ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Φυσιολογία Ι

Ομοιόσταση – Αίμα

Διδάσκων: Αν. Καθηγήτρια Πατρώνα Βεζυράκη

Άδειες Χρήσης

• Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons.

• Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς.

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

H Φυσιολογία συνίσταται στην μελέτη των λειτουργιών των κυττάρων,

των ιστών, των οργάνων

των λειτουργικών συστημάτων των οργανισμών καθώς και των

αλληλεπιδράσεων τους.

Τα δεδομένα της Φυσιολογίας στηρίζονται σε

υποθέσεις και θεωρίες οι οποίες εξάγονται από:

1) Μελέτες και παρατηρήσεις των λειτουργιών τωνφυσιολογικών οργανισμών

2) Μελέτες και παρατηρήσεις διαταραχών τωνλειτουργιών που παρατηρούνται στις διάφορεςνόσους

3)Μελέτες και παρατηρήσεις κατά την εκτέλεσηδιαφόρων πειραμάτων στα πειραματόζωα και στονάνθρωπο.

Η ορθότητα των υποθέσεων και θεωριών αυτών υπόκεινται σε συνεχή έλεγχο από νέα δεδομένα:

- ή θα εδραιώσουν τις προηγούμενες υποθέσεις και θεωρίες

-ή θα τις τροποποιήσουν και θα τις βελτιώσουν

-ή θα τις ανατρέψουν εντελώς με νέες υποθέσεις και θεωρίες

για τους μηχανισμούς των λειτουργιών ενός οργανισμού

Φυσιολογία: o σημαντικότερος για τον άνθρωποτομέα της επιστήμης γιατί μελετά το φαινόμενο τηςζωής και παρέχει στον άνθρωπο απαντήσεις σεθεμελιώδη ερωτήματα που αφορούν αυτή την ίδια τηνύπαρξη του.

Λειτουργική οργάνωση του ανθρωπίνου

σώματος και έλεγχος του εσωτερικού

περιβάλλοντος

Βασική μονάδα του σώματος είναι το κύτταρο και κάθε όργανο είναι άθροισμα πολλών διαφορετικών τύπων

κυττάρων, κάθε τύπος δε είναι προσαρμοσμένος στην εκτέλεση μιας ιδιαίτερης λειτουργίας

Υπολογίζεται ότι ο αριθμός των κυττάρων του ανθρώπινου σώματος σε μια ηλικία των 70 χρόνων αν θεωρήσουμε και

το ποσό της αντικατάστασης και της καταστροφής είναι δώδεκα τετράκις εκατομμύρια κύτταρα.

Το ποσοστό σε υγρά διαμερίσματα ενός ενήλικα βάρους

70 kg καταλαμβάνει το 56% του βάρους σώματος

Στο ποσοστό αυτό των υγρών διαμερισμάτων: 2/3 « ενδοκυττάριο υγρό » 1/3 « εξωκυττάριο υγρό »

Το εξωκυττάριο υγρό που καταλαμβάνει τους χώρους έξω από τα κύτταρα είναι:

75% μεσοκυττάριο ή διάμεσο25% πλάσμα

Πλάσμα:η μεσοκυττάρια ουσία του αίματος στην οποία εναιωρούνται τα

έμμορφα συστατικά και κυκλοφορεί εντός των αγγείων του κυκλοφορικού συστήματος

Εξωκυττάριο υγρό 1.βρίσκεται σε συνεχή κίνηση σε όλη την έκταση του σώματος

2. αναμιγνύεται γρήγορα με την κυκλοφορία του αίματος με διάχυση ανάμεσα στο αίμα και το διάμεσο υγρό και

3.περιέχει τα ιόντα και τις θρεπτικές ουσίες που χρειάζονται για την λειτουργία των κυττάρων καθώς και ο αποδέκτης των

προϊόντων από τις μεταβολικές διεργασίες των κυττάρων

Για το λόγο αυτό το εξωκυττάριο υγρό ονομάζεται και

Eσωτερικό περιβάλλον από τον μεγάλο Φυσιολόγο Claude

Bernard.

