- Information
- AI Chat
Curs 3 - Note de curs 3
Fiziologie (Fiz 01)
Universitatea Dunarea de Jos din Galati
Preview text
FIZIOLOGIE
APA CA MEDIU SI COMPONENT AL VIETII
Apa este solventul obligatoriu al materiei vii si reprezintă constituentul majoritar al organismului uman. Ansamblul de celule ce alcătuiesc un organism viu acţionează ca un tot unitar prin interconectare cu mediul apos în care se scaldă. Apa reprezintă o dublă prioritate a organismului viu: component majoritar şi mediu de viaţă. Pentru ca lichidul care scaldă fiecare celulă să vină în contact cu toate celulele este necesar ca acesta sa aiba o circulaţie longitudinală, printr-un sistem de vase închise prevăzute cu sistem de autopropulsie unidirecţională şi o circulaţie transversală, prin sectorul capilar fenestrat al circuitului vascular spre aşa numitul spaţiu extracelular. Efectul cumulat al activităţii tuturor organelor şi sistemelor organismului este de a crea în interiorul organismului un mediu în care toate celulele să poată supravieţui şi funcţiona.
Mediul fluid ce înconjoară fiecare celula este denumit mediu intern. Mediu intern nu este numai un concept fiziologic teoretic, el are o corespondenţă şi în termeni anatomici. Mediul intern al organismului este lichidul extracelular ce scaldă fiecare dintre celule. Spaţiul lichidian extracelular
- deserveşte celula a)-reglarea volumului intracelular este esenţială pentru funcţia celulară normală şi se face prin transferuri de apă osmotic dictate de deplasarea electroliţilor b)-reglarea volemiei- cantitatea de lichid din sistemul închis de vase sanghine reprezinta un factor critic al supravieţuirii.
- este un mediu de comunicare al tuturor celulelor organismului puse astfel în contact
- este tamponul de compensare rapidă volemică prin migrare hidrică transcapilară. Menţinerea organismului ca ansamblu unitar şi funcţional de structuri presupune compartimentare, iar menţinerea compartimentelor presupune cheltuială constantă si permanentă de energie.
FIZIOLOGIE
FIZIOLOGIE
-Conţine un număr important de legături de hidrogen, legături intermoleculare O-H-O ce consumă energie pentru a se forma.
-Legătura de hidrogen este o legătură direcţională. Ea presupune alinierea celor trei atomi O-H-O. Atomul de hidrogen ce asigură legătura este extrem de mobil. -Apa este o îngrămădire de molecule organizateîntr-o reţea tetraedrică coexistând cu molecule izolate. Moleculele izolate sunt agitate de mişcări de rotaţie şi de translaţie.
-Fiecare moleculă din apa lichidă creează în medie 4,5 legături de hidrogen. Mai exact fiecare moleculă de apă lichidă formează patru legături de hidrogen, dar numărul acestora poate varia între trei şi şase, de unde media de 4,5.
-Apa lichidă are o structură aleatorie şi fluctuantă. Consecutiv unor mişcări rotatorii câmpul electric ambiant fluctuează producând ruptura aleatorie a legăturilor dintre oxigen şi hidrogen.
FIZIOLOGIE
HIDROFIL-HIDROFOB
Fiind o moleculă polară, apa se poate lega cu alte molecule polare sau încărcate electric cum ar fi acizii, sărurile, zaharurile, diferite porţiuniale moleculelor proteice şi ale ADN. Datorită acestor interacţiuni apa dizolvă moleculele polare, denumite molecule hidrofile. Apa se leagă foarte puţin de moleculele nepolare, ce se comportă hidrofob (cazul apei în raport cu uleiul). Proteinele şi ADN sunt molecule lungi ce conţin părţi hidrofile şi părţi hidrofobe. Aceste molecule se ghemuiesc pe ele însele, capătă o structură tridimensională, grupele hidrofile fiind la suprafaţă şi cele hidrofobe spre interior. Efectul hidrofob determină replierea proteinelor. Există în celulă trei tipuri de apă: 1. -apa „ordonată” ce înconjoară moleculele biologice interacţionând intens cu acestea, 2. -apa „de masă” ce ocupă tot ce nu este moleculă biologică şi 3. -molecule de apă încastrate în moleculele biologice. Moleculele de apă ocupă toate spaţiile neocupate de moleculele biologice. O singură celulă conţine miliarde de molecule de apă.
Legatura proteine – apa Proteinele repliate au pe suprafaţă şanţuri profunde. Moleculele de apă legate prin legături de hidrogen se acomodează greu cu aceste şanţuri şi ca atare sunt uşor deplasate la acest nivel de liganzi. Ca atare situsurile active ale enzimelor se întâlnesc frecvent la nivelul
FIZIOLOGIE
Proporţia de apă totală depinde de vârstă, sex, corpolenţă, fiind modificată de sarcină şi de către diversele boliârsta duce la o variaţie a conţinutului în apă a corpului de la simplu la dublu, valori ce se deplasează pe intervalul 45-80%. Proporţia apei corporale totale este maximă la naştere (75-80 %) scăzând progresiv cu vârsta, la un an se pierde 10-15% (scăzând în special lichidul extracelular). În primele zile ale vieţii apa corporală totală şi apa intracelulară sunt invers proporţionale cu greutatea corpului iar apa extracelulară şi volumul plasmatic sunt proporţionale cu greutatea corpului. De la vârsta de 6 luni până la 10 ani scăderea este mai puţin rapidă. Cu cât există mai multă grăsime cu atât există mai puţină apă. Bărbatul are aproximativ cu 10% din greutatea corporală mai multă apă decât femeia. Raportul între apa extracelulară şi apa totală se modifică odată cu vârsta la bărbat şi este relativ constant la femeie. Volumul lichidian total creşte în cursul sarcinii datorită lichidului amniotic, fătului, placentei şi creşterii volumului sangvin realizată mai ales pe seama volumului plasmatic. La sfârşitul sarcinii apa corporală totală creşte cu 7-8 litri. Exerciţiul fizic moderat crescând concentraţiile plasmatice de renină şi de aldosteron produce retenţie sodică şi o creştere a volumului plasmatic.
FIZIOLOGIE
INTRACELULAR- EXTRACELULAR
Celulele reprezintă cel mai important rezervor de apă al organismului: 40% din greutatea corpului, in medie 400 ml /kg corp (330-450 ml/kgcorp). În celule se află deci două treimi din apa totală a organismului. Cealaltă treime restantă se află extracelular. O situaţie particulară o reprezintă “apa de structură” din os, o cantitate de 3-4 litri de apă nemobilizabilă. Apa extracelulară reprezintă 16-20% din greutatea corpului, 150- ml/kgcorp. Există trei sectoare ale compartimentului extracelular, -intravascular -interstiţial -transcelular
FIZIOLOGIE
- Sectorul intravascular -reprezintă 25% din lichidul extracelular, 7% din apa corporală totală şi 5% din greutatea corpului. -plasma reprezintă 30-35 ml/kgcorp iar cu elemente figurate incluse 60-65 ml/kgcorp. -este extrem de bine păzit de mecanisme de evaluare şi corectare volemică. -volemia este esentiala pentru supravieţuire. -volumul intravascular este închis într-un sistem de vase. -din motive de eficienţă energetică sistemul operează cu volume mici -prioritatea sistemului este economia energetică. -numai 12-13% din conţinutul total de apă a organismului se află intravascular. Dacă se pierde acut 40 % din volumul intravascular se poate instala decesul. Se poate pierde majoritatea globulelor roşii şi se va compensa perfect acest nivel marcat de anemie. Nu se poate însă compensa o pierdere volemică importanta.
Sectorul i ntra vasc ular este cel mai dinamic si cel mai usor abordabil in practica. Prin cercetarea compozitiei acestui sector , in laboratoarele de biochimie, se obtin date indirecte relevante asupra starii de sanatate sau de boala a organismului. Acest principiu reprezinta baza stiintifica pentru care se efectueaza analizele de laborator.
Volemia – volumul sangvin – are o componenta celulara (hematiile)=45% si o componenta extacelulara (plasma) = 55 %
- Spaţiul interstiţial -este alcătuit din lichidele dintre celule şi din limfă -reprezinta -150ml/kgcorp (120-220 ml/kgcorp), -75% din apa extracelulară, -21% din apa corporală totală, -15% din greutatea corpului. -in imensa sa majoritate (90% din volumul său) este sediul unor schimburi rapide cu plasma (10% cuprinzând ţesutul conjunctiv dens şi cartilajele fiind sediu a unor schimburi lente).
Schimburile între spaţiul intravascular şi spaţiul interstiţial :
- au loc la nivelul capilarelor.
FIZIOLOGIE
- capilarele reprezintă secţiunea cheie a sistemului circulator, alcătuite din vase subţiri lungi de 750 μm, cu o rază de 3 μm, cu o suprafaţă de secţiune de 30 μm² (sunt 40-50 de milioane de capilare în organismul uman) ceea ce va da o suprafaţă de secţiune depăşind de 2800 ori pe cea a aortei şi o suprafaţă totala de 550-600 metri pătraţi. -capilarele sunt alcătuite dintr-un singur strat de celule endoteliale. -in locaţii speciale există atat capilare fenestrate cât şi capilare discontinue (aşa zisele sinusoide). -majoritatea capilarelor sunt însă continue şi nu au decât spaţii intercelulare de 10 nm ocupate de un material omogen, însă aceste plombe intercelulare sunt traversate de canale cu o lărgime de 4 nm. -la nivelul acestora are loc difuziunea fluidului.
FIZIOLOGIE
Osmolaritatea reprezinta activitatea osmotica pe volum de solutie (apa+ particule) OSMOLALITATEA reprezinta activitatea osmotica pe volum de apa. Volumul de apa din organism fiind cu mult mai mare decat cel al particulelor dizolvate termenii se pot folosi echivalent. Osmolaritatea poate fi determinata in laborator prin determinarea punctului crioscopic al plasmei sau poate fi calculata dupa formula : ureea glicemia Osm = 2 ( Na ) + K + -------- + ------------- 2,8 18 SODIUL (Na) contribuie in cea mai mare masura la generarea presiunii osmotice. APA se deplaseaza dinspre solutiile cu activitate osmotica mica spre solutiile cu activitate osmotica mare. Pentru ca cele 3 sectoare sa isi mentina volumul relativ, osmolaritatea lor trebuie sa aiba valori egale. Variatiile de osmolaritate si implicit variatiile volumelor spatiilor hidrice sunt date de variatiile natremiei.
MEDIUL INTERN SI HOMEOSTAZIA
Mediul intern este denumirea dată lichidului extracelular ce scaldă fiecare celulă a organismului constituind o matrice lichidă fluidă a organismului şi totodată mijlocul, mediul de comunicare intercelulară. Pentru a pune în contact celulele între ele prin mesageri solubili ai acestora, lichidul extracelular nu este un mediu pasiv ci un vector activ, aflat în permanentă mişcare. Căile de deplasare a lichidului extracelular se afla la nivelul aparatului circulator (sistem închis de vase), o aşa zisă circulaţie longitudinală şi o circulaţie pe care am putea numi-o transversală, circulaţia între capilarele sanghine şi celule. Volumul lichidian situat intravascular este critic pentru supravieţuire. Pierderea a 40% din acesta poate deveni letală. Spaţiul lichidian interstiţial este un rezervor care paleiază pierderea de volum lichidian intravascular. Capilarele sunt structuri permeabile pentru apă şi pentru majoritatea moleculelor din plasma sanguină (cu excepţia moleculelor proteice, de mari dimensiuni). Mişcarea cinetică a moleculelor, in functie de gradientul de presiune coloid-osmotică, deplasează moleculele din spaţiul interstiţial spre capilar şi invers. Principiul de organizare a structurii biologice este că imensa majoritate a celulelor se află la mai puţin de 50 micrometri de capilar. Celula va suferi rapid influenţa oricărui mesager vehiculat prin curentul sanghin şi va putea transmite rapid şi eficient mesageri spre alte celule.
FIZIOLOGIE
Omogenitatea fluidelor extracelulare este menţinută prin acest brasaj continuu, permiţând ca celulele să fie în contact cu acelaşi tip de lichid din punct de vedere al caracteristicilor fizice şi chimice. Solidarizarea funcţională celulară a organismului realizată de cele două componente lichidiene a lichidului extracelular şi anume plasma -componenta intravasculară şi lichidul interstiţial este chiar mai complexă, depăşind faza strict lichidiană. Plasma reprezintă 4% din greutatea corporală (40-50 ml/kg). Plasma diferă de componenta extracelulară a lichidului extracelular prin conţinutul său mare de proteine. Ea este alcătuită în procent de 90% din apă.
Proteinele plasmatice Sunt un grup de substanţe ce diferă atat structural cât şi funcţional, având o concentraţie de 60-80 g/l proteinele plasmatice au o formă globulară. Unele proteine sunt simple, neconjugate cum este cazul albuminei , altele au o structură complexă şi sunt conjugate cum este cazul lipoproteinelor, glicoproteinelor şi metaloproteinelor. Aproape jumătate sau chiar mai mult din proteinele plasmatice sunt reprezentate de albumină.
Albumina Este o moleculă relativ mică (67 daltoni) având o concentraţie de 40 g/litru. Ea este produsă în ficat si metabolizată în ficat, rinichi şi peretele intestinal. Albumina are o semiviaţă de 20 de zile. Zilnic este sintetizată şi distrusă o cantitate de 13 grame de albumină. Rolul principal al albuminei este de transport a unei mari varietăţi de substanţe. Albumina transportă bilirubina, acizii graşi liberi, cortizonul,
FIZIOLOGIE
Transferina transportă fierul iar ceruloplasmina transportă cuprul. TBG (Thyroxine binding globuline) transportă tiroxina iar transcortina transportă cortizolul. Transcobalamina transportă vitamina B12.
Homeostazia
Homeostazia, adica păstrarea unei stări asemănătoare cu starea initiala însăşi, este fenomenul de bază al existenţei, adaptării şi evoluţiei vieţii pe pământ. Din echilibrul dinamic dintre acţiunea factorilor externi şi cea a factorilor interni, parametrii mediului intern se menţin constanţi. Homeostazia este o stare de variaţie în limite înguste a valorilor unui factor intern atunci când acest factor suferă variaţii largi în mediul extern. Mecanismele homeostazice sunt un tampon în faţa variaţiilor mediului extern. Homeostazia este un principiu general al lumii vii şi se realizează la toate nivelele de organizare ale acesteia: celular, tisular, organ, organism, populaţie, ecosistem. Printre cele mai bine homeostatate elemente ale vieţii figureaza informaţia genetică înscrisă în succesiunea bazelor azotate ale ADN-lui propriu fiecărei celule şi specii. Codul genetic constituie un element de homeostatare chiar al mecanismelor de homeostazie. Homeostazia sub toate aspectele ei stă la baza existenţei si evoluţiei vieţii pe pământ. Factorii interni homeostataţi se înmulţesc pe măsura evoluţiei filogenetice. Ionii din lichidul extracelular sunt : sodiu şi clorul. Ele amintesc de mediul sărat în care a apărut viaţa, de compoziţia Oceanului primitiv. Apa intracelulară conţine mari cantităţi de ioni de potasiu, magneziu, fosfat. Natura nu face daruri: totul costă din punct de vedere energetic. Pentru a menţine individualitatea chimică sectorială si diferenţele de gradient, organismul consumă permanent energie.
FIZIOLOGIE
Energia pe care o cheltuim permanent pentru a ne menţine structura ar permite arderea continuuă a unui bec de 100 de waţi.
Daca in lichidul extracelular dintre electroliti cea mai mare concentratie o au ionii de Na, Cl si HCO3 , in lichidul intracelular predomina ionii de K, Mg, HPO4.
lichidul extracelular lichidul intracelular Na HCO3 KK HPO4HPO
Cl HCO3HCO
K HPO4 MgMg
Mg Prot. ClCl
ProtProt
NaNa
FIZIOLOGIE
Limitele de variaţie a parametrilor ce permit viaţa sunt extrem de strânse.
- Pentru temp. corporală varaţia este de 7grade C. -Pentru pH , nivelul letal se obţine la variaţii de 0,5 într-un sens sau celălalt faţă de nivelul de 7,4. -Dacă nivelul K+ scade la o treime se produce o pierdere a funcţiilor motorii, iar dacă nivelul potasiului se dublează se produce cardiodepresie (atunci când s-au pus din greşeală perfuzii cu KCl unor pacienţi aceştia au decedat prin stop cardiac). -Dacă nivelul calciului scade la jumătate în sânge, apar convulsii. -Scăderea la jumătate a concentraţiei de glucoză în sânge afectează celula nervoasă, hipoglicemia ducând la comă.
Care sunt mecanismele ce menţin homeostazia?
Acestea sunt de trei categorii : -sistemele tampon fizico-chimice -sistemele fiziologice automate de excreţie şi depozitare -sistemele de coordonare şi integrare neuro-hormonala.
Cel mai complex şi mai intricat este sistemul de control genetic ce controlează atât funcţiile intracelulare cât şi funcţiile extracelulare. Între diversele stadii de organizare există numeroase şi complexe mijloace de informaţie. Rolul primordial între aceste mijloace îl reprezintă sistemul nervos şi cel endocrin.
REGLAREA ECHILIBRULUI HIDRIC Reglarea echilibrului hidric se face pe cale nervoasa si endocrina. Scaderea aportului de apa provoaca o crestere a osmolaritatii spatiilor extra- si intra-celular care va fi sesizata de osmoreceptorii hipotalamici declansand SENZATIA DE SETE. Setea apare si ca urmare a reducerii volumului total de apa prin pierderi , reducere sesizata de baroreceptorii din AD. Consecutiv CRESTE SECRETIA DE ADH ( hormonul natriuretic hipofizar).
Curs 3 - Note de curs 3
Course: Fiziologie (Fiz 01)
University: Universitatea Dunarea de Jos din Galati
- Discover more from:
