A SEJT A sejtet jellemzi: • mikrométer nagyságrendű, • alakja függ: • funkciójától, • környezetétől, • sűrűségétől, • felületi feszültségétől, • a sejthártya merevségétől, • minden sejtben azonos részecskék (sejtalkotók)találhatók: • sejthártya, • sejtmag, • mitochondrium, • Golgi- test, • lizosoma, • sejtközpont, • endoplazmatikus retikulum, • cytoplazma (Az aláhúzott sejtalkotókat az úgynevezett UNIT membrán burkolja.)
A SEJTMEMBRÁN SZERKEZETE
1
SEJTALKOTÓK Citoplazma: • 3 fázisú diszperz rendszer: vizes- emulzió- kolloid, • a belső súrlódása nagy, • víztartalma nagy, • rugalmas Ribosoma: • minden sejtben egyforma (összetétel, szerkezet) • a fehérjeszintézisben játszik szerepet, • sok fehérjét tartalmaz, • sok RNS- t tartalmaz, • az aminosav sorrend kialakítása a feladata, • szabadon vagy membránhoz kötötten található, Endoplazmatikus retikulum: • a fehérjeszintézist végző sejtekben nagyon fejlett, • tömlő alakú, • az egész sejtet behálózza, • ideg- ingerületvezetésben játszik szerepet, • transzport folyamatokban (sejten belüli) játszik szerepet, • fehérjeszintézis, • zsírok, szénhidrátok, szteránvázas vegyületek szintézisében vesz részt. Golgi- apparátus: • lemezek vagy szemcsék, • szoros a kapcsolata az endoplazmatikus retikulummal, • kicsi az enzimatikus aktivitása, • a sejten belüli H2O szabályozás a feladata, • glikogén raktár. Lizosoma: • nagy enzimtartalom (emésztés), • heterogén felépítés, • hydrolitikus enzimtartalom magas. Mitochondrium: • minden sejtben megtalálható, • általában tojás alakú, • oxidatív enzimtartalom magas, • citrát-kör (mátrix), terminális oxidáció (membrán), • szintézisekben vesz részt (szteroid hormonok, fehérjeszintézis), • Na szállítás, • RNS, DNS, szénhidráttartalom jelentős.
2
Sejtmag: • DNS tartalom • RNS, DNS képzés • szénhidrátbontás, • kromatin állomány (kromoszómák: 46 ebből 44 testi és 2 ivari) A SEJT ÉLETTANA
1. Sejtanyagcsere: • Transzport folyamatok: sejt működéséhez szükséges anyagok felvétele a sejthártyán (szelektív permeábilitás → ez függ a membrán pórusnagyságától és az anyagok zsíroldékonyságától) keresztül. • Passzív transzport (energia nem szükséges az anyagok a koncentráció különbségnek, hidrosztatikai nyomáskülönbségnek, vagy az eltérő elektromospotenciál különbségnek megfelelően áramlanak a sejtbe). Diffúzió: az oldott anyag a rendelkezésre álló teret igyekszik egyenletesen betölteni. Ha két különböző töménységű oldatot hozunk össze egymással, az oldatok elegyednek. Minél nagyobb a koncentráció különbség, annál gyorsabb a diffúzió. Ozmózis: abban az esetben, ha a diffundáló anyag útjában membrán helyezkedik el, mely az oldandó anyag számára átjárhatatlan (szemipermeábilis hártya), akkor a membránon keresztül csak az oldószer tud áramlani a töményebb közeg felé. Az ozmózis addig tart, amíg az oldószer egész mennyisége el nem keveredett a töményebb oldattal, illetve a szemipermeábilis hártya két oldalán lévő oldat egyenlő koncentrációjúvá nem vált. Az ozmózist megakadályozhatjuk, ha az oldatot kellő nyomás alá helyezzük. Így az oldószer vagy nem jut át a membránon, vagy visszaáramlik. Ha a kifejtett nyomás akkora, hogy semmilyen áramlás nem történik, akkor ún. dinamikus egyensúly alakul ki. Az a nyomást, amit az oldatra kell kifejteni, hogy ozmózis ne jöjjön létre, ozmotikus nyomásnak nevezzük. A sejtmembrán feladata, hogy az ozmotikus nyomást fenntartsa. Ha bármilyen okból megváltozik az ozmotikus nyomás, szervezetünk azonnal reagál a verejték, a vizelet mennyiségének és összetételének változtatásával. Oldatok: • izotóniás (ozmotikus nyomása megegyezik a sejtével), • hipotóniás (az oldat ozmózisnyomása kisebb, a sejt megduzzad), • hipertóniás (az oldat ozmózisnyomása nagyobb, a sejt zsugorodik). • Aktív transzport (ATP szükséges)(pl.: Na+ és K+ ionpumpa mechanizmusa) A sejt zavartalan működéséhez szükséges anyagok mindegyike nem tud passzív módon bejutni a sejtbe. Mindig a koncentráció grádienssel szemben történik. A membránon keresztül történő anyagszállítást az ún. „Carrier” molekulák segítik.
3
• Fagocitózis:
Inkább a védekezésben játszik szerepet. (pl.: baktériumok, porszemcsék stb.). Szilárd anyagok, részecskék bekebelezése. • Pinocitózis: Folyadék, és folyadékban oldott anyagok felvétel (pl.: fehérje felvétel). • Asszimiláció. • Disszimiláció. • Szekréció. Sejtmozgás: • amőboid mozgás (pl.: monocyták), • csillószőrök (pl.: egyes hámsejtek). Ingerlékenység: • Ingerlékenység → inger (ingerküszöb) → ingerület (akciós potenciál) → ingervezetés. (Az ingerület terjedésének a sebességét a sejteken belüli ellenállás határozza meg. Vastagabb ideg vagy izomrost ellenállása kisebb → az ingerület terjedése gyorsabb.) • Válasz: a mozgás formájában, anyagcsere csökkenés illetve növekedésben valósul meg. • A differenciált sejteknél speciális reakciók, pl.: izomsejt az ingerület hatására összehúzódik. Sejtnövekedés: • Táplálkozás során a sejt gyarapodik, mely a citoplazma tömegének a növekedését eredményezi, ha a sejt már a megnövekedett citoplazma tömeget nem tudja táplálni, akkor visszafejlődik, elpusztul vagy osztódik. Sejtosztódás: • Előfeltétele, hogy a sejt a teljes nagyságát elérje. • Direkt sejtosztódás (amitózis) a magban kezdődik, majd a citoplazma is kettéosztódik. • Indirekt sejtosztódás (mitózis) a sejt vizet vesz fel, megduzzad (1), a sejtközpont osztódik és a sejt két pólusára vándorol (2). A magban egyidejűleg kialakulnak a kromoszómák (3), a kromoszómák hosszában kettéhasadnak, számuk megkétszereződik és egyik felük az egyik, míg másik felük a másik sejtközpont köré csoportosul (4), majd a plazma osztódik, középen befűződés keletkezik, és a sejt kettéválik.(5-6). • Felező sejtosztódás (meiózis) az ivarsejtekre jellemző osztódás. Az osztódást megelőzően az ivarsejtben a kromoszóma párok kettéválnak. Egyik a fiú, másik a lány sejtbe kerül. Így min a hím, mind a női ivarsejt fele kromoszóma számmal rendelkezik (haploid kromoszóma szám). A kromoszómaszámok a sejtek egyesülésekor egészülnek ki.
4
VÉR Szerepe: • tápanyaggal látja el a sejteket, szöveteket, • O2-t szállít a sejtnek, továbbá hatóanyagokat (hormonok) az életfolyamatok szabályozásához, • elszállítja a sejtben keletkezett bomlástermékeket, • közreműködik a szervezet védekezésében (immunanyagok, fagocitózis), • részt vesz a szervezet hőszabályozásában, • a szervezet belső környezetének az állandóságát biztosítja (izotónia, izohydria stb.)
VÉR (5-6 liter)
44% VÉRSEJTEK víz) vörösvértestek , fehérvérsejtek, vérlemezkék
56% PLAZMA(90%-a fehérjék (albuminok globulinok (7-8%), kationok (Na+, K+, Ca++) anionok (Cl-, HCo3-), szénhidrátok, festékanyagok (bilirubin), zsírok (koleszterin, FFA), bomlástermékek (karbamid, húgysav, kreatinin), hormonok (endokrin mirigyek termékei)
Hematokrit érték: 40- 44% (Csak alvadásgátolt vérrel!) Ha nincs a véralvadás gátolva, akkor VÉRSAVÓ (SZÉRUM) és VÉRLEPÉNY keletkezik. VÖRÖSVÉRTEST (erythrocyta) • nincs sejtmagja, • 4,5-5 ill. 4,0-4,5 millió • haemoglobin tartalom (Hb+O2↔OXHb oxihaemoglobin) • a sav- bázis egyensúly fenntartása • Termelődés: • a vörös csontvelőben (lapos csontok pl.: szegycsont, medencecsont) • a hypoxia serkenti (vese → eritropoetin + B2, vas, folsav, triptofán, metionin) • az előbb felsoroltak hiánya gátolja a vörösvértestképzést • Lebontás: • élettartam 120-130 nap • lebontás a lépben és a RES-ben
5
ENTEROHEPATIKUS CIKLUS Hb → biliverdin → bilirubin (a vérben RES makrofág)
máj
→
epe
→
bél
→ vér → vese → vizelet → széklet
vér (v. portae) FEHÉRVÉRSEJT (leukocyta) • Élettartamuk 5-10 nap (a csontvelőből kikerülő fehérvérsejtek az erek és a tüdő falában raktározódnak és csak megfelelő inger hatására kerülnek a keringésbe). • 3 csoportba sorolhatóak: 1. Myeloid elemek → granulocyták (50-60%) • a vörös csontvelőben termelődnek • plazmájukban szemcsék (granulumok) találhatók, • a szemcsék festődése alapján lehetnek: • neutrophil, • eosinophil, • basophil granulocyták. • neutrophil granulocyták (falósejtek → védekezés, mikrofágok) • amőboid mozgás, fagocitózis, • baktériumokat, idegen anyagokat amőbaszerű mozgással körülveszik, majd bekebelezik, • gennyképződés (elhalt fehérvérsejtek + szövetrészek) • eosinophil granulocyták: • allergiás állapotokban és bélférgességben szaporodnak meg a vérben, szerepük még teljesen nem tisztázott, • basophil granulocyták: • véralvadásgátló (heparin) anyagot tartalmaznak, jelentőségük még nem tisztázott. 2. Lymphoid elemek → lymphocyták (30-33%) • a nyirokszervekben és a lépben termelődnek, • a környezeti ártalmak elleni védekezés az úgynevezett IMMUNVÁLASZ segítségével, • készenléti sejtek → testidegen anyagok (antigén) hatására osztódással és differenciálódással olyan sejtekké válnak, melyek közvetlenül vesznek részt a szervezet védekezésében → T- és B lymphocyták 3. Monocyták (10-15%) • a vöröscsontvelőben termelődnek,
6
• fagocitálnak (Nagyobbakat képesek fagocitálni, mint a granulocyták → makrofágok) • a fagocitált anyagokat lebontják → lizosoma, • a RES részei, 24 órát keringenek a vérben, majd lerakódnak a RES- ben. VÉRLEMEZKÉK (thrombocyta) • a véralvadás fontos tényezői, a trombokináz enzimet tartalmazzák, • a sérült érszakasz összehúzódik, a sérülés helyén a vérlemezkék az érfalhoz tapadnak és elzárják a sérülést, ha a sérülés nagyobb VÉRALVADÁS is kell!
VÉRALVADÁS Lényege: a plazmában oldott állapotú fibrinogén nevű fehérje oldhatatlan fibrin szálakká csapódik ki. A fibrinszálak a megalvadt vérből képződő vérlepény rostos vázát alkotják. A vázon fennakadnak a vér sejtes elemei, amelyek a fibrinnel együtt alkotják a vérlepényt. A zsugorodó vérlepényből kipréselődik egy sárga, áttetsző folyadék, a szérum vagy vérsavó, ez a fibrinmentes vérplazma. • menete: (Ca++ igényes) • előfázis → protrombin → trombin átalakulás (trombokináz enzim szükséges), • fő fázis → fibrinogén → fibrin átalakulás, • utófázis→ az alvadt vér zsugorodása, a szérum (vérsavó) keletkezése.
Vércsoport O A B AB
Vércsoport RH- pozitív RH- negatív
VÉRCSOPORTOK Antigén a vörösvértest felszínén nincs A B AB
RH- RENDSZER RH- antigén a vörösvértestben van nincs
Antitest a vérplazmában anti A és anti B anti B anti A nincs
Antitest a vérplazmában nincs van
Nyirokrendszer Az intravazális tér és az interstitium közt nagymértékű diffúziós transzport bonyolódik le. A teljes plazmatérfogat 70%-a szűrődik ki, aminek nagy része a vénás száron visszaszívódik. A maradék napi 2-4 liter a nyirokrendszeren keresztül jut vissza a keringésbe. A nyirok rendszer szerepet játszik a szervezet védekezési mechanizmusaiban is.
7
AZ IZOMMŰKÖDÉS ÉLETTANA A szervezetben megkülönböztetünk harántcsíkolt vázizmot, simaizmot és szívizmot. Az emberi mozgás alapját az izomműködés képezi. Az izmok a mozgás aktív szervei, a mozgatórendszer passzív alkotóelemeit, a csontokat és izületeket az izmok mozgatják. Kémiai energiát alakítanak át mechanikai energiává. Motoros egység: az izomrost és a hozzá kapcsolódó mozgató neuron. Az izomműködést közvetlenül a központi idegrendszer irányítja. (gerincvelő mellső szarvi mozgató neuron → neuromuscularis synapsys → izomrost). Az emberi szervezetben nem az egyes izmok, hanem különböző izomcsoportok együttműködve hajtják végre a mozgásokat: • Agonista izmok: közvetlenül a mozgást végzik. • Szinergista izmok: a mozgás létrejöttét teszik lehetővé. • Antagonista izmok: a mozgást végző izmokkal ellentétesen működnek. Az izomrostok fajtái F
F
F
t
t
ST
t FT 2
FT 1
az edzés hatására történő átalakulás Az izomrosttípusok jellemzői ST (lassú, oxidatív) Mitokondrium tartalom Protoplazma mennyiség Vastagság Szarkoplazmatikus retikulum Ca 2+ felvevő és leadó képesség Mitokondriális oxidatív anyagcsere Mitokondriális glikolitikus anyagcsere Kontrakció sebesség Fáradékonyság
nagy nagy kicsi
FT 1 FT 2 (gyors, oxidatív, (gyors, glikolitikus) glikolitikus) kicsi kicsi kicsi kicsi nagy nagy
kicsi
közepes
nagy
nagy
közepes
kicsi
kicsi
közepes
nagy
kicsi kicsi
nagy közepes
nagy nagy
8
Az izomműködés mechanikai szempontjai Erőkifejtési módok (az izomösszehúzódás formái)
Dinamikus (mozgásos)
Legyőző koncentrikus kontrakció (K. E.< B. E.) Excentrikus
Statikus (tartásos)
Fékező excentrikus kontrakció (K. E.> B. E.)
>
Megtartó izometriás kontrakció (K. E.= B. E.)
>
Izometriás
Koncentrikus
Alapjelenségek • Izomrángás: egyszeri inger hatására történő összehúzódás (ingerküszöb → inger szummáció). • Contractio- summatio: szupramaximális erősségű inger az előző inger által okozott kontrakciós hullám felszálló ágának megfelelő periódusban megismételjük, a kapott kontrakció amplitúdója nagyobb lesz, mint az egyetlen ingert követő kontrakcióé. • Komplett tetanus: megfelelő intervallumokban alkalmazott szupramaximális inger (ingersorozat) fenntartott kontrakció szummációt eredményez → tetanus. A kontrakciós görbe teljesen összeolvadt vonalat képez. • Inkomplett tetanus: kisebb frekvencia mellett a kontrakciós görbén kisebb nagyobb hullámok jelzik a nem teljesen fuzionált kontrakciót. Izomrángás
Kontrakció szummáció
F
F Li.
Ki.
Ri.
t
t
Komplett tetanus
Inkomplett tetanus
F
F
t
t
Li.: a látencia idő.
9
Ki.: a kontrakció ideje. Ri.: a relaxáció ideje. Izomteljesítmény: • Quantalis szummáció (mennyiségi összegzés): az izomműködés intenzitásának növelésével egyre több motoros egység kapcsolódik be a mozgásba. • Kontrakció szummáció (hullámösszegzés): a mozgatóegységben végigfutó ingerületek számának növelése. • Ezt a két lehetőséget a szervezet nem egymás után, hanem egyszerre veszi igénybe. Az izom- erőkifejtés függ: • Az életkortól és a nemtől. • A rostok vastagságától és vérellátásától. • A működő izmok hosszától. • A résztvevő ME. számától (ME.: motorikus egység). • Az impulzusok sűrűségétől, szinkronizációjától. • Az erőkifejtés idejétől. • A mozgósítható energia mennyiségétől. • A megmozgatott súly nagyságától és az ellenállás nagyságától. • A rostok összetételétől. • Az impulzusok nagyságától és erejétől. Hőtermelés és energiaszolgáltató folyamatok az izomban Az izomműködés során hőfelszabadulás mérhető. • Kezdeti (iniciális) hő: az összehúzódás és az elernyedés alatt mért értékek összege, aerob és anaerob körülmények között is, • aktivációs: rángás esetében, • fenntartásos: tetanuszos összehúzódás esetén. • Megkésett hő: az izomműködés után, csak aerob energiaszolgáltatás után. Izomműködés energia forrásai: • Első lépcső: ATP = ADP + P + E • Második lépcső: KrP + ADP = ATP + Kr (ATP reszintézis). • Harmadik lépcső (az intenzitástól függően): • az izomglikogén → aerob és anaerob lebontása, • zsírok → β oxidáció. • fehérjék → oxidatív dezaminálás.
10
Energiaszolgáltató folyamatok az izomban AEROB (O2 elég)
ANAEROB (O2 kevés) alaktacid laktacid KrP = Kr + P + E KrP + ADP = ATP
szénhidrát (38 db ATP) (aerob - anaerob)
zsír (130 db ATP) (aerob)
GLIKOLÍZIS 2 ATP
fehérje (17 db ATP) (aerob, normál esetben nem szolgáltat energiát)
BÉTA - OXIDÁCIÓ
OXIDATÍV DEZAMINÁLÁS
35 ATP
piroszőlősav acetil CoA
tejsav
CITRÁT - KÖR
ATP TERMINÁLIS OXIDÁCIÓ
(IZOM)
OXIDATÍV FOSZFORILÁLÁS
CORI- KÖR (helyreállítás) VÉR I Z O M
C6 H12 O6
C6 H12 O6
TEJSAV
TEJSAV VÉR
Aerob C6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6H2O + E
Anaerob laktacid C6H12O6 = 2C3H6O3 + E
11
M Á J
Az intenzitás a terjedelem és a felhasznált energia
Az izomműködés szabályozása A szervezet izomállományának fő tömegét képező harántcsíkolt izomzat (vázizomzat izomzat) valamint a „több- egységes” simaizomzat kontrakcióját fiziológiás körülmények között kizárólag a központi idegrendszerből jövő, a motoros, illetve vegetatív idegek útján vezetett impulzusok váltják ki és tartják fenn. A viscelaris simaizom és a szívizom alapvető aktivitása myogen eredetű; az efferens vegetatív rostok ingerülete az alapvető myogen aktivitás serkentés vagy gátlás irányában befolyásolja.
12
Az izomműködés szabályozásában résztvevő központi idegrendszeri folyamatok (Frenkl)
A simaizom és a szívizom működése Simaizom jellemzői: • Lassú, minimális energiafogyasztással járó fenntartott kontrakcióra képes. Nem fáradékony. Tetanizálható. • Vegetatív beidegzésű. • Orsó alakú sejtek, egyetlen sejtmaggal. • Működés szempontjából két csoportra oszthatók: • Visceláris vagy unitárius: az izomsejt intrinsic (nyújtás hatására) ingerületi folyamata vált ki → az ingerület végigterjed a simaizom egész kötegén, a teljes izom úgy viselkedik, mintha egyetlen sejtből állna. • Pl.: gyomor- bélcsatorna, ureter, húgyhólyag, uterus, arteriolák és venulák simaizomzata. • Multi- unit simaizom: ezek a harántcsíkolt izmokhoz hasonlóan motoros egységekbe tömörülnek. • Pl.: a nagyartériák simaizmai, pilomotor apparátus. • Szabályozás: vegetatív idegrostok beidegzése alatt állnak. • Az izom nyújtásának a hatása: az üregek falában elhelyezkedő simaizmok nyújtása a sejtmembrán depolarizációját váltja ki → tónusos / fenntartott / kontrakció jön létre). • Vegetatív mediátorok hatása: cholinerg (parasympathicus → acetylcholin → serkentés) és adrenerg (sympaticus → noradrenalin (adrenalin) → gátlás vagy serkentés) ingerület átvivő anyagok. • Az ingerület az ún. neuromuscularis synapsison keresztül tevődik át az izomzatra. Szívizom jellemzői: • Harántcsíkolt izomrostokból áll. Nem fárad el. Nem tetanizálható.
13
• Automácia → a teljesen denervált (idegétől megfosztott) szív megfelelő körülmények között ritmusosan húzódik össze. • Vegetatív rostok beidegzése módosíthatja az automáciát (n. vagus → tachycardia és bradycardia).
A SZÍV- ÉS A KERINGÉSI RENDSZER ÉLETTANA Az emberi szív négy üregből álló szerv. A szív fala három rétegből áll. A szívburok (pericardium) veszi körül, a szívbelhártya (endocardium) béleli a szívizomzatot (myocardium).A szívizomzat ritmusos összehúzódása a systole és elernyedése a diastole állandó mozgásban tartja a vért. A szív működési szempontból bal- és jobb szívfélre osztható, melyek az egészséges embernél nem közlekednek egymással. Pitvarokat és kamrákat (2-2) különböztetünk meg. A szívben az áramlás egyirányú, a vér a pitvarokból a kamrákba, a kamrákból a nagy erekbe kerül. Az egyirányú áramlást a billentyűk biztosítják. Billentyűket találunk pitvarok és kamrák (vitorlás billentyűk) illetve a kamrák és a nagy erek között (zsebes vagy félhold alakú billentyűk). A szív és vérkeringési rendszer két vérkörből áll: 1. Nagyvérkör: bal kamra → aorta → artériás rendszer → capillárisok → vénás rendszer → jobb pitvar. 2. Kisvérkör: jobb kamra → tüdőverőér (arteria pulmonaris) → tüdő → tüdőgyűjtőerek (venae pulmonaris) → bal pitvar.
A SZÍV INGERKÉPZŐ ÉS INGERÜLETVEZETŐ RENDSZERE A szívizomzatban az ún. munkarostokon kívül megkülönböztetjük a sajátos (specifikus) izomzatot, melynek rostjai a szív ingerképző és ingerületvezető rendszerét alkotják. E rendszer működésében nyilvánul meg a szívizomzatnak az a tulajdonsága, hogy automáciára képes. A szívizom ezzel kapcsolatos további tulajdonságai: • • • •
Ingerképzés (chronotrop hatás), Ingerületvezetés (dromotrop hatás), Ingerlékenység (bathmotrop hatás), Összehúzódó képesség, kontraktilitás (ionotrop hatás).
Az ingerképző rendszer a sinus- csomóval kezdődik (Keith- Flack- csomó) a jobb pitvar falában. Sinus csomó → pitvarizomzat (munkaizomrostok) → nodus et atrioventicularis (AVcsomó, Aschoff- Tawara- csomó) → His- köteg → Tawara- szárak → Purkinje- rostok. Az ingerképző- és vezető rendszer alsóbb részei is képesek ingerképzésre. Nomotop ingerképzésről beszélünk, ha az ingerület a sinus- csomóban képződik. Ez a fiziológiás ingerképzés, mely normális esetben elnyomja az alacsonyabb ingerképző helyek ingerületi folyamatát (heterotop ingerképzés). Minél lejjebb keletkezik az inger, annál lassabb a szaporasága. INTRACARDIALIS SZABÁLYOZÁS • sinus- csomó: 70-80 ütés/perc (max. 180-200 ü/p, min. 35-40 ü/p.) • nodus et atrioventricularis: 40-60 ütés/perc • Purkinje- rostok (kóros esetben):30- 40 ütés/perc
14
EXTRACARDIÁLIS SZABÁLYOZÁS A szimpatikus és a paraszimpatikus idegrendszerhez tartozó idegek ellentétes hatással befolyásolják a szívműködést. • szimpatikus hatás: fokozza a szívműködés frekvenciáját, növeli az egyes összehúzódások erejét, mélységét, serkenti az ingervezetést és fokozza a szívizom ingerelhetőségét. • paraszimpatikus hatás: a fentiekkel ellentétes.(nyugalomban ez érvényesül) • reflexszabályozás: a szívtől távol eső érzőideg- végződések ingerlése reflektórikusan a szívműködés megváltozásához vezet. Pl.: a mellüregi vagy hasi zsigerek ingerlése a n. vaguson keresztül lassítja a szívműködést. Az izgalmak, lelki élmények hol serkentőleg, hol gátlólag hatnak a szívműködésre. • kémiai szabályozás: szimpatikus hatás esetén a katecolaminok (adrenalin, noradrenalin) emelik a frekvenciát. Tachycardia: szimpatikus túlsúly esetén a frekvencia fokozódik. Bradycardia (edzés): frekvencia < 60 ütés/perc (a n. vaguson keresztül paraszimpatikus hatás). SZÍVCIKLUS A szív működése ciklusos, mely inger hatására következik be. Két szakasz jelent egy ciklust: 1. systole: a szívizom összehúzódása, 2. diastole: az elernyedés szakasza. Az egyes fázisok időtartama a szívfrekvencia függvénye: • 75 ütés/perc frekvencia mellett a szívciklus 0,8 s, ebből a systole 0,3 s, a diastole 0,5 s. • A szívműködés gyorsulásakor elsősorban a diastole ideje csökken.(pl.: 150ü/p) esetén a szívciklus 0,4 s, ebből a systole 0,24 s, a diastole 0,16 s. • A 200 ü/p feletti pulzus már nem jó, mert a szív nem tud telődni! SZÍVHANGOK A szív felett hallgatózva szívhangokat hallunk. Megkülönböztetünk I. és II. szívhangot. Az I. szívhang (szisztolés hang)a kamrák összehúzódásának izomhangja és a vitorlásbillentyűk becsapódásakor keletkezik. A II. (diasztolés hang), amelyet a félhold alakú billentyűk összecsapódása és a nagyerek falának a rezgése okoz. Kóros körülmények között a hangok nem tiszták, hanem zörejesek. SZÍVVIZSGÁLÓ ELJÁRÁSOK • EKG(elektrokardiográfia): mint a vázizmokban, úgy a szívizomban is ingerület hatására akciós áram keletkezik. Műszeresen vizsgálható → elektrokardiogramm Három elvezetést vizsgálnak: 1. bal kar és jobb kar között, 2. bal láb és jobb kar között, 3. bal láb és bal kar között.
15
A normális EKG görbe nulla vonala az ún. izoelektromos vonal, ehhez képest különböztetünk meg negatív és pozitív hullámokat. A hullámokat betűkkel jelöljük és a következő szakaszait vizsgáljuk az EKG görbének: 1. P- hullám, 2. P-Q távolság, 3. QRS- komplexus, 4. ST- szakasz, 5. T- hullám. • A P hullám normális esetben pozitív, amplitudója 1,5-2 mm. A P- hullám az ingerület pitvari terjedésének(a pitvarizomzat depolarizációjának) felel meg. • A P hullám kezdetétől a Q hullám kezdetéig tartó idő az ún. átvezetési idő: 0,120,20 s. • A QRS- komplexus kis negatív irányú Q- hullámból, magas pozitív R- hullámból és negatív S- hullámból áll. Időtartama: 0,08 s. ez idő alatt megy végbe a kamra teljes depolarizációja. Q hullámot nem mindig észlelünk (a szemölcsizmok aktiválódása). R- hullám a kamra fő tömegének ingerületbe jutását jelenti, átlagos amplitúdója: 10 mm. • A QRS- komplexust egy izoelektromos ST- szakasz követ, mely pozitív Thullámba megy át. • A T- hullám a kamraizomzat repolarizációjának a kezdetét jelenti. • A Q- T távolság az ún. elektromos systole, a kamraizomzat de- és repolarizációjának együttes időtartama: 0,35 s A sportolóknál a normálistól eltérő EKG- t kaphatunk, mely a lassúbb nyugalmi szívműködéssel és a bal kamra megnövekedett térfogatával függ össze. A lassúbb szívműködés módosítja az EKG görbe szakaszainak az időtartamát és azok arányát. Terhelés hatására helyreáll a normális EKG görbe. • • • •
Röntgen vizsgálat: a szív nagyságát vizsgálja. Fonokardiografia (PKG): a szívhangokat elemzi. Ballisztokardiografia (BKG): a szívciklussal kapcsolatban rögzíthető testelmozdulások. Ultrahang (echocardiografia): a szív szerkezetéről, a szív falairól, billentyűinek állapotáról és mozgásáról ad tájékoztatást. • Szívkatéterezés: szíven és a nagy ereken belüli nyomásviszonyokat vizsgálja A SZÍV TELJESÍTMÉNYE. A PERCTÉRFOGAT Perctérfogat = pulzustérfogat x frekvencia Nyugalomban: 4,5-5,5 l. Az érték függ: • az életkortól, • a nemtől (nőknél alacsonyabb), • a testsúlytól. Az átlagos 65-75 ü/p. szívfekvenciát figyelembe véve tehát az átlagos pulzustérfogat 65-80 ml.
16
AZ EDZETT SZÍV ÉS MŰKÖDÉSE A rendszeres edzések hatására a szív alkalmazkodik, mely alkalmazkodások nyugalomban is megfigyelhetőek, terheléskor pedig a szív- keringési rendszer magasabb teljesítményét teszi lehetővé. 1. Az edzett szív tömege nő: 300-350 g-mal szemben 350-400 g lesz.(hipertrófia). 2. edzés- bradycardia. 3. csökken a nyugalmi perctérfogat. 4. növekszik a terheléses perctérfogat.
A SZÍVMŰKÖDÉS ALKALMAZKODÁSA IZOMMUNKÁBAN NYUGALMI SZÍVMŰKÖDÉS Pulzusszám Diastolés térfogat Edzett 40-60 ü/p 180-240 ml Nem edzett 65-70 ü/p. 120-140 ml
Pulzustérfogat Systolés térfogat 70-80 ml 120-160 ml 70-80 ml 60 ml
TERHELÉSES SZÍVMŰKÖDÉS Pulzusszám Diastolés térfogat Edzett 180 ü/p 180-240 ml Nem edzett 180 ü/p. 120-140 ml
Pulzustérfogat Systolés térfogat 160-180 ml 20-60 ml 100-120 ml 20 ml
Perctérfogat 3,5-4,5 l 4,5-5,5 l
Perctérfogat 32-34 l 20-22 l
A VÉRKERINGÉS ÉLETTANA A szív munkájától elválaszthatatlan a vérkeringés. A vérkeringést a szív munkája és az érfalak rugalmassága tartja fenn. Kis- és nagyvérkör. AZ ÉRENDSZER FELÉPÍTÉSE 1. artériák 2. capillarisok 3. venák A VÉRNYOMÁS- ÉS MÉRÉSE A vérnek az érfalra gyakorolt nyomása a vérnyomás. Megkülönböztetünk: 1. artériás, 2. capillaris, 3. venás, 4. kisvérköri vérnyomást. Vérnyomáson általában az artériás vérnyomást értjük!
17
AZ ARTÉRIÁS VÉRNYOMÁS Az érrendszer artériás szakaszán uralkodó nyomás. A fogalom nem egyetlen nyomásértéket jelent. Az aortában és a nagyartériákan a szívciklus alatt nyomásingadozás mérhető. A legmagasabb mért nyomásérték a systolés nyomás (120 Hgmm), a legkisebb a distolés nyomás (80 Hgmm). A kettő különbségét pulzusnyomásnak nevezzük. Az artériás vérnyomást meghatározza: 1. a perctérfogat, 2. a perifériás ellenállás (TPF), 3. az aorta és a nagyerek rugalmassága. Terhelés hatására a systolés érték nő, a diastolés csökken (200/0Hgmm). Az artériás vérnyomást befolyásolja: 1. a keringő vér mennyisége (vérraktárak), 2. a vér viszkozitása (belső súrlódása az alakos elemek arányától függ), 3. nehézségi erő. VÉRNYOMÁSMÉRÉS 1. direkt (véres) 2. indirekt (vértelen) Általában ülő helyzetben mérik, ilyenkor a kapott értékek kb. 10 Hgmm- rel magasabbak, mint fekvő helyzetben. Az életkor előrehaladtával és a növekvő testsúllyal emelkedik a vérnyomás. AZ ARTÉRIÁS PULZUS- ÉS VIZSGÁLATÁNAK JELENTŐSÉGE A pulzus alapvető tulajdonságai: 1. szaporaság (frekvencia), 2. ritmusa. A KERINGÉS SZABÁLYOZÁSA (Vérnyomás szabályozás) A keringésnél a kétféle: idegi és hormonális szabályozó mechanizmusok tulajdonképpen az erek szűkületét vagy tágulatát, ennek megfelelően a vérnyomás emelését vagy csökkenését eredményezik. Az erek alaptónusa (basalis tónus) mellett, amelyet az erek falában elhelyezkedő simaizomelemek tartanak fenn, az érkeresztmetszetet az érszűkítő (vasoconstrictor) és értágító (vasodilator) tényezők aktuális egyensúlya határozza meg. IDEGRENDSZERI SZABÁLYOZÁS (központ: nyúltagyi formatio reticularis) Két magcsoport építi fel: pressor és a depressor. A pressor központ önálló, állandó aktivitással rendelkezik, a depressor központ működését az afferens impulzusok befolyásolják. A depressor aktivitás gátolja a pressor központ aktivitását és gátlóimpulzusokat küld a gerincvelői sympatikus neuronokhoz → értágítás.
18
A cardiovascularis központokat befolyásoló afferens tényezők: 1. Afferens idegek útján befutó ingerületek • az artériás rendszerből (sinus caroticus, aorta ív) kiinduló afferentációk, melyek létrejöhetnek: • baroreceptorok (nyomásváltozásra érzékenyek) ingerlése révén (sinus caroticus, aorta- ív), melyre a válasz depressor jellegű, • chemoreceptorok (helyük a glomus caroticumban és a glomus aorticumumban) ingerlése révén (a vér kémiai összetételének változására érzékenyek) hypoxia, (O2 tenzió csökkenés) melyre a válasz pressor jellegű, • a keringés alacsony nyomású rendszeréből (szív, venák, tüdőerek) kiinduló reflexek, • a keringési rendszertől független receptorokból kiinduló reflexek (a bőr hő-, nyomás- és fájdalomérző receptorai (Lovén- reflex: helyi értágítás, általános érszűkítés). 2. A központokat ellátó vér kémiai összetételének a változása → a CO2 szint növekedése 3. A magasabb agyi központokból (hypothalamus, limbikus rendszer motoros kéreg stb.) származó ingerületek. A vérnyomás állandóságának a fenntartásában a legfontosabbak az AORTA- és a CAROTIS- SINUS REFLEX! HORMONÁLIS vagy VEGYI SZABÁLYOZÁS Az erek falára közvetlenül hat és képes megváltoztatni az értónust. • depressor hatású: szénsav, tejsav, acetilkolin, histamin, • pressor hatású: adrenalin, noradrenalin vasopressin.
19
A LÉGZŐRENDSZER ÉLETTANA A légzés gyűjtő fogalom, olyan folyamatok összességét jelenti, melyek az oxigén felvételét és a széndioxid leadását (gázcsere) biztosítják. LÉGZÉS
Külső légzés • a tüdőben (kis vérkörben) végbemenő gázcsere → gázcsere
Belső légzés a nagy vérkörben a keringés útján jön létre, feladata a szövetek közti gázforgalom és oxigén hasznosítás → sejtlégzés
20
Légutak: • orr- szájüreg → garat → gége → légcső → főhörgők, • védekező reflexek: tüsszentési, köhögési. A légzés folyamata: • belégzés aktív (légzőizmok összehúzódnak), • kilégzés passzív (de: terheléskor aktív!), • a mellkas térfogatváltozásával jár → a nyomásviszonyok változnak! • Intrapulmonalis (tüdőn belüli), intrathoracalis (mellkason belüli), a két nyomásérték a légzés alatt párhuzamosan változik. Légzési térfogatok: • nyugodt légzés (eupnoe) • légvételkor kb. 500 ml levegőt lélegzünk be, • légvételek száma 14-18/ min.(edzetteknél bradypnoe), • légzési perctérfogat 7-8 l. A légzőrendszer teljesítőképességét vizsgáló eljárások: A légzőrendszer teljesítőképessége részben korrelál a keringési teljesítménnyel és jellemzően összefügg az egyén testalkatával. Segít a sportági alkalmasság megítélésében és rendszeres figyelemmel kísérése különösen az állóképességi sportágaknál az edzés hatékonyságának ellenőrzésében. 1. Vitálkapacitás mérése(alapvetően testalkati mutató) • nyugalmi légzésnél, egy maximális belégzést egy maximális kilégzés követ. • nem azonos a tüdő kapacitással, de azt kívánjuk vele jellemezni (residuális levegő kb. 1000-1500 ml), • a tüdő elkülönített levegőterei: • légzési levegő (respirációs): 500 ml, • belégzési tartalék(komplementer) maximális belégzéskor még felvehető levegő: 2000-2500 ml, • kilégzési tartalék (supplementer levegő) maximális kilégzéskor még kilélegezhető levegő: 1000-1500 ml. • E három levegő frakció adja a vitálkapacitást, melynek értéke felnőtt emberben: 3500-4500 ml, • értéke függ: a nemtől (férfiaknál nagyobb), a kortól, a testfelülettől, • a felnőtteknél a testmagasságra: Lorenz- index (vitálkapacitás ml/testmagassággal), • gyerekeknél a testtömegre vonatkoztatják a vitálkapacitást. 2. Tiffeneau- Pinelli féle eljárás vagy időzített vitálkapacitás mérés (FEV1) • 1 mp alatt a vitálkapacitás 80%-a kilégzésre kerül, • a motiváltság nem befolyásolja. 3. Mav. Érték (maximális akaratlagos ventilláció mérése nyugalomban és terheléskor) • a vizsgált személy nyugalomban 15-20 mp- ig maximális erőfeszítéssel lélegzik → 1 percre vonatkoztatjuk,
21
• terheléskor a be- és kilélegzett levegő mennyiségét mérjük 1 percig, • nyugalomban nem edzetteknél: 100 l, edzetteknél: 150-200 l, • terheléskor az edzetleneknél az érték csökken, edzetteknél változatlan marad → igen kedvező a légzésfunkció. 4. Spiroergografia • minden légzésfunkciós vizsgálat alapkérdése, hogy mennyiben függ össze az O2 felvétellel, • terheléses vizsgálat, melynek során a terhelést adagolhatjuk: • steady state (O2 szükséglet és O2 kínálat megegyezik) • vita maxima, ilyenkor az egyén maximális munkavégző képességét és az ehhez tartozó maximális O2 felvevő (aerob kapacitás) képességét vizsgáljuk • aerob kapacitás: • befolyásolja: kor, nem, testsúly, testmagasság, edzettség, zsírmentes testtömeg, • nyugalom: edzetleneknél 250-300 ml/perc (ml*min-1), edzetteknél 400-600 ml/perc (ml*min-1), • terheléskor: edzetleneknél 2500-3000 ml/perc. edzetteknél 5000-6000 ml/perc (ml*min-1). • relatív aerob kapacitás: • testtömegre vonatkoztatjuk az aerob kapacitást, • edzetlenek:30-35 ml/perc/kg (ml*min-1* kg-1), • edzettek: 60-80 ml/perc/kg (ml*min-1* kg-1). 5. Légzési aequvalens • légzési perctérfogat literben x 100 oxigénfelvétel ml-ben percenként • nyugalmi érték: 2,5-3, • terheléskor az érték az edzetleneknél csökken (romlik az O2 kihasználás). 6. Megnyugvási hányados • a terhelés alatt felvett többlet O2 és a restitúcióban felvett többlet O2 aránya • minél kevesebb oxigénfelvételt igényel a restitúció, tehát minél nagyobb a hányados annál kedvezőbb az edzettségi állapot. 7. Oxigénpulzus • a légzési és keringési funkciókat együtt jellemzi, • percenkénti O2 felvétel (ml) elosztva a pulzusszámmal, • nyugalom: az edzetlenek 4ml (300/75), edzettek 5 ml (300/60), • terheléskor: edzetlenek 15 ml (3000/200), edzettek 30 ml (6000/200). 8. PWC170 érték • maximális steady state állapotában vizsgálják. GÁZCSERE A légzőrendszer legsajátosabb működése a gázcsere • passzív transzport folyamat → az áramlás a nyomásgrádiensnek megfelelően történik • alapvető jelentőségű a gázcserében a levegő parciális nyomása,
22
• levegő összetétele: O2 21%, N 78%, egyéb 1%. Külső légzés → belső légzés OXIGÉNSZÁLLÍTÁS • mind az artériás, mind a vénás vér sokszorosan több oxigént tartalmaz, mint az a parciális nyomás alapján lehetséges lenne → haemoglobin oxigénkötő képessége (1 Hb 4O2 képes megkötni), • alapvető a vér haemoglobin tartalma és a szaturáció (függ az O2 parciális nyomásától, normálérték 100 Hgmm), • oxigén szaturáció: a teljes haemoglobin tartalom hány %-a oxihaemoglobin (HbO2), • artériás: 95%, vénás 75%, • artériás O2 tartalom 20 tf% (100ml-ben hány ml van), • vénás O2 tatalom 15 tf%, • AVDO2. Hypoxia: ha a szöveti oxigén ellátás nem megfelelő. • hypoxiás hypoxia: ha a parciális O2 nyomás miatt a Hb telítettsége csökken (pl.: magaslaton) • anémiás hypoxia: vörösvérsejt szám csökken, • stagnáló hypoxia: a keringésben van a hiba, • histoxikus hypoxia: szöveti mérgezés. SZÉNDIOXID-SZÁLLÍTÁS • szintén kémiailag kötött formában szállítódik, • bicarbonát formában 70% (melynek 1/3- át a vörösvérsejt, 2/3- át a plazma szállítja CO2 + H2O ↔ H2CO3 ↔ H+ + HCO3 - ), • karbamino- kötésben 20% (Hb + CO2 + NH2 ↔ Hb - NH - COOH), • fizikailag oldott állapotban 10 %.
23
A LÉGZÉS SZABÁLYOZÁSA Idegi és kémiai szabályozást különböztetünk meg, melyet a központi idegrendszer különböző szintjein elkülöníthető centrumok (légzőközpontok) végzik. Afferentáció: a perifériáról érkező impulzusok és a vér kémiai összetételének a változása LÉGZŐKÖZPONTOK • a légzés akaratlagosan fokozható illetve gátolható, • a nyúltvelőben és a hídban, • Hering- Breuer reflex (vagus reflex) alapvető a gazdaságos periodikus légzés fenntartásában (afferentáció: a tüdő falában lévő mechanoreceptorok).
PNEUMATIKUS KÖZPONT (gátló) HÍD APNEUSIÁS KÖZPONT (serkentő)
CO2
BELÉGZŐ KÖZPONT
CO2
NYÚLTAGY KILÉGZŐ KÖZPONT
GERINCVELŐ
jelmagyarázat:
gátló hatások serkentő hatások
24
N. VAGUS (tüdőszövet feszülése)
KÉMIAI LÉGZÉSSZABÁLYOZÁS • a légzőközpont legérzékenyebb ingere az artériás CO2 nyomás növekedése • másodlagos az oxigéntartalom csökkenése (hypoxia), mely a perifériás kemoreceptorokat (perifériás kemoreceptor- rendszer) hozza ingerületbe: • afferentációja: a vérnyomás receptorokkal egy helyen (sinus venosus, glomus caroticus), • a perifériás kemoreceptor- rendszer a központ működési zavara esetén átveszi a légzés szabályozását.
NEUROENDOKRIN RENDSZER (Belső elválasztású mirigyek rendszere) A belső elválasztású mirigyek az idegrendszerrel együttműködve egységes szabályozó rendszert alkotnak. Egy részüket az idegrendszer közvetlenül az idegeken keresztül irányítja, más részükre viszont a központi idegrendszer sejtjei által termelt váladék hat. Vannak olyan mirigyek is, amelyeket más belső elválasztású mirigyek szabályoznak. És végül néhány mirigy sem közvetve, sem közvetlenül nem függ az idegrendszertől, hanem a belső környezet egy- egy összetevője szabályozza a működést. Idegrendszer → a környezethez való gyors alkalmazkodás. Hormonális rendszer → lassú, tartós alkalmazkodás. Mirigyek → váladékot termelnek. • Exokrin mirigyek → valamilyen testüregbe juttatják a termelt váladékot (pl.: nyál). • Endokrin mirigyek → a vénás vérbe vagy a nyirokba juttatják a váladékot (hormont). • Szerepük: a belső környezet állandóságának a fenntartásában és a szervezet növekedésében , érésében vesznek részt. Hogyan fejti ki a hatását a hormon? • Közvetlenül jut a sejtbe → kulcs- zár mechanizmus → hatás: serkentés vagy gátlás. • Két messenger (hírvivő) elv: hormon (kulcs- zár mechanizmus) → c AMP → az adott sejtre jellemző működést fokozza (fehérjeszintézis). Hormonok csoportosítása: 1. Peptid hormonok (aminósavakból épülnek fel vagy aminósavakból szintetizálódnak pl.: tiroxin, katekolaminok). 2. Szteroid hormonok (szteránvázas vegyületek pl.: mellékvesekéreg, nemi mirigyek hormonjai).
25
HORMONOK A belső elválasztású rendszer működésének szabályozását főleg a tobozmirigy (a köztiagy része) és az agyalapi mirigy látja el. Tobozmirigy (epifizis) • az egyedfejlődésre és az ivarszervek működésére is ható hormonokat termel. • ritmusosan működik, a fényviszonyokhoz és a napszakhoz igazodva. (biológiai óra) Agyalapi mirigy (Hyphophysis) (Hypothalamus- hyphophysis rendszer) • Itt kapcsolódik a legszorosabban az idegi és hormonális szabályozás. • A működése alapján két részre osztható: az adenohipofizisre és a neurohipofizisre.
Agyalapi mirigy elülső lebeny (adenohypophysis) • Központi jelentőségű belső elválasztású mirigy. • A elülső lebeny endokrin működését a hypothalamus releasing faktorai révén irányítja. 1. Növekedési hormon (STH) • A hipofizis „saját” hormonja! • Hatása: a csöves csontok epifizis porckorongja → porcsejtképződés, majd csontosodás. A fiatal szervezet arányos növekedését irányítja. • Működéséhez normális inzulin-, tiroxin - és nemi hormon szekréció szükséges. • Az anyagcserére is hat • fehérje-lerakódás (anabolikus hatás), • gátolja glükóz felszívódást a sejtekbe (kontrainzuláris tényező), • fokozza a zsírégetést. • Termelődés: • az STH felszabadulást a SRF (somatotropin releasing- faktor) szabályozza. • A vércukorszint csökkenés STH termelődést indukál. (feed- back hatás) • Túlműködés, csökkent működés: • Pubertás előtti → gigantizmus (túlműködés) ill. törpenövés (csökkent működés). • Pubertás után → akromegália (túlműködés) a csökkent működés a fehérje, a zsír és a szénhidrát anyagcserezavarok jellemzőek. 2. Mellékvesekéregre ható hormon (ACTH). 3. Pajzsmirigyre ható hormon (TSH). 4. Tüszőérlelő hormon (FSH). 5. Sárgatestre ható hormon (LH). 6. Prolaktin (LTH). (2-6. trop hormonok)
26
Hátulsó lebeny (neurohypophysis) • Nem mirigy, hanem idegszövet. A köztiagy egyes neuronjainak végződéseit tartalmazza. • A hormonokat a hypothalamus sajátos neuroszekréciós sejtcsoportjai (nucleus supraopticus, nucleus paraventricularis) termelik, a hormonok e neuronok axonjai mentén jutnak a hátsó lebenybe és ott raktározódnak. 1. Antidiuretikus hormon(ADH) vagy vazopresszin • A vesecsatornácskákban végbemenő vízvisszaszívást (reabszorpció) szabályozza. • Erős érösszehúzódásokat képes kiváltani → vazopresszin • Hiánya. A vese vizelet kiválasztása abnormálisan megnő (napi 15-20 l → diabetes insipidus). 2. Oxitocin • Méhösszehúzódás és emlőmirigyek tejtermelése → közvetlenül a szülés előtt. Szülés után a szopási inger váltja ki.
Hypophysis- mellékvesekéreg rendszer Mellékvesekéreg • A mellékvesék elhelyezkedése: • A vesék felső pólusán, 10-12 g tömeg. • Két részből állnak: a mellékvesekéregből és a mellékvesevelőből, melyek szerkezetileg és működésileg is különböznek egymástól. • Mellékvesekéreg hormonjai: • Szteroid hormonok, koleszterinből szintetizálódnak. • Három hormonfrakció különböztethető meg. 1. Mineralokortikoidok: aldoszteron → a nátrium forgalomra hat. 2. Glikokortikoidok: kortizol → szénhidrát anyagcserére hat 3. Androgének: dehidroepiandoszteron → férfi nemi hormon hatásúak. • A termelődést a ACTH szabályozza. 1. Aldoszteron • Nátrium és kálium háztatás szabályozása. • Nátrium hiány, ill. kálium túlsúly indukálja → a vesében fokozódik a Na visszaszívás. • Menete: vese Na hiány → renin (vesében) → angiotenzin I, angiotenzin II átalakulás (plazmában) → aldoszteron termelés. 2. Glikokortikoid (Kortizol) • Emeli a vércukorszintet azzal, hogy serkenti a glikoneogenezist (katabolikus hatás) és a zsír mobilizációt, gátolja az izomglikogén felhasználást (növeli a májglikogén tartalmát), gyulladáscsökkentő hatású (hidrokortizon).
27
• Permisszív hatás: kortizol jelenléte szükséges a szív- keringés- légzési rendszer működéséhez. • Növeli a szervezet ellenállását mindenféle fizikai stresszel szemben. Az ACTH- kortizol tengely a szervezet külső ingerekhez való tartós alkalmazkodásában játszik fontos szerepet → Stressz- elmélet (Selye): Háromszakaszú adaptációs szindróma. 1. Mozgósítás (alarm) 2. Ellenállás (resitencia) → jelentős kortizol elválasztás. 3. Kimerülés vagy gyógyulás.
Ellenállás
Kimerülés, vagy gyógyulás
Alarm reakció
Halál
3. Androgének (dehidroepiandoszteron) • Mindkét nemben azonos mennyiségben található. • A libidó mechanizmusában és a másodlagos nemi jellegek kialakításában (a nemre jellemző szőrzet) játszanak szerepet. • Anabolikus hatásúak (az izomzat fejlődésének serkentése). A mellévesevelő állománya • A szimpatikus idegrendszer részének tekinthető. (Kihelyezett szimpatikus dúc.) • A mellékvesevelő élettani szerepe a megterhelő ingerekhez való alkalmazkodásban látjuk, melynek különösen a gyors változások esetén van jelentősége. • Sejtjei szimpatikus posztganglionáris neuronok → szimpatikus hatás → katekolaminok: adrenalin és noradrenalin termelődés. • Hatás: • Ingerületátvivő anyagok.
28
• • • • •
Vérnyomásemelés. szívműködés serkentés → pulzusszám növelés. Ingerületvezetés sebességének növelése, az ingerlékenység fokozása. Noradrenalin: érszűkítés (kivéve a koszorúereket) → vérnyomásemelés. Adrenalin: zsigeri terület érszűkítés, a koszorúereket és az izomzat ereit tágítja (redistributio), köztianyagcsere → fokozza az izomban a glikolízist és a májban a Cori- kört, serkenti a hipotalamusz elülső lebenyének hormontermelését. • Sejtmembrán α és β receptorok. • α receptorok: érszűkítés, vérnyomásemelés (noradrenalin). • β receptorok: pulzusszám növelés, vércukorszint emelés, koszorúér, vázizomzat és hörgők értágítás (adrenalin). Hypophysis- pajzsmirigy rendszer
1. Tiroxin (90 %), tetrajódtironin, trijódtironin • A termelődést a TSH szabályozza. • A legáltalánosabban ható hormonok (magas jódtartalom), minden szervre kiterjed a hatásuk. • Növekedési érési folyamatok, magatartásszabályozás, szexuális funkciók, hőmérsékleti ingadozásokhoz (hőszabályozás) és a környezethez való alkalmazkodásban játszanak szerepet. • Alapanyagcsere szabályozás (oxigén felhasználás, zsíranyagcsere, szénhidrátanyagcsere). • A bőr alatti kötőszövetek vízmegkötő képességét szabályozzák (myxoedema) • Túlműködés: a mirigy állomány növekszik → strúma, Basedow kór (magas alapanyagcsere és szívfrekvencia, testsúlyvesztés, ingerlékenység). • Elégtelen működés: • Növekedési zavar (kreténizmus → gyerekkorban). • Szexuális zavarok. • Pszichés zavarok (lassú gondolkodás, lomha mozgás és beszéd, elszürkült érzelmi élet). • Golyva (struma): jódhiány miatt alakul ki. (a vérben kevés a tiroxin → TSH termelődik → de nincs elég jód, hogy a hormon termelődjék → struma, a kötőszöveti állomány nő). 2. Kalcitonin • Vér kalcium anyagcseréjének az egyik szabályozója. • Csökkenti a plazma Ca szintjét. Mellékpajzsmirigy • Négy parányi testecske a pajzsmirigy állományába ágyazva. • A homeosztázisban jelentős tényező a kalcium- és foszfor szint állandósága. • A kalcium 99 %-a a csontokban van, de állandó kalciumforgalom van a szövetek közötti folyadék (interstitialis) és a vér (intravasalis), illetve a csontszövet kalciumtartalma között. • A kalcium fontos: a vázizomzat normális működéséhez → izomgörcsök, ezenkívül szerepet játszik, mint enzimaktivátor, véralvadási tényező és a köztianyagcserében is.
29
• A szövetek közötti folyadék és a vér normális kalciumszintjét a parathormon és a kalcitonin együttműködése alakítja ki. • A plazma kalciumszintje szabályozza a parathormon termelődést. • Ingerlékenység: György- féle képlet fejezi ki. Ha a tört értéke nő, az ingerlékenység fokozódik. Na+ + K+ ___ ++ Ca + Mg++ + H+ Parathormon • A plazma kalcium szintjét emeli → a csontokból meszet mobilizál. • Csökkenti a vesében a foszfát visszaszívódást → így csökken a plazma foszfát szintje → emelkedik a kalciumszint (a veséből a kalcium visszaszívás fokozódik). • D vitamin → elősegíti a felvett táplálékból a kalcium vérbe és onnan a csontba való jutását. (Permisszív hatás.) • A kalcitonin fokozza a kalcium beépülését a csontokba.
A hasnyálmirigy endokrin működése • Langerhans- féle szigetek endokrin működése. • A szigetszövet sejtjeinek 60-90 %- a ún. β- sejt → inzulint termel. Az α sejtek a glukagont termelik. Vércukorszint állandóság fenntartása (a máj feladata) • szabályozása az endokrin rendszer feladata → 4-8 mmol/l, 70- 140 mg% (70 mg/100 ml vérben) → homeosztázis. • Inzulin csökkenti, a glukagon (szerepe a szabályozásban szerény) emeli a vércukorszintet. • Az inzulin az egyetlen olyan tényező, mely a vércukorszintet csökkenti! • Az inzulin hatásai: • A cukorfelhasználás fokozása (perifériás oxidáció). Nő a sejtek cukorfelvétele és égetése. • Glikogénképződés serkentése az izomban és a zsírszövetben. • Gátolja a májban a glikogénbontást. • Lipogenetikus hatású. • Fehérjeanabolikus hatású. • Gátolja a glikoneogenezist. • Kontrainzuláns tényezők: • STH és a glikokortikoidok (hosszú távú szabályozás), adrenalin (rövid távú szabályozás). • STH: a cukorfelhasználás csökkentés, májglikogén bontás serkentése, lipolizis. • Glikokortikoidok: glikoneogenezist fokozzák, gátolják az izomglikogén felhasználást, lipolizáló hatásúak. • Adrenalin: a gyors ingadozások kiküszöbölése (cukorterheléses próba). • Inzulin termelést kiváltó inger: 1. a vércukorszint emelkedése. 2. az idegrendszer paraszimpatikus túlsúlyának érvényesülése.
30
Bélrendszer
Agy 150 g/nap
Vér
Máj glükóz ⇔ glikogén glükóz ⇒ szabad zsírsavak 300-600 szénhidrát g/nap
70- 140 mg%
fehérje és glicerin ⇒ glükóz
Izom glükóz ⇔ glikogén aerob
anaerob Zsírszövet
Hypophysis- gonadrendszer • Gonádok: nemi mirigyek (herék és a petefészek). • Kettős feladat: 1. ivarsejtek termelése. 2. nemi hormonok termelése. • Kromoszóma szám: 46 → 44 test és 2 ivari. (nők: 44 + XX, férfiak: 44 + XX). • Szabályozás a trop hormonokhoz kötött → FSH, LH / ICSH, LTH. • FSH: nőkben → tüsz érés, férfiakban → ondósejt termelődés. • LH: nőkben → tüszőrepedés és progeszteron képződés, férfiakban ICSH → tesztoszteron termelés. • LTH: nőknél → előkészíti a méhet a pete befogadására, emlőmirigy tejelválasztás, férfiakban → jelentéktelen. Here Tesztoszteron, andoszteron • Herék és a nemi szervek normális fejlődése és ivarsejttermelés. • Anabolikus hatásúak.
31
Petefészek 1. Ösztrogén (ösztradiol, ösztriol, ösztron) • Termelése a pubertás korában kezdődik. • Hatása a simaizomra érvényesül, és a méh izomzatának gyarapodását segíti. • Másodlagos nemi jellegek kialakítása. 2.Progeszteron • • • •
A megrepedt tüsző helyén kialakuló sárgatest (corpus luteum) terméke. A méhnyálkahártya előkészíti a megtermékenyített petesejt befogadására. Az emlőmirigyekben beindítja a tejelválasztást. Megakadályozza a terhes méh összehúzódását.
Thymus (csecsemőmirigy) • Csecsemő és kisgyermekkorban kifejezett, utána visszafejlődik, elzsírosodik. • Felépítését tekintve nyirokszerv → antitest képző, biztosítja a celluláris immunitást.
A TÁPANYAGOK SORSA A SZERVEZETBEN (felvétel, emésztés, felszívódás, transzport, lebontás, raktározás, átalakítás) Emésztőcsatorna részei: szájüreg (cavum oris) → nyelőcső (oesophagus) → gyomor (ventriculus seu gaster) → vékonybél (duodenum, jejunum et ileum) → vastagbél (colon ascendens, colon transversum, colon descendens, colon sigmoideum)) → végbél (rectum → anus). A nyál • Nyálmirigyek: gl. parotis (amiláz → szénhidrát bontás), gl. sublingualis, gl. submandibularis (mucin). • A nyálelválasztás szabályozása: • Vegetatív szabályozás (paraszimpatikus → nyálelválasztás, szimpatikus → nyálelválasztás gátlás). • Reflektorikus szabályozás: mechanikus ingerekre, ízlelő bimbók ingerlése. • A nyálelválasztás feltételes reflexe: Pavlov kutyája! • A nyál fiziológiás szerepe: 1. Emésztő működés (szénhidrátbontás). 2. Kenőanyag működés (a falat sikamlós, nyelésre alkalmas lesz). 3. Oldó- hígító működés (táplálékként nem hasznosítható anyagok pl.: homok, por a nyállal felhígulnak és a szájból könnyen eltávolíthatóak). 4. Nedvesítő működés (nedvesen tartja a száj képleteit). 5. Fogtisztító működés (a baktérium szám szabályozása). 6. Secretios működés ( bizonyos anyagok kiválasztása a nyálon keresztül történik pl.: nehézfémsók higany, bismut, arany vegyületek).
32
Gyomor élettani szerepe Átmenetet jelen a táplálék felvevő és továbbító (száj, nyelőcső), valamint a táplálék feldolgozó (vékonybél) szakaszok között. Legfontosabb funkciója a raktározás. Fontos szerepe a gyomornak a B12 - vitamin felszívódásához szükséges ún. intrinsic faktor termelése. Az emésztésben játszott szerepe: a fehérjeemésztés megindítása, a szénhidrátbontás folytatása, kis mennyiségben zsírbontás. Működés: • Vegetatív szabályozás (parasympaticus → serkentés, sympaticus → gátlás). • A serkentés és a gátlás a gyomor mozgásait és a gyomornedvtermelést érintik. A gyomornedv Összetétele: HCl (fedősejtek), pepsin (fősejtek), mucin (melléksejtek). Mennyisége: napi 2-2,5 l. pH: 1-2 Elválasztás: • Serkentés: • Idegi tényezők (amikor a táplálék a szájba kerül, megindul a gyomornedv elválasztás). • Hormonális (gyomor eredetű, gastrikus, és bél eredetű ún. intestinalis). Gastrikus: gyomornyálkahártya → gastrin → véráram → gyomornedv szekréció. Intestinalis: táplálék a bélbe kerül → gastrin? → gyomornedv szekréció. Különböző anyagok: alkohol, koffein, histamin • Gátlás: • Intestinalis gátlás: a duodeneum mechanikus íngerlése vagy savas vegyhatása → enterogastron → véráram → gyomornyálkahártya mirigyek → a szekréció gátlása. Emésztés és felszívódás a vékonybélben Az emésztés központi szerve! • Kb.: 5 m hosszú szakasz. • Három emésztőnedv keveredik: 1. Bélnedv, pH: 7-8,3 (poli,- dipepdidáz, maltáz, laktáz, szaharáz, lipáz) 2. Pancreas- nedv, a hasnyálmirigy (exogén mirigy) termeli, pH: 8 (amiláz, tripszin, kimotripszin, karboxipeptidáz, lipáz) 3. Epe, a máj termeli (nem tartalmaz enzimeket → a pancreas- nedv hatását fokozza → lipáz aktiválása, zsírok emulgeálása). Alkotórészei: epesavak, lecitin (a zsírsavakat vízben oldhatóvá teszik), epefesték, koleszterin (bomlási folyamatok végtermékei), szervetlen sók, víz. Az epehólyagban raktározódik. Az epeürítést idegi és kémiai (táplálék a duodeneumba kerül → kolecisztokinin hormon → véráram → epehólyag összehúzódás) ingerek váltják ki. Az epeképzés zavarai a zsírfelszívódás zavaraihoz vezet. • Felszívódás → a tápanyagok a véráramba kerülnek, illetve a nyirokba kerülnek. • A felszívódás szerve a vékonybél → bélbolyhok (felületnövelés kb.: 200 m2) 33
• A nyirokkeringés elsősorban a zsírfelszívódásban játszik szerepet. • Passzív transzport: • víz- és só- felszívódás, • zsír felszívódás. • Aktív transzport: • glükóz, • aminósavak. A vékonybélemésztés szabályozása • A hasnyálmirigynedv, az epe- és bélnedvelválasztás szabályozásában idegi és hormonális tényezők játszanak szerepet. • Idegi szabályozás: n. vagus serkentő, szimpatikus gátló hatás. • Hormonális szabályozás A hormon neve Termelési hely Inger Hatás a fehérjebontás sósav és Gasztrin gyomor termékei pepszinogén gyomor tágulás termelés vagus ingerület sósav hasnyálmirigy Szekretin duodenum zsír (víz- és bikarbonát nyálkahártyája pepton elválasztás) epetermelés pepton Pankreozimin duodenum zsír hasnyálmirigy nyálkahártyája sósav (enzimtermelés) zsír pepton sósav
duodenum nyálkahártyája
Enterokinin
vékonybél nyálkahártya
táplálék
bélmirigyek nedv termelése
Villikinin
duodenum nyálkahártyája
táplálék
bélbolyhok mozgása
Vastagbélemésztés • • • •
epehólyagösszehúzódás
Kolecisztokinin
Kb.: 1,5 m hosszú szakasz. Élettani körülmények közt a vastagbélben nincs emésztés. A béltartalom víz- és sótartalmának felszívódása történik. A béltartalom besűrűsödik és kialakul a széklet.
34
AZ ANYAG- ÉS ENERGIAFORGALOM ÉLETTANA Alapanyagcsere és energiaforgalom • Égéshő: 1 g anyag elégetésekor felszabaduló energia. • RQ: az anyagcsere során keletkezett CO2 és a felhasznált O2 mennyiségének a hányadosa. • RQ értéke • fehérje: 0,8 • zsír: 0,7 • szénhidrát: 1,0 • vegyes táplálkozás: 0,7-1,0 között • Alapanyagcsere: az a legkisebb energiatermelés, amely az ébren lévő ember életfolyamatainak fenntartásához szükséges. • Az alapanyagcsere összefügg: • A testmagassággal és a testtömeggel (lineáris az összefüggés az alapanyagcsere és a testfelület között). • Az alapanyagcsere az életkor előrehaladtával folyamatosan csökken. • A nőknél 10 %- kal alacsonyabb (férfiaknál több izom → több oxigén). • Az alapanyagcsere (1600-1800 kcal/nap) 60%- a hőszabályozás, 40%- a egyéb szervi működés. • Az alapanyagcserét befolyásoló tényezők: • izommunka (növeli) • hőmérsékletváltozás (növeli) • táplálkozás (10-15% növekedést vagy csökkenést a szervezet kompenzál) • specifikus- dinamikus hatás, (anyagcsere fokozó hatás) a fehérje: 20-30%, szénhidrát: 6%, zsír: 4%. A májműködés és a köztianyagcsere (intermedier anyagcsere) • A homeosztázis fenntartása (vércukorszint szabályozás → glikogénraktározás: glükóz → glikogén /glikogenezis /, aminósav és glicerin → glükóz /glikoneogenezis /). • Zsíranyagcsere: a felvett zsírokból a fajra jellemző zsírokat épít fel. Lebontás → β oxidáció (acetil- koenzim-A) • Koleszterin és epesav szintézis. • Fehérjeanyagcsere: aminósavak átalakítása (dezaminálás, transzaminálás), karbamid (urea) készítés (csak a májsejtek képesek). • Védő illetve méregtelenítő szerep (mikrosomalis enzimrendszer) Intermedier anyagcsere • Szénhidrátok átalakulása: • glikogenezis (glükóz → glikogén), • glikogenolízis (glikogén → glükóz), • glikolízis (glükóz → tejsav + ATP vagy CO2 + O2 +ATP), • glikoneogenezis (aminósav, glicerin → glükóz), • Cori- kör (glükóz → tejsav → glükóz). • Zsírok átalakulása: 35
• zsírraktárak → mozgósítható energiatartalék, • lipogenezis (zsírok → zsírszövet), • lipolízis vagy β oxidáció (zsírszövet → FFA → mono- és digliceridek → CO2 + O2 +ATP). • Szénhidrátbevitel fokozza a zsír lerakódást! • Fehérjék (aminósavak) átalakulása: • transzaminálás (az aminósavak egymásba alakulnak át), • dezaminálás (az aminósav elveszti az -NH2 csoportját, pl.: alanin → piroszőlősav). Hőszabályozás
1. 2. 3. 4.
• Izotermia (homeosztázis): a környezeti hőmérséklet tág határok közötti ingadozása esetén is a testhőmérséklet lényegében állandó marad. • Normál: 36,6 oC. • Hőtermelő folyamatok (kémiai hőszabályozás): izomaktivitás, anyagcsere fokozódás. • Hőleadó folyamatok (fizikai hőszabályozás): vezetés, áramlás, sugárzás, párolgás. • Idegrendszeri szabályozás: hypothalamus magjaiban, hűtő és fűtő központ (afferentáció: vér hőmérséklete, bőrből érkező ingerületek, idegi és hormonális tényezők) A táplálkozás élettani alapjai Tápanyagok. Vitaminok. Ásványi anyagok. Folyadékszükséglet. Tápanyagok
• Fehérjék jelentősége • A sejtek építőköveik (strukturfehérjék). • hormonok és enzimek alkotóelemei. • A szervezetben nem raktározódnak. • Fehérje egyensúly (a bevitel és ürítés azonos). • 40 g/nap élettani fehérjeminimum. • 70-90 g/nap egészségtani fehérjeminimum. • Esszenciális aminósavak (metionin, leucin, fenilalanin, izoleucin, treonin, valin, lizin, triptofán, hisztidin, arginin), ezeket az ún. elsőrendű fehérjék tartalmazzák (tej, tojás, hús). Másodrendűek, a növényi eredetűek. • A fehérjék több mint fele elsőrendű legyen! • Zsírok jelentősége • Normális 20-30% • Esszenciális zsírok: telítetlen zsírsavak (szénláncukban több kettős kötés van) 6-8 g/nap a szükséglet. • Szénhidrátok jelentősége • Az energiaellátást alapvetően biztosító tápanyagok.
36
• 100-120 g/nap a szükséglet. • Vitaminok jelentősége • Szerves vegyületek. • Köztianyagcserében vesznek részt az enzimek alkotórészeiként. • avitaminózis (teljes hiány egyes vitaminokból), hipovitaminózis (viszonylagos hiány → fáradékonyság, izomgyengeség, szédülés) és hipervitaminózis (D vitamin → mészháztartás) jelensége. • Az arányokat be kell tartani a vitaminozásnál (→ viszonylagos hiányállapot)! • Felosztása: 1. Vízben oldódók: C, P, B1, B2, B6 B12, niacin, pantoténsav, inozit, biotin, kolin, para- amino- benzoesav. 2. Zsírban oldódók: A, D, E, K. • Ásványi anyagok jelentősége • Na, Ca, Mg, Fe, Cl kiterjedt feladatokkal rendelkeznek. • Nyomelemek. Cink, réz, fluor, mangán, kobalt, molibdén. • Folyadékszükséglet • Napi vízveszteség kb. 2,5 l (1,5 l vizelet) • A veszteség felét a tápanyagok víztartalma, a többit folyadék formájában kell elfogyasztani.
37
A VESEMŰKÖDÉS, A BELSŐ KÖRNYEZET SZABÁLYOZÁSA A magasabb rendű szervezetek normális életműködésének egyik feltétele a belső környezet állandó összetétele. Az élet mindennapos feltételei közt ezt az állandóságot számos körülmény veszélyezteti: • a felvett táplálék változó összetétele és mennyisége, • az ingadozó folyadékbevitel, • a hőregulációval kapcsolatos vízleadás stb. A tápcsatorna fala általában nem képez gátat a külvilág és a belső környezet közt, a tápcsatornába került tápanyagok; a víz, a különböző sók a szükséglettől függetlenül kerülnek felszívódásra. A testnedvek mennyisége és összetétele folyamatos ingadozásnak lenne kitéve, ha nem fejlődött volna ki a phylogenezis során olyan szervünk, mely a kiválasztás szabályozása útján biztosítja a belső környezet állandóságát. A magasabb rendű szervezetben, így az emberben is a vese az a szerv, mely a változó mennyiségű és összetételű vizelet kiválasztása útján a testnedvek mennyiségének és összetételének állandóságát biztosítja. A kiválasztó működésben egyéb szervrendszerek (légzőrendszer→ a tüdőkön keresztül a CO2 - elválasztás, emésztőrendszer → a széklet útján kiválasztás, a bőrön keresztül kiválasztás) is részt vesznek. A vesék tömege átlag: 300g (nőknél 10%-kal kisebb). A vese szerkezeti és működési alapegysége a nephron. NEPHRON • Malpighi- test: Bowman- tok és glomerulus (érhálózat), • tubulus (proximalis tubulus → Henle-féle kacs → distalis tubulus). A VIZELET KELETKEZÉSE- ÉS ÚTJA Glomerulus → tubulus → ductus papillaris → vesekehely → vesemedence → húgyvezeték (ureter) → húgyhólyag → húgycső(urethra). A vesék működésében két szakaszt különböztetünk meg: 1. elsődleges vizelet kiválasztása (glomerulus). 2. végleges vizelet kiválasztása (tubulusok). GLOMERULUS- FILTRÁCIÓ • vérnyomás különbségen alapul (vas afferens és vas efferens) • passzív transzport folyamat, • a glomerulus szűrlet plazma- ultrafiltrátumot jelent (elsődleges vizelet napi kb.: 180 l), • összetétele megegyezik a plazmáéval, csak fehérjét nem tartalmaz. • Normális esetben a vizeletben nincs fehérje! TUBULARIS REABSORPTIO- ÉS SECRETIO • elsődlegesen aktív transzport, de van passzív transzport is, • a vesecsatornácskákat speciális hámjuk teszi képessé a reabszorbcióra és a szekrecióra. • a glomerulus filtratio és a végleges vizelet (1,5- 2 liter/nap) között jelentős koncentráció különbség van, mely kétféle úton keletkezik: 38
1. a csatornák hámja bizonyos anyagokat választ ki a vizeletbe és ezzel emeli annak koncentrációját. 2. a tubulusok a víz nagy részét visszaszívják, ezáltal az oldott anyagok koncentrációja a folyadékban nagyobb lesz. • A szervezet belső egyensúlya szempontjából a víz, a só és a cukorforgalom a legalapvetőbb tényezők! Az ezeket szabályozó mechanizmusok jelentős részben a vesékre hatnak, működésének befolyásolásával biztosítják a szervezet víz-, só- és cukor egyensúlyát. VÍZ- ÉS SÓFORGALOM • vízfelvétel és leadás egyensúlyának a fenntartása alapvető, 94%-ban felelős), isovolemia • isoozmosis (extracelluláris térben a Na+ szabályozása, • vízleadás: 1500 ml vizelet, 500 ml párolgás, 350 ml légzés, 150 ml széklet, • a vízforgalommal részben párhuzamos a NaCl forgalom (mind a víz, mind a sóforgalom a tubulusokhoz kötött), • Na+, K+, Cl-, HCO3-, HPO4-, H2O, glükóz, • a vizelet sűrűsége jellemző a vízforgalomra (fokozott folyadékbevitel → sok alacsony sűrűségű vizelet, kevés folyadék → sűrű vizelet), • ionok aktív transzport, • víz passzív transzport, • a víz és só visszaszívást hormonális tényezők is biztosítják: ADH hormon (neurohypophysis) → a distalis tubulus átjárhatóságát a vízzel szemben biztosítja, • Na+ - visszaszívás szabályozásban az aldoszteron (a mellékvesekéreg mineralokortikoid hormonja) az alapvető (nátrium- kálium csere). SZERVES VEGYÜLETEK VISSZASZÍVÁSA • a vizeletben normális körülmények között nincs cukor → cukor aktív transzport, • a fehérje anyagcsere legnagyobb mennyiségű végterméke a karbamid (urea), melynek 60%- a ürül, 40%- a paszív úton visszaszívódik. SAV- BÁZIS EGYENSÚLY FENNTARTÁSA • a homeosztázis egyik alapvető tényezője a vér és a testnedvek hidrogénionkoncentrációjának az állandósága (isohydria), • a hidrogén koncentrációt a pH- érték fejezi ki, • pH = 7 semleges a, pH = 7,35-7,40 enyhén lúgos (a vér normál estben ilyen), pH = 7 alatt savas a vegyhatás, • a sav- bázis egyensúlyt biztosító élettani folyamatok ún. puffer- tevékenységeknek (valamilyen savi vagy lúgos irányú eltolódást tompító, kiegyenlítő működésnek) köszönhetőek, • a pufferrendszerek lehetnek: plazma és vitális pufferek, • a pufferrendszerek állnak: egy gyenge sav és ugyanennek a gyenge savnak egy erős bázissal képzett sója, vagy egy gyenge lúg és annak erős savval alkotott sója, • a szervezetben a gyakori veszély a savasodás (acidózis), kevésbé fenyeget a lúgosodás (alkalózis) veszélye, • a savasodás (a pH csökken) illetve a lúgosodás (a pH nő) fajtái: • kompenzált acidózis és alkalózis,
39
• metabolikus acidózis, a bikarbonát- koncentráció csökken, sok a hidrogén anion (pl.: terhelés, diabetes, veseelégtelenség, alkalikus emésztőnedvek vesztése), • respirációs acidózis, a széndioxid koncentráció növekszik (a tüdő elégtelen működése, a légzőközpont csökkent válaszképessége), • metabolikus alkalózis, a bikarbonát koncentráció fokozódik (pl.: túlfokozott terápiás célú bikarbonát bevitel, savas vegyhatásu emésztőnedvek vesztése hányással) • respirációs alkalózis, a széndioxid koncentráció csökkenése jellemzi (pl.: akaratlagos hiperventilláció /sportolóknál a rajt előtt /), • a plazma pufferendszerei: szénsav- bikarbonát, hidrofoszfát, fehérje, • legfontosabb szénsav- bikarbonát rendszer, • működése: ha a szénsavnál erősebb sav (H+)szintje emelkedik a vérben, a bikarbonát megköti a savat és csak a bikarbonát kötésből felszabaduló gyenge sav a szénsav fogja a pH kismértékű emelkedését kiváltani, • vitális pufferek: • a vörösvértestek pufferelő tevékenysége (1/3- ad CO2 szállítás), • a légzőrendszer a bikarbonát puffer működésekor képződő többlet széndioxid eltávolítását segíti (hiperventilláció), • a vese pH- reguláló folyamatai: • a bikarbonát- mechanizmus (HCO3-- visszaszívás), • ammónium- mechanizmus (az erős savak anionjait ammónium sók formájában megköti és így kerülnek a vizeletbe), • a vesecsatornák képesek gyenge savak közvetlen kiválasztására is. VIZELETÜRÍTÉS • felső húgyutak: vesekelyhek, vesemedencék, húgyvezeték, • a vizelet a húgyhólyagban tárolódik → vizelési reflex (a hólyag fala feszül) a központja a gerincvelőben keresztcsonti szakaszában van, • paraszimpatikus a vizeletürítés, mely akaratlagosan gátolható és beindítható (agykérgi befolyás) A VIZELET(urina) ÖSSZETÉTELE- ÉS VIZSGÁLATA • a vizelet vizsgálata fontos élettani folyamatokra derít fényt, illetve számos betegség felismerésében segít, • a vizelet összetétele: • függ: táplálkozási, hőmérsékleti tényezőktől, a végzett munkától, • mennyisége kb.: 1,5 liter, • vegyhatása savanyú,(vegetáriánusoknál lúgos), • 95%- a víz, • szerves anyagok: karbamid (fehérjelebontás végterméke), kreatinin (az izomanyagcsere során keletkezik, húgysav, éterkénsav, foszforsav • szervetlen anyagok: sók (konyhasó), anionok (szulfátok, foszfátok), kationok (nátrium, kálium, kálcium, magnézium) • szagát az ammónium adja, • színét a urokron nevű festékanyag adja, valamint porfirinek és urobilin is,
40
• vizsgálat: vérvizelés fehérje, cukor, színe szaga, vegyhatása, genny, üledékessége biológiailag aktív anyagok (pl.: hormonok) lebomlási termékei.
IDEGRENDSZER
41
Idegrendszer
Szomatikus
Vegetatív
Központi
Környéki
agyvelő gerincvelő
agyidegek gerincvelő idegek
Központi szimpatikus paraszimpatikus
Környéki szimpatikus paraszimpatikus
Alapfogalmak, alapjelenségek • Sejtmembrán, aktív és passzív transzport. • Nyugalmi és akciós potenciál. • Refrakter szak, kronaxia (a kétszeres küszöbinger erősséghez tartozó kihasználási idő), ingerületvezetés (az ingerület az ingerlékeny szövetben továbbterjed → ingerületvezetés, a terjedés sebességét a sejten belüli ellenállás határozza meg → nagyobb keresztmetszet esetén az ellenállás kisebb, az ingerület gyorsabban terjed). • Neuron (pericarion, neurit vagy axon, telodendrion, dendritek). • Az ingerület-átvitel. A szinapszis. • Szinapszisok: • idegsejtek között, ideg és izomsejtek között és a vegetatív idegrendszer sejtjei között, • serkentő és gátló szinapszisok. • Szinapszis részei: presynaptikus végbunkó, synaptikus rés, postsynaptikus membrán. • Szinaptikus működés jellemzői: • Egyirányú szinaptikus vezetés elve, • Szinaptikus késés (látencia idő → 0,3-0,6 ms), • Mediátor anyagok: • interneuronális szinapszisoknál → acetilkolin, noradrenalin, szerotonin, hisztamin, dopamin, • a vegetatív idegrendszer preganglionáris szinapszisainál és a paraszimpatikus postganglionáris végződéseknél → acetilkolin, • szimpatikus postganglionáris átvitel → noradrenalin, • neuromuscularis (ideg- izom) szinapszis → acetilkolin. • gátló szinapszisoknál → gamma- amino- vajsav. • Az ingerület vezetése. Az idegrostok. • Az idegrost → a neuron axonja és az axont körülvevő hüvely. Központi idegrendszer rostjai lehetnek:
42
• Myelin hüvelyesek (velőshüvely) →“A” típusú rostok, a perifériás rostok ún. a szintén velőshüvelyesek (Schwann- féle hüvely) “B” típusú rostok, • “C” típusú velőshüvely nélküli rostok. • Idegrostok alkotják mind a perifériás idegeket, mind a központi idegrendszeri pályákat → azonos funkciójú rostok rendeződnek kötegekké (érző, vagy mozgató rostok alkotják az idegeket), de a perifériás idegek kevertek (érző és mozgató rostok vegyesen alkotják). • Az idegrostokat a vastagságuk alapján csoportosíthatjuk (“A”, “B”, “C”) → a rost ingerlékenysége és ingerületvezetési sebessége a keresztmetszettel összefügg (a vastagabb rost gyorsabban vezeti az ingerületet, a csúcspotenciálja magasabb, alacsonyabb az ingerküszöbe, rövidebb a kronaxia és a refrakter szakasz is). Az egyes idegrost típusok jellemző adatai
Típus
Funkció
proprioceptív szomatikus, Aα motoros tapintás, nyomás Aβ izomorsó motoros Aγ fájdalom, hideg, meleg, tapintás Aδ vegetatív B preganglionáris fájdalom C hátsó gyöki reflexválasz szimpatikus sympatikus C postganglionáris
Rostátmérő /µm/
Vezetési sebesség (m/s)
Csúcspotenciál Abszolút tartama (ms) refrakter fázis tartama (ms)
10-20
70-120
0,4-0,5
0,4-1
5-12 3-6
30-70 15-30
ua. ua.
ua. ua.
2-5
12-30
ua.
ua.
3
3-15
1,2
1,2
0,4-1,2
0,5-2
2
2
0,3-1,3
0,7-2,3
2
2
• Receptorok • A külső és belső környezeti ingereket felvevő készülékek. Az ingerületet nemcsak felveszik (afferentáció), hanem át is alakítják (kódolás) → akciós potenciál. • Sokféle receptor van, melyek a nekik megfelelő adekvát ingere jönnek ingerületbe. • Receptorok fajtái • Ingereken alapuló felosztás: 1. Mechano- receptorok: tapintás, nyomás, feszítés, hallás, egyensúly. 2. Kemo- receptorok: légzés, keringés, szaglás, ízlelés. 3. Termo- receptorok: a bőr és zsigerek hő érzékelése. 4. Foto receptorok: látás. • Ingerforrás szerinti felosztás: 1. Exteroceptorok → kontakt- és teloreceptorok. 2. Interoceptorok → visceroceptorok (zsigerek) és proprioceptorok (izomműködés) • Receptorok adaptációja: a tartós vagy ismétlődő ingerek esetén a receptorokból kiinduló csúcspotenciál amplitúdója csökken. gyorsan adaptálódnak → szaglási, tapintási receptorok, lassan → az interoceptorok. 43
• Bonyolult ingerek felvételére kialakult szervek (receptorok tömörülései) az érzékszervek → a receptorok működését segítik elő az érzékszervek egyéb elemei. • A bőr-, izom-, hallás-, egyensúlyozás-, ízérzés-, szagérzés-, látás receptorai. Az izomreceptorok • Proprioceptorok (inak, izombőnye, izületi tok, szalagok, csonthártya) → az ezekből kialakuló ingerület (érzetet) nevezzük mélyérzésnek, izomérzésnek, kinesztézisnek. • Gamma- hurok → kinesztetikus reafferentáció (γ - efferens hatás). SZOMATIKUS IDEGRENDSZER (Központi rész) A gerincvelő és működése • A gerincvelő szelvényezett szerv. Az egyes szelvények a csigolyákról kapták elnevezésüket. Növekedése elmarad a gerincoszlopétól, nem tölti ki teljesen a gerinccsatornát, hanem az első ágyéki csigolya magasságában végződik. • 31 pár gerincvelői szelvény (31 pár gerincvelői ideg) → 8 nyaki, 12 háti, 5 ágyéki, 5 keresztcsonti és 1 farkcsonti. Ezek biztosítják a kapcsolatot a szervezet egyes részei és a központi idegrendszer között. Az egyes szelvények szerint történik a bőrbeidegzés, minden szelvényhez érkeznek afferens, érzőrostok és indulnak ki efferens, mozgatórostok. Az egyes szelvényeknek megfelelő bőrterületeket nevezzük dermatómáknak. Minden bőrterületet legalább két szelvény idegez be → a szelvényekhez tartozó bőrterületek átfedik egymást. • Gerincvelői idegek ún. kevert idegek (érző, mozgató és vegetatív rostok), kivéve a háti szakasz idegeit, azok önállóak. Azonban a kevert idegek is a gerincvelő közelében már érző- és mozgatórostokra különülnek el. (Lásd gerincvelő keresztmetszete!) • A gerincvelő pályarendszerei (commissuralis → a gerincvelő jobb és bal fele között, asszociációs → a gerincvelő egyes szakaszai között, projekciós → fel- és leszálló pályák.) • Afferens (felszálló) pályarendszerek → ingerületszállítás az agyvelőbe • elülső- oldalsó kötegrendszer: • tr. spinothalamicus anterior et lateralis → nyomás, tapintás, fájdalom, hő ingerületek (durvaérzékelés) • oldalköteg- kisagyrendszer: • tr. spinocerebellaris anterior et posterior → izmokban, izületekben keletkezett ingerületek • hátulsó kötegrendszer: • Goll- Burdach pálya, kinesztetikus érzetek, izomtónusról impulzusok → a pályák a nyúltvelőben végződnek → lemniscus medialis → kereszteződnek → thalamusba illetve a nagyagy érzőbarázda (gyrus postcentralis), (finomérzékelés) • Efferens (leszálló) pályarendszerek → motoros válasz eljuttatása a motoros egységekhez • Reflex: a hátsó szarvon belépő afferens impulzusok egyrészt az adott szelvényen belül átkapcsolódnak a mozgató neuronokra, másrészt az átkapcsolódás után, vagy átkapcsolódás nélkül haladnak felfelé valamelyik felszálló pályarendszerben. A szelvényen belüli átkapcsolódás és az ezt követő mozgatóválasz jelenti a gerincvelői reflexet. A felszállópályák a környéki információkat szállítják a központi idegrendszer
44
magasabb struktúrái felé. A gerincvelő mozgató neuronjai a kp-i idegrendszerből is kapnak impulzusokat. → a végső közös pálya elve. Gerincvelői reflexek
Exteroceptív védekezés flexor keresztezett extensor extensor lökés
Felosztás Proprioceptív Feladata antigravitáció Fajtái myotatikus inverz myotatikus -
Viscelaris zsigeri működések viscelaris parietalis -
A myotatikus és exteroceptív reflexek főbb jellemzői Jellemzők/reflex Receptor Afferentáció Átkapcsolás Efferentáció Izomválasz Biológiai jelentősége
Myotatikus izomorsók annulóspirális végződései Aα monosynaptikus (késés 0,6 ms) A α (A γ rostok szerepe mellett) feszítőizmokon kifejezett antigravitáció
Exteroceptív fájdalom-, tapintás-és nyomás receptorok a bőrben A α,-β,-δ és C - rostok polysynaptikus (késés 2,5 ms) A α mozgatórostok a hajlítóizmokon kifejezett védekezés
• A proprioceptív reflexek lezajlását a receptorokból jövő információk mellett az ún. gamma- efferens rendszer is meghatározza. (A rendszer rostjai a A- γ rostok, amelyek a mellső gyökér rostjainak kb. 30 %- át jelentik.) A rendszerhez tartozó rostok az izomorsókat idegzik be, oly módon, hogy az izomorsó két végénél az intrafuzális rostoknál van az idegrost mozgató véglemeze, tehát az ingerület-átvitel az idegrostról (gammaefferens rostról) az izomorsó intrafuzális rostjára történik. A gamma- efferens neuronok természetesen magasabb központokból is kapnak impulzusokat → extrapiramidális rendszerhez tartotó agytörzsi formatio reticularisból kiinduló pályákon keresztül. Az agytörzs és működése • Anatómiailag a nyúltagy, a híd, a középagy alkotja az agytörzset. A központi idegrendszernek ez a része az agykéreg és a gerincagy közötti ún. projekciós pályák áthaladására szolgás és kapcsolatot teremt a kisagy és a központi idegrendszer egyéb területei között. • Agytörzs • Fel-és leszálló pályák • Agyideg-magvak • Egyéb szürkeállomány • Formatio reticularis • Keringés- légzés kp. • Nyálkahártya reflex kp.
45
• Testtartás és mozgásszabályozás elemi funkciói. • Alacsonyan decerebrált állat → átmetszet a középagy alatt → (decerebrációs rigiditás) a feszítő izmok fokozott tónusa, a magasabb struktúrák gátló hatása nem érvényesül. (Szegény cica csak állni tud, helyváltoztatásra nem!) Megmaradt reflexei a tónusos nyaki és a labirintus reflex. • Magasan decerebrált állat → átmetszés a középagy fölött, a decerebrációs rigiditás kialakul, de néhány nap után megszűnik. Az állat képes normális testhelyzetet változtatni, felállni és járni is. • Dekortikált állat (agykéregtől megfosztott) ún. thalamus állat, amelynél tehát nem csak a középagyi, hanem a köztiagyi struktúrák is épek, nem észlelhető decerebrácios rigiditás → a köztiagyi struktúrák serkentik a középagyi testtartást szabályozó központok működését. Azonban ha felemeljük, észlelhető a decerebrációs rigiditás, ugyanis az agykéreg is részt vesz a testtartás szabályozásában. • Agykéreg eredetű testtartási reflexek (ha a kérget eltávolítjuk, nincs reflex, de ha a mozgatókéreg ép, úgy a reflex működik!): • Ráhelyezési (placing) reflex: ha az állatot a levegőből a talajra helyezzük végtagizmai megfeszülnek és mintegy oszlopszerűen megáll. (afferentáció → bőr és izomreceptorokból) • Továbblépési (hopping) reflex: egy lábra engedjük támaszkodni az állatot, és a testét meglökjük, tovább lép és az új helyzetben is szilárd testtartást vesz fel. • A felegyenesedési (beállítódási) reflexek együtt működnek. • Fajtái: Labirintus eredetű, nyakizmok proprioceptoraiból kiinduló, optikai eredetű, és testi eredetű felegyenesedési reflexek. • Működésük: • Afferentáció: vestibuláris receptorok, izomreceptorok, látás receptorai, és a bőr receptorai. • Központ: az agytörzs (középagy). • Efferentáció: nyakizmok, a végtag és a törzsizmok. • Élettani körülmények között az izom receptorokból kiinduló impulzusok beállítják a normális testtartást, amelyet elsősorban a labirintus, másodsorban az opticus rendszer folyamatosan kontrolál. A kisagy és működése • Felépítése: kéreg, szürkeállomány és az alatta lévő nagy tömegű fehérállományból áll. • A kisagy mind a perifériával, mind a központi idegrendszer magasabb struktúráival kétoldalú kapcsolatot tart fenn. • Anatómiailag: a felső (brachium conjuktivum)-, a középső (brachium pontis)-, és a alsó (corpus restiforme) kisagykocsányok biztosítják a kapcsolatot. A kocsányokban pályák haladnak, felső és alsó → gerincvelőből és a nyúltagyból, míg a középsőben → a nagyagykéregből érkeznek pályák. • Működés: a testtartás, az izomtónus, az egyensúlyozás szabályozása. (Összerendezett, koordinált mozgások szervezése. Az izomtónus és az egyensúlyozás pillanatnyi helyzetnek megfelelő szabályozása.) • A kisagy a mozgásszabályozásban vesz részt (sensoros működésben nem!)
46
• Afferentáció: gerincvelő, nyúltagy, nagyagy. • Efferentáció: az egyensúlyozásban szerepet játszó agytörzsi maghoz (nucleus vestibularis), középagyi extrapiramidális központokhoz (nucleus ruber, formatio reticularis) innen az extrapiramidális pályákon keresztül a gerincvelő motoneuronjaihoz, illetve a nucleus ruber → thalamus → agykéregpályákban az agykéreg mozgatóterületeihez mennek, tehát az akaratlagos mozgások szabályozásában is részt vesz. A hypothalamus • A köztiagy III. agykamra alatti területe. • A vegetatív működések (lásd később is!) fő agyi központjai a hypothalamusban vannak. • Hőszabályozás. • A belső környezet működésének szabályozása. • Köztianyagcsere. • Éhség és szomjúság (vízháztartás) érzés. • Magatartásszabályozás. • A hormonális és az idegi szabályozást koordinálja. Az agykéreg működése • Az élő szervezetben a legdifferenciáltabb struktúra az agykéreg (cortex) • Progresszív kortikalizáció → a törzsfejlődés magasabb szintjein az agykéreg szerepe egyre hangsúlyosabb. • Az agykéreg szerkezete • Kívül szürkeállomány (sejtes állomány). • Belül fehérállomány (rostos állomány). • A fehérállományba ágyazottan szürke állományú magvak (basalis ganglionok, kéreg alatti dúcok). • Pályák • Asszociációs → egy féltekén belül elhelyezkedő idegsejtek között. • Kommisszurális → a két félteke között. • Projekciós → az agykéreg és a központi idegrendszer egyéb területei között. • Az agykéreg területeinek a felosztása • Lebenyek (fali, homlok, halánték, nyakszirt) és mezők (area). • Homloklebeny → mozgató központok. • Fali lebeny → érző központok. • Halántéklebeny → hallókéreg. • Nyakszirtlebeny → látókéreg. Az agykéreg szerepe a mozgásszabályozásban • A homloklebenyt a sulcus centralis határolja → gyrus precentralis (mozgató), gyrus postcentralis (érző) tekervények. • Az egyes izmoknak, izomcsoportoknak megfelelő kérgi terület nagysága nem az izmok tömegével, hanem működésük finomságával arányos. Így a legnagyobb kiterjedésű mező az ujjizmok és a mimikai izmok területe. (lásd ábra!)
47
• Pályák • Pyramis pálya (tractus corticospinalis) → a kéregből kilépve fehérállományú kötegekké rendeződnek → capsula interna → közti- és középagy → híd → nyúltvelő (a rostok 3/4-ed része kereszteződik, ami nem az majd abban a gv-i. szelvényben, ahová az információt szállítja) → gerincvelő → mellső szarvi mozgató neuronok → motoros egység → akaratlagos finom mozgások. • Extrapyramidális rendszer (pályák): kéreg, basalis ganglionok (nucleus caudatus, nucleus lentiformis), nucleus ruber, subtancia nigra, nucleus subthalamicus, formatio reticularis → a magasabb helyről induló pályák minden alacsonyabb extrapiramidális pályaeredésnél átkapcsolódnak → gerincvelő mellső szarvi motoneuronok → motoros egység → fél és teljesen automatizált mozgások. Az agykéreg érző működése • Az érzőkéreg (gyrus postcentralis) szorosan működési kapcsolatban van a thalamussal. • Az érző információk: • Proprioceptív információk (izmok, inak feszülési állapotáról, az izületek térben elfoglalt helyzetéről). • Exteroceptív információk (bőr felől → érintés, nyomás, hő, fájdalom) • Viscelaris információk (a zsigerekből kiinduló fájdalom, telítettség). • A thalamus szerepe az érző működésben • A szaglórendszer kivételével minden érző pálya, mely az agykéregben végződik, a thalamusban átkacsolódik. • Itt történik az impulzusok durva felismerése, és itt kapják meg az érző ingerületek a szubjektív érzelmi szinezetüket. A magasabb idegtevékenység, magatartás, tudat, tanulás, emlékezés • Az idegrendszer alapvető funkciója a tanulás. Ennek segítségével alkalmazkodik a szervezet a környezetéhez. A tanulás, mint reflex tevékenység értelmezhető. Az eddig megismert reflexműködések az adott ingerre meghatározott reflexpályán törvényszerű egyformasággal bekövetkező válaszokat adnak → feltétlen (veleszületett) reflexek. A törzsfejlődés során a változó környezettel szembeni alkalmazkodásban a feltétlen reflexek már nem bizonyultak elégségesnek. Ezért olyan válaszreakciók alakultak ki, amelyek rugalmasabban követik a külső környezet állandó változásait, ezek a → feltételes reflexek, ezek működése az agykéreghez kötött. • Feltétlen reflexek jellemzői: • nem kötődnek a legmagasabb agyi régiókhoz (agykéreg), • viszonylag állandó, egy adott faj minden egyedénél hasonló, veleszületett jellegű, • az élet fennmaradásának nélkülözhetetlen feltétele, • strukturális alapja a reflex ív. • A feltételes reflexek jellemzői, kialakulása és feltételei. • Jellemzői: • nem öröklött, az egyén a tapasztalataival szerzi meg, • változik a szükségletek hatására és meg is szűnhet, • az agykéreg jellemző tevékenysége, • a feltételes reflex efferens pályája megegyezik a feltétlenével,
48
• magas fokon biztosítja a szervezet és a környezet egyensúlyának a megteremtését. • Bármely, előzőleg hatástalan inger kiválthat bármely adott reflexet, ha ismételten együtt alkalmazzuk az adott feltétlen reflex ingerével. • Ahhoz, hogy egy inger feltételes ingerré váljon a következők szükségesek: • az egyének az inger felvételére alkalmas receptorral kell rendelkeznie, • a feltételes inger alkalmazásának egybe kell esnie a feltétlen ingerrel, vagy meg kell azt előznie, • megfelelő számú társításnak kell történnie. A szükséges társítások száma függ az inger erősségétől, minőségétől. • Ingerület és gátlás • Az ingerület (reflex → feltétlen és feltételes) és a gátlás a központi idegrendszer két működési formája, amelyek állandó váltakozása eredményezi az idegtevékenység nagyfokú alkalmazkodását. • Gátlás • feltétlen, vagy külső gátlás: A kiépített feltételes reflex nem, vagy csak kismértékben váltható ki, ha egyidejűleg erős külső ingert alkalmazunk. • feltételes, vagy belső gátlás: • kialvásos: a feltételes ingert nem követi a feltétlen reflex. • feltételes gátlás: akkor jön létre, ha a már kidolgozott feltételes reflexet kiegészítő ingerrel hozzuk kapcsolatba, s így együttesen hatástalanná válik. • késleltetéses gátlás: ha a feltételes inger és a feltétlen reflex közé hosszabb társítási időt iktatunk. • differenciális gátlás: az ingerek hatása először irradiációt, majd koncentrációt indít be. Ha több hasonló (pl.: különböző erősségű fényingerek) inger közül a társítást következetesen csak egy meghatározotthoz kötjük, s egy feltételes ingert a többitől elkülönítünk, differenciálás jön létre. • Dinamikus sztereotípia • A reflexválaszok jelzésül szolgálnak újabb reflexek számára és így valóságos sorozata alakul ki a kapcsolatoknak. SZOMATIKUS IDEGRENDSZER (Környéki rész) • A környéki idegrendszer ingerületvezető funkciót tölt be. Idegekből áll amelyek érző ingerületeket szállítanak a perifériáról (afferentáció) a központba és motoros impulzusokat (efferentáció) visznek a központból a végrehajtó szervekhez, elsősorban az izmokhoz. A környéki idegek, ún. kevert idegek (érző, mozgató, vegetatív rostok egyaránt találhatóak bennük). • Lefutásuk az érrendszerhez hasonlítható. A gerincvelőből kilépő idegek fonatokat alkotnak (nyaki fonat → plexus cervicalis, karfonat → plexus brachialis, ágyéki fonat → plexus lumbalis, keresztcsonti fonat → plexus sacralis) • 12 pár agyideg (I. szaglóideg → n. olfactorius, II. látóideg → n. opticus, III. szemmozgató ideg → n. oculomotorius, IV. sodorideg → n. trochlearis, V. háromosztatú ideg → n. trigeminus, VI. távolító ideg → n. abducens, VII. arcideg → n. facialis, VIII.
49
egyensúlyozó- és hallóideg → n. vestibulocochlearis, IX. nyelv- garat ideg → n. glossopharyngeus, X. bolygóideg → n. vagus, XI. járulékos ideg → n. acessorius, XII. nyelv alatti ideg → n. hypoglossus) • 31 pár gerincvelői ideg (8 pár nyaki, 12 pár háti, 5 pár ágyéki, 5 pár keresztcsonti, 1 pár farkcsonti) tartozik ide. VEGETATÍV (ZSIGERI, AUTONÓM) IDEGRENDSZER • A harántcsíkolt izmoktól, az ún. vázizomzattól, illetve a mozgatórendszertől eltekintve minden egyéb szervünk működése alapvetően tudatunktól, akaratunktól függetlenül megy végbe. (természetesen a szomatikus hatások a vegetatív funkciókat is befolyásolják. • A szív- keringés- légzési rendszer, az emésztőrendszer, az anyagcsere, a kiválasztás, a nemi tevékenység és a különböző mirigyek működését a vegetatív, vagy viscelaris idegrendszer végzi. • A vegetatív idegrendszer is felosztható központi és környéki részre. • környéki rész → vegetatív rostok és dúcok, • központi rész → gerincvelő és nyúltagy. • Élettani szempontból sympathicus (a szervezet készenléti állapotához szükséges folyamatokat serkenti és azokat gátolja, amelyek a helyreállítást, az újraképződést, raktározást segítik elő) és parasympathicus (a regenerációs folyamatokat serkenti és a mozgósítást gátolja) idegrendszert illetve működést különböztethetünk meg. Az idegvégződéseikben az ingerületátvivő anyag eltér egymástól. Szimpatikus idegrendszer • A szimpatikus idegrendszer központi része a gerincvelő thoracolumbalis (háti- ágyéki) szakaszán a gerincvelői szürkeállomány oldalsó szarvában található. • A szimpatikus idegrendszer perifériás részét a zsigeri mozgató- és érző idegrostok és a paravertebrális és prevertebrális ganglionok képezik. • A gerincvelői szürkeállomány oldalsó szarvából kiinduló vegetatív B- típusú visceromotoros (preganglionáris) rostok a mellső szarvi mozgató idegekkel együtt hagyják el a gerincvelőt, több dúcon is áthaladhatnak, de csak egyszer kapcsolódnak át, valamelyik para-, vagy preganglionáris dúcban C- típusú postganglionáris idegsejtekre. Az átkapcsolás előtt preganglionáris, az átkapcsolódás után postganglionáris rostokról beszélünk. • A zsigeri érzőrostok a hátsó gyökéren lépnek be a gerincvelőbe és, vagy közvetlen válaszreakciókat (gerincvelői reflexek), vagy a vegetatív ingerület, a test felszínéről érkező egyéb információhoz hasonlóan feljut az agyvelőbe, és ott zsigeri érzést vált ki. Paraszimpatikus idegrendszer • A paraszimpatikus idegrendszer központi része az agytörzsben és részben a keresztcsonti (sacralis) gerincvelőben helyezkedik el. Az agytörzsi paraszimpatikus rostok a III. VII. IX. és a X. agyidegek vegetatív magvaiból indulnak ki és átkapcsolódás után érik el a célszervet. • A paraszimpatikus idegrendszer jellemzője, hogy számos dúc a zsigerek falában van. A vegetatív idegrendszer működésének összefoglalása
50
• A szabályozó tevékenysége elsősorban a belső környezet állandóságának (homeosztázis) a fenntartásában érvényesül. • A vegetatív szabályozásban a szimpatikus és a paraszimpatikus hatást egységesnek látjuk. Az egyes szervműködések szabályozása a szimpatikus és a paraszimpatikus hatás egyensúlyát tükrözi, amely megfelel a szervezet aktuális egyensúlyi állapotának. A vegetatív szabályozást magukból a szervekből érkező jelzések (vegetatív reflexek), másrészt a központi idegrendszer magasabb struktúráiból érkező utasítások befolyásolják. Így a vegetatív integrációban folyamatosan érvényesül közvetlenül a belső, közvetve pedig a külső környezet hatása. • A legtöbb működést tekintve tehát megfigyelhető a kettős beidegzés, amelyek többségükben ellentétes hatásúak. De például az érbeidegzéseknél, és más esetekben is a szimpatikus idegrendszer végzi a szabályozást, amelynek során az ún. szimpatikus tónus fokozódása, vagy csökkenése határozza meg a szerv aktuális működési szintjét. A vegetatív idegrendszer mediátor anyagai Szimpatikus preganglionáris acetilkolin rostok noradrenalin postganglionáris (adrenalin) (kivéve: izomerek tágulata, rostok
Paraszimpatikus preganglionáris acetilkolin rostok postganglionáris rostok
acetilkolin
verejtékmirigyek simaizom elemei, szőrtüszők simaizom elemei)
A vegetatív idegrendszer hatása a különböző szervekre Szerv, illetve működés Szem Nyálmirigyek Szív Hörgők Emésztőnedvek Gyomor- és bélmozgások Vércukorszint Anyagcsere- folyamatok
Szimpatikus hatás pupillatágulat, távolba tekintési alkalmazkodás érszűkület, a szekréció gátlás vitatott frekvencia növekedés, erőteljesebb összehúzódások tágul gátolja a nedvelválasztást gátol fokoz bontás (disszimiláció) serkentése
Paraszimpatikus hatás pupillaszűkület, közelnézési alkalmazkodás nyálelválasztás alacsonyabb frekvencia, gyengébb kontrakciók szűkül serkenti a nedvelválasztást fokoz gátol építés (asszimiláció serkentése)
• A vegetatív működés felsőbb szabályozása → agytörzs, hypothalamus (a legfontosabb kéreg alatti vegetatív központ), agykéreg meghatározott területein vegetatív szabályozó központok vannak.
51
52