Τα κύτταρα του σώματος

επιβιώνουν, αυξάνονται και επιτελούν τις λειτουργίες τους για όσο χρόνο το εσωτερικό περιβάλλον διαθέτει τις κατάλληλες συγκεντρώσεις των

θρεπτικών συστατικών

Η σύσταση του εσωτερικού περιβάλλοντος διατηρείται συνεχώς σταθερή :

α) με συνεχή ανεφοδιασμό σε θρεπτικά συστατικά

β) απομάκρυνση των αχρήστων και επιβλαβών προϊόντων

Ομοιόσταση

Λειτουργία με την οποία επιτυγχάνεται η διατήρησηστατικών ή σταθερών συνθηκών στο εσωτερικό

περιβάλλον

Όλα τα όργανα και οι ιστοί εκτελούν λειτουργίες που βοηθούν στην διατήρηση της ομοιοστασίας

Η ομοιόσταση πραγματοποιείται με την κυκλοφορία του αίματος με την προϋπόθεση ότι όλα τα

λειτουργικά συστήματα διατηρούνται φυσιολογικά

Δεξιά πνευμονική αρτηρία Αριστερή πνευμονική αρτηρίαΑριστερή πνευμονική φλέβαΔεξιά πνευμονική φλέβα

Τριχοειδή δεξιούπνεύμονα

Κοίλη φλέβα

Σύστημα πυλαίας ήπατος

Τριχοειδήσυστηματικήςκυκλοφορίας

Τριχοειδή αριστερού πνεύμονα

Αορτή

Συστηματική κυκλοφορία

Τριχοειδή εντέρου

ΝεφρικάΤριχοειδή

ΚΑΡΔΙΑΓΓΕΙΑΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ

Η καρδιά είναι σύστημα δύο αντλιών

που η μια στέλνει το αίμα στους πνεύμονες καιη άλλη στην συστηματική κυκλοφορία

σε χρόνο 1 min σε κατάσταση ηρεμίας και έξι φορές/minσε υπερβολική δραστηριότητα

Κατά την διάρκεια της κίνησης αυτής του αίματος δια των τριχοειδών από τα διάφορα λειτουργικά συστήματα

εξασφαλίζεται1.η παροχή στα κύτταρα των διαφόρων οργάνων των

απαραίτητων συστατικών για την συνέχιση της λειτουργίας τους και

2.η απομάκρυνση των άχρηστων προϊόντων μεταβολισμού των κυττάρων,

και διατήρηση της ομοιοστασίας του εσωτερικού περιβάλλοντος.

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΛΕΓΧΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ

Μέσα στον οργανισμό λειτουργούν συστήματα ομοιόστασης κατά χιλιάδες

τόσο μέσα σε κάθε κύτταρο του σώματος

όσο και σε ολόκληρο τον οργανισμό σαν σύνολο

αποτέλεσμα

την διατήρηση του μεγέθους χιλιάδων παραμέτρων σε σταθερά επίπεδα

Οι ομοιοστατικοί μηχανισμοί

λειτουργούν σαν συστήματα αρνητικής παλίνδρομης

ρύθμισης

Ένα τέτοιο σύστημα περιλαμβάνει:

Παράμετρο: που πρέπει να διατηρείται σταθερή

Μηχανισμό: για την συνεχή παρακολούθηση των

μεταβολών αυτής της παραμέτρου

Τιμή αναφοράς: που αποτελεί την φυσιολογική τιμή της

παραμέτρου

Μηχανισμούς: που κινητοποιούνται με στόχο την

επανόρθωση μιας εκτροπής της παραμέτρου

Α.Π.

Ενεργοποίηση τασεοϋποδοχέων

Ώσεων στον προμήκη μυελό

• Πρόκληση αναστολής του αγγειοσυσταλτικού κέντρου

• Διέγερση του πνευμονογαστρικού κέντρου

• ώσεων προς την καρδιά, αιμοφόρα αγγεία

• α) έντασης και συχνότητας συστολής της καρδιάς

• β) αγγειοδιαστολή φλεβών, αρτηριδίων

α) Μείωση της καρδιακής παροχής

• β) Μείωση των περιφερικών αντιστάσεων

Α.Π

Α.Π

• Μείωση διέγερσης τασεοϋποδοχέων

• Κατάργηση της ανασταλτικής επίδρασης

• στο αγγειοσυσταλτικό κέντρο

• Αύξηση των ώσεων του αγγειοσυσταλτικού κέντρου

• Α)Αγγειοσυστολή αρτηριδίων

• Β)Αγγειοσυστολή φλεβών,μεγάλων αγγείων

• Α) αύξηση των περιφερικών αντιστάσεων

• Β) αύξηση του όγκου αίματος που επανέρχεται

• στις καρδιακές κοιλότητες

• Αύξηση της έντασης συστολής

Α.Π

Τα συστήματα ελέγχου

λειτουργούν με μια διαδικασία

αρνητικής ανατροφοδότησης

( negative-feed-back system)

γιατί το αποτέλεσμα

είναι αρνητικό ως προς το αρχικό ερέθισμα

↓Αν κάποιος παράγοντας αυξηθεί υπέρμετρα ή ελαττωθεί

το σύστημα ελέγχου τίθεται σε κίνηση

με μια σειρά μεταβολές

↓επαναφορά του παράγοντα

σε μια μέση τιμή αναφοράς

με σκοπό την ομοιόσταση.

Όφελος ενός συστήματος ελέγχου

Ο βαθμός αποτελεσματικότητας ενός συστήματος

ελέγχου

με την οποία διατηρεί σταθερές συνθήκες

καθορίζεται

από το όφελος της αρνητικής ανατροφοδότησης

Αν π.χ. συμβεί αύξηση της αρτηριακής πίεσης από

100mmHg στα 175 mmHg

οι άμεσοι μηχανισμοί που κινητοποιούνται επιφέρουν:

- διόρθωση και μείωση κατά 50 mmHg

-παραμονή σφάλματος 25 mmHg

το όφελος του συστήματος είναι:

όφελος =Διόρθωση

Σφάλμα

όφελος =-50

+25= -2

Παράδειγμα:

ΜΕΣΗ ΚΑΤΑ ΒΑΡΟΣ ΠΕΡΙΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑ ΥΔΑΤΟΣ ΣΕ ΔΙΑΦΟΡΕΣ ΗΛΙΚΙΕΣ

ΗΛΙΚΙΑ ΑΡΡΕΝΕΣ ΘΗΛΕΙΣ

΄Εμβρυα στον 3ο μήνα 90 90

• ΄ Εμβρυα στον 7ο μήνα 85 85

• Νεογνά 79 79

• Έφηβοι 61 57

• 25-40 ετών 59 51

• 40-60 ετών 55 47

• πάνω από 60 ετών 52 46

Φυσιολογικές τιμές των όγκων υγρών διαμερισμάτων

Η σύσταση των διαμερισμάτων ενδοκυττάριο

πλάσμα διάμεσο ή μεσοκυττάριο

παρουσιάζει σημαντικές διαφορές στην περιεκτικότητα των

ηλεκτρολυτών οι οποίες όμως πρέπει να διατηρούνται

σε σταθερά επίπεδαπροκειμένου η σύσταση του εσωτερικού

περιβάλλοντοςνα συμβάλλει συνεχώς

στην διατήρηση της ομοιοστασίας

ΣΗΜΑΝΤΙΚΟΙ ΗΛΕΚΤΡΟΛΥΤΕΣ ΕΝΔΟΚΥΤΤΑΡΙΟΥ ΚΑΙ ΕΞΩΚΥΤΤΑΡΙΟΥ ΥΓΡΟΥ

ΕΝΔΟΚΥΤΤΑΡΙΟ ΠΛΑΣΜΑ ΕΞΩΚΥΤΤΑΡΙΟmmol/l

ΚΑΤΙΟΝΤΑ

Na + 10 140 (138-146) 145K+ 140 4 (3.8-5) 4Ca2+ <1 5 5Mg2+ 48 2 2

198 151 156ANIONTA

Cl- 4 103 (103-112) 114HCO3- 10 26 (24-32) 31SO4

2- 20 1 1HPO4

2- 100 2 2ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ 64 16 1ΟΡΓΑΝΙΚΑ --- 3 7

198 151 156

ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΚΑ ΠΛΑΙΣΙΑ ΣΗΜΑΝΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΑΤΙΚΩΝ ΕΞΩΚΥΤΤΑΡΙΟΥ ΥΓΡΟΥ

ΤΙΜΗ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΚΑ

ΟΡΙΑ

ΜΗ ΘΑΝΑΤΗΦΟΡΑ

ΟΡΙΑΜΟΝΑΔΕΣ

ΟΞΥΓΟΝΟ 40 35-45 10-1000 mmHg

ΔΙΟΞΕΙΔΙΟ ΑΝΘΡΑΚΑ

40 35-45 5-80 mmHg

ΙΟΝΤΑ ΚΑΛΙΟΥ 4.2 3.8-5.0 1.5-9 mmol/l

ΙΟΝΤΑ ΝΑΤΡΙΟΥ 142 138-146 115-175 mmol/l

ΙΟΝΤΑ ΑΣΒΕΣΤΙΟΥ

1.2 1.0-1.4 0.5-2 mmol/l

ΙΟΝΤΑ ΧΛΩΡΙΟΥ 108 103-112 70-130 mmol/l

ΔΙΤΤΑΝΘΡΑΚΙΚΑ 28 24-32 8-45 mmol/l

ΓΛΥΚΟΖΗ 85 75-95 20-1500 mg/100ml

ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ 37.0 36.6-37.1 18.3-43.3 oc

ΤΟ ΑΙΜΑΑίμα είναι

ένας υγρός υδατοπληθής ιστός που συνεχώς ανανεώνεταικυκλοφορεί μέσα στα αγγεία του κυκλοφορικού συστήματος

ρέει σε μια κανονική μονόδρομη κατεύθυνση και προωθείται κύρια από τις ρυθμικές συστολές της καρδιάς

Θεωρείται μορφή του συνδετικού ιστού και όπως όλοι οι ιστοί αποτελείται από μεσοκυττάρια ουσία και κύτταρα

μεσοκυττάρια ουσία =πλάσμα Κύτταρα= έμμορφα συστατικά

Δηλαδή η ομοιογένεια είναι φαινομενική γιατί μέσα στην υγρή φάση που είναι το πλάσμα βρίσκονται αιωρούμενα τα

έμμορφα συστατικά.

Έμμορφα συστατικά1.Ερυθρά αιμοσφαίρια:

είναι ατελή κύτταρα απύρηνα, σχήματος αμφίκοιλου αποπεπλατυσμένου δίσκου

Κύριο συστατικό των ερυθρών αιμοσφαιρίωναιμοσφαιρίνη

στο μόριο της οποίας βρίσκεται συνδεδεμένο το Οξυγόνο

το οποίο μέσω των αγγείων και τριχοειδών μεταφέρεται στους ιστούς προκειμένου τα κύτταρα να

επιτελέσουν τις μεταβολικές τους διεργασίες.

Φυσιολογικές τιμές:3.5-5.5x106/μl για τις γυναίκες4.3-5.9x106/μl για τους άνδρες

1.Σχηματική απεικόνιση της μορφής των ερυθρών αιμοσφαιρίων(1)

2.

Δομή του βασικού συστατικού των ερυθρών αιμοσφαιρίων της

αιμοσφαιρίνης που σε κάθε μόριο της δεσμεύονται 4 μόρια οξυγόνου

34% βάρους RBC

A=15.5g/100ml(14-17g/100ml)Θ=13.5g/100ml(12-15g/100ml)

Φυσικές ιδιότητες του αίματοςΑ.ΧρώμαΑρτηριακό – Φλεβικό-Αναιμία-Καρδιακή Κυάνωση-Πνευμονική ανεπάρκειαΒ.ΑδιαφάνειαΔιαφορετικός δείκτης διάθλασης

RBC- ΠλάσματοςΓ. Γλοιότητα1) αριθμός RBC Φ.Τ. Γλοιότητας- ρευστότητα περιεχομένου Αίμα= 4.75- ιδιότητες μεμβράνης Πλάσμα= 2.01- σχέση Ε/VΔ. Ειδικό βάροςΑίμα=1.052-1.062Ερυθρά=1.090-1.100Πλάσμα=1.024-1.030

Ειδικό βάρος πλάσματος Πρωτεΐνες πλάσματος

Μείωση Ε.Β. πλάσματος Αύξηση Ε.Β. πλάσματοςΠαθήσεις ήπατος αφυδάτωσηΥποσιτισμός πέψη-μυϊκή δραστηριότηταΛευκωματουρία

ερυθραιμία ( RBC)

Ε .Ωσμωτική Πίεση=290 mosm/l6.7 Atm σε 380C σημείου πήξεως= - 0.540C

Na+ ΓλυκόζηCl- 270mosm/l ουρία 5mosm/lHCO3 Πρωτεΐνες 1.2mosm/l

Έλεγχος- υπερυδάτωσης- αφυδάτωσης- διαταραχών ηλεκτρολυτών

Όγκος αίματοςΦλέβες=65-70%Αρτηρίες=15-20%Κοιλότητες καρδιάς=8-10%Τριχοειδή=5-7.5%

Εξαρτάται1.Φύλο: μεγαλύτερο ποσοστό στους άνδρες2.Σωματικό βάρος-μικρότερο ποσοστό σε υπέρβαρα άτομα3.Ηλικία:μικρότερο ποσοστό σε άτομα άνω των 50 χρόνων4.Μυϊκή δραστηριότητα:

Αύξηση όγκου αίματος Μείωση όγκου αίματοςμυϊκή δραστηριότητα διακίνηση πλάσματος

Αθλητές πέψη- μυϊκή δραστηριότηταΧειρωνακτική εργασία εμετοί-διάρροιεςΥπερυδάτωση εφίδρωση

Ρ.Η αίματοςΦλεβικό=7.32-7.40 Αρτηριακό=7.37-7.45

ΑιματοκρίτηςΕκατοστιαία κατ’ όγκο αναλογία εμμόρφων συστατικώνστον συνολικό όγκο αίματοςΦυσιολογικές τιμές:άνδρες = 40-54% γυναίκες= 37-47%Α) αριθμό RBC:υψόμετροκαρδιακή- πνευμονική ανεπάρκειαέντονη μυϊκή δραστηριότηταΒ) MCV του RBC: μικροκύτταρα Hct

μακροκύτταρα HctRBC φλεβικού αίματος Hct

Γ) όγκο πλάσματος:μείωση όγκου πλάσματος αύξηση όγκου πλάσματοςΕφίδρωση υπερυδάτωσηΈμετοςΔιάρροιαΠέψη-μυϊκή δραστηριότητα

3.Στάδια ωρίμανσης των ερυθρών αιμοσφαιρίων(3)

Βασίφιλη ερυθροβλάστη

Πολυχρωματόφιλη ερυθροβλάστη

Οξεόφιλη ερυθροβλάστη

Δικτυοερυθροκύτταρο

Ώριμο ερυθροκύτταρο

Προερυθροβλάστη

4. Δομή του υπομεμβρανικού σκελετού του ερυθροκυττάρου

Ο δικτυωτός αυτός

σχηματισμός αυτός

είναι υπεύθυνος για

την διατήρηση του

αμφίκοιλου σχήματος

του ερυθροκυττάρου και

την μηχανική του

σταθερότητα κατά την

πορεία τους εντός των

τριχοειδών απαραίτητα

για την βιολογική του

αποστολή που είναι η

απόδοση Ο2 στους

ιστούςΜεμβρανικός σκελετόςΕρυθροκυττάρων

Γλυκοφερίνη

ΚανάλιανιόντωνΑγκυρίνη

Σπεκτρίνη

Πρωτεΐνη 4.1

Ακτίνη

1.Ερυθρά αιμοσφαίρια

Ο χρόνος ζωής τους είναι 120 ημέρες στο περιφερικό αίμα ακολουθεί η φαγοκυττάρωση τους

από τα κύτταρα του δικτυοενδοθηλιακού συστήματος (Δ.Ε.Σ)

Η παραγωγή νέων ερυθρών αιμοσφαιρίων εξαρτάται

από την λειτουργική τους ικανότητα να αποδίδουν οξυγόνο στους ιστούς

Ο χρόνος ωρίμανσης ενός νέου ερυθρού αιμοσφαιρίου

από τον μυελό των οστών μέχρι το περιφερικό αίμα

είναι 3-5 ημέρες

5. Μηχανισμός ερυθροποίησης

όπου φαίνεται ότι

η ερυθροποιητίνη είναι η ορμόνη

που εκκρίνεται από τα νεφρικά κύτταρα

σε περίπτωση υποξίας

διεγείρει τον μυελό των οστών

παραγωγή νέων ερυθρών αιμοσφαιρίων

1. Μειωμένη πίεση Ο2 (ΡΟ2) υψόμετρο2. Αναιμία3. Καρδιακή –Πνευμονική ανεπάρκεια4. Αιμορραγία5. Καταστροφή μυελού 6.΄Εντονη μυϊκή δραστηριότητα

ΥΠΟΞΙΑ ΙΣΤΩΝ

ΔΕΚ, RBCΣύνθεσης DNA, RNA

Ταχύτητας διαιρέσεων ΕΡΥΘΡΟΠΟΙΗΤΙΝΗ

ΜΥΕΛΟΣ ΟΣΤΩΝ

ΑύξησημεταφοράςΟ2 ιστών

Ενεργοποίηση

Νεφροί 80-90%΄Ηπαρ 10%

3-5 μέρες

Τέλος Ενότητας

Χρηματοδότηση

• Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του

εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα.

• Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Πανεπιστήμιο

Ιωαννίνων» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του

εκπαιδευτικού υλικού.

• Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος

«Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την

Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς

πόρους.

Σημειώματα

Σημείωμα Ιστορικού Εκδόσεων Έργου

Το παρόν έργο αποτελεί την έκδοση 1.0.

Έχουν προηγηθεί οι κάτωθι εκδόσεις:

• Έκδοση 1.0 διαθέσιμη εδώ.http://ecourse.uoi.gr/course/view.php?id=1058.

Σημείωμα Αναφοράς

Copyright Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων, Διδάσκων: Αν. Καθηγήτρια Πατρώνα Βεζυράκη. «Φυσιολογία Ι. Ομοιόσταση - Αίμα». Έκδοση: 1.0. Ιωάννινα 2014. Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: http://ecourse.uoi.gr/course/view.php?id=1058.

Σημείωμα Αδειοδότησης

• Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά Δημιουργού -Παρόμοια Διανομή, Διεθνής Έκδοση 4.0 [1] ή μεταγενέστερη.

• [1] https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/.