ANATOMIE A FYZIOLOGIE ÈLOVÌKA Pro humanitní obory. doc. MUDr. Alena Merkunová, CSc. MUDr. PhDr. Miroslav Orel

��

��

��

��

doc. MUDr. Alena Merkunová, CSc. MUDr. PhDr. Miroslav Orel

ANATOMIE A FYZIOLOGIE ÈLOVÌKA Pro humanitní obory

Vydala Grada Publishing, a.s. U Prùhonu 22, 170 00 Praha 7 tel.: +420 220 386 401, fax: +420 220 386 400 www.grada.cz jako svou 3276. publikaci Odpovìdná redaktorka Jana Jindrová Sazba a zlom Milan Vokál Ilustrace Mgr. Jaroslav Svoboda, MUDr. PhDr. Miroslav Orel Poèet stran 304 Vydání 1., 2008 Vytiskly Tiskárny Havlíèkùv Brod, a. s. Husova ulice 1881, Havlíèkùv Brod © Grada Publishing, a.s., 2008 Obrázek na obálce © doc. MUDr. Pavel Žáèek, Ph.D. Recenzovali: prof. MUDr. Stanislav Trojan, CSc. doc. MUDr. Josef Herink, DrSc. ISBN 978-80-247-1521-6 (tištěná verze) ISBN 978-80-247-6991-2 (elektronická verze ve formátu PDF) © Grada Publishing, a.s. 2011

verze osvit 03T, Wednesday, 9th April, 2008, oøez na 167 mm

OBSAH

1. USPOØÁDÁNÍ LIDSKÉHO ORGANISMU . . . 1.1 Buòka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1.1 Bunìèné organely . . . . . . . . . . . 1.1.2 Funkce buòky . . . . . . . . . . . . . 1.1.3 Životní cyklus buòky . . . . . . . . . 1.2 Tkánì . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2.1 Epitelové tkánì . . . . . . . . . . . . 1.2.2 Pojivové tkánì . . . . . . . . . . . . . 1.2.3 Svalová tkáò . . . . . . . . . . . . . . 1.2.4 Nervová tkáò . . . . . . . . . . . . . 1.3 Orgán, orgánové soustavy, organismus . . . . 1.3.1 Orgán . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.3.2 Orgánová soustava . . . . . . . . . . 1.3.3 Organismus . . . . . . . . . . . . . . 1.4 Kožní ústrojí . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.4.1 Stavba kùže . . . . . . . . . . . . . . 1.4.2 Pøídatné struktury kùže – kožní adnexa

. . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . .

11 11 13 16 16 18 18 19 22 24 24 24 25 25 26 26 27

2. VNITØNÍ PROSTØEDÍ ORGANISMU . . . . . . . . . . . 2.1 Homeostáza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1.1 Podíl nervové soustavy na udržování homeostázy 2.1.2 Podíl endokrinních žláz na udržování homeostázy 2.2 Tìlní tekutiny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.1 Množství a složení tìlních tekutin . . . . . . . . 2.2.2 Vodní rovnováha organismu a její øízení . . . . . 2.3 Minerální hospodáøství organismu . . . . . . . . . . . . 2.3.1 Biologická funkce minerálních látek . . . . . . . 2.4 Pomìr kyselin a zásad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4.1 Udržování acidobazické rovnováhy . . . . . . . . 2.4.2 Poruchy acidobazické rovnováhy . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

29 29 29 30 30 30 31 32 32 35 35 37

3. POHYBOVÝ APARÁT . . . . . . 3.1 Kosterní soustava . . . . . . . 3.1.1 Kost . . . . . . . . . . 3.1.2 Spojení kostí – kostra . 3.1.3 Lebka . . . . . . . . . 3.1.4 Páteø . . . . . . . . . . 3.1.5 Hrudník . . . . . . . . 3.1.6 Kostra horní konèetiny

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

39 39 39 41 42 45 47 47

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

3.2

3.1.7 Kostra dolní konèetiny . . . . . . . Svalová soustava . . . . . . . . . . . . . . 3.2.1 Uspoøádání kosterního svalu . . . . 3.2.2 Svalová aktivita . . . . . . . . . . . 3.2.3 Svaly jednotlivých svalových skupin 3.2.3.1 Svaly hlavy . . . . . . . . 3.2.3.2 Svaly krku . . . . . . . . 3.2.3.3 Svaly hrudníku . . . . . . 3.2.3.4 Svaly bøicha . . . . . . . . 3.2.3.5 Svaly zad . . . . . . . . . 3.2.3.6 Svaly horní konèetiny . . 3.2.3.7 Svaly dolní konèetiny . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

49 53 53 56 58 58 62 62 63 64 64 66

4. OBÌHOVÁ SOUSTAVA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 4.1 Krev . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 4.1.1 Krvinky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 4.1.1.1 Èervené krvinky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 4.1.1.2 Bílé krvinky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 4.1.1.3 Krevní destièky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 4.1.2 Složení krevní plazmy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 4.1.2.1 Organické látky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 4.1.2.2 Anorganické látky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 4.1.3 Stavìní krvácení . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 4.1.4 Krevní skupiny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 4.1.4.1 Urèování krevní skupiny systému AB0 . . . . . . . . . . . 83 4.1.4.2 Antigeny skupiny Rh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 4.2 Srdce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 4.2.1 Stavba srdce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 4.2.2 Pøevodní systém srdeèní . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 4.2.3 Èerpací funkce srdce a její øízení . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 4.2.3.1 Prùbìh srdeèního cyklu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 4.2.3.2 Øízení srdeèního výdeje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 4.2.4 Zevní projevy srdeèní èinnosti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 4.3 Obìh krve v cévách . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 4.3.1 Tepenná èást obìhu – uspoøádání . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 4.3.2 Žilní èást obìhu – uspoøádání . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 4.3.3 Tok krve velkým obìhem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 4.3.4 Základní zákonitosti toku krve v cévách – hemodynamika . . . . . . 102 4.3.5 Tepenný krevní tlak a tep . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 4.3.6 Komplexní øízení èinnosti srdce a cév . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 4.4 Mízní obìh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 4.4.1 Uspoøádání mízního obìhu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 4.4.2 Imunitní funkce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 5. DÝCHACÍ SOUSTAVA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 5.1 Dýchací cesty – stavba a funkce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 5.2 Plíce – stavba a funkce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118

5.3 5.4 5.5

Plicní objemy a kapacity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 Regulace dýchání . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 Výmìna a transport dýchacích plynù . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124

6. TRÁVICÍ SOUSTAVA . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.1 Obecné poznámky . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.1.1 Øízení hybnosti a sekrece v trávicí soustavì . 6.2 Stavba a funkce jednotlivých èástí trávicí soustavy . 6.2.1 Dutina ústní . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2.2 Hltan a jícen . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2.3 Žaludek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2.4 Slinivka bøišní . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2.5 Játra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2.6 Žluèník a žluèové cesty . . . . . . . . . . . 6.2.7 Tenké støevo . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2.8 Tlusté støevo . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

127 127 129 131 131 134 134 137 138 139 140 142

7. LÁTKOVÝ METABOLISMUS . . 7.1 Osud vstøebaných cukrù . . . . 7.2 Osud vstøebaných tukù . . . . . 7.3 Osud vstøebaných aminokyselin

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

145 145 146 148

8. ENERGETICKÝ METABOLISMUS 8.1 Mìøení energetické potøeby . . . 8.2 Energetická bilance organismu . 8.3 Tìlesná teplota a její udržování .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

149 149 150 151

9. VÝŽIVA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.1 Zásady racionální výživy . . . . . . . . . . 9.1.1 Pøíjem cukrù . . . . . . . . . . . . 9.1.2 Pøíjem vlákniny . . . . . . . . . . 9.1.3 Pøíjem tukù . . . . . . . . . . . . . 9.1.4 Pøíjem bílkovin . . . . . . . . . . . 9.1.5 Pøíjem minerálních látek a vitaminù

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

155 156 157 157 158 159 160

10. VYLUÈOVACÍ FUNKCE . . . . . . . . . 10.1 Ledviny . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.1.1 Stavba ledvin . . . . . . . . . . 10.1.2 Funkce nefronu pøi tvorbì moèi 10.2 Vývodné moèové cesty . . . . . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

165 165 165 169 172

11. REPRODUKÈNÍ SOUSTAVA . . . . . . . . . . . 11.1 Reprodukèní soustava muže . . . . . . . . . . . 11.1.1 Varlata – stavba a funkce . . . . . . . . 11.1.2 Vývodné pohlavní cesty a pøídatné žlázy 11.1.3 Zevní pohlavní orgány . . . . . . . . . . 11.2 Reprodukèní soustava ženy . . . . . . . . . . . 11.2.1 Vnitøní pohlavní orgány . . . . . . . . . 11.2.2 Vajeèníky . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

175 176 176 177 178 180 180 182

. . . . .

