View
1.161
Download
10
Category
Preview:
Citation preview
Sadržaj
Uvod
U ovom radu se objašnjava veza između građe i funkcije organa u domenu
biofizike, odnosno fizički principi na kojima se zasniva funkcionisanje organizma.
Takođe, kroz rad smo sagledali i proučili fizička svojstva svakog pojedinačnog organa i
dijela organizma da bismo dobili potpuniju sliku o fizičkim svojstvima cjelokupnog
ljudskog organizma. Na početku smo pojasnili, uslovno rečeno, najprostije i najbolje
proučene sisteme organizma, počevši od biomehanike lokomotornog sistema i fizičkih
principa vidljivih okom, postepeno idući ka sve složenijim, kao što je kardiovaskulatorni
cirkulatorni sistem,vidni i slušni aparat i fizička svojstva organa i ćelija koji omogućuju
ostvarivanje njihovih osobenosti.
1
Biomehanika lokomotornog sistema
Lokomotorni sistem omogucuje covjeku da se krece u prostoru. Elementi
lokomotornog sistema su kosti, zglobovi i misici. Kosti i zglobovi su pasivni, dok su
misici aktivni elementi. Prilikom kretanja organizam je izlozen dejstvu spoljasnjih sila i
unutrasnjih sila kojima misici djeluju na kosti za koje su vezani.
Kostur tijela se sastoji od kratkih, pljosnatih i dugih kostiju. Kratke kosti imaju
sve tri dimenzije slicne. Njihova pokretljivost je mala. Pljosnate kosti imaju dvije
dimenzije znatno vece od trece, zbog cega su pogodne kao zastita osjetljivih dijelova
organizma. Takve su kosti lobanje, karlicna i grudna kost. Duge kosti imaju jednu
dimenziju mnogo vece od druge dvije. Sastoje se od srednjeg dijela (dijafiza), obicno
cilindricnog oblika i okrajaka (epifiza) koji su pokriveni hrskavicom i ulaze u sastav
zglobova.
Skup dijelova pomocu kojih se kosti medjusobno povezuju nazivaju se zglobovi.
Dijele se na nepokretne ili sinartroze, polupokretne ili amfiartroze i pokretne dijartroze
kojih ima najvise. Pokretni zglob se sastoji od okrajaka kostiju koje ulaze u zglob od
kojih je jedna obicno ispupcena- glava kosti, a druga udubljena- casica. Oblozene su
hrskavicom i odvojene medjusobno zglobnom supljinom u kojoj se nalazi bezbojna
sluzava tecnost (sinovijalna tecnost). U sastav zgloba ulazi jos zglobna cahura i zglobne
veze, tj. ligamenti. Zglobovi se mogu rotirati oko jedne, dvije ili tri ose.
Oko 40% tjelesne tezine otpada na skeletne misice koji predstavljaju aktivne
elemente lokomotornog sistema. Skeletni misici se sastoje od velikog broja misicnih
vlakana precnika 10-80 mikrometara. Na mjestima vezivanja za kosti misici djeluju na
2
njih na dva nacina: staticki, ako je duzina misica tokom vremena stalna i dinamicki, ako
se duzina mijenja.
Preko mjesta na kojem se vezuju na kosti misici djeluju odredjenom silom F na
njih. Kosti, ili sistem kostiju predstavljaju razlicite vrste poluga. Analiza funkcionisanja
sistema poluga u tijelu zavisi od tacnog poznavanja mjesta vezivanja misica za kost, od
udaljenosti te tacke od oslonca poluge, napadne tacke tereta i samog polozaja poluge. U
odnosu na ove elemente poluge se dijele na poluge prve, druge i trece vrste.
Poluge prve vrste su dvokrake poluge kod kojih se tacka oslonca nalazi izmedju
napadnih tacaka sila F i Q. Primjer poluge prve vrste je glava covjeka u normalnom
polozaju. Tacka oslonca 0 je na spoju lobanje i prvog vratnog prsljena. Ravnotezu tezine
glave (Q) odrzava sila F kojom vratni misici djeluju na mjestu njihovog spajanja. Poluge
druge vrste su uvijek poluge sile. Oslonac poluge nalazi se na jednom kraju poluge,
napadna tacka na drugom, a napadna tacka tereta je izmedju njih. Primjer poluge druge
vrste je stopalo covjeka koji stoji na prstima gdje je tacka oslonca u prednjem dijelu
stopala, napadna tacka tezine je u skocnom zglobu, a sila lisnog misica djeluje na petnu
kost. Poluga trece vrste je takodje jednokraka poluga, ali se ovdje napadna tacka sile
nalazi izmedju oslonca i napadne tacke tereta. Posto je krak sile kraci od kraka tereta ovo
su poluge brzine. Primjer je podlaktica kod koje se oslonac nalazi u lakatnom zglobu,
napadna tacka sile je mjesto vezivanja misica bicepsa za podlakticu a napadna tacka
tereta moze biti u saci u kojoj se nalazi neki predmet. Jednokraka poluga nasla je
primjenu u funkcionisanju ljudske ruke. Poseban znacaj u analizi lokomotornog sistema
ima ispitivanje funkcionisanja sistema poluga. Sistem poluga predstavlja vise poluga ma
koje vrste, medjusobno povezanih tako da pomjeranje jedne od njih utice na cio sistem.
Ovakav sistem poluga predstavlja model za sistem kostiju u lokomotornom sistemu, cije
je jednostavno funkcionisanje ostvareno preko misica koji su za njih vezani. Odnos sile i
tereta zavisit ce ovdje ne samo od duzine poluge i odnosa napadnih tacaka i tacke oslonca
vec i od ugla koji poluge zatvaraju medjusobno.
Realna tijela, kao sto su kosti, deformisu se pod dejstvom spoljasnjih sila. Kao
protiv-dejstvo spoljasnjim silama javljaju se unutrasnje sile koje teze da tijelo vrate u
prvobitan oblik. To su elasticne sile cija velicina zavisi od medjumolekularnih sila. Ako
su spoljasnje sile dovoljno velike da udalje molekule uzvan sfere njihovog dejstva,
3
elasticne sile se nece javiti a tijelo ce svoj oblik trajno deformisati. To svojstvo tijela
naziva se plasticnost. U granicnom slucaju moze doci do kidanja tijela. Plasticne
deformacije se mogu javiti i pri slabim silama ukoliko je njihovo dejstvo dugotrajno ili
periodicno.
Dijelovi ljudskog organizma reaguju na ovakve vrste sila svojom funkcionalnom
adaptacijom. Tako ce npr. kost da promijeni svoju strukturu i formu, a to je moguce jer
kosti stalno stvaraju nove a razgradjuju stare celije. Proces nastajanja i formiranja kostiju
naziva se osteogeneza. Ona omogucuje promjenu strukture na mjestima dejstva
dugotrajne sile. Takodje moze doci do adaptacije forme kostiju. Forma se mijenja tako da
se kost ili njen dio postavlja longitudinalno u odnosu na pravac djelovanja sile. Time se
izbjegava djelovanje transverzalnih sila koje mogu da izazovu prijelom kostiju. Kosti su
u organizmu izlozene svim vrstama deformacija: istezanje- sabijanje, smicanje, te
savijanje i uvrtanje. Pri odjedjenoj vrijednosti normalnog napona doci ce do kidanja
tijela. Ta vrijednost je kriticni napon. Kriticne vrijednosti napona za neka tkiva su data u
tabeli.
Materijal Kriticni napon (N/m2) Vrsta deformacije
Kost 100 x 106 Sabijanje
Kost 83 x 106 Istezanje
Kost 27,5 x 106 Savijanje
Tetiva 68,9 x 106 Istezanje
Misic 0,55 x 106 Istezanje
Mehanizam misicne kontrakcije
4
Dejstvo misica na kosti odredjenom silom preko tetive javlja se kao posljedica
kontrakcije misica. Kontrakcija misica moze biti dvojaka: izometricka i izotonicka.
Izometricka je ona kontrakcija pri kojoj se duzina misica ne mijenja. U