Fiziologija Flashcards
Membranski potencijal
Razlika potencijala sa jedne i druge strane ćelijske membrane. Membranski potencijal postoji zato što joni nisu jednako raspoređeni sa dve strane membrane i zato što je ćelijska membrana selektivno propustljiva za njih
Ključni joni za membranski potencijal
- K+
- Na+
- Cl-
Koncentracija K+ jona veća je u unutrašnjoj sredini ćelije, a koncentracije Na+ i Cl- jona su veće u vanćelijskoj sredini
Koliko iznosi membranski potencijal?
-65 mV
Negativan predznak ukazuje na to da je unutrašnja sredina negativnija od spoljašnje, zbog postojanja velikih anjona u unutrašnjosti ćelije, za koje membrana nije propustljiva (amino-kiseline, proteini, nukleotidi i dr. negativni su zbog fosfatnih ili sulfatnih grupa)
Elektro-hemijski gradijent jona (K+, Na+) kroz membranu
Joni K+ kroz otvorene kanale izlaze iz ćelije i kreću se sa mesta veće koncentracije na mestu manje koncentracije. Međutim, izlaskom K+ jona, unutrašnja sredina gubi pozitivno naelektrisanje i postaje sve negativnija. Na ovaj način se povećava električni gradijent koji se suprotstavlja izlasku jona K+, odnosno koncentracionom gradijentu.
*razlika potencijala na kojoj prestaje izlazak K+ iznosi -75mV (ravnotežni potencijal za K+)
Na+ joni ulaze u ćeliju pošto ih je više u spoljašnjoj sredini, a donose i pozitivno naelektrisanje.
Receptorsko-efektorni sistem
*refleksne reakcije
Biološki sistem koji detektuje promene spoljašnje i unutrašnje sredine i na njih reaguje
Komponente receptorsko-efektornog sistema
- Receptori (čulne ćelije) - ćelije koje su sposobne da prepoznaju i prime određene draži (stimuluse) iz spoljašnje i unutrašnje sredine i da ih pretvore u nadražaj (akcioni potencijal)
- Nervni provodnici ili aksoni - prenose informacije ili iz receptora do centralnog nervnog sistema (senzitivni tzv. aferentni neuroni), ili iz centralnog nervnog sistema do efektora (motorni tzv. eferentni neuroni), ili interneuroni - prenose informaciju između dve ćelije
- Efektori - mišićne i žlezdane ćelije koje izvršavaju reakciju organizma
Vrste receptora
- Primarne čulne ćelije imaju svoj nastavak koji sprovodi signal u smeru prema CNS
- Sekundarne čulne ćelije nemaju takav nastavak i zato se signal sa njih direktno prenosi na nervnu ćeliju - obično senzitivni neuron, ili druge nervne ćelije
*promene u spolj. i unut. sredini mogu da registruju i završeci senzitivnih neurona, koji su specijalizovani za tu namenu - kapsulirani ili nekapsulirani - Eksteroceptori - registrtuju draži iz spoljašnje sredine
- Interoceptori - registruju draži iz unutrašnje sredine
- Mehanoreceptori - registruju mehaničke draži tj. mehanička energija koju stimulus prenosi (receptori za dodir u koži, receptori za istegnutost mišića, receptori sluha i ravnoteže u unutrašnjem uhu)
- Hemoreceptori - registruju hemijsku energiju (receptori za ukus i miris)
- Termoreceptori - registruju promenu temperature
- Fotoreceptori - registruju energiju elektromagnetnog zračenja (u mrežnjači oka, štapići i čepići)
Akcioni potencijal
Kratkotrajna promena membranskog potencijala, koja može da se prenosi duž membrane ćelije i prenese na drugu ćeliju. Tokom AP, membranski potencijal se smanjuje do nule, zatim prelazi u pozitivne vrednosti i na kraju se vraća na potencijal mirovanja
Pražni stimulus
Ona jačina stimulusa koja dovodi do kritičnog nivoa depolarizacije, odnosno do AP
Šifra obeleženih linija
Mozak određuje prirodu stimulusa koji deluje na receptor na osnovu postojanja direktnih veza između receptora i specifične zone u mozgu
Građa nervne ćelije
- Telo (perikarion) - metabolički centar
- Kratki nastavci (dendriti) - primaju signal od drugih ćelija
- Dugi nastavak (akson, nervno vlakno) - sprovodi AP do drugih ćelije
*terminalni dugmići
Gde nastaje AP?
U inicijalnom segmentu aksona
Ko stvara mijelinski omotač?
*neuroglijske ćelije
U CNS - oligodendrocite (imaju više nastavaka i mogu da formiraju veći broj segmenata omotača na istim ili različitim aksonima)
U PNS - Švanove ćelije (obrazuju po jedan segment omotača na jednom aksonu)
Mijelinski omotač
Obmotava aksone većine neurona. Pretežno je sastavljen iz lipida, i ima ulogu izolacije. Na mestima duž nervnog vlakna je isprekidan - nodusi; delovi obloženi mijelinskim omotače - internodusi
Tipovi neurona
- Unipolarni - imaju jedan nastavak koji se grana; jedna grana ima ulogu dendriga, a druga aksona
*pseudounipolarni - senzitivni neuroni - Bipolarni - imaju dva nastavka; jedan sa dendritskom, drugi sa neuritskom funkcijom
- Multipolarni - imaju veći broj dendrita, i jedan neurit (koji može da se grana)
Nadražljive ćelije
Ćelije koje imaju sposobnost da na stimulus reaguju nastankom AP
- čulne ćelije (receptori), nervne ćelije, efektorske ćelije (mišići, žlezde)
Nastajanje AP uslovljeno je
Da se u membrani ćelije nalaze ligand-zavisni kanali i voltažno zavisni kanali. Ligand-zavisni kanali su ujedno i receptorski molekuli i njihovo otvaranje se ostvaruje vezivanje specifičnog molekula. Otvaranje voltažno zavisnih kanala se ostvaruje kada membranski potencijal dođe do određene vrednosti. Kanali su proteini.
Hiperpolarizacija
Nastaje kada stimulus izazove otvaranje kanala za K+, pri čemu on izlazi iz ćelije i nosi svoje pozitivno naelektrisanje. Unutrašnja strana ćelije postaje elektronegativnija od potencijala mirovanja i ne izaziva AP
Depolarizacija
Nastaje kada stimulus izazove otvaranje kanala za Na+, pri čemu joni ulaze u ćeliju i zbog toga unutrašnja sredina ćelije postaje pozitivnija. Kada membranski potencijal izazove kritičan nivo depolarizacije (-45mV) nastaje AP
Pravilo nastajanja AP
“Sve ili ništa”
Ukoliko nastane pražni stimulus, on dovodi do kritičnog nivoa depolarizacije, odnosno do AP - iste amplitude i istog trajanja. Ukoliko nastane stimulus manjeg intenziteta od pražnog stimulusa, on ne dovodi do AP.
Šifra frekvencije
Razlikovanje stimulusa različite jačine omogućeno je time što stimulusi koji zadvoljavaju uslov jačine ne dovode do stvaranja jednog akcionog potencijala već do serije njih. Jači stimulus dovode do veće, a slabiji do manje frekvencije AP.
Faze AP
- Depolarizacija - otvaraju se voltažno zavisni kanali i za Na+ i K+, ali se za Na+ jone otvaraju mnogo brže. (membranski potencijal se smanjuje do 0)
- Uzlazna faza - ulazak Na+ jona smanjuje elektronegativnost unutrašnje sredine; dolazi do inverzije polarizacije membrane, unutrašnja strana postaje pozitivna
*peak - +30mV - Silazna faza - kanali za Na+ se zatvaraju i postaju nepropustljivi za jone, a pošto su kanali za K+ idalje otvoreni, izlazak pozitivnog naelektrisanja dovodi da unutrašnja sredina bude sve manje pozitivna, dolazi do 0, i prelazi u negativne vrednosti
- Prebačaj - pošto se kanali za K+ postepeno zatvaraju, unutrašnja strana membrane za kratko vreme postaje negativnija od vrednosti membranskog potencijala u mirovanju
Sinapse
Veza između dve nadražljive ćelije. Ostvaruje se preko terminalnih dugmića.
1. Hemijska sinapsa - signali se prenose preko neurotransmitera
2. Električna sinapsa - nema neurotransmitera
Električna sinapsa
*pukotinasta veza
Pukotinastu vezu čine pore susednih ćelije omeđene proteinima - koneksori, pri čemu se proteini jedne spajaju sa proteinima druge ćelije i formiraju kanal. Kroz kanal mogu da prolaze joni iz jedne ćelije u drugu. Prelazak jona iz jedne ćelije u drugu menja njen membranski potencijal
*u embrionalnom razviću, električne sinapse su dominantan tip sinapse između nervnih ćelija, dok se kasnije zadržavaju samo u nekim delovima mozga i između mišićnih ćelija srca i ćelija glatkih mišića
Hemijske sinapse - motorna ploča
Između ćeija postoj međućelijski prosotor - sinaptička pukotina. Prenos signala kroz ovaj prostor omogućavaju neurotransmiteri.
Dolazak AP do završetka presinaptičke ćelije dovodi do otvaranja kanala za Ca2++ jone. Ulazak Ca++ potiskuje vezikule sa neurotrasmiterom do ćelijske membrane i dolazi do egzocitoze neurotransmitera u sinaptičku pukotinu. Kretanje neurotransmitera kroz pukotinu se ostvaruje difuzijom. Neurotransmiteri se vezuju za receptore na membrani postsinaptičke ćelije - ligand-zavisni kanali za Na+ ili K+-
Refraktorni period
Period nakon AP kada je ćelija neosetljiva i ne može da nastane novi AP
Ranvijeova suženja
Nodusi
Skeletni mišići - građa
Sastoje se od snopova paralelno postavljenih mišićnih ćelija. Mišićna vlakna ili mišićne ćelije skeletnih mišića su pod kontrolom motornih nervnih ćelija koje se nalaze u kičmenoj moždini.
Miofibrili
Miofibrili omogućavaju kontrakciju mišićnih ćelija - sposobnost grčenja i opuštanja, što omogućava pokretanje pojedinih delova tela, tela kao celine i rad unutrašnjih organa.
1. Tanki filamenti - aktin + dva regulatorna proteina
+ tropomiozin - končasti protein koji sprečava vezivanje miozinske glavice za aktin
+ troponin - pri vezivanju Ca++ uklanja končasti protein i omogućava vezivanje miozinske glavice za aktin.
2. Debeli filament - miozin. Sastoji se iz glave, vrata i repa. Rep služi za vezivanje za membranske organele, a glava poseduje mesto preko koga se vezuje za aktin, kao i mesto za koji se vezuje AT. Glava vrši hidrolizu ATP-a, pri čemu oslobođena energija menja konformaciju miozina.
Mišićna kontrakcija
*zasniva se na sinhronizovanoj aktivnosti miofibrila, pri čemu dolazi do međusobnog podvlačenja tankih i debelih vlakana.
*kod poprečno-prugastih mišića, miofibrile su organizovane u nizove ponovljenih odsečaka - sarkomera.
Dolazak AP do završnih dugmića motoneurona otvara kanale za Ca++. Ulazak Ca++ potiskuje vezikule ka ćelijskoj membrani, što dovodi do egzocitoze acetilholina u sinaptiču pukotinu. Acetilholin se vezuje za receptore na membrani mišićne ćelije koji su ligand-zavisni kanali za Na+ jone. Otvaranje kanala dovodi do depolarizacije motorne ploče, a depolarizacija do oslobađanja Ca++ u citoplazmu iz sarkoplazminog retikuluma. Joni Ca++ omogućavaju kontakt aktinskih i miozinskih filamenata i kontrakciju - vezivanjem za troponin, čime se on aktivira i povlači tropomiozin između lanaca aktinskog filamenata. Na taj način oslobođeno je mesto za vezivanje glavice miozina.
*miozin vezuje ATP, a hemijsku energiju pretvara u mehaničku energiju neophodnu za grčenje, koja može da se oslobodi tek onda kada se miozinska glavica veže za aktinski molekul
*za odvajanje glavice miozina od aktina neophodan je molekul ATP
Kada se glavica miozina nađe u prednjem položaju, od nje se odvaja ADP i fosfatna grupa i time oslobađa mesto za vezivanje novog ATP molekula. Odvajanje miozinske glavice odigrava se tek kada se novi ATP molekul veže za nju. Miozinska glavica katalizuje hidrolizu ATP-a. Hidrolizom dobija energiju za vraćanje u zadnji položaj.
Tipovi mišića
- Crveni mišiči - dobro prilagođeni za dugotrajno stajanje i hodanje. Sporo se kontrahuju, sporije se zamaraju i sporije se opuštaju
- stvaraju ATP razgradnjom glukoze uz O2.
- imaju veliku mrežu kapilara koja dovodi glukozu i O2, koje koriste za obnovu ATP
- imaju dosta mitohondrija i mioglobina (protein koji vezuje O2 iz krvi) - Beli mišići - prilagođeni za brze i jake pokrete
- dva tipa:
a) stvaraju ATP razgradnjom glukoze u uslovima bez kiseonika, čime nastaje mlečna kiselina (proizvode veliku napetost, ali se brzo zamaraju i zahtevaju više časova odmora)
b) stvaraju ATP razgradnjom glukoze uz O2 (kombinacija prethodne dve grupe: otpornija na zamor, a sadrže dinamiku belih mišića)
Srčani mišič
Dva tipa ćelija
1. Tipične srčane ćelije (najveći deo mase) koje grade pretkomore i komore. Međusobno su povezane prelaznim pločama (poseban vid komunikacije koji omogućava da se AP prenosi bez hemijskog posrednika - električna sinapsa).
2. Predvodničke ćelije koje samostalno stvaraju AP. Predvodničke ćelije grupisane su u čvorove i sprovodna vlakna.
- SA čvor u zidu desne pretkomore koi proizvodi AP (inicira srčani ritam)
- AV čvor između desne pretkomore i desne komore
- sprovodna vlakna povezuju čvorove međusobno, kao i čvorove sa ostatkom srca
Glatki mišići
Grade zidove šupljih unutrašnjih organa (želudac, creva, mokraćna bešika, ili materica, i zidove krvnih sudova). Grade ih ćelije vretenastog oblika, u čijoj citoplazmi se takođe nalaze aktinski i miozinski filamenti, ali su oni drugačije organizovani, pa je grčenje glatkih mišića veoma sporo.
*neki mogu da se grče tek nakon pristizanja AP (dužica oka, zid krvnih sudova), a neki mogu sami stvarati AP (imaju ćelije slične predvodničkim ćelijama srca)
Amini (neurotransmiteri)
- acetilholin
- noradrenalin
- adrenalin
- serotonin
Aminokiseline (neurotransmiteri)
- gama amino-buterna kiselina (GABA)
- glicin
- glutamat
- aspartat
Neuropeptidi (neurotransmiteri)
- supstancija P
- enkefalin
Purini (neurotransmiteri)
- adenozin
- ATP
Homeostaza
Stalnost unutrašnje sredine organizma, bez obzira na promene u spoljašnjoj sredini
Konformisti
Organizmi kod kojih se unutrašnja sredina manja sa promenom spoljašnje sredine
Regulatori
Organizmi koji poseduju mehanizme kojima održavaju stabilnost unutrašnje sredine
Humoralna regulacija
Hormoni se izlučuju u krv
- za njihovo delovanje treba više vremena, ali ostvaruju dugotrajniji efekat (od nervne regulacije
Negativna povratna sprega
Deluje suprotno od stimulusa: ako je koncentracija neke materije povećana, negativnom povratnom spregom se smanjuje i obrnuto.
Pozitivna povratna sprega
Ubrzava proces koji ju je inicirao
- zgrušavanje krvi
- porođaj
Unutarćelijsko varenje
Enzimi pomoću kojih se hrana hemijski razgrađuje, luče se i deluju u samoj ćeliji. Hranljive materije ćelija uvlači u sebe pomoću nastavaka - pseudopodija, i pakuje ih u vakuolu koja se, zatim, spaja sa organelama sa enzimima koji razlažu hranu
Vanćelijsko varenje
Obavlja se delovanjem enzima koji se iz žlezdanih ćelija (npr. pljuvačnih žlezda ili pankreasa) luče u lumen creva
Membransko varenje
Obavljaju enzimi vezani za membrane epitela zida tankog creva koji razlažu oligomere i dimere proteina i ugljenih hidrata na monomere, i to tokom njihovog preuzimanja iz lumena creva u crevni epitel
Digestivni put
- Usna duplja - jezik, zubi i mnogobrojne pljuvačne žlezde. Pljuvačni sok pomaže pri varenju i gutanju hrane i održava vlažnu sredinu u usnoj duplji
- Ždrelo - deo sistema organa za varenje i disanje. Hrana se iz ždrela potiskuje u jednjak, a vazduh usmerava u dušnik
- Jednjak - duga cev obložena sluzokožom, koja služi za transport hrane do želuca
- Želudac - šuplji mišićni organ čija je uloga skladištenje i varenje hrane. U njemu se nalazi želudačni sok koji sadrži HCl i enzim pepsin za razgradnju proteina
- Tanko crevo - dvanaestopalačno crevo (u kom se odvija hemijska razgradnja hrane) i ostatak creva (u kome se vrši apsorpcija svarenih supstanci). U dvanaestopalačno crevo ulivaju se kanali jetre i pankreasa
- Jetra i pankreas - učestvuju u procesu varenja. Pankreasni sok sadrži enzime za razlaganje ugljenih hidrata, proteina i lipida. Žuč je proizvod jetre koji olakšava varenje lipida
- Debelo crevo - služi za izbacivanje nesvarenih materija. U debelom crevu se vrši reapsorpcija vode i mineralnih materija
- Pravo crevo - nastavlja se na debelo i završava se analnim otvorom
Sfinkteri
Glatki kružni mišići koji se nalaze oko pojedinih otvora na telu. Kada se kontrahuju, zatvaraju šupljinu i sprečavaju isticanje sadržaja. Nalaze se na prelazu jednjaka u želudac, želuca u dvanaestopalačno crevo i oko izvodnog kanala jetre i pankreasa, na mestu ulivanja u dvanaestopalačno crevo. Na stezanje nekih sfinktera se može voljno uticati, kao što su sfinkteri koji kontrolišu izbacivanje nesvarenih materija kroz analni otvor.
Jezik
Mišićni organ koji pomaže gutanju i žvakanju hrane, a sadrži i receptore za prepoznavanje ukusa, smeštene u gustatornim kvržicama.
*informacija se iz kvržica prenosi do centra za obradu informacija sa receptora za ukus koji se nalazi u produženoj moždini, a zatim preko talamusa, stiže u senzornu zonu kore prednjeg mozga
Zubi
*16 zuba u svakoj vilici (stalni zubi)
*mlečnih ima 20.
Deo zuba koji je usađen u vilicu naziva se koren zuba, a izad njega je kruna. Deo između krune i korena je vrat zuba i nalazi se ispod površine desni. Na površini zuba je gleđ, materija slična kosti. Ispod je mekši dentin. U unutrašnjosti zuba je zubna pulpa - meko tkivo koje sadrži krvne sudove i nervne završetke (receptori za bol)
Služe za mehanički obradu hrane.
Pljuvačne žlezde
*podvilične, podjezične i doušne
Preko svojih izvodnih kanala luče pljuvačku u usnu duplju, a ona ima ulogu u hemijskoj razgradnji hrane. Pljuvačka olakšava gutanje, štiti usnu duplju i uništava bakterije (enzim lizozim)
U pljuvački se nalazi enzim amilaza koji započinje razlaganje ugljenih hidrata u ustima.
Varenje u želucu
Zid želuca izgrađen je od glatnih mišića i sluzokože. Mišići svojim kontrakcijama vrše pokrete koji doprinose mehaničkom varenju hrane i njenom potiskivanje. Sluzokoža oblaže želudac sa unutrašnje strane. Sadrži žlezde koje luče veoma kiseo želudačan sok (parijetalne ćelije - HCl; chief ćelije - pepsin) i žlezde koje luče sluz (goblet ćelije). Hlorovodonična kiselina uništava većinu mikroorganizama koji hranom dospeju u želudac i stvara kiselu sredinu neophodnu za delovanje enzima. Glavna uloga sluzi jeste da zaštiti sluzokožu želuca od razornog dejstva HCl i pepsina.
Enzim želudačnog soka pepsin razlaže proteine na kraće lance, oligomere. Luči se u neaktivnoj formi (pepsinogen) koja se aktivira pod dejstvom hlorovodonične kiseline.
Pankreas u varenju
Smeštena u petlji koju pravi dvanaestopalačno crevo, ispod želuca. Egzokrina funkcija pankreasa je da luči pankreasni sok:
1. Bazne materije - neutrališu kiseli želudačni sadržaj
2. Enzimski deo
- amilaza - razlaže ugljene hidrate do oligosaharida i disaharida
- lipaza - razlaže lipide do masnih kiselina i glicerola
- tripsin i himotripsin - razlažu proteine do oligopeptida i dipeptida
*oni se izlučuju u neaktivnoj formi, kao tripsinogen i hemotripsinogen, i aktiviraju se tek po dolasku u dvanaestopalačno crevo da ne bi došlo do samorazaranja pankreasa
Endokrina funkcija pankreasa je da u krv luči hormone insulin i glukagon
Jetra u varenju
Uloga jetre u varenju jeste da proizvodi žuč za razgradnju masti. Žuč se sastoji od žučnih soli, koje, poput deterdženta, razbijaju sitne masne kapljice, na koje tek tada deluju enzimi pankreasa.
*boja žuči potiče od žučnih boja koje su proizvod razlaganja hemoglobina iz eritrocita.
Žuč se neprekidno stvara u ćelijama jetre, a deponuje se u žučnoj kesi. Odatle se izvodnim kanalom odvodi do dvanaestopalačnog creva.
Regulacija varenja
- Nervni sistem - informacija sa receptora za ukus sprovodi se do centra u produženoj moždini, čijom se aktivacijom započinje lučenje pljuvačke i želudačnog soka.
- Hormoni
- Unos hrane stimuliše lučenje pljuvačke i želudačnog soka. Lučenje želudačnog soka je i hormonski regulisano. Istezanje zida želuca i prisustvo hrane u želucu stimuliše žlezde želuca (G-ćelije) da luče hormon gastrin u krv. Gastrin deluje ponovo na želudac i podstiče lučenje želudačnog soka
- Sekretin i holecistokinin luči dvanaestopalačno crevo kada hrana prelazi iz želuca. Ovi hormoni odlaze u krv i deluju na jetru i pankreas, izazivajući lučenje pankreasnog soka i pražnjenje žučne kese
*dospela HCl je stimulus za lučenje sekretina
Tanko crevo
- Duodenum - dvanaestopalačno crevo, odvija se najveći deo hemijskog varenja hrane
U sluzokoži dvanaestopalačnog creva nalaze se žlezde čiji sekret je sluz. Sluz štiti sluzokožu od enzima za razgradnju i kiselog sadržaja koji dolazi iz želuca. Peristaltički pokreti omogućavaju kretanje kroz tanko crevo. - Jejunum
- Ileum
*dovršavaju varenje ugljenih hidrata i proteina, vrše apsorpciju materija
Celom dužinom tankog creva nalaze se žlezde koje luče bazni crevni sok. Crevni sok olakšava apsorpciju hranljivih materija, a njegovo lučenje je pod kontrolom nervnog sistema i sekretina
Apsorpcija materija iz digestivnog trakta
Najveći deo apsorpcije se odvija u tankom crevu. U želucu se mogu apsorbovati voda, alkohol, lekovi i neki toksini, a u debelom crevu se vrši reapsorpcija vode i mineralnih materija.
Da bi apsorpcija bila efikasna, unutrašnja površina tankog creva je naborana. Na naborima se nalaze crevne resice (vili) - dodatno povećavaju apsorptivnu površinu.
Monosaharidi, amino-kiseline, minerali, i mnogi vitamini, apsorbuju se difuzijom i aktivnim transportom direktno u krvne kapilare.
*aktivnim transportom se prenose glukoza i galaktoza, aminokiseline i elektroliti
*fruktoza se apsorbuje olakšanom difuzijom
Masne kiseline i glicerol unose u enterocite da bi se ponovo u njima sintetisali trigliceriti. Potom se pakuju u posebne strukture, tako što se oko njih dodati proteini koji imaju hidrofobne i hidrofilne regione. Ove strukture nazivaju se hilomikroni (lipoproteini). Oni se apsorbuju u limfni sud, limfotokom prelaze u krvotok, a potom se transportuju do jetre.
Građa crevne resice
Na površini crevnih resica nalazi se jednoslojni crevni epitel, sačinjen u najvećoj meri od ćelija enterocita koje izlučuju vodu i elektrolite. Između crevnih resica u jamicama nalaze se ćelije koje luče sluz.
Unutar svake resice je limfni sud i kapilarna mreža. Materije prelaze iz lumena creva, preko, jednog sloja ćelija, direktno u ove sudove.
Membrane enterocita sadrže enzime za razgradnju disaharida i dipeptida, koji se nisu potpuno razgradili do monomera u dvanaestopalačnom crevu.
Debelo crevo
Sluzokoža debelog creva ne formira nabore i resice i ne luči enzime. Zato se u debelom crevu ne odvija varenje niti apsorpcija hranljivih materija. Voda prolazi kroz zidove debelog creva u susedne krvne sudove. U debelom crevu nalaze se bakterije koje razlažu preostalu, nerazloženu hranu i proizvode neke vitamine.
U sluzokoži debelog creva nalaze se žlezde koje luče sluz, koja štiti od mehaničkih povreta i olakšava prolazak polučvrstih materija
Vremensko putovanje hrane kroz digestivni trakt
Jednjak - 8 sekundi
Želudac - 2 - 6 sati
- hrana bogata ugljenim hidratima i proteinima (2 sata)
- hrana bogata mastima (6 sati)
Tanko crevo - 3 - 5 sati
Debelo crevo - 4 - 72 sata
Metabolizam ugljenih hidrata
Ugljeni hidrati se u usnoj duplji razlažu pljuvačnom amilazom na oligosaharide. U dvanaestopalačnom crevu, pod dejstvom pankreasne amilaze, kraći nizovi razlažu se na disaharida, oni se membranskim varenjem (pomoću enzima na membrani ćelija enterocita) razlažu do monosaharida. Monosaharidi se resorbuju u krv i raznose do svih ćelija.
Višak glukoze deponuje se u jetri i mišićima u vidu glikogena. Posle popunjavanja ovih depoa, višak glukoze se pretvara u masti i deponuje u masnom tkivu.
Deponovani glikogen se u uslovima gladovanja razlaže na glukozu. Glukoza dobijena razlaganjem glikogena iz jetre može da pređe u krv i da se koristi, dok glukoza koja nastaje razlaganjem glikogena iz mišića ne može da napusti mišićne ćelije.
*svarljive ugljene hidrate unosimo najviše hranom biljnog porekla, u vidu skroba i saharoze, a manje hranom životinjskog porekla u vidu glikogena i laktoze
*nesvarljivi ugljeni hidrati su celuloza i biljna vlakna, i oni pojačavaju peristaltičke pokrete i povećava zapreminu nesvarenih materija što utiče na brže izbacivanje nesvarene hrane, štetnih materija i ubrzava metabolizam.
Metabolizam lipida
Lipidi imaju najveću energetsku vrednost. Od lipida ishranom unosimo trigliceride, fosfolipide i holesterol. Holesterol se stvara i u organizmu, i polazno je jedinjenje za sintezu žučnih kiselina i steroidnih hormona.
Razgradnja lipida odvija se u dvanaestopalačnom crevu, uz pomoć žuči i pankreasne lipaze. Žučne soli su amfipatični molekuli (imaju hidrofilan i hidrofoban region). One svojim hidrofobnim regionom se okreću ka lipidima, razbijaju ih na manje masne kapljice, na koje mogu da deluju lipaze. Lipaze razlažu trigliceride na masne kiseline i glicerol. Ovi molekuli difunduju u enterocite, gde se ponovo sintetišu trigliceridi i, radi lakšeg transporta, pakuju se u male “paketiće” - hilomikrone.
Hilomikroni ulaze u limfni sud, zatim limfotokom dospevaju u krvotok, sve do kapilara, a iz kapilara jedan deo komponenta hilomikrona odlazi u mišiće, gde mogu da se razgrađuju u mitohondrijama, a najveći deo odlazi u adipocite - masne ćelije u kojima se akumuliraju trigliceridi, a jedan deo u jetru - gde se resorbuje sve što nije iskorišćeno.
U ćelijama jetre glukoza može da se konvertuje u masne kiseline posebnim metaboličkim putem. Sve masne kiseline dospele u jetru i višak glukoze pretvoren u masne kiseline u jetri - pakuju se u posebne partikule, koje se mogu ponovo koristiti kada je neophodna energija
*jedino eritrocite ne mogu da iskoriste masne kiseline za dobijanje energije, jer ne sadrže mitohondrije.
*do mozga masne kiseline ne mogu da dopru, zato je glukoza jedini izvor energije za mozak i eritrocite
Metabolizam proteina
Što je amino-kiselinski sastav proteina koji unesemo sličniji sastavu proteina u našem telu, iskoristivost proteina je veća. Najveću biološku vrednost imaju proteini majčinog mleka i proteini iz jaja, jer se mogu potpuno iskoristiti.
Razgradnja proteina počinje u želucu, pod dejstvom pepsina, koji razgrađuje proteine na oligopeptide. Varenje se nastavlja u dvanaestopalačnom crevu, pod dejstvom pankreasnih enzima tripsina i himotripsina, koji vrše razglanja do dipeptida. Na membranama enterocita dipeptidi se razlažu do amino-kiselina, koji ulaze u krvne kapilare i odlaze u jetru. U jetri amino-kiseline mogu da se koriste za ponovnu sintezu proteina. Postoje posebni biohemijski putevi kojima se amino-kiseline mogu pretvoriti u glukozu ili u masne kiseline. Ukoliko nema potrebe za energijom, glukoza se može sačuvati u vidu glikogena, a masne kiseline se deponuju u adipocitima. Neke aminokiseline napuštaju jetru i odlaze do ostalih ćelija i tkiva.
Vitamini
Ne sintetišu se u organizmu, već se moraju unositi hranom. Imaju ulogu u metaboličkim procesima jer ulaze u sastav enzimskih sistema i utiču na reaktivnost enzima.
- rastvorljive u lipidima (pakuju se u globule za transport, i preko limfnog i krvnog sistema transportuju se do jetre, gde se mogu skladištiti) - A, E, D i K
- rastvorljivi u vodi (lako apsorbuju, lako transportuju, ali se i lako izbacuju iz organizma pa ih je neophodno stalno unositi) - C i B
Vitamin A
- rast organizma
- normalan vid
- zaštita od infekcija
Vitamin D
- razvoj i jačanje kostiju i zuba
- iskorišćavanje kacijuma i fosfora
Vitamin E
- rad mišića
- održavanje trudnoće
- zarastanje rana
- razvoj muških polnih organa
Vitamin K
- zgrušavanje krvi
Vitamin C
*antioksidans
- zaštita od infekcija
- zaštita od slobodnih radikala
Vitamini B grupe
- deluju na kompletan metabolizam, nervni i imunski sistem, kožu, hematopoezu
Slobodni radikali
Molekuli koji imaju nesparene elektrone i veoma su reaktivni. Oni su u stanju da oduzimaju elektrone od drugih molekula i da ih tako destabilizuju, menjajući njihovu strukturu i hemijske osobine. Nastaju kao štetni produkti metabolizma. Imaju sposobnost da indukuju lančane hemijske reakcije u kojima nastaju novi slobodni radikali (“oksidativni stres”). Oštećuju gradivne molekule poput proteina, lipida i ugljenih hidrata u procesima oksidacije. Izazivaju oštećenja na molekulima DNK i uzrok su mutacija.
Antioksidacioni zaštitni sistem
Čine ga molekuli koji su donori elektrona, te tako pretvaraju radikale u slobodne molekule
- neki enzimi, vitamini (naročito C i E), koenzim Q10 i dr.
Pokosnica
Na površini dugih kostiju nalazi se pokosnica koja ima zaštitnu ulogu i učestvuje u vezivanju tetiva i ligamenata za kost.
Kompaktna kost
Ispod pokosnice nalazi se kompaktna kost (čvrsto koštano tkivo) koje se sastoji iz velikog broja cilindričnih struktura - osteona. Svaki osteon izgrađen je iz koncentrično raspoređenih lamela sačinjenih od kolagena i neorganske materije, najvećim delom od kalcijuma i fosfata (rezervoar minerala). Sve ovo čini matriks kostiju.
Između lamela nalaze se koštane ćelije (osteocite). U centralnom delu osteona je kanal kroz koji prolaze krvni sudovi i nervi. On je preko čitave mreže kanalića povezan sa koštanim ćelijama te na taj način može da se obavlja razmena materija i komunikacija između ćelija.
Sunđerasta kost
Ispod kompaktne kosti nalazi se sunđerasta kost. Ona je izgrađena od tkiva koje je ispresecano šupljinama u kojima se, kod dugih kostiju nalazi koštana srž.
Ispunjava i krajeve dugih kostiju
Vrste koštane srži
- Crvena - u njoj se odvija hematopoeza.
*kod dece, crvena koštana srž ispunjava većinu kostiju, a starenjem crvena se zamenuje žutom k.s. - Žuta
Vrste koštanih ćelija
- Osteocite - nalaze se između lamela
- Osteblasti - sintetišu matriks
- Osteoklasti - razgrađuju matriks
Metabolizam kostiju
Podrazumeva da se okoloćelijski matriks stalno razgrađuje i ponovo sintetiše uz pomoć koštanih ćelija
1. Osteoblaste - ćelije koje sintetišu protein kolagen i izbacuju ga u matriks. Učestvuju i u izgradnji neorganskog dela matriksa. One mogu da apsorbuju kalcijum i fosfor iz krvi, a potom ih deponuju u matriks u formi specifičnih kristala. Elastičnost kosti potiče od kolagena dok čvrstinu kostima daju kristali
2. Osteoklaste - ćelije koje razgrađuju kost. One razgrađuju matriks čime se oslobađaju kalcijum i fosfor i vraćaju se u krv. Osteoklaste luče kiseline koje razgrađuju matriks i oslobađaju minerale, ali takođe razaraju i kolagen. Kada završe razgradnju podležu apoptozi. Tada se stimulišu osteoblaste da sintetišu matriks.
*stimulacija osteoklasta - parathormon
*stimulacija osteoblasta - kalcitonin
Uloge jetre u organizmu
- detoksikacija štetnih materija
- deponovanje rezervne materije - glikogena i drugih materija
- razlaganje istrošenih eritrocita
- proizvodnju proteina krvi
- apsorpciju određenih vitamina itd.
Hidrolimfa
*sunđeri, dupljari
Kod sunđera, voda ulazi kroz posebne ćelije, porocite, u centralnu duplju, a izlazi kroz oskulum, dok kod dupljara vola ulazi i izlazi kroz usni otvor, u gastrovaskularnu duplju. Potrebne materije se između ćelija razmenjuju difuzijom.
Ovakav vid transporta je spor i ne može da obezbedi dovoljno kiseonika krupnijim, aktivnijim organizmima.
Hemolimfa
*otvoreni cirkulatorni sistem
*kod nekih crva, kao i kod mekušaca, zglavkara, bodljokožaca i plaštaša
Telesna tečnost je hemolimfa i ona delimično cirkuliše kroz sistem sudova, a delimično se izliva u lakune između organa i obliva ih. U hemolimfi se nalaze respiratorni pigmenti - najzastupljeniji je pigment sa bakrom, od koga potiče plava boja. Pored pigmenata, hemolimfa sadrži i ćelijske elemente - hemocite, koji imaju funkciju sprečavanja izlivanja hemolimfe na mestu povrede
Krv i limfa
*zatvoreni sistemi za cirkulaciju
Telesna tečnost cirkuliše kroz sistem sudova - krvni sistem - arterije i vene. Putevi oksigenisane i dezoksigenisane krvi kroz krvne sudove su razdvojeni. Srce je mišićni organ koji ima ulogu pumpe i svojim kontrakcijama omogućava protok krvi kroz zatvoren sistem sudova.
Sastav krvi
- Krvna plazma - vodeni rastvor koji sadrži organske materije, posebno proteine, ali i elektrolite, hormone, itd. Voda čini 90% plazme. Od elektrolita prisutni su joni natrijuma, kalijuma, kalcijuma, hlorida, bikarbonata, fosfata i sulfata. Ovi joni regulišu pH krvi i osmotski pritisak i omogućavaju pravilan transport kroz membrane ćelija, kontrakciju mišića, prenos signala itd. Od organskih materija zastupljene su glukoza, lipidi (holesterol, trigliceridi), hormoni itd. Proteini plazme održavaju osmotski pritisak, učestvuju u transportu jona i lipida. Antitela u plazmi učestvuju u odbrani organizma, a protein fibrinogen u koagulaciji.
- Krvne ćelije - nastaju u kostnoj srži pljosnatih kostiju (grudna kost, karlična kost) od matičnih, stem ćelija (hematopoeza)
- eritrociti
- leukociti
*- trombociti (visoko diferencirani delovi citoplazme)
Eritrociti
Crvene su boje i ne sadrže jedro, a njihova boja potiče od hemoglobina. Hemoglobin je protein koji u svom sastavu sadrži gvožđe, te može da vezuje kiseonik i transportuje ga kroz organizam. 97% kiseonika transportuje se vezan za hemoglobin, a 3% se prenosi kao fizički rastvoren gas u krvi.
Životni vek eritrocita je do 120 dana.
Nastaju u koštanoj srži, a razgrađuju se u jetri i slezini.
Na brzinu stvaranja eritrocita utiče vitamin B12, i vitamin C, kao i gvožđe, te je zato neophodno unisiti ih kroz ishranu. Utiče i količina kiseonika u krvi i hormon eritropoetin, koji stvaraju bubrezi.
Sedimentacija
Proces talođenja eritrocita van organizma. U krvi eritrociti normalno lebde kroz krvnu plazmu, ali ukoliko se krv nađe vanorganizma, eritrociti će se taložiti. Sedimentacija je brža kod oboljenja ili patoloških stanja - anemijam reuma, malignitet itd.
Aglutinacija
Slepljivanje eritrocita i formiranje grudvica koje mogu zapuštiti krvne sudove. Najčešće nastaje usled transfuzije nekompatibilne krvne grupe
Hemoliza
Razaranje i izlazak hemoglobina iz ćelije. Uzrok je najčešće pucanje membrane ili njena povećana propustljivost. Ovo može biti normalna pojava kada se stari ili dotrajali eritrociti raspadaju. Patološki se javlja usled visoke ili niske temperature, transfuzije neodgovarajuće krvi, prisustva zmijskih otvora itd.
Leukociti
Krvne ćelije čija je glavna uloga odbrana organizma. Ima ih manje od eritrocita.
1. Granulociti - imaju krupno režnjevito jedro i jasno uočljive granule u citoplazmi. Nastaju u koštanoj srži pljosnatih kostiju
- neutrofili (imaju ulogu u fagocitozi bakterija i drugih patogena)
- bazofili (ispuštaju histamine i heparin pri zapaljenskim procesima)
- eozinofili (učestvuju u alergijskim reakcijama i odbrani od parazitskih infekcija)
2. Agranulociti - imaju krupno ovalno jedro i ne sadrže granule u citoplazmi, a sazrevaju u jetri i slezini
- monociti (imaju glavnu ulogu u fagocitozi mikroorganizama)
- limfociti (odgovorni su za imunitet organizma)
a) B-limfociti - stvaraju antitela
b) T-limfociti, odgovorni za ćelijski imunitet
*NK ćelije - ćelije ubice (posebna vrsta limfocita) ubijaju virusom zaražene ćelije ili ćelije u kojima se razvija tumor
Trombociti
*krvne pločice
Visoko diferencirani delovi citoplazme koji imaju ulogu u zgrušavanju krvi (koagulacija). Žive od 4 do 8 dana.
Proces koagulacije
U slučaju povrede krvnog suda, dolazi prvo do konstrikcije zida krvnog suda i nagomilavanja trombocita na mesu povrede. Ovi trombociti postaju lepljivi (od kolagenih vlakana koji se nalazi na mestu povrede) i ispuštaju materije koje privlače ostale trombocite na mesto povrede. Novonastali krvni ugrušak nije dovoljno jak da bi zaustavio krvarenje i zato mu je potrebno ojačanje. Ovo se postiže pomoću proteina fibrina, koji pravi fibrinsku mrežu. Ona se vezuje za ivice oštećenog krvnog suda, a na nju se lepe krvne ćelije i tako nastaje ugrušak.