. . . . .

11.2.3 Cyklické zmìny reprodukèních funkcí 11.2.4 Zevní pohlavní orgány . . . . . . . . . 11.3 Tìhotenství . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.4 Kojení . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

182 186 187 192

12. ØÍDÍCÍ SYSTÉMY LIDSKÉHO TÌLA . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.1 Soustava žláz s vnitøní sekrecí . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.1.1 Hypotalamo-hypofyzární systém . . . . . . . . . . . . . . . . 12.1.2 Štítná žláza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.1.3 Pøíštítná tìlíska . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.1.4 Nadledviny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.1.4.1 Hormony kùry nadledvin . . . . . . . . . . . . . . . 12.1.4.2 Hormony døenì nadledvin . . . . . . . . . . . . . . . 12.1.5 Endokrinní tkáò slinivky bøišní . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.1.5.1 Buòky B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.1.5.2 Buòky A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.1.5.3 Buòky D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.1.6 Šišinka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.1.7 Pohlavní hormony . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.1.8 Hormony produkované endokrinními buòkami ležícími v jiných tkáních . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.1.9 Místní hormony . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.2 Nervová soustava (Miroslav Orel) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.2.1 Obecné charakteristiky stavby a èinnosti nervové soustavy . . . 12.2.1.1 Nervové buòky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.2.1.2 Klidový, generátorový a akèní potenciál . . . . . . . 12.2.1.3 Synapse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.2.1.4 Mediátory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.2.1.5 Podpùrné buòky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.2.1.6 Obaly centrálního nervového systému . . . . . . . . 12.2.1.7 Mozkomíšní mok . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.2.1.8 Cévní zásobení mozku . . . . . . . . . . . . . . . . 12.2.1.9 Reflexy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.2.2 Páteøní mícha a míšní nervy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.2.2.1 Páteøní mícha . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.2.2.2 Míšní nervy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.2.3 Mozek a mozkové nervy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.2.3.1 Mozkový kmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.2.3.2 Mozeèek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.2.3.3 Mezimozek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.2.3.4 Koncový mozek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.2.3.5 Zobrazení mozku . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.2.3.6 Hlavové nervy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.2.4 Smyslové funkce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.2.4.1 Zrak . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.2.4.2 Sluch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . .

193 193 196 198 200 200 200 202 203 203 204 204 205 205

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

205 206 206 208 208 211 214 216 218 219 220 221 222 224 224 225 227 227 229 231 232 242 249 251 253 259

12.2.5 12.2.6 12.2.7 12.2.8 12.2.9

12.2.4.3 Orgány polohy a pohybu . . . . . . . . . . . . . . . 12.2.4.4 Chemoreceptory – chuť a èich . . . . . . . . . . . . 12.2.4.5 Somatosenzorický systém . . . . . . . . . . . . . . . Somatomotorický systém . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Autonomní nervová soustava . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.2.6.1 Centrální a periferní èást autonomní nervové soustavy 12.2.6.2 Funkèní èlenìní autonomní nervové soustavy . . . . Biorytmy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Funkèní stavy centrálního nervového systému . . . . . . . . . Psychofyziologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

263 264 266 272 275 275 278 279 280 283

SEZNAM ZKRATEK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285 LITERATURA K DALŠÍMU STUDIU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287 REJSTØÍK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289

/ 11

1. USPOØÁDÁNÍ LIDSKÉHO ORGANISMU

Živá hmota má charakteristickou chemickou strukturu, na které se podílí øada atomù a molekul. Hlavní skupinu pøedstavují uhlík (chemická znaèka C), vodík (H), kyslík (O), dusík (N), fosfor (P) a síra (S). Jednotlivé atomy se spojují v molekuly, k biologicky významným molekulám patøí napø. deoxyribonukleová kyselina (DNK nebo DNA – z angl. acid = kyselina) a glukóza (krevní cukr). Kombinací molekul vzniká živá hmota, která je uspoøádaná v rùzné typy bunìk.

1.1 BUÒKA Buòky jsou nejmenší a nejjednodušší stavební (strukturální) a funkèní jednotky organismu schopné samostatné existence. V prostorách mezi buòkami je mezibunìèná hmota prostoupená tkáòovým mokem, který zprostøedkovává látkovou výmìnu mezi buòkami a cévními tekutinami, tj. krví a mízou. Studiu stavby a funkce bunìk se vìnuje cytologie. Buòka (cellula) má na povrchu plazmatickou membránu, uvnitø buòky je øídká cytoplazma (cytosol) s vysokým obsahem bílkovin. V cytoplazmì leží bunìèné organely, útvary ohranièené èasto vlastní membránou, díky kterým buòky plní potøebné funkce (obr. 1.1). Plazmatická membrána a organely jsou propojené cytoskeletem, což je systém vláken a trubicových struktur s širokým významem. Udržuje tvar buòky, fixuje organely v optimální poloze, zabezpeèuje jejich potøebný pohyb a ve vhodném prostøedí i pohyb celé buòky, napø. pøesun bílých krvinek prùduchy ve stìnì vláseènic do tkání.

Plazmatická membrána

Plazmatická membrána zajišťuje celistvost buòky a zároveò oddìluje buòku od okolního, tzv. vnitøního prostøedí organismu, které tvoøí tkáòový mok. Membrána se skládá pøevážnì z molekul lipidù, hojnì je zastoupen fosfolipid lecitin (chemicky fosfatidylcholin) a také cholesterol (chemicky sterol). Lipidy jsou uspoøádané do dvojvrstvy tak, že hydrofilní konce molekul (s vodou mísitelné) smìøují do mimobunìèného prostoru i smìrem k cytoplazmì, hydrofobní konce (s vodou nemísitelné) smìøují do nitra membrány. Souèástí membrány jsou i bílkoviny (obr. 1.2).

12

/

Anatomie a fyziologie èlovìka

centrioly

mikrotubuly

sekreèní granula Golgiho aparát bunìèná membrána (plazmatická) lyzozomy mitochondrie jádro – jaderná membrána chromozomy jadérko

hrubé endoplazmatické retikulum glykogen

hladké endoplazmatické retikulum ribozomy mikrovlákna

Obr. 1.1 Schéma buòky s organelami

glykolipidy

glykoproteiny fosfolipid

cholesterol

iontový kanál

periferní membránové bílkoviny

Obr. 1.2 Schéma plazmatické membrány Èást bílkovin prochází membránou (tzv. transmembránové), èást pøiléhá k její zevní, event. vnitøní ploše (tzv. periferní). Membránové bílkoviny: 1. tvoøí strukturu iontových kanálù pro transport iontù pøes membránu, 2. zajišťují aktivní pøenos látek pøes membránu (pøenašeèe), 3. jsou zákla-

Uspoøádání lidského organismu

/ 13

dem bunìèných receptorù vázajících napø. hormony a další signální molekuly specificky ovlivòující bunìèné funkce, 4. rozhodují o dráždivosti bunìk, 5. jsou schopné vázat cizorodé struktury (antigeny), 6. fungují jako enzymy (urychlují biochemické reakce). Polotekutá plazmatická membrána je útvar velmi dynamický, neustále se pøestavující. Má charakteristické fyzikálnì-chemické vlastnosti, které jsou nutným pøedpokladem fyziologické (tj. „zdravé“) funkce membrány i celé buòky. Kvalitu membrány významnì ovlivòuje typ mastných kyselin zabudovaných do membránových lipidù, který je do znaèné míry urèován skladbou mastných kyselin v pøijímané potravì. Tyto poznatky významnì ovlivnily dietetická doporuèení týkající se množství a kvality pøijímaných mastných kyselin v potravì (více v kap. 9).

Plazmatická membrána je bariérou urèující, které látky – s ohledem na velikost molekuly a chemickou strukturu – proniknou do buòky, event. buòku opustí. Dìje se tak nìkolika mechanismy, mezi které patøí: n prostá fyzikální difuze, n transport zprostøedkovaný specifickým bílkovinným pøenašeèem (více v kap. 7.1 a 6.2.7), n endocytóza, tj. „vtahování“ látek do buòky pomocí mìchýøkovité vchlípeniny plazmatické membrány nebo vychlípeniny pøi exocytóze – pøenosu smìrem opaèným, n transport membránovými kanály, kterému podléhají ionty; otevírání a zavírání kanálù je specificky øízeno, napø. zmìnou elektrického napìtí na membránì, mediátory (více v kap. 12.2.1.2 a 12.2.1.4) nebo mechanicky, napø. pøi protažení buòky. Prakticky nepropustná je bunìèná membrána pro velké molekuly bílkovin. Za klidových podmínek, díky selektivní propustnosti pro ionty, pøevažuje na zevní ploše membrány kladný náboj, na vnitøní ploše náboj negativní. Takto dosažená polarizace membrány je zdrojem elektrického napìtí, tzv. klidového membránového potenciálu. Je mìøitelný u všech živých bunìk a jeho hodnota se pohybuje, v závislosti na typu buòky, od –30 do –90 mV (více v kap. 12.2.1.2).

1.1.1 BUNÌÈNÉ ORGANELY

Jádro

Jádro (nucleus) je nedílnou souèástí každé buòky schopné dìlení. Na povrchu jádra je dvojitá membrána, oba listy jsou vzájemnì propojené pomocí pórù umožòujících pohyb molekul mezi cytoplazmou a jádrem. Uvnitø jádra jsou hrudky chromatinu, jehož základní složkou je komplex DNA a bílkoviny. Na poèátku bunìèného dìlení se dvojité šroubovice DNA svinují a skládají do podoby chromozomù – párových, vzájemnì spojených útvarù, vùèi sobì sesterských. Spojka sesterských chromozomù v páru, tzv. centromera, rozdìluje chromozomy na krátká a dlouhá raménka. V jádrech lidských tìlních (somatických) bunìk je 23 párù chromozomù (diploidní poèet). Sestava chromozomù (poèet, velikost, tvar, délka ramének – tzv. karyotyp) je u jednotlivých bunìk každého jedince nemìnná. Karyotyp je pro èlovìka, stejnì

14

/


jako pro jiný živoèišný druh, jedineèný, druhovì specifický, jeho záznam (napø. fotografický) je karyogram (obr. 1.3).

1

3

2

6

7

8

13

14

15

19

20

4

9

10

16

21

22

11

17

5

12

18

X Y

Obr. 1.3 Karyogram somatické buòky (1 až 22 – somatické chromozomy; X, Y – chromozomy)

V lidském karyotypu má v každém páru shodné (homologní) znaky 22 párù somatických chromozomù, novìji oznaèovaných termínem autochromozomy, zkrácenì autozomy. n Chromozomy 23. páru – døíve heterochromozomy, novìji gonochromozomy, zkrácenì gonozomy – urèují pohlaví jedince. V jádrech tìlních bunìk žen je to pár shodných gonochromozomù typu XX, u mužù kombinace gonochromozomù X a Y. n

Dílèí úseky DNA v chromozomech jsou látkovou podstatou jednotlivých genù, základní jednotky dìdièné (genetické) informace. Soubor genù v buòce se oznaèuje jako genom. Dílèí geny programují (kódují) tvorbu jednotlivých specifických bílkovin nezbytných pro stavbu a funkci vlastní buòky i bunìk jiných tkání.

Jadérko

Jadérko (nucleolus) je souèástí jádra. Tvoøí se v nìm a skladuje ribonukleová kyselina (RNA), která je kopií úseku DNA (kód). Vytvoøená, tzv. ribozomální RNA (rRNA) se spojuje s bílkovinami (proteiny) v ribozomy. Ribozomy opouštìjí jádro, leží volnì v cytoplazmì nebo se vážou na jiné organely (napø. endoplazmatické retikulum, event. zevní membránu jádra) a spouštìjí sérii reakcí vedoucích až ke vzniku naprogramovaných bílkovin (proteosyntéza).

+


/ 15

Endoplazmatické retikulum

Endoplazmatické retikulum se dìlí se na hrubé (také drsné, zrnité, granulární) a hladké. Hrubé endoplazmatické retikulum tvoøí bohatý systém váèkù rozprostøených v cytoplazmì kolem jádra. Oznaèení získalo podle nerovností zpùsobených velkým množstvím ribozomù pøichycených k jeho zevní membránì, na jejichž povrchu probíhá zmínìná tvorba proteinù. V hrubém endoplazmatickém retikulu rovnìž vznikají fosfolipidy a cukry, se kterými vytvoøené bílkoviny tvoøí komplexy. Øada tìchto produktù endoplazmatického retikula, napø. bílkovinné hormony, krevní bílkoviny, trávicí enzymy, je v pøípadì specializovaných bunìk urèena i pro mimobunìèné využití. Drsné endoplazmatické retikulum je proto hojnì zastoupeno pøedevším v buòkách sekreèních. Hladké endoplazmatické retikulum tvoøí síť kanálkù uložených zevnì od drsného endoplazmatického retikula, nemá ribozomy (proto „hladké“), vytváøí mastné kyseliny, steroidní látky z cholesterolu (napø. pohlavní hormony, hormony kùry nadledvin), má funkci detoxikaèní – zneškodòuje jedovaté (toxické) složky v jaterních buòkách, je zásobárnou Ca2+ (vápníkové ionty) ve svalových buòkách.

Golgiho aparát

Golgiho aparát (také komplex) je systémem plochých dutinek (cisterny), jejichž èásti se vyklenují a naplnìné obsahem se oddìlují v podobì okrouhlých sekreèních váèkù. Golgiho aparát spojuje produkty vytvoøené endoplazmatickým retikulem (pøedevším bílkoviny) do složitìjších struktur a je zásobárnou tìchto látek pro vlastní buòku i pro potøeby bunìk jiných tkání.

Lyzozomy

Lyzozomy se oddìlují od Golgiho komplexu, mají bohatou zásobou hydrolytických enzymù, které štìpí (hydrolyzují) nepotøebné struktury vlastní buòky i škodlivé látky pøicházející do buòky z okolí.

Peroxizomy

Peroxizomy jsou malé organely s obsahem oxidoredukèních enzymù štìpících jedovaté (toxické) látky, které vznikají v prùbìhu fyziologického metabolismu buòky nebo jsou zevního pùvodu (napø. alkohol). Jsou hojnì zastoupené v jaterních buòkách, které plní v organismu hlavní detoxikaèní funkci.

Mitochondrie

Mitochondrie jsou strukturami rozmanitého tvaru, tj. polymorfní – válcovité, elipsovité, event. pøipomínající granula, a jsou kryté dvojitou membránou. Vnitøní membrána, díky hojnému zprohýbání, poskytuje velký povrch pro prùbìh chemických reakcí. Mitochondrie jsou pøítomné ve všech buòkách v hojném poètu, zvláštì poèetné jsou v buòkách tkání s vysokými energetickými nároky (napø. svalové buòky). V mitochondriích se živiny, pøedevším glukóza a mastné kyseliny, spalují (oxidace) molekulárním kyslíkem. Finálním produktem celé øady vzájemnì navazujících reakcí (proces oxidativní fosforylace) je adenosintrifosfát (ATP), konzervující energii v podobì makroergních fosfátových vazeb. Buòky pøemìòují tuto obecnou, tzv. chemickou formu energie ATP ve formy potøebné k plnìní bunìèných funkcí, napø.

16

/


v mechanickou energii svalového stahu, sekreèní energii žlázových bunìk, transportní energii vstøebávacích bunìk atd.

Centrioly

Centrioly jsou párová, krátká tìlíska válcovitého tvaru, tvoøená devíti trojicemi mikrotubulù. Leží poblíž jádra, jsou obklopená specifickou hmotou a spoleènì tvoøí útvar zvaný centrozom. Centrioly se úèastní bunìèného dìlení, které zahajují tvorbou dìlícího vøeténka.

1.1.2 FUNKCE BUÒKY Základní funkce bunìk slouží k zajištìní jejich životnosti (viability) a obnovy. Patøí k nim: n pøíjem živin z tkáòového moku, n uvolòování energie z živin, n odstraòování nepotøebných produktù pøemìny látek do tkáòového moku, n schopnost rùst (zvìtšovat se), n schopnost reprodukovat se (v pøípadì vìtšiny bunìk), tj. dávat vzniknout novým buòkám, n být nositelem dìdiènosti (genetické informace). n n n n n n

Specifické funkce vykazují specializované buòky, napø.: buòky nervové tvoøí a vedou vzruchy, buòky svalové vykazují kromì dráždivosti a vodivosti i stažlivost, buòky jaterní mají metabolickou aktivitu, buòky støevní výstelky a buòky ledvinových kanálkù mají vstøebávací schopnost, buòky sekreèní tvoøí a uvolòují produkty (enzymy, hormony), buòky reprodukèní (vajíèka a spermie) zajišťují pohlavní rozmnožování.

Buòka je schopna komunikovat s ostatními, i vzdálenými buòkami prostøednictvím signálù, které pøijímá z okolí a do okolí vysílá. Signály jsou ve své koneèné podobì látkového charakteru (humorální) – napø. hormony, metabolity, neurotransmitery (více v kap. 12.2.1.4). Na pøenosu tìchto signálù se významnì podílí krev, tkáòový mok a nervová vlákna.

1.1.3 ŽIVOTNÍ CYKLUS BUÒKY Bunìèný cyklus mùžeme zjednodušenì charakterizovat jako sled nìkolika èasovì omezených dìjù v životì buòky: n Vznik buòky je okamžikem zaèátku cyklu. V naprosté vìtšinì pøípadù buòky vznikají bunìèným dìlením (dvì dceøiné buòky z pùvodní buòky mateøské), výjimku tvoøí neurony a èervené krvinky (nedìlí se). n Následuje období rùstu a zrání (diferenciace) do stadia, které umožòuje plnit event. specifické funkce a získat schopnost se dìlit.

Uspoøádání lidského organismu n

/ 17

Život buòky konèí 1. zánikem (smrtí) – termínem apoptóza se oznaèuje pøirozená, programovaná smrt buòky – nebo 2. dìlením (reprodukce), které je zvláštì intenzivní bìhem rùstu organismu. U dospìlých slouží dìlení k náhradì bunìèných ztrát, ke kterým plynule dochází jak za fyziologických okolností, tak pøedevším po poškození tkání, tj. pøi procesu hojení.

Dìlení somatických bunìk

Dìlení zahrnuje dva procesy: rozdìlení bunìèného jádra – mitóza – a rozdìlení buòky – cytokineze. Dvì vznikající buòky dceøiné jsou vùèi sobì buòkami sesterskými, každá dceøiná buòka má výbavu chromozomù shodnou s buòkou mateøskou. jádro chromozomy

cytoplazma

jaderná membrána

jadérko centriola

1

2

3

4

5

6

7

8

Obr. 1.4 Fáze dìlení bunìèného jádra a rozdìlení buòky: 1, 2, 3 – profáze, 4 – prometafáze, 5 – metafáze, 6 – anafáze, 7, 8 – telofáze

Mitóza probíhá v nìkolika fázích (obr. 1.4): profáze – kondenzace chromatinu do podoby chromozomù, vznik dìlícího vøeténka; n prometafáze – na dìlící vøeténko se pøipojují chromozomy, rozpadá se obal jádra, mizí jadérko; n

18

/


metafáze – chromozomy se posunují do roviny kolmé na osu dìlícího vøeténka, do støedu vzdálenosti mezi centrozomy, zdvojují se podélným štìpením ve dva zcela identické chromozomy se shodnými geny (tzv. dceøiné sady); n anafáze – zdvojují se všechny centromery, uvolní tak poloviny podélnì rozštìpených chromozomù, které se rozcházejí k protilehlým pólùm vøeténka; n telofáze – dìlící vøeténko mizí, kolem každé sady dceøiných chromozomù se vytváøí jaderný obal, objevuje se jadérko. n

Cytokineze je závìreèný krok, pøi kterém dochází k zaškrcení dìlící se buòky ve støední èásti. Do každé vznikající dceøiné buòky se pøesouvá pøibližnì rovným dílem i ostatní bunìèný materiál mateøské buòky.

Dìlení pohlavních bunìk

Mimoøádnì významná je tvorba pohlavních bunìk, tzv. gamet – vajíèek a spermií, protože umožòují pohlavní (sexuální) rozmnožování. Diferencují se z kmenových bunìk zárodeèného epitelu vajeèníkù a varlat. Gamety, na rozdíl od bunìk somatických, mají polovièní (haploidní) poèet chromozomù, tj. 23. Tvoøí je 22 autochromozomù a 1 gonochromozom – X u vajíèek, X nebo Y u spermií. Redukci diploidního poètu chromozomù na haploidní poèet umožòuje redukèní dìlení, tzv. meióza. Všechny ženské gamety obsahují shodnì chromozom X, mužské gamety obsahují s 50% pravdìpodobností buï chromozom X, nebo chromozom Y. Pøi oplození, tj. splynutí mužské a ženské gamety v zygotu, je proto teoreticky stejná pravdìpodobnost vzniku zygoty s ženským (XX) i mužským (XY) typem chromozomového pohlaví. Prakticky tomu tak není, u èlovìka to je pomìr 1,3 : 1 ve prospìch mužského pohlaví.

1.2 TKÁNÌ Tkánì jsou skupiny bunìk vznikající ze stejného embryonálního (zárodeèného) základu (viz kap. 11.3), které zajišťují urèitou specifickou funkci. Mnohobunìèné organismy mají ètyøi typy tkání, jejich studiem se zabývá histologie. Tato kapitola uvádí základní popis tkání, specifické poznatky jsou souèástí kapitol vìnovaných orgánovým soustavám, pøedevším svalové a nervové (viz kap. 3 a kap. 12).

1.2.1 EPITELOVÉ TKÁNÌ Epitel (výstelka) kryje zevní povrch tìla, vystýlá vnitøní plochy dutých orgánù a cév. Epitelové buòky k sobì tìsnì pøiléhají, velmi dobøe se obnovují (s výjimkou smyslového epitelu), poškozený nebo znièený epitel je vìtšinou nahrazen plnohodnotnou tkání (regeneruje).


/ 19

Epitel se dìlí podle: 1. tvaru bunìk: kubický – buòky krychlové; cylindrický – buòky válcové; dlaždicový – buòky ploché (obr. 1.5); 2. poètu bunìèných vrstev: jednovrstevný – napø. výstelka vnitøní plochy cév, dutiny hrudní a bøišní; vícevrstevný – napø. v moèových cestách, povrch kùže; 3. funkce: krycí – kryje zevní povrch tìla, vnitøní povrchy tìla (dutina pohrudnièní, bøišní); výstelkový – vystýlá duté orgány, vývody, napø. moèový mìchýø, moèovody; vstøebávací (resorpèní) – pøijímá látky, napø. buòky výstelky tenkého støeva; reprodukèní (zárodeèný) – dává vzniknout pohlavním buòkám; smyslový – odpovídá na podnìty vznikem podráždìní, napø. smyslové buòky sítnice, kùže; sekreèní – tvoøí a vydává hormony (žlázy s vnitøní sekrecí), enzymy (trávicí žlázy).

Obr. 1.5 Typy epitelù: A – jednovrstevný dlaždicový, B – kubický, C – cylindrický, D – vícevrstevný dlaždicový, E – øasinkový, F – øasinkový jednovrstevný cylindrický

1.2.2 POJIVOVÉ TKÁNÌ Pojivová tkáò (pojivo) se skládá z bunìk, hojné mezibunìèné hmoty a rùzného množství bílkovinných vláken (kolagenní, elastická vlákna). Dìlí se na tkáò vazivovou, chrupavèitou a kostní. Pojivo plní pøedevším funkci opornou a spojovací, ale také metabolickou a termoregulaèní.

Vazivová tkáò (vazivo)

Vazivo (obr. 1.6) obsahuje vazivové buòky – fibrocyty, mezibunìènou hmotu s rùzným podílem vláken elastických (pružná vlákna), kolagenních (vlákna pevná v tahu) a jemných retikulárních (síťová vlákna). Vazivo velmi dobøe regeneruje, pøi hojení poškozených tkání je hlavní složkou jizev, pøedevším u tkání neschopných regenerace.

20

/


tukové buòky makrofág síťová vlákna kolagenní vlákna

krevní céva

eozinofilní mezibunìèná hmota granulocyt síťová vlákna

neurofilní granulocyt elastická vlákna

žírná buòka

vazivová buòka

plazmatická buòka

Obr. 1.6 Struktury vaziva Vazivo se dìlí na: n tuhé – obsahuje pøedevším hojná kolagenní vlákna a je souèástí vazù, šlach, kloubních pouzder; n elastické – je pružné díky hojným elastickým vláknùm, je jednou z hlavních složek vazù páteøe; n øídké (vmezeøené) – pouze malé množství vláken, vyplòuje prostory mezi orgány; n tukové (èastìjší termín je tuková tkáò) – vyskytuje se hlavnì v podkoží, ale také podél svazkù nervù a cév a v dutinách (fixuje v nich orgány, napø. ledviny v bederní krajinì, oèní kouli v oènici); v jemné síti vlákének jsou uloženy tukové buòky (adipocyty), které skladují zásobní tuk; jsou vysoce metabolicky aktivní, vychytávají tuky z krevního øeèištì, pohotovì je uvolòují v závislosti na energetické potøebì organismu, tvoøí hormony, pøispívají k udržování stálé tìlesné teploty (izolaèní vrstva); n mízní (lymfoidní) – základní stavební souèást mízních uzlin.

Chrupavèitá tkáò (chrupavka)

Chrupavku (cartilago, øecky chondros) tvoøí buòky (chondrocyty) a mezibunìèná hmota s vlákny elastickými a kolagenními. Povrch kryje vazivová vrstva zvaná perichondrium (obr. 1.7). Chrupavka neregeneruje – nemá cévní ani nervové zásobení, nahrazena mùže být tkání vazivovou.

Uspoøádání lidského organismu mezibunìèná hmota

elastická vlákna

chondrocyty

/ 21

perichondrium

chondrocyty

kolagenní vlákna

A

B

C

Obr. 1.7 Typy chrupavek: A – kolagenní, B – elastická, C – hyalinní Typ chrupavky urèuje její funkci: n hyalinní (sklovitá) chrupavka – má bílou barvu, je velmi tvrdá, ale køehká; tvoøí chrupavky dýchacích cest, pøedevším však kryje kloubní plochy kostí, v místì poškození kloubní chrupavky zùstávají trvalé defekty (napø. u artrózy); n elastická (pružná) chrupavka – má hojný poèet elastických vláken, tvoøí napø. hrtanovou pøíklopku, základ ušního boltce; n kolagenní (vazivová) chrupavka – je bohatá na kolagenní vlákna, odolná vùèi tahu a tlaku, vyskytuje se hlavnì v meziobratlových ploténkách.

Kostní tkáò

Kostní tkáò obsahuje kostní buòky obklopené velkým množstvím organické mezibunìèné hmoty (ossein, kostní matrix) s vysokým podílem kolagenních vláken. Mezi vlákna se ukládají minerální látky v podobì krystalù komplexních solí vápníku, fosforu a hoøèíku. Pøevaha organických látek v kostní tkáni dìtí je pøíèinou vyšší pružnosti kostí, pøevaha minerálních látek ve stáøí zajišťuje sice vyšší pevnost, ale je souèasnì pøíèinou køehkosti kostí a s ní spojené vysoké lomivosti. Podle uspoøádání mezibunìèné hmoty se kostní tkáò dìlí na: n hutnou (compacta) – hmota tvoøí lamely uspoøádané do pravidelných plochých destièek nebo do sebe zasunutých trubièek; n houbovitou (spongiosa) – hmota tvoøí trámce uspoøádané v nepravidelnou síť (více v kap. 3.1). Typy kostních bunìk: n progenitorové buòky (základní, výchozí) – èile se dìlí a vyzrávají ve specifické kostní buòky; n osteoblasty (specifické kostní buòky) – produkují vláknitý kolagen (bez pøítomnosti kolagenu se nemohou do kostní tkánì ukládat vápenaté soli), pøemìòují se na zralé kostní buòky; n osteocyty (zralé kostní buòky) – sehrávají dùležitou roli pøi výmìnì živin i odpadních látek mezi krví cév vyživujících kost a vlastní kostní tkání; n osteoklasty (buòky rozkládající kost) – rozkládají mezibunìènou kostní hmotu za souèasného uvolòování vápníku do krve – resorpce kosti.

22

/


V prùbìhu života se kostní tkáò neustále pøestavuje – remodelace kosti: stará se rozpadá a nová se tvoøí. U nedospìlých jedincù tvorba kostní tkánì významnì pøevyšuje proces rozpadu, základním pøedpokladem je dostateèný pøísun bílkovin a minerálních látek (pøedevším vápníku) potravou a potøebná regulaèní role øady vitaminù (hlavnì vitaminu D3) a hormonù (parathormon, kalcitonin, pohlavní hormony). Za optimálních podmínek zdravý mladý organismus vytvoøí do dvaceti let vìku tak velký objem vysoce mineralizované kostní tkánì, že v prùbìhu života – ani v pøípadì pùsobení negativních vlivù – není úbytek kostní tkánì závažný a pravdìpodobnost rozvoje osteoporózy (tj. snižování hustoty kostní tkánì) s øadou vážných komplikací je velmi nízká.

Poškozená kostní tkáò (napø. po zlomeninì) regeneruje. Regenerace trvá pomìrnì dlouho, údaj o 6–8 týdnech je hrubì orientaèní a závisí na øadì okolností – typu a charakteru zlomeniny, vìku, hormonálních pomìrech, zpùsobu výživy atd.

1.2.3 SVALOVÁ TKÁÒ Svalová tkáò (svalovina) je schopná mìnit napìtí (tonus), stahovat se (smrštìní, zkrácení, kontrakce), uvolòovat (relaxace) i protahovat. Kontrakci a relaxaci umožòují speciální bílkoviny ve svalových buòkách, pro kontrakci je nezbytná pøítomnost Ca2+. Funkce svalové tkánì a øízení její èinnosti závisí na typu svaloviny. Svalová tkáò se dìlí na hladkou, pøíènì pruhovanou kosterní a srdeèní (obr. 1.8).

A

B

C

Obr. 1.8 Svalová tkáò: A – hladká, B – kosterní, C – srdeèní

Hladká svalová tkáò

Hladká svalová tkáò (hladká svalovina) je tvoøena relativnì malými, jednojadernými buòkami vøetenovitého tvaru (obr. 1.8A). Tyto buòky obsahují stahové bílkoviny aktin a myozin, jejich uspoøádání však nemá – v porovnání s pøíènì pruhovanou svalovinou – pravidelnou strukturu. Stah buòky nastupuje pomalu, pøetrvává však déle, èasto je rytmický. Charakteristika hladké svaloviny: vyskytuje se ve stìnách dutých orgánù a vývodù – hojnou vrstvu hladké svaloviny mají napø. orgány trávicí trubice, moèový mìchýø, moèovody, prùdušky, prùdušinky, je pøítomná i ve stìnì cév (s výjimkou vláseènic), zvláštì silnou vrstvu tvoøí ve stìnì tepének; n vykazuje velkou roztažitelnost (plasticita), což umožòuje rozšíøení dutých orgánù nebo – pøi zvýšení napìtí a stahu – jejich zúžení, zkrácení, zmenšení; n mìní aktivitu pod regulaèním vlivem: 1. vegetativní nervové soustavy (sympatikus, parasympatikus a nervový systém ve stìnì trávicí soustavy) – dìje se tak nezán


/ 23

visle na naší vùli (reflexnì), 2. nìkterých hormonù, 3. kyselých zplodin bunìèného metabolismu (katabolity), 4. pøi nedostatku O2 (hypoxie) a nadbytku CO2 (hyperkapnie); situace 3. a 4. platí pøedevším pro svalovou vrstvu tepének; n odpovídá stahem i na mechanické podnìty (napø. na protažení) nebo je schopná vlastní rytmické aktivity (více v kap. 6); n vykazuje urèitý stupeò regenerace. Více informací o øízení aktivity hladké svaloviny bude uvedeno u jednotlivých orgánových soustav, pøedevším trávicí a obìhové, protože porucha její funkce sehrává dùležitou roli pøi rozvoji øady psychosomatických onemocnìní.

Kosterní svalovina

Kosterní svalovina tvoøí hmotu kosterních svalù, má buòky válcovitého tvaru, které dosahují délky až nìkolika centimetrù, oznaèují se proto jako svalová vlákna (obr. 1.8B). Svalová vlákna jsou mnohojaderná, v plazmì mají podélnì uložená a rovnobìžnì uspoøádaná vlákenka, tzv. myofibrily, které obsahují stahové bílkoviny – k základním patøí i v tomto pøípadì aktin a myozin. n Pøíènì orientované tmavší úseky tlustého myozinu a svìtlé úseky tenkého aktinu se v myofibrilách pravidelnì støídají, v mikroskopickém obraze vyvolávají dojem pøíèného pruhování, proto kosterní svalovina dostala oznaèení pøíènì pruhovaná (více v kap. 3.2). n

Aktivitu kosterní svaloviny øídí hybná (motorická) vlákna periferních nervù a nìkterých hlavových nervù, která zprostøedkovávají jak reflexní motoriku (neúmyslnou hybnost), tak i motoriku vìdomou (úmyslnou, volní).

Srdeèní svalovina

Srdeèní svalovina (myokard) je rovnìž pøíènì pruhovaná, liší se od kosterní svaloviny uspoøádáním a tvarem svalových bunìk (obr. 1.8C). Buòky myokardu pøipomínají svým tvarem velké písmeno Y a jsou vzájemnì propojené tìsnými, pøíènými plazmatickými mùstky (interkalární disky). Tvoøí tak „síť“, tj. soubuní (syncytium) významnì urychlující vedení vzruchù myokardem. n Aktivita srdeèní svaloviny je autonomní, což znamená, že vzruch vyvolávající stah myokardu tvoøí (generuje) srdce samo (tzv. srdeèní automacie), takže vznik vzruchu a jeho vedení myokardem je možné bez pøímé úèasti nervových a humorálních vlivù. Srdeèní svalovina neregeneruje, odumøelý myokard se hojí vazivovou jizvou. n

K odumøení (nekróze) úseku srdeèní svaloviny, oznaèované jako infarkt myokardu (IM), dochází pøi nedostateèném pøívodu okyslièené krve vìnèitými tepnami do myokardu (ischémie). Její nejèastìjší pøíèinou je uzávìr vìnèité tepny krevní sraženinou vznikající nad aterosklerotickým plátem pøi ateroskleróze cév vìnèitého øeèištì. K léèebnému zásahu pøi IM patøí aplikace látek rozpouštìjících krevní sraženinu, rozšiøování zúžené vìnèité tepny pomocí balónkové sondy, event. zavádìní

24

/


pevné výztuže do postižené cévy (angioplastika). V rámci prevence IM se zúžená místa vìnèitých tepen pøeklenují cévní protézou, chirurgický zásah se oznaèuje jako pøemostìní (bypass).

1.2.4 NERVOVÁ TKÁÒ Základní stavební a funkèní jednotkou nervové tkánì je nervová buòka (neuron), v nervové tkáni jsou i podpùrné buòky (glie), které jsou nezbytné pro fyziologickou stavbu i funkci neuronù. Neuron se skládá z tìla, krátkých výbìžkù (dendrity) a dlouhého axonu (neurit, nervové vlákno) (viz obr. 12.3). Dendrity jsou vlákna dostøedivá (aferentní), vedou vzruchy k tìlu neuronu. Axon je vlákno odstøedivé (eferentní), vede vzruchy z neuronu k cílové buòce (efektor), kterou mùže být další neuron (jeho dendrit, tìlo, poèáteèní úsek axonu), svalové vlákno nebo žlázová buòka. Vìtšina axonù (s výjimkou poèáteèního úseku) je pokrytá myelinovou pochvou rùzné tloušťky. Myelinovou pochvu pøerušují speciální záøezy (Ranvierovy), které urychlují vedení vzruchu axonem (více v kap. 12.2.1.1). V prùbìhu života poèet neuronù postupnì klesá (nahrazují je gliové buòky) a záhy po narození neurony ztrácejí schopnost se dìlit. Neurony neregenerují, ale jak výzkumy z posledních letech ukazují, mohou vznikat diferenciací kmenových bunìk. V ÈR se této problematice vìnuje Fyziologický ústav Akademie vìd. Axony periferních nervù, jsou-li pøeťaté napø. úrazem, regenerují z centrálního pahýlu (èást axonu spojená s tìlem neuronu), regeneraci podporuje zachovaná myelinová pochva.

1.3 ORGÁN, ORGÁNOVÉ SOUSTAVY, ORGANISMUS 1.3.1 ORGÁN Rùzné typy tkání se specificky seskupují, zøetelnì oddìlují od okolí a formují orgány, napø. mozek, žlázu, plíce, srdce atd. Orgán mùže plnit více funkcí, jedna z jeho tkání má však vìtšinou rozhodující význam a urèuje hlavní funkci orgánu. Jako pøíklad lze uvést ledviny, jejichž hlavní funkcí je výdej odpadních látek z tìla, ale kromì toho tvoøí látku øídící tvorbu èervených krvinek (erytropoetin), látku významnì ovlivòující hodnotu krevního tlaku (renin) a jsou místem chemické pøemìny pøedchùdce vitaminu D na jeho aktivní formu D3. Nìkteré orgány zabezpeèují komunikaci organismu se zevním prostøedím – plíce s atmosférickým vzduchem, žaludek shromažïuje požitou potravu, v moèovém mìchýøi se hromadí moè pøed vylouèením z tìla.


/ 25

1.3.2 ORGÁNOVÁ SOUSTAVA Nìkolik orgánù se shodnou nebo podobnou funkcí tvoøí orgánovou soustavu (systém). V lidském tìle je soustava kožní, kosterní, svalová, obìhová, mízní a imunitní, dýchací, trávicí, vyluèovací, reprodukèní, soustava žláz s vnitøní sekrecí a soustava nervová. Funkcí orgánù a orgánových soustav se zabývá fyziologie. Makroskopické stavbì orgánù a orgánových soustav se vìnuje anatomie.

1.3.3 ORGANISMUS Lidský organismus lze považovat za nejsložitìjší a nejvyšší jednotku uspoøádání živé hmoty. Vùèi zevnímu i vnitønímu prostøedí vystupuje jako jednotný celek, sjednocující (integrující) roli v nìm sehrává pøedevším soustava nervová, hormonální a imunitní. n

n n n

n

n

Základní životní pochody živého organismu: Metabolismus je oznaèení pro souhrn všech chemických reakcí probíhajících v tìle, které umožòují organismu vytvoøit potøebné látky, vzájemnì je pøemìòovat, uvolòovat z nich energii. Zahrnuje dìje katabolické, tj. štìpení složitých chemických látek na jednodušší složky, a dìje anabolické, tj. tvorbu složitých látek z jednodušších. Reaktivita vyjadøuje schopnost organismu zachycovat zmìny zevního i vnitøního prostøedí (podnìty) a reagovat na nì. Hybnost (motorika) se týká pohybu celého tìla a jeho dílèích èástí, hybnosti orgánù, pohybu bunìk i struktur uvnitø bunìk. Rùst se projevuje zvìtšováním velikosti tìla, je výsledkem rùstu velikosti bunìk nebo poètu bunìk, event. obou dìjù, ale také dùsledkem zmnožení mezibunìèné hmoty. Diferenciace (vyzrávání, rozlišování) se týká všech bunìk mnohobunìèných organismù, protože všechny vznikají z jedné pùvodní nediferencované buòky – z oplozeného vajíèka (zygota). Díky diferenciaci získávají jednotlivé buòky postupnì charakteristickou stavbu a funkci. Mezi diferencovanými a nediferencovanými buòkami je celá øada pøechodných stadií. Názorným pøíkladem procesu diferenciace je vývoj krvinek (více v kap. 4.1.1). Reprodukce v širším smyslu se týká tvorby nových bunìk v souvislosti s rùstem, obnovou a náhradou tkání a probíhá nepøetržitì po celý život. V užším smyslu zahrnuje reprodukci lidského jedince z vajíèka oplozeného spermií.

Zánik životních pochodù zpùsobuje smrt bunìk a tkání, což mùže vyústit až ve smrt organismu. Jejím potvrzením je zástava srdeèní èinnosti, vymizení spontánního dýchání (klinická smrt) a funkcí mozku (biologická smrt).

26

/


1.4 KOŽNÍ ÚSTROJÍ Zevní povrch tìla kryje kùže. Spolu s pøídatnými útvary (vlasy, chlupy, nehty, žlázky, svaly vzpøimující chlupy, receptory, nervy) tvoøí kožní ústrojí. n n n n

n n n

Kùže má øadu funkcí: chrání organismus pøed zevními vlivy – vysycháním, UV záøením, mikroorganismy; zprostøedkovává kožní èití – díky kožním receptorùm (exteroreceptory) a navazujícím dostøedivým nervovým vláknùm; podílí se na udržování tìlesné teploty – zmìnou prokrvení, intenzitou pocení; je zásobárnou krve – pøi rozšíøení tepének v kožní èásti krevního obìhu se krev v kùži hromadí (více než 500 ml), pøi zúžení tepének se prùtok krve kùží snižuje, což nastává napø. pøi krevní ztrátì, kdy se kožní øeèištì takøka vyprazdòuje (proto bledost kùže); patøí k vyluèovací soustavì – kromì vody vydává do potu i malé množství odpadních látek; má urèitou vstøebávací kapacitu – dokáže vstøebávat látky (léky) z tukových základù krémù a mastí; pod vlivem UV záøení vzniká v kùži pøedchùdce (prekurzor) vitaminu D3.

1.4.1 STAVBA KÙŽE Kùži (cutis, derma) tvoøí pokožka – povrchová epitelová vrstva a škára – hlubší vazivová vrstva. Podkožní vazivo (tela subcutanea), tj. nejhlubší vrstva, je uložené pod škárou, jedná se o tukové vazivo, ale za souèást vlastní kùže se už nepokládá (viz obr. 12.19). Pokožka (epidermis) má ètyøi typy bunìk: keratinocyty leží v nejhlubší vrstvì epidermis, mají charakter kmenových bunìk, jejich prùbìžným dìlením a vyzráváním vznikají stále nové keratinocyty, posouvají se smìrem k povrchu, postupnì se oplošťují, degenerují, zvyšují obsah bílkoviny keratinu až ve zcela povrchové vrstvì odumírají a prùbìžnì se odlupují v podobì šupin; n melanocyty tvoøí a keratinocytùm pøedávají kožní pigment melanin, který pohlcuje škodlivé UV záøení, schopné nièit buòky hlubších vrstev, a pøispívá k zbarvení kùže do hnìdého tónu, intenzita zbarvení závisí na množství barviva i na stupni prokrvení kùže; n imunitní buòky (tzv. Langerhansovy) pomáhají chránit kùži proti pronikajícím mikroorganismùm, které pohlcují a zneškodòují; n Merkelovy buòky leží v nejhlubší vrstvì pokožky, jsou v kontaktu s plochým zakonèením dostøedivého (senzitivního) neuronu ve škáøe (tzv. Merkelùv disk) a spoleènì slouží vnímání dotykového èití pøedevším na bøíškách prstù, na rtech, na zevních pohlavních orgánech (viz kap. 12.2.4.5). n


/ 27

Škára (dermis) tvoøí dvì vrstvy: povrchová vrstva je sítí jemných elastických vláken s èetnými vazivovými buòkami, do pokožky vybíhá øadou bradavèitých výbìžkù (papily) – nìkteré obsahují klièky krevních kapilár, jiné receptory kožního èití (viz kap. 12.2.4.5). Papily mají místy charakteristické uspoøádání (tvoøí valy a rýhy), které je individuálnì odlišné, geneticky ovlivnìné, promítá se do povrchové struktury pokožky, je dobøe patrné na bøíškách prstù a využívá se k identifikaci osob (daktyloskopie); n hlubší vrstva je místy fixovaná k podkoží, místy volná (napø. na krku), má vazivové a tukové buòky uložené v síti pevných kolagenních vláken, v okách této sítì jsou vlasové míšky, pøidružené mazové a potní žlázy a celá je prostoupená cévami a nervy. n

Elastická vlákna škáry jsou uspoøádaná ve smìru mechanického zatížení kùže. Kolagenní vlákna škáry èiní kùži pevnou, elastická vlákna protažitelnou a souèasnì pružnou.

1.4.2 PØÍDATNÉ STRUKTURY KÙŽE – KOŽNÍ ADNEXA Vlasy a chlupy Vlasy (capili) i chlupy (pili) mají povrchovou èást – tzv. kmen (scapus) a kožní èást – koøen (radix), uložený v mnohovrstevném válcovitém vlasovém míšku (folliculus) sahajícím až do škáry. Na povrchu je míšek pokryt sítí senzitivních nervových zakonèení a upínají se k nìmu jemné kožní svaly (musculi errectores pilorum), které pøi stahu („husí kùže“) vlasy a chlupy napøimují. Dìje se tak napø. v prùbìhu reakce na chlad, pøi strachu, rozèilení. Z baze míšku, tzv. vlasové cibulky, vlas vyrùstá, prokrvení cibulky zajišťují cévy bradavèitého výbìžku škáry, který je do cibulky zanoøen. Vlas má tøi vrstvy: 1. zevní vrstva, tzv. vlasová pokožka (cuticula) – je šupinatá, s vysokým obsahem keratinu, 2. støední kùra (cortex) – obsahuje nejvíce pigmentu, 3. vnitøní døeò (medulla) – u tenkých vlasù schází. Barva vlasù závisí na množství a typu produkovaného pigmentu melaninu, pokles jeho tvorby a hromadìní vzduchových bublinek mezi buòkami vlasového kmene zpùsobuje šedivìní vlasù. Typ ochlupení se v prùbìhu ontogenetického vývoje jedince mìní: 1. Bìhem nitrodìložního vývoje se tìlo plodu pokrývá jemným a bezbarvým chmýøím zvaným lanugo, které pøed porodem pøevážnì odpadává, zùstávají vlasy, øasy a oboèí. 2. Po narození postupnì vlasy, øasy a oboèí sílí a objevují se jemné, krátké chloupky po celém tìle. 3. Pod vlivem androgenù (z varlete, kùry nadledvin, v malém množství i z vajeèníkù) se od zahájení puberty rozvíjí ochlupení v podpaží (axilla), na zevních pohlavních orgánech, ve stydké krajinì (ohanbí) – u mužù tam není ohranièené, sahá ve støední èáøe až k pupku, navíc se objevují chloupky v zevním zvukovodu a ve vchodu nosním, rostou vousy, pøibývá ochlupení na konèetinách, v oblasti hrudníku. Typ ochlupení je souèástí tzv. sekundárních pohlavních znakù.

28

/


Nehty

Nehty (ungui) jsou destièky pokrývající høbetní èást posledních èlánkù prstù ruky a nohy, jejich morfologickým základem jsou zrohovatìlé buòky pokožky. Nehty volným okrajem pøerùstají pøes okraj prstu, dále mají tìlo a koøen, pod kterými je tzv. nehtové lùžko (èile se dìlící buòky epidermis), ze kterého nehet vyrùstá.

Kožní žlázy

Žlázy jsou uložené ve škáøe a patøí k nim mazové žlázy, potní žlázy a mléèná žláza. Mazové žlázy leží v blízkosti vlasového míšku, do jehož krèku se vyprazdòují, na nìkterých místech ústí volnì na povrch kùže (napø. na rtech, zevních pohlavních orgánech), v urèitých oblastech zcela chybìjí (dlanì, plosky nohou), jinde jsou mimoøádnì velké (napø. kùže tváøí, krku) nebo naopak malé (napø. kùže konèetin). Vydávají maz (sebum), který vytváøí ochrannou vrstvu na povrchu kùže, vlasech a chlupech – zvláèòuje, chrání pøed drobivostí a olupováním, vysycháním, bobtnáním pøi dlouhodobém kontaktu s vodou, má antimikrobiální úèinky. Potní žlázy uvolòují sekret zvaný pot. Vìtšina potních žláz má relativnì jednoduchou stavbu, jsou aktivní prakticky od narození, jejich vývody ústí pøímo na povrch kùže (póry), vyskytují se po celém tìle (s výjimkou okraje rtù), hlavnì na èele, krku, šíji, dlaních a ploskách nohou. Dennì vydávají asi 500–1000 ml potu. Hrozí-li pøehøátí organismu (napø. pøi vzestupu teploty prostøedí nebo pøi pohybové aktivitì), tvorba potu stoupá až na 10 l i více za den. Odpaøování potu spotøebovává tìlesné teplo, což pøispívá k udržování stálé tìlesné teploty. Pot má promìnlivou skladbu, kromì vody a chloridu sodného (NaCl – kuchyòská sùl) obsahuje malé množství dusíkatých látek – moèovinu, kreatinin, kyselinu moèovou, aminokyseliny a mastné kyseliny, potem se mohou vyluèovat i nìkteré léky. V podstatnì menším množství jsou zastoupené drobné, tzv. potní žlázy pachové (apokrinní). Vyluèují aromatické látky, jejich sekreèní èást je uložená až v podkoží a vývody ústí do vlasového folikulu. Vyskytují se hlavnì v podpaží, ohanbí, v kùži zevních pohlavních orgánù, v okolí koneèníku, v okolí prsní bradavky, v kùži pokryté vousy. Zahajují sekreci bìhem puberty, stimulem sekrece je emoèní stres a sexuální vzrušení.

Mléèná žláza je nejvìtší kožní žlázou (více v kap. 11.2.4 a 11.4).

/ 29

2. VNITØNÍ PROSTØEDÍ ORGANISMU

2.1 HOMEOSTÁZA Základním pøedpokladem pro fyziologickou funkci bunìk jsou relativnì stálé podmínky, které buòkám zajišťuje tkáòový mok – tzv. vnitøní prostøedí organismu. Tkáòový mok buòkám zprostøedkovává: n pøísun živin a O2, n odvod zplodin metabolismu, n pøívod látkových regulaèních signálù, n optimální pH (symbol pro záporný logaritmus koncentrace vodíkových iontù), n optimální osmolalitu (tj., zjednodušenì øeèeno, celkové množství osmoticky aktivních látek v 1 kg rozpouštìdla – více dále), n optimální teplotu, n stálou nabídku organických (ústrojných) a anorganických (neústrojných) látek. Pro oznaèení stálosti vnitøního prostøedí organismu se používá termín homeostáza. V zevním i vnitøním prostøedí organismu probíhají neustále pochody, které homeostázu ohrožují. Pro èlovìka je navíc specifické, že i vlivy spoleèenské mohou narušit homeostázu svým negativním dopadem na tìlesné funkce. V tomto smìru sehrávají negativní roli komplikované mezilidské vztahy (rodinné, partnerské, profesní), tíživá ekonomická situace, nevyhovující spoleèenské postavení atd. U zdravého jedince zaznamenává každou zmìnu homeostázy nervová soustava, imunitní soustava a žlázy s vnitøní sekrecí (endokrinní). Podle aktuální situace mìní prostøednictvím nervových a humorálních (látkových) signálù potøebným zpùsobem aktivitu výkonných (efektorových) soustav – obìhové, trávicí, dýchací, vyluèovací, ale i kosterního svalstva (zajišťuje event. „únik – útìk“ od zdroje nežádoucích podnìtù), které zmìnám homeostázy zabrání, event. jejich dopad zmírní. Ztráta schopnosti organismu udržet homeostázu vede k chorobné (patologické) zmìnì funkcí, tj. k nemoci. Totální zhroucení homeostázy je pøíèinou smrti jedince.

2.1.1 PODÍL NERVOVÉ SOUSTAVY NA UDRŽOVÁNÍ HOMEOSTÁZY Pøíslušná èidla (receptory) v kùži, svalech, cévách a vnitøních orgánech reagují na dílèí odchylky homeostázy vznikem vzruchu. Vzruchy se šíøí dostøedivými (aferentními) nervovými vlákny periferního (obvodového) nervového systému do pøíslušného øídícího centra v centrální nervové soustavì (CNS). Centrum informaci zpracuje a cestou odstøedivých (eferentních) nervových vláken aktivuje orgány zajišťující nápravu (efektory). Odstøedivá vlákna patøí tìlnímu (vlákna motorická) nebo vegeta-

30

/


tivnímu (vlákna sympatická, parasympatická) perifernímu nervovému systému a bìží v míšních nebo hlavových nervech (více v kap. 12.2.1.9 a 12.2.6). Efektorem zajišťujícím kompenzaèní reakci pøi dráždìní motorických vláken je kosterní svalstvo. Odpovìdí je volní (vìdomá) nebo mimovolní (nevìdomá, reflexní) svalová aktivita. Efektorem vegetativních vláken jsou žlázy, srdeèní svalovina, hladké svalstvo stìny cév a dutých orgánù.

2.1.2 PODÍL ENDOKRINNÍCH ŽLÁZ NA UDRŽOVÁNÍ HOMEOSTÁZY Porucha homeostázy se èasto projevuje specifickými odchylkami v chemickém složení mimobunìèných tekutin. Mùže se jednat o zmìny v množství hormonù nebo látek, jejichž koncentraci hormony regulují. Oba signály ovlivòují aktivitu pøíslušné endokrinní žlázy tak, aby bylo dosaženo kompenzaèního efektu. Ve vìtšinì pøípadù se jedná o regulaci uskuteèòovanou na principu zpìtné vazby (více v kap. 12.1). Jako pøíklad lze uvést regulaci množství glukózy v krvi (glykémie). Zvýšení krevního cukru (hyperglykémie) stimuluje výdej inzulinu. Inzulin podpoøí prùnik glukózy do bunìk, glykémie klesá na fyziologickou hodnotu a homeostáza se obnovuje (více v kap. 7.1 a 12.1.5.1). Uvedený typ kompenzaèní reakce schází u cukrovky (diabetes mellitus). Dalším pøíkladem vážného narušení homeostázy je pokles vápníku v krevní plazmì (hypokalcémie). Pøíštítná tìlíska odpovídají na hypokalcémii zvýšením sekrece parathormonu. Parathormon stimuluje buòky odbourávající kostní hmotu a vápník se vyplavuje z kostní tkánì do krve (více v kap. 12.1.3). Fyziologické množství vápníku v krvi (normokalcémie), nezbytné pro celou øadu biologických funkcí (více v kap. 2.3), se díky mobilizaci kostních zásob obnoví.

2.2 TÌLNÍ TEKUTINY 2.2.1 MNOŽSTVÍ A SLOŽENÍ TÌLNÍCH TEKUTIN Hlavní souèást vnitøního prostøedí organismu tvoøí voda. Celková tìlní voda (CTV) pøedstavuje až 60 % tìlesné hmotnosti u muže, u ženy 50 %. U mladých jedincù je CTV více než u jedincù starých, u kojence je to až 75 % tìlesné hmotnosti. Voda je uložená v nìkolika oddílech (kompartmenty): v buòkách (intracelulární tekutina – ICT) tvoøí 40 % tìlesné hmotnosti; mimo buòky (extracelulární tekutina – ECT), tvoøí 20 % tìlesné hmotnosti; z toho tvoøí tkáòový mok, tj. mezibunìèná tekutina (intersticiální) 15 %, krevní plazma (tekutá složka krve) 5 %; n termínem transcelulární tekutina se oznaèuje nekonstantní množství tekutin vyskytujících se v dutinách, napø. v oèní komoøe, moèovém mìchýøi, kloubní štìrbinì, žluèníku. n n

ANATOMIE A FYZIOLOGIE ÈLOVÌKA Pro humanitní obory. doc. MUDr. Alena Merkunová, CSc. MUDr. PhDr. Miroslav Orel

Recommend Documents