układ autonomiczny
advertisement
Wykłady 5 OBWODOWY UKŁAD NERWOWY ORGANIZACJA OBWODOWEGO UKŁADU NERWOWEGO OBWODOWY UKŁAD NERWOWY DROGI ODŚRODKOWE - EFERENTNE UKŁAD AUTONOMICZNY WEGETATYWNY WSPÓŁCZULNY TRZEWNY PRZYWSPÓŁCZULNY DROGI DOŚRODKOWE – AFERENTNE CZUCIOWE UKŁAD SOMATYCZNY MOTORYCZNY UKŁAD AUTONOMICZNY Działa „NIEZALEŻNIE OD NASZEJ WOLI” Uczestniczy w utrzymaniu homeostazy Obejmuje 3 systemy: WSPÓŁCZULNY (sympatyczny) PRZYWSPÓŁCZULNY (parasympatyczny) TRZEWNY – działa niezależnie, reguluje czynność przewodu pokarmowego, trzustki, pęcherzyka żółciowego UKŁAD AUTONOMICZNY DWUNEURONOWA droga odśrodkowa: włókna przedzwojowe, zwoje, włókna zazwojowe ACTYLOCHOLINA jest mediatorem uwalnianym na zakończeniach włókien przedzwojowych obydwu układów Większość narządów unerwiona przez obydwie składowe, działające antagonistycznie Nawet w warunkach spoczynkowych neurony układu autonomicznego generują potencjały czynnościowe CECHY UKŁADU AUTONOMICZNEGO Droga odśrodkowa 2neuronowa: NEURON PRZEDZWOJOWY SYNAPSA W ZWOJU AUTONOMICZNYM NEURON ZAZWOJOWY Uwalnianie neurotransmitera w unerwianym narządzie w tzw. perełkowatościach OUN PUN OBWODOWY ZWÓJ AUTONOMICZNY NEURON PRZEDZWOJOWY NEURON ZAZWOJOWY EFEKTOR Figure 8.18 Porównanie układu somatycznego i autonomicznego Układ somatyczny Mięśnie szkieletowe Cechy Układ autonomiczny Narządy efektorowe Mięsień sercowy, mięśnie gładkie, gruczoły Tylko pobudzający Wpływ na efektor Pobudzający lub hamujący – zależnie od typu transmitera i receptorów w komórkach efektorowych; Brak Obecność zwojów Zwoje współczulne: pnie przykręgowe, przedkręgowe, dodatkowe; przywspółczulne: w narządach unerwianych; Jeden – motoneuron z pnia mózgu lub rdzenia kręgowego; Liczba neuronów w Dwa – przedzwojowy i drodze odśrodkowej zwojowy (ośrodkowy i obwodowy); PRZYWSPÓŁCZULNY vs WSPÓŁCZULNY RODZAJ NEUROTRANSMITERA ZAZWOJOWEGO OUN PUN OUN PUN Cholinergiczny receptor nikotynowy Cholinergiczny receptor nikotynowy Ach Receptor muskarynowy PRZYWSPÓŁCZULNY NA Receptor adrenergiczny WSPÓŁCZULNY Figure 8.19 WSPÓŁCZULNY vs PRZYWSPÓŁCZULNY CECHA LICZBA NEURONÓW WSPÓŁCZULNY PRZYSWPÓŁCZYLNY DWA DWA PIERSIOWY I LĘDŹWIOWY ODCINEK RDZENIA TYŁOMÓZGOWIE ODCINEK KRZYŻOWY BLISKO RDZENIA BLISKO NARZĄDU NEURON PRZEDZWOJOWY KRÓTKI DŁUGI NEURON ZAZWOJOWY DŁUGI KRÓTKI LICZBA SYNAPS/ NEURON PRZEDZWOJOWY WIELE KILKA NEUROTRANSMITER PRZEDZWOJOWY ACETYLOCHOLINA (Ach) ACETYLOCHOLINA (Ach) NEUROTRANSMITER ZAZWOJOWY NORADRENALINA (NA) ACETYLOCHOLINA (Ach) LOKALIZACJA CIAŁ NEURONÓW POŁOŻENIE ZWOJÓW PODWÓJNE UNERWIENIE AUTONOMICZNE FUNKCJE UKŁADU AUTONOMICZNEGO CZĘŚĆ WSPÓŁCZULNA NARZĄD CZĘŚĆ PRZYWSPÓŁCZULNA rozszerzona – mało łez ŹRENICA m. rzęskowy gruczoł łzowy zwężona skurcz dużo łez przyspieszona wzmocniona rozszerzone SERCE częstość skurczów siła skurczów tętnice wieńcowe zwolniona – zwężone rozkurczone przyspieszony PŁUCA oddech skurczone zwolniony PRZEWÓD POKARMOWY zwolniona perystaltyka pogłębienie skurczu zwieracze zmniejszone wydzielanie gruczołów mało gęstej śliny ślinianki przyspieszona rozkurczone wzmożone dużo wodnistej NARZĄDY PŁCIOWE rozkurcz, zahamowanie erekcji m. gładkie erekcja skurcz – wytrysk m. nasieniowodu rozkurcz skurcz i PORÓWNANIE UKŁADU SOMATYCZNEGO I AUTONOMICZNEGO OUN Peryferyczny układ nerwowy Mięśnie szkieletowe SOMATYCZNY UKŁAD NERWOWY A U T O N O M I C Z N Y U K Ł A D N E R W O W Y UKŁAD W S P Ó Ł C Z. Mięśnie gładkie (np. w naczyniach) Naczynie krwionośne Rdzeń nadnerczy UKŁAD PRZYWSPÓŁCZ. Aksony przedzwojowe współczulne Efektory Aksony zazwojowe współczulne zwój Mielina Aksony przedzwojowe przywspółczulne Gru czoły Mięsień sercowy Aksony zazwo- jowe przywspółczulne PODZIAŁ FUNKCJONALNY UN DROGI DOŚRODKOWE Informacja zaadresowana anatomicznie dośrodkowe drogi nerwowe chemicznie krew, narządy okołokomorowe OŚRODKOWY UKŁAD NERWOWY (OUN) 3 WIELKIE DROGI ODŚRODKOWE UKŁ. SOMATYCZNY Informacja zaadre -sowana precyzyjnie, anatomicznie: • lokomocja, • oprawa ruchowa zachowań; UKŁ. AUTONOMICZNY UKŁ. NEUROENDOKRYNOWY Układ przy- Układ współInformacja zaadrewspółczulny czulny - sowana chemicznie: Informacja zaadresowana anatomicznie: • regulacja czynności - gruczołów • precyzyj- • mniej - nie precyzyjnie dokrewnych, • regulacja homeostazy •• regulacja czynności - organizmu; trzewi, •• reakcje emocjonalne, •• regulacja homeostazy Trzy wielkie drogi odśrodkowe Bruzda środkowa mózgu Kompleks podwzgórze-przysadka • Układ neuroendokrynowy • Ukł. nerwowy somatyczny jest Informacja regulowany przez korę mózgową; czuciowa z • Ukł. nerwowy autonomiczny jest pod receptorów kontrolą podwzgórza i układu limbicznego; • Ukł. neuroendokrynowy – informacja zaadresowana chemicznie do wszystkich komórek ciała, które mają receptory; OŚRODKOWY UKŁAD NERWOWY MÓZGOWIE PRZODOMÓZGOWIE i RDZEŃ KRĘGOWY i PIEŃ MÓZGU KRESO MIĘDZY ŚRÓDTYŁOMÓZGOWIE MÓZGOWIE MÓZGOWIE MÓZGOWIE półkule nadwzgórze z pokrywa– most wtórne mózgowe (wtórne) szyszynką, wzgórki móżdżek spoidło wielkie i wzgórze, czworacze, opuszka czyli spoidło przednie, podwzgórze z konary mózgu, rdzeń przedłużony opuszki węchowe, przysadką, nakrywka, wyspa, siatkówka, istota czarna jądra podstawy mózgu, struktury limbiczne: ☺ hipokamp, ☺ przegroda, ☺ zakręt obręczy, ☺ ciała migdałowate - ☺ kora węchowa, Podział anatomiczny OUN (blokowy) K Most i móżdżek Ś R Rdzeń przedłużony Rdzeń kręgowy 2cm Przodomózgowie Tyłomózgowie Śródmózgowie Od ~24 tygodnia życia płodowego w ciągu 1 minuty przybywa w OUN 250 000 komórek ! Etapy rozwoju OUN człowieka: w 4., 16., 24. i 32. tygodniu płodowego życia FUNKCJE KORY RUCHOWEJ Lokalizacja w tylnej części płatów czołowych, zawiaduje ruchami zamierzonymi Każda część narządu ruchu (grupa mięśni) ma swoją reprezentację Największą mają ręce, szczególnie palce oraz mięśnie twarzy i języka, wyraźnie mniejszą - tułów i kończyny dolne Reprezentacja ruchu także w jądrach podkorowych (jądro ogoniaste, jądro soczewkowate, ciało migdałowate): wytworzenie napędu ruchowego oraz regulowanie napięcia mięśni i korygowanie (zgodność z powziętym zamiarem) czynności motorycznej inicjowanej w korze INNE FUNKCJE PŁATÓW CZOŁOWYCH • Kształtowanie osobowości • Zdolność do myślenia i wyrażania woli • Prawdopodobny prapoczątek uczuć POZOSTAŁE PŁATY KOROWE • Płaty ciemieniowe: kora czuciowa - analiza czucia powierzchownego i głębokiego • Płaty skroniowe: kora słuchowa • Płaty potyliczne: kora wzrokowa • Pod płatami czołowymi (w części podstawnej mózgu): kora węchowa, najstarsza filogenetycznie część kresomózgowia, utworzona przez położone zewnątrzmózgowo opuszki i pasma węchowe, oraz struktury znajdujące się wewnątrz mózgu • Kora asocjacyjna, głównie w płatach czołowych, także w płatach skroniowych, ciemieniowych i potylicznych: integracja różnych funkcji kory, adekwatnie do powziętych zamiarów Promienistość wzgórzowa – wzajemne połączenia wzgórza z korą mózgową WZGÓRZE Nowa droga do kory prowadzi przez WZGÓRZE (ciała kolankowate boczne) Impulsacja wzrokowa Twór siatkowaty Wstępujące drogi z mięśni, ścięgien, stawów, czucia, dotyku, bólu i temperatury Wzgórze otrzymuje wielokrotnie więcej informacji z kory niż z Impulsacja obwodu słuchowa Zstępujące drogi ruchowe do rdzenia kręgowego Półkule móżdżku MÓŻDŻEK Płat przedni Szczelina Płat tylny Szczelina poprzeczna Robak Istota biała móżdżku „Homunkulusy„ krótkotrwałe odwzorowania napięcia mięśni w różnych częściach ciała; Robak Płat grudkowokłaczkowy Pień móżdżku Kora móżdżku Głębokie jądra móżdżku Robak (przecięty) U dołu część tylna Komórki Komórki Miejsce występowania Purkinjego ziarniste komórek koszyczkowych (warstwa Kora móżdżka jest trójwarstwowa molekularna) (kora stara) UKŁAD KRĄŻENIA I JEGO REGULACJA TYPY UKŁADÓW KRĄŻENIA OTWARTY Płyn krążący KREW pozostaje zamknięty w naczyniach i bezpośrednio nie kontaktuje się z tkankami Płyn krążący HEMOLIMFA wchodzi w bezpośredni kontakt z tkankami w przestrzeniach zwanych ZATOKAMI ZAMKNIĘTY PŁYN ŚRÓDMIĄŻSZOWY (TKANKOWY) – płyn omywający komórki i tkanki, stanowi środowisko wewnętrzne organizmu LIMFA - płyn krążący we wtórnym układzie kręgowców, zwanym limfatycznym RÓŻNE ŚCIANY NACZYŃ KRWIONOŚNYCH TĘTNICE SPRĘŻYSTE- duże, blisko serca PRZYDANKA: WŁ. KOLAGENOWE, SPRĘŻYSTE, VASA VASORUM WARSTWA ŚRODKOWA: M. GŁDAKIE OKRĘŻNE, WŁ. SPRĘŻYSTE i KOLAGENOWE TĘTNICE MIĘŚNIOWE – większość średnich i małych WARSTWA WEWNĘTRZNA: ŚRÓDBŁONEK, M. GŁADKIE, FIBROBLASTY TĘTNICZKI NACZYNIA WŁOSOWATE (KAPILARY) PORÓWNANIE ŚCIAN ŻYŁY i TĘTNICY KRĄŻENIE WIEŃCOWE ROLA OBRAZ DYSTRYBUCJA KRWI NA OBWODZIE TRZEWIA NERKI Regulacja pracy serca Szczelina podłużna mózgu Kora mózgowa Zatoka Płat skroniowy Tętnica szyjna wspólna Włókna czuciowe Łuk aorty Podwzgórze Rdzeń przedłużony n. błędny Węzeł S.A.* Węzeł AV (przedsionkowo-komorowy) Rdzeń kręgowy • • n. współczulny Pień współczulny *węzeł automatyzmu zatokowo- przedsionkowy CHARAKTERYSTYKA PRACY SERCA POJEMOŚĆ WYRZUTOWA – objętość krwi opuszczająca jedną komorę serca podczas pojedynczego skurczu TĘTNO – liczba skurczów serca w ciągu minuty POJEMNOŚĆ MINUTOWA – iloczyn tętna i pojemności wyrzutowej BRADYKARDIA – zmniejszona praca serca TACHYKARDIA – przyspieszona praca serca KONTROLA POJEMNOSCI WYRZUTOWEJ ZWIĄZANIE NA lub ADRENALINY z RECEPT β1 ADRENERGICZNYM AKTYWUJE BIAŁKO G PODJEDNOSTKA BIAŁKA G AKTYWUJE CYKLAZĘ ADENYLANOWĄ, PRZEKSZTAŁCAJĄCĄ ATP->cAMP cAMP AKTYWUJE KINAZĘ BIAŁKOWĄ A, TO Z KOLEI FORSFORYLUJE KANAŁ Ca TYPU L, Ca WNIKA DO KOMÓRKI POBUDZAJĄC SKURCZ KINAZA BIAŁKOWA FOSFORYLUJE TEŻ KANAŁ Ca W RETIKULUM SARKOPLAZMAT, ↑ Ca w CYTPLAZMIE POBUDZA SKURCZ; FOSFORYLACJA MIOZYNY TAKŻE POBUDZA SKURCZ; FOSFORYLACJA SARKOPLAZMATYCZNEJ Ca-ATP azy PRZYSPIESZA USUWANIE Ca DO SIATECZKI, CO SKRACA CZAS ROZKURCZU MIĘŚNIA Figure 9.27 ZMIANA POZYCJI CIAŁA Zmiana pozycji (z leżącej na stojącą i odwrotnie) wpływa na ciśnienie i przepływ krwi Przyjęcie postawy stojącej przesuwa krew do kończyn dolnych, zmniejsza powrót żylny, ↓pojemność wyrzutową serca, powoduje ↓ ciśnienia tętniczego Odruch z baroreceptorów przywraca ciśnienie do normy Niskie ciśnienie ortostatyczne – zbyt wolna korekta ciśnienia po zmianie pozycji na stojącą WPŁYW PODWYŻSZONEGO CIŚNIENIA KRWI KRÓTKOTRWAŁA REGULACJA PODWYŻSZONEGO CIŚNIENIA KRWI: CZ. 1 ↑ CIŚNIENIA KRWI ROZCIĄGNIECIE ŚCIAN TĘTNICY POBUDZENIE BARORECEPTORÓW W ŁUKU AORTY i TĘTNICY SZYJNEJ ↑IMPULSACJI AFERENTNEJ WPŁYW PODWYŻSZONEGO CIŚNIENIA KRWI cd. CZ. 2 ↑ IMPULSACJI AFERENTNEJ Z BARORECEPTORÓW ↓POBUDZENIA WSPÓŁCZULNEGO ↑POBUDZENIA PRZYWSPÓŁCZULNEGO ↓CZĘSTOŚCI PRACY SERCA ↑ŚREDNICY NACZYŃ ↓ CIŚNIENIA KRWI SZYBKA REGULACJA SPADKU CIŚNIENIA KRWI ↓CIŚNIENIA KRWI ZAHAMOWANIE BARORECEPTORÓW ↓ IMPULSACJI AFERENTNEJ ↓POBUDZENIA PRZYWSPÓŁCZULNEGO ↑POBUDZENIA WSPÓŁCZULNEGO ↑CZĘSTOTOLIWOŚCI I KURCZLIWOŚCI SERCA ↑ SKURCZU NACZYŃ WYRZUT ADRENALINY Z NADNERCZY – POBUDZA PRACĘ SERCA I SKURCZ NACZYŃ WZROST CISNIENIA KRWI REASUMUJĄC: SZYBKA REAKCJA NA WZROST CIŚNIENIA KRWI POLEGA NA POBUDZENIU UKŁADU PRZYWSPÓŁCZULNEGO, SKUTKUJĄC SPADKIEM CZĘSTOTOLIWOŚCI RPACY SERCA, ROZSZERZENIEM NACZYŃ I OBNIŻENIEM CIŚNIENIA SPADEK CIŚNIENIA KRWI URUCHAMIA MECHANIZMY WSPÓŁCZULNE, STYMULUJĄCE RPACĘ SERCA, SKURCZ NACZYŃ I WZORST CIŚNIENIA W DŁUŻSZYM PRZEDZIALE CZASOWYM NASTĘPUJE URUCHOMIENIE MECHANIZMÓW NERKOWYCH Z UDZIAŁEM UKŁADU RENINA-ANGIOTENSYNA-ALDOSTERON PODWYŻSZENIE CIŚNIENIA OSMOTYCZNEGO KRWI URUCHAMIA UWALNIANIE HORMONU ANTYDIURETYCZNEGO (ADH), RESORPCJĘ I ZATRZYMANIE WODY W NERKACH, POBUDZENIE OŚRODKÓW PRAGNIENIA I PODWYŻSZENIE CIŚNIENIA KRWI CDN…. FUNKCJE KRWI – ODPORNOŚĆ w. 6 1.04.2014 HEMATOPOEZA Proces powstawania erytrocytów, płytek krwi i leukocytów z komórek macierzystych szpiku kostnego (hematopoetyczne komórki macierzyste). Miejsca hematopoezy u człowieka: • woreczek żółtkowy pierwsze tygodnie życia płodowego • wątroba i śledziona trzeci miesiąc życia płodowego (3 – 7 m-c) • szpik kostny dalsze miesiące życia płodowego, po urodzeniu hematopoeza w wątrobie i śledzionie ustaje Hematopoetyczne komórki macierzyste 0.05% w szpiku kostnym Limfoidalne komórki macierzyste Mieloidalne komórki macierzyste Komórki progenitorowe Komórki progenitorowe POWSTAWANIE KOMÓREK KRWI czyli HEMATOPOEZA HEMATOLOGIA – NAUKA O KRWI I O CHOROBACH KRWI LEUKOCYTY czas życia 7 godz. funkcje odpowiedź na ataki bakteryjne – fagocytoza 55-65% neutrofil czas życia różny limfocyt T, ok. 2/3 Li różny udział w reakcjach nadwrażliwości – histamina 0-1% - mastocyty tkankowe bazofil różny limfocyt B, ok. 1/3 Li różny eozynofil odpowiedź na atak pasożytów 2-4% 3 dni monocyt funkcje komórkowa odpowiedź odpornościowa: pomocnicze Th, cytotoksyczne Tc i supresorowe Treg 25-35% różnicują się w komórki plazmatyczne, wydzielają specyficzne immunoglobuliny ok. 10% stają się makrofagami tkankowymi, migrują do ogniska zapalenia i pochłaniają bakterie 3-8% DEFINICJA ODPORNOŚCI: Jest to zdolność organizmu do zachowania integralności, zagrożonej przez potencjalnie niebezpieczne czynniki POCHODZENIA ZEWNĘTRZNEGO (np. drobnoustroje chorobotwórcze) LUB WEWNĘTRZNEGO (np. komórki nowotworowe) Płytycz, 1999 FUNKCJONALNY PODZIAŁ ODPORNOŚCI NIESWOISTA KOMÓRKOWA BARIERY Skóra Błony śluzowe MECHANIZMY OBRONNE SWOISTA Limfocyty Th, Tc i Treg HUMORALNA Limfocyty B i przeciwciała Fagocytoza Makrofagi Monocyty Granulocyty Kręgowce 3,4 % Cytotoksyczność Komórki NK Białka: interferony i układ dopełniacza Bezkręgowce 96,6 % KOMÓRKI EFEKTOROWE I GŁÓWNE CECHY ODPORNOŚCI ODPORNOŚĆ WRODZONA ODPORNOŚĆ NABYTA ODPOWIEDŹ HUMORALNA ODPOWIEDŹ KOMÓRKOWA • SZYBKA • POWOLNA • NIE POZOSTAWIA PAMIĘCI • POZOSTAWIA PAMIĘĆ • RECEPTORY DLA Ag NIEZMIENNE • RECEPTORY DLA Ag I MAŁO SPECYFICZNE RÓŻNORODNE I SPECYFICZNE LINIE OBRONY Rys. N.Drela FAGOCYTOZA płyn zewnątrz komórkowy lizosom KOMÓRKA FAGOCYTUJĄCA Uwalnianie produktów końcowych Patogen Associated Molecular Pattern PAMP patogen PAMP Endocytoza tworzenie fagosomu PRM/TLR Patogen Recognition Molecules PRM jądro komórki fagolizosom FAGOCYTOZA NIESWOISTA REAKCJA ODPORNOŚCIOWA Kontakt fagocytów z patogenem wydzielanie mediatorów przez fagocyty fagocytoza Wewnątrzkomórkowe zabijanie patogenów Regulacja procesu zapalnego Pozakomórkowe zabijanie patogenów Modulowanie procesów krzepnięcia krwi Hormonalna regulacja uogólnionej odpowiedzi na infekcje DEFINICJA ZAPALENIA: Miejscowa, fizjologiczna reakcja obronna tkanki na uszkodzenie mechaniczne lub inne urazy (chemiczne, biologiczne), która gwałtownie się rozwija i z reguły szybko się kończy Główna część odporności wrodzonej (nieswoistej), lecz dzięki jej aktywacji dochodzi do uruchomienia mechanizmów nabytych (swoistych)… STAN ZAPALNY KREW TKANKI R.A.GOLDSBY,T.J.KINDT,B.A.OSBORNE,J.KUBY ,,Immunology”2003 GŁÓWNE OZNAKI ZAPALENIA Gorączka CALOR Rumień RUBOR Obrzęk TUMOR Ból Utrata funkcji DOLOR FUNCTI LASEA Po raz pierwszy opisane przez Celsusa - 2000 lat temu RÓŻNE OBLICZA LIMFOCYTA limfocyt w mikroskopie świetlnym limfocyt cytotoksyczny w mikroskopie skaningowym limfocyt B w mikroskopie elektronowym TYPY LIMFOCYTÓW I ICH FUNKCJE Bursa Fabrycjusza lub jej odpowiednik Grasica Limfocyty T Limfocyty B Odpowiedź humoralna Odpowiedź komórkowa Szpik kostny linia mieloidalna komórki pnia linia limfoidalna (ukierunkowanie) POCHODZENIE LIMFOCYTÓW BiT (dojrzewanie) dojrzały LiB prekursor LiT grasica kontakt z antygenem wtórne narządy limfoidalne komórki plazmatyczne przeciwciała kontakt z antygenem (dojrzewanie) dojrzały LiTh dojrzały LiTc kontakt z antygenem RECEPTORY LIMFOCYTÓW ROZPOZNAJĄCE ANTYGENY R.A.GOLDSBY,T.J.KINDT,B.A.OSBORNE,J.KUBY ,,Immunology”2003 DEFINICJA ANTYGENU: • Pierwotnie: substancja powodująca powstawanie przeciwciał (ang. antibody generating) • Obecnie: czynniki wywołujące aktywację układu odpornościowego, czyli takie (nonself), przeciw którym kierowana jest odpowiedź odpornościowa • Epitopy albo determinanty antygenowe to struktury powierzchniowe antygenu, odpowiedzialne za immunogenność antygenu • Niekompletne antygeny to hapteny ROZPOZNANIE „SWÓJ-0BCY” • Mechanizmy obronne w zwykłych warunkach nie zwalczają tkanek, które mają znacznik „swój” . • Jest to możliwe dzięki mechanizmowi autotolerancji czyli rozróżnieniu „swój-obcy”. • Ale przy spotkaniu z komórką lub organizmem noszącymi znacznik „obcy” uruchamiane są mechanizmy zwalczające intruza. • Czasami ta walka jest groźniejsza dla organizmu niż rozpoznany „obcy” (alergie) GŁÓWNY KOMPLEKS ZGODNOŚCI TKANKOWEJ Major histocompatibility complex (MHC) MHC klasy I występują na powierzchni wszystkich komórek w organizmie prezentują antygeny pochodzenia endogennego np. białka wirusowe lub zmienione białka własne współdziałają z limfocytami Tc MHC klasy II występują na powierzchni komórek prezentujących antygen (APC) prezentują antygeny pochodzenia egzogennego współdziałają z limfocytami Th PREZENTACJA ANTYGENU ANTYGEN DOWOLNA KOMÓRKA OBCY DROBNOUSTRÓJ PRZETWORZONY ANTYGEN KOMÓRKA PREZENTUJĄCA ANTYGEN INFEKCJA (antygeny) ODPOWIEDŹ IMMUNOLOGICZNA SWOISTA PRZECIWCIAŁA (immunoglobuliny) ZAINFEKOWANA KOMÓRKA KOMÓRKI PLAZMATYCZNE LIMFOCYT Tc (cytotoksyczny) MAKROFAG (APC) LIMFOCYT B INTERLEUKINA -2 LIMFOCYT Th (pomocniczy) INTERLEUKINA-1 STRUKTURA UKŁADU ODPORNOŚCIOWEGO: • Pierwotne narządy (gruczoły) limfoidalne: grasica i szpik kostny (analog bursy Fabrycjusza ) – ŚRODOWISKO DOJRZEWANIA LIMFOCYTÓW • Wtórne narządy (gruczoły) limfoidalne: śledziona, węzły i grudki chłonne – MIEJSCA KONTAKTU LIMFOCYTÓW Z ANTYGENAMI • Komórki odpornościowe: leukocyty i produkowane przez nie cytokiny – NOŚNIKI INFORMACJI W UKŁADZIE ODPORNOŚCIOWYM NARZĄDY LIMFOIDALNE MIGDAŁKI WĘZŁY CHŁONNE GRASICA ŚLEDZIONA WYROSTEK ROBACZKOWY SZPIK KOSTNY KĘPKI PEYERA W JELICIE CIENKIM WĘZŁY CHŁONNE NACZYNIA LIMFATYCZNE UKŁAD ODDECHOWY • ZALEŻNOŚCI ŚRODOWISKOWE i SYSTEMATYCZNE • WYMIANA w. 7 GAZOWA,WENTYLACJA, 08.04.2014 CZYNNIKI MODYFIKUJĄCE • REGULACJA ODDYCHANIA u CZŁOWIEKA •w 8 FUNKCJE KRWI REALIZOWANE SĄ W NACZYNIACH WŁOSOWATYCH UKŁAD KRĄŻENIA: transport O2 i CO2 PRAWA KOMORA PODSTAWOWE POJĘCIA: • Oddychanie – sekwencja procesów, powodująca, że tlen pobrany ze środowiska zewnętrznego zostaje przeniesiony do naczyń włosowatych a w tkankach wymieniony z CO2, usuwanym na zewnątrz • Oddychanie komórkowe (mitochondrialne) – produkcja ATP z substratów energetycznych • Oddychanie zewnętrzne – wymiana gazów między środowiskiem zewnętrznym na poziomie powierzchni oddechowej • Oddychanie wewnętrzne – wymiana gazów w tkankach • Ruch gazów odbywa się zawsze w kierunku od wysokiego do niskiego ciśnienia parcjalnego MIEJSCA WYMIANY GAZOWEJ TĘTNICA PŁUCNA ODDYCHANIE ZEWNĘTRZNE: • CO2 dyfunduje z kapilar płucnych do pęcherzyków płucnych • O2 dyfunduje z pęcherzyków do kapilar AORTA TĘTNICA GŁÓWNA ODDYCHANIE WEWNĘTRZNE: • O2 dyfunduje z obwodowych naczyń włosowatych do komórek • CO2 dyfunduje z komórek do obwodowych naczyń włosowatych WYMIANA GAZOWA W PĘCHERZYKACH PŁUCNYCH CECHY FIZYCZNE POWIETRZA i WODY (w temp. 20 oC) CECHA POWIETRZE WODA W:P 1.2 998 ~800:1 0.02 1 50:1 WSP. DYFUZJI O2 (m2/sec x 10-9) 20 300 2.1 ~1:10 000 WSP. DYFUZJI CO2 (m2/sec x 10-9) 16 000 1.8 ~1:10 000 ROZPUSZCZALNOŚĆ O2 (ml/l) 1 000 33.1 1:30 ROZPUSZCZALNOŚĆ CO2 (ml/l) 1 000 930 ~1 STĘŻENIE O2 (mM) przy p=1atm 8.7 0.3 1:30 STĘŻENIE CO2 (mM) przy p=1atm 0.01 0.01 ~1 GĘSTOŚĆ (kg/m3) LEPKOŚĆ (poise x 10-2) RYBY CHRZĘSTNE - SPODOUSTE ETAPY WENTYLACJI: • Otwarcie jamy gębowej zasysa wodę, także przez otwory skrzelowe • Zamknięcie pyska i otworów skrzelowych • Mięśnie wokół jamy gębowej przepychają wodę przez skrzela, na zewnętrz przez szczeliny skrzelowe PRZECIWPRĄDOWY RUCH WODY i KRWI W SKRZEALCH CYKL WENTYLACYJNY RYB KOSTNYCH • Otwarcie pyska • Zastawka zamknięta • Powiększona jama gębowa • Powiększona jama skrzelowa • Zamknięcie pyska • Jama gębowa zmniejszona • Zastawka zamknięta • Jama skrzelowa zmniejszona • Zamknięcie pyska • Otwarcie zastawki • Jama gębowa zmniejszona • Jama skrzelowa zmniejsza się • Otwarcie pyska • Jama gębowa powiększa się • Zastawka otwarta • Jama skrzelowa zmniejsza się SKRZELA RYB – WENTYLACJA PRZECIWPRĄDOWA ODDYCHANIE TLENEM ATMOSFERYCZNYM • OWADY – układ tchawkowy • PŁAZY – oddychanie skórne, workowate płuca, skrzela zewnętrzne, wentylacja pływowa dzięki ruchom dna jamy gębowej • PTAKI - sztywne płuca, kapilary i worki powietrzne, wymiana gazowa w kanalikach powietrznych (parabronchi) • SSAKI – górne i dolne drogi oddechowe, powierzchnia oddechowa ukryta w pęcherzykach płucnych BŁONY OPŁUCNE i ich rola Każde płuco otaczają dwie warstwy tej samej błony surowiczej czyli opłucnej: trzewna i ścienna. Leżąca między nimi jama opłucna jest wypełniona płynem. To chroni płuca przed zapadaniem się. OPŁUCNA TRZEWNA pokrywa powierzchnię płuc, OPŁUCNA ŚCIENNA przylega do mostka, ściany klatki piersiowej i przepony JAMĘ OPŁUCNĄ wypełnia płyn BŁONY i JAMA OPŁUCNA Jama opłucna wypełniona płynem Opłucna ścienna Opłucna trzewna Jama opłucna jest cienką szczeliną wypełnioną płynem Płyn jamy opłucnej wspomaga oddychanie, działając jako czynnik zmniejszający tarcie dwóch warstw opłucnej CIŚNIENIE w JAMIE OPŁUCNEJ JEST ZAWSZE UJEMNE – wywiera efekt zasysania, chroniąc płuca przed zapadaniem OPŁUCNA TRZEWNA OPŁUCNA ŚCIENNA PĘCHERZYKI PŁUCNE Podciśnienie w jamie opłucnej jest efektem: • napięcia powierzchniowego płynu pęcherzykowego; • elastyczności płuc; • elastyczności klatki piersiowej JAMA OPŁUCNA WYPEŁNIONA PŁYNEM PRZEBIEG WDECHU i WYDECHU PROCESY ZACHODZĄCE PODCZAS WDECHU PRZEBIEG WDECHU: Skurcz przepony i mięśni międzyżebrowych zewnętrznych ↓ Wzrost objętości klatki piersiowej ↓ Wzrost podciśnienia w jamie opłucnej ↓ Płuca rozciągają się ↓ Ciśnienie w płucach staje się ujemne ↓ Powietrze wnika do płuc DRZEWO OSKRZELOWE OSKRZELE GŁÓWNE CHRZĄSTKA Ściany tchawicy i oskrzeli są wyłożone chrząstką, chroniącą przed zapadaniem się; Oskrzeliki zawierają więcej mięśni gładkich, co ułatwia regulację przepływu powietrza; Od jamy nosowej do końcowego oskrzelika prowadzą drogi oddechowe; W nich powietrze jest oczyszczane, ogrzewane, nawilżane. OSKRZELE II- rzędowe OSKRZELE III-rzędowe OSKRZELIK OSKRZELIK KOŃCOWY STREFA WYMIANY GAZOWEJ PĘCHERZYKI i KAPILARY PŁUCNE TĘTNICE PŁUCNE rozprowadzają krew ODTLENOWANĄ z serca do płuc; Ich wielokrotne rozgałęzienia tworzą sieć, oplatającą każdy pęcherzyk. Doprowadzają do nich krew i tu następuje wymiana gazów (tlen i dwutlenek węgla) między powietrzem pęcherzykowym a krwią zawartą w kapilarach. Krew przepływa do naczyń ŻYLNYCH, transportujących z powrotem do serca krew UTLENOWANĄ ŻYŁA PŁUCNA odprowadza krew do serca PŁYN PĘCHERZYKOWY NAPIĘCIE POWIERZCHNIOWE wewnątrz pęcherzyka płucnego jest efektem oddziaływań między cząsteczkami wody na powierzchni PŁYNU PĘCHERZYKOWEGO; Wypełniony samą wodą pęcherzyk by się zapadał; SURFAKTANT obniżający napięcie powierzchniowe płynu pęcherzykowego jest mieszaniną fosfolipidów i lipoprotein, wydzielanych przez specjalne komórki. W płucach człowieka znajduje się ok. 300 milionów pęcherzyków płucnych, dając powierzchnię oddechową ok. 90 m². ŚREDNICA pęcherzyka płucnego wynosi 150250 µm. KONTROLA ODDYCHANIA Tempo oddychania jest dostosowywane do potrzeb gwarantujących zachowanie homeostazy OŚRODEK ODDECHOWY Podstawowy rytm oddechowy jest spontanicznie generowany w ośrodku WDECHU, zlokalizowanym w PNIU MÓZGU (most i rdzeń przedłużony). OŚRODEK WDECHU OŚRODEK WDECHU wysyła impulsy nerwowe do przepony i mięśni międzyżebrowych zewnętrznych OŚRODEK WDECHU Człowiek w spoczynku oddycha w tempie 12-15 oddechów na minutę INNE OŚRODKI KONTROLUJĄCE ODDYCHANIE OŚRODEK WYDECHU znajdujący się w rdzeniu przedłużonym funkcjonuje podczas pogłębionego wydechu, stymulując mięśnie międzyżebrowe wewnętrzne i mięśnie grzbietu. Pozostałe ośrodki oddechowe zlokalizowane w moście modyfikują wdech i ułatwiają łagodne przejście do wydechu. LOKALIZACJA CHEMORECEPTORÓW CHEMORECEPTORY OŚRODKOWE znajdujące się w rdzeniu przedłużonym monitorują pH, zależne od stężenia CO2 w CSF czwartej komory. Mają bezpośrednie połączenie z ośrodkami oddechowymi. LOKALIZACJA CHEMORECEPTORÓW RECEPTORY OBWODOWE to kłębki szyjne i aortalne, monitorujące ciśnienie CO2, pH i ciśnienie O2 w krwi tętniczej. Ta informacja dociera do ośrodków oddechowych nerwem błędnym i językowogardłowym. PODSUMOWANIE WPŁYWU PO2, pH i PCO2 ODŻYWIANIE 15 KWIETNIA 2014 w.8 PRZYSWAJANIE POKARMU Ciąg procesów, na które składa się: Pobieranie pokarmu Rozdrobnienie mechaniczne i rozkład chemiczny Przyswajanie – wchłanianie Usuwanie niewykorzystanych resztek PRZEBIEGA w PRZEWODZIE POKARMOWYM, będącym fragmentem ŚRODOWISKA ZEWNĘTRZENGO Mechanizmy regulacyjne układu pokarmowego kształtują optymalne warunki trawienia i wchłaniania w świetle przewodu pokarmowego POBIERANIE POKARMU NOZDRZA OCZY ZĘBY IDENTYFIKACJA POKARMU OBRÓBKA MECHANICZNA JĘZYK PRZEŁYK PRZEWÓD POKARMOWY GIT TRAWIENIE CHEMICZNE ŻOŁĄDEK PRZYSWAJANIE - WCHŁANIANIE JELITA USUWANIE POZOSTAŁOŚCI DEFEKACJA STRUKTURA UKŁADU POKARMOWEGO PRZEWÓD POKARMOWY – fragment środowiska zewnętrznego modyfikowany przez różne mechanizmy regulacyjne, kontrolujące warunki w świetle przewodu w taki sposób, aby były optymalne do trawienia i wchłaniania; DODATKOWE NARZĄDY TRAWIENNE – zęby, język, pęcherzyk żółciowy oraz duże gruczoły: ślinianki, wątroba i trzustka – umożliwiają pobieranie pokarmu i produkują wydzieliny, uczestniczące w rozkładzie składników pokarmu. KOLEJNOŚĆ PROCESÓW ZACHODZĄCYCH w PRZEWODZIE POKARMOWYM Pobranie pokarmu: udział jamy ustnej/gębowej; Przesuwanie pokarmu: połykanie i perystaltyka; Trawienie mechaniczne - rozdrobnienie fizyczne, umożliwiające późniejszy rozkład chemiczny: żucie, mieszanie ze śliną i sokiem żołądkowym oraz ruchy segmentacyjne (odcinkowe) jelita; Trawienie chemiczne – sekwencyjne działanie różnych enzymów hydrolitycznych, wydzielanych do światła przewodu pokarmowego; Wchłanianie – przejście końcowych produktów trawienia, ze światła jelita (głównie cienkiego), przez śluzówkę do krwi i limfy Defekacja – usunięcie niestrawionych składników w postaci kału przez odbyt UKŁAD POKARMOWY CZŁOWIEKA MECHANICZNE ROZDRABNIANIE POKARMU TRAWIENIE CHEMICZNE W KWAŚNYM ŚRODOWISKU GŁÓWNE TRAWIENIE I WCHŁANIANIE ODZYSKIWANIE WODY USUWANIE ZBĘDNYCH RESZTEK - DEFEKACJA PODSTAWOWE MECHANIZMY REGULACYJNE: AKTYWNOŚĆ TRAWIENNĄ WYZWALAJĄ różne bodźce, mechaniczne i chemiczne, działające na receptory obecne w ścianie poszczególnych odcinków przewodu pokarmowego; AKTYWNOŚĆ TRAWIENNA JEST REGULOWANA przez czynniki wewnętrzne („odruchy krótkie”, kontrolowane przez unerwienie lokalne) i zewnętrzne („odruchy długie”, pochodzące z OUN i AUN) PRZEKRÓJ POPRZECZNY PRZEZ ŚCIANĘ JELITA SPLOT MIĘŚNIÓWKOWY AUERBACHA SPLOT PODŚLUZÓWKOWY MEISNERA MIĘŚNIE GŁADKIE OKRĘŻNE PODŚLUZÓWKA MIĘŚNIE GŁADKIE PODŁUŻNE BŁONA ŚLUZOWA STRUKTURA ŚCIANY JELITA „MÓZG JELITOWY” czyli jelitowy układ nerwowy (ENS) znajduje się pomiędzy warstwami, tworzącymi ścianę przełyku, żołądka, jelita cienkiego i grubego SPLOT PODŚLUZÓWKOWY (Meisnera) reguluje aktywność gruczołów i mięśniówki błony śluzowej SPLOT MIĘŚNIÓWKOWY (Auerbacha) kontroluje czynności wydzielnicze gruczołów trawiennych ŚWIATŁO JELITA jest kontrolowane za pośrednictwem impulsów z OUN i ENS, wpływających na stan jego ściany KREZKA mocuje jelito do ściany ciała, dostarcza naczynia krwionośne, limfatyczne i nerwy UNERWIENIE ŚCIANY JELITA LM - mięśnie podłużne MP - MP – tylko mięśniówka właściwa - splot Auerbacha przywspółcz. CM – mięśnie okrężne SMP – splot podśluzówkowy Meissnera SMP - także współczulne PRZEWÓD POKARMOWY PTAKA FUNKCJONALNA CHARAKTERYSTYKA Głowa: • Brak zębów, kształt dzioba zależny od rodzaju pokarmu; • Słabo rozwinięty zmysł smaku • Gruczoły ślinowe dobrze rozwinięte u ziarnojadów, chwytanie owadów, niekiedy budowa gniazd Jelita: • Specjalizacja w kierunku trawienia nieprzeżutego pokarmu • Wysoka skuteczność i szybkość trawienia i wykorzystania składników pokarmowych Przełyk i wole: • Kształt i funkcja zależna od pokarmu • „Ptasie mleczko” u gołębiowatych Jelito cienkie: Dwunastnica Jelito czcze Jelito kręte PRZEWÓD POKARMOWY PTAKA FUNKCJONALNA CHARAKTERYSTYKA Wyplówki: formowane w żołądku mięśniowym z niestawialnych resztek pokarmu: kości, futro, pióra Żołądek 2-komorowy: • Gruczołowy, rozbudowany u rybożerców (pokarm białkowy), wydziela kwaśny sok żołądkowy; • Mięśniowy, rozbudowany u ziarnojadów, pełni funkcję zębów trzonowych ssaków, może zawierać kamyki Jelita: • Główne miejsce trawienia i wchłaniania • Krótkie i nieznacznie pofałdowane u mięsożernych, długie i rozbudowane u roślino- i wszystkożernych Porównanie układu pokarmowego ptaków: (a) Ziarnojada i (b) Mięsożercy Główne różnice dotyczą: • Wola • Żołądka mięśniowego • Jelit ślepych OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA ODŻYWIANIA PTAKÓW Znaczny stopień specjalizacji rodzaju pokarmu w związku ze środowiskiem życia – największe sukcesy mają wszystkożercy Dieta waha się bardzo w zależności od pory roku, warunków środowiskowych i geograficznych oraz potrzeb fizjologicznych (np. rozród, migracje) Gatunki o szczególnie wysokim tempie metabolizmu (np. wróble) muszą dziennie pobierać pokarm w ilości do 80% masy ciała Wysokie zapotrzebowanie energetyczne poprzedzające migracje – wzrost masy ciała nawet o 50% Okres zimy – trudne zdobywanie pokarmu w zimnie i krótkim dniu przy zwiększonym zapotrzebowaniu energetycznym Ptaki żywiące się nektarem muszą odwiedzić 1500-2700 kwiatów dziennie, co jest szczególnie trudne w wysokich górach przy spadkach temperatury zewnętrznej Niektóre ptaki morskie (np. petrele) mają żerowiska oddalone od kolonii lęgowych nawet i o 600 km MODYFIKACJE UKŁADU POKARMOWEGO ŻOŁĄDEK ŻOŁĄDEK OWADOŻERNE KRÓTKIE JELITO BRAK JELITA ŚLEPEGO ROŚLINOŻERNE NIEPRZEŻUWAJĄCE ŻOŁĄDEK POJEDYNCZY, DUŻE JELITO ŚLEPE ODBYT ODBYT MODYFIKACJE UKŁADU POKARMOWEGO PRZEŁYK ŻWACZ CZEPIEC KSIĘGI TRAWIENIEC PRZEŁYK ŻOŁĄDEK MIĘSOŻERCA: ROŚLINOŻERNY PRZEŻUWACZ: 4-KOMOROWY ŻOŁĄDEK ze SZCZEGÓLNIE DUŻYM ŻWACZEM, DŁUGIE JELITA CIENKIE i GRUBE JELITO ŚLEPE PĘTLA JELITA KRÓTKIE JELITA CIENKIE i GRUBE, MAŁE JELITO ŚLEPE JELITO ŚLEPE ODBYT ODBYT PRZEWÓD POKARMOWY PRZEŻUWACZA 4-KOMOROWY ŻOŁĄDEK PRZEŻUWACZA JELITO CIENKIE ŻWACZ PRZEŁYK CZEPIEC TRAWIENIEC KSIĘGI PRZEWÓD POKARMOWY KONIA SCHEMAT MONOGASTRYCZNEGO PRZEWODU POKARMOWEGO WYODRĘBNIONO POSZCZEGÓLNE ODCINKI JELITA CIENKIEGO: DWUNASTNICĘ, JELITO KRĘTE I CZCZE. PRZEDSTAWIONO LICZEBNOŚĆ MIKROORGANIZMÓW NA G TREŚCI JELITA ZDROWEGO OSOBNIKA KORZYSTNE MODYFIKACJE FUNKCJI NBAŁONKA JELITOWEGO PRZEZ KOMENSALNE MIKROBIOTA (BAKTERIE, DROŻDŻE, GRZYBY) PORÓWNANIE transkrypcji genów w nabłonku jelita myszy germ free i po kolonizacji bakteriami komensalnymi
