100ml/d; ilość regulowana przez różne czynniki. Najważniejsze to: 1.Sole żółciowe -tworzą gradient osmotyczny, który przyciąga inne składniki i zwiększa obj 2.Krążenie wątrobowe -stosunkowo nieiwlki wpływ, o ile wątroba zaopatrzona jest w tlen -przy hipoksji spadek wydzielania żółci 3.unerwienie autonomiczne -przywspółczulna (nn. X) pobudza obj żółci i ilość składników stałych w nich 4.czynniki hormonalne -Sekretyna, glukagon, VIP, gastryna, CCK i histamina -Dodatkowe źródło żółci – komponent alkaliczny, wydzielany przez kom nabłonka wyścielający przewody żółciowe, niezalezna od kw żółciowych, stymulowane przez hormny (gł sekretyna i glukagon) Choleretyki (czynniki choleretyczne) – pobudzającą wydzielanie żółci w zakresie frakcji zależnej od kw żółciowych i frakcji alkalicznej, niezależnej od tych kwasów – odpowiednio kw żółciowe/niektóre enterohormony Stymulacja wydzielania żółci (cholereza) wywołana hormonami sekretynopdobnymi jest wzrost obj żółci, oraz stężenia zawartej weń HCO3- i Cl- i równoczesny spadek stęż kw żółciowych -Gastryna, CCK i histamina mają słabszy wpływ na wydzielanie żółci niż sekretyna i jej homologi

Prawidłowo – żółć wydzielana jest niemal stale -gdy uciśnięcie na przewód (np. guz) wzrasta ciśnienie; jeśli przekroczy 25mmHg to ustaje proces wydzielania żółci W okresie międzytrawiennym, żołć wydzialna jest do pęcherzyka i tylko okresowo (co 90-110min), gdy przez 12 przesuwa się II i III faza MMC, to niewielka ilość żółci jest wstrzyknięta do 12 Po posiłku (30 min po) – 50-80% obj wyjściowej jest wydzielane do jelita -gł bodziec do opróżniania pęcherzyka – aktywność nn. X i CCK (uwalniana przez produkty trawienia, działa przez receptor CCK1 w n. afarentnych i na bezpośrednio na miocyty pęcherzyka) -wraz znim, pod wpływem pobudzenia wagalnego i CCK rozkurcza się też zwieracz Oddiego

CZYNNOŚĆ WĄTROBOWEGO UKŁ KRĄŻENIA Wątroba jest zaoparytwana w krew, w 70% przez ż. Wrotną i 30% przez t. wątrobową -krew w żyle wątrobowej jest w 85% wysycona tlenem, w tętnicy – w 95%, przyjmuje się, że żyła wrotna pokrywa 60%, a tętnica wątrobwa – 40% zapotrzebowani na tlen Całkowita obj krwi przpeływająca przez wątrobę – w spoczynku średnio 1800ml/min (ok 35% pojemności minutowej – duza perfuzja w wątrobie)

Ciś krw w łożysku krążeniwa wrotnego ma stosunkowo niskie ciśnienie: -w żyle wrotnej 6-12mmHg -w zatokach wątrobowych 3-4mmHg -w żyle wątrobowej 1-2mmHg wszystkie niższe niż ciś onkotyncze osocza – mogłoby to utrudniać ultrafiltracje w zatokach wątrobowych, ale nie – zatoki te maja liczne, okienkowate otwory, ok 50nm każdy, co daje im dużą przepuszczalność dla wszystkiego, oprócz białek osocza

Krążenie wrotne – ważny niskociśnieniowy rezerwuar krwi -może się w nim pomieścić dodatkowe 200-400ml krwi, przy wzroście ciśnienia w żyle wątrobowej o zaledwie 4-8mmHg -w stanach nagłych może oddać 1l krwi do krążenia systemowego Utrudnienie przepływu krwi przez żyłę wątrobową/wrotną/naczynia samej wątroby – wzrost ciśneinai w krążeniu wrotnym (nadciśnienie wrotne – do ok 20-30mmHg) -powoduje to wyrównawcze powiększenie śledziony i rozwój krążenia obocznego (żylaki przełyku, żyły przypępkowe i żylaki odbytnicy -równocześnie nastepuje upośledzenie czynności wątroby i zmniejszenie syntezy białka, a w konsekwencji obrzęki i wodobrzusze

Obj krwi i przeływ jej przez wątrobę – duże wahania

-zalezy od oporów w tętniczkach krezkowych i naczyniach wewnątrzwotrobowych (wzrost np. przy wysiłku fizycznym) -zmniejsza się zaś przez enterohromony podczas trawienia (Np. gastryna, CCK, i sekretyna z hormonów, VIP, GRP, CGRP i NO z neurohormonów) Naczynia wewnątrzwątrobowe – zwieracze naczyniowe mają, regulują obj krwi przepływającej naczynia w wątrobie – regulacja noradrenergiczna (współczulna) -brak regulacji przywspółczulnej, ale zamiast niego NANC (nieaderenergiczne, niecholinergiczne nerwy) uwalniające na zakończeniach neuroprzekaźniki rozkurczowe jak VIP, CGRP, NO, PACAP, adenozyna i inne W spoczynku – przeływ krwi przez wątrobę powolny; przy większym ciś – odruchowe rozszerzenie żyły wrotnej Układ przywspółczulny - obkurcza naczynia wrotne w wątrobie (spadek perfuzji przez wątrobę)

Przepływ krwi w tętnicach wątrobowych i w żyle wrotnej to wielkości odwrotnie proporcjonalne -zależność ta jest po części utrzymywana przez adenozynę, którą produkuje śródbłonek – tętniczki -im wolniejszy przepływ przez ż. Wrotną, tym lepiej działa (wolniej wypłukiwana – rozszerza naczynia i na odwrót) Hipoksja wzmaga uwalnianie NO z argininy, pod wpływem pobudzania NOS w śródbłonku

Krążenie wątrobowe – wpływ wielu czynników humoralnych -A uwalniana w małych dawkach rozszerza naczynia wątrobowe, a w dużych – gwałtowny skurcz -skurcz ten zachodzi przez pośrednictwo alfa2-recpeotrów, oraz Ca2+ uwalniane w cytozolu -NA zawsze obkurcza naczynia -Histamina rozszerza łożysko, obniża ciś i zwiększa przepływ krwi -Insulina zmaga przepływ wątrobowy (prawdopodobnie przez uwalnianie A) Hormony ukł trawiennego – gastryna, CCK, VIP i w mniejszym stopniu glukagon, sekretyna – rozszerzają n. wątrobowe i trzewne -wzmagają też zużycie przez nie tlenu (wątrobę i narządy trzewne w sensie) Duże znaczenia ma autoregulacja przepływu krwi w n. krezkowych – zdolność do rozszerzania się przy zwiększonym metabolizmie i na odwrót

CZYNNOŚCI METABOLICZNE WĄTROBY 1.Magazynowanie glikogenu (glikogenza i glikogenoliza) 2.Przekształcanie galaktozy i fruktozy w glukozę 3.Glukoneogeneza 4.Tworzenie wielu ważnych związków z pośrednich metabolitów cukrów 5.Buforowanie stężenia glukozy we krwi (wchłanianej z jelit) 6.Mocznikogeneza – jedyny narząd gdzie powstaje Wątroby wychwyt glukzoy jest niezależny od bodźców nerwowych czy hormonalnych – tylko od stężenia glukozy we krwi i hepatocytach -jej nadmiar z krwi jest przekształcany do glikogenu

Udział wątroby w metabolizmie tłuszczów: 1.Beta-oksydacja KT i tworzenie ciał ketonowych -ciała ketonowe z AcetyloCoA (kwas acetooctowy), a w tk pozawątrobowych się znowu przekształcają w acetylo-CoA (dostarczanie substratu do krebsa) 2.Synteza lipoprotein (szczególnie LDL i HDL) 3.Synteza cholesterolu i fosfolipidów -80% cholesterolu w kw. Żółciowe -reszta do lipoproteidów, które służą kom ustroju do budowy struktur błonowych 4.Przemiana cukrów i białek w tluszcze Najważniejsza funkcja, której nie może zastąpić żaden innych narząd – przemiana białek 1.Dezaminacja oksydatywna amikwas z tworzeniem ketokwasów i amoniaku 2.Transaminacja, która umożliwia wejście aminokwasów do cyklu Krebsa 3.Tworznie mocznika z amoniaku 4.Synteza ok 85% białek osocza (zwł albuminy, alfa i beta globuliny, oraz fibrynogen – czyli wszystko poza Ig w sumie) 6.Synteza niektórych amikwas i substancji od nich pochodzących (glutamina, tauryna)

INNE CZYNNOŚCI WĄTROBY 1.Magazynowanie witamin, zwłaszcza A,D,B12 ich zapasy starczą na: a) 1-2 lata (A) b) D – okres 3-12 msc c) B12 na 3-6 lat 2.Wytwarzanie czynników krzepnięcia krwi – I, II, VII, IX, X 3.Wątroba spichrza duże ilości żelaza w postaci ferrytyny (tj w związku z białkiem – apoferrytyną) co działa jako bufor żelaza osoczwego 4.Wątroba to gł narząd odtruwający (toksyny endo i egozgenne) -koniuguje je z kw glutaminowym, siarkowym, glukuronowym, glikokolem czy cysteinę albo po prostu do żolci, wcześniej zobojętnione sytuacje -detoksykacja zachodzi przez utlenienia, redukcje, hydroksylacje (leki) czy proteolizy/dezaminacji (hormony białkowe) 5.Inaktywuje też wiele hormonów, np. steroidowe (kortykosteroidy, estrogeny), a niektóre rozkłada do nieaktywnych związków (peptydowe hormony – insulina i glukagon)

Wątroba odgrywa też ważną role w termoregulacji; ma najwyśzą temperaturę z narządów -krew odpływająca z niej, ma o 1,5*C wyższą temp niż krew w żyle wrotnej

Przesczep wątroby – marskość, uszkodzenie, także w pojedynczym pierwotnym raku wątroby się stosuje (jak nie ma przerzutów to jest duża szansa na przezycie)

PRÓBY CZYNNOŚCIOWE WĄTROBY Mają zwykle charakter jakościowy i opierać się mogą na: 1.Badaniu metabolizmu barwników żółciowych -oznaczanie stężenia bilirubiny w krwi (z uwzględnieniem odczynu Van der Bergha) -oznaczanie bilirubiny i urobilinogenu w moczu 2.Oznaczanie enzymów, np. transaminaza, dehydrogenazy, cholinesterazy. -badanie transaminazy glutaminowo-szczawiooctowej (SGOT) i glutaminowo-pirogronowej (SGPT) -wzrost ich aktywności powyżej 20j/l przemawia za procesami zapalnymi i martwiczymi w miąższu wątroby 3.okreslaniu zawartości białka i przeprowadzaniu prób kłaczkujących surowicy krwi -w stanie zapalnym mniej białek wytwarzanych wątrobie i wzrost gamma-globulin -w tych warunkach (zapalnych) też dodatkowe wyniki w próbach kłaczkujących (takich jak tymolowa czy kefalinowa) 4.Badanie wydzielania wątrobowego -określa się zdolność do pobierania z krwi, metabolizowania i wydzielania do żółci, oraz określenia oczyszczenia ze strony wątroby tych substancji -np metabolizm laktozy, lewulozy i amoniaku, albo wydzielanie/wydalanie, stosując takie substancje

jak: bromosulfoftaleina (BSF), róż bengalski i bilirubina -spóśród nich najszerzej przyjęło się badanie z użyciem BSP (tak, BSP. Chyba o BSF chodzilo) 5.Badanie krążenia wrotnego 6.Próby bioptyczne 7.Próby radiologiczne i USG z uwidocznieniem krążenia żółciowego i wrotnego -cholecystografia doustna, dożylna oraz USG pozwalają na uwidocznienie przewodów żółciowych i pęcherzyka żółciowego, oraz określenie kurczliwości pęcherzyka i jego frakcji wyrzutowej, pod wpływem posiłku tłuszczowego/CCK 8.laparoskopia endoskopowa (oglądanie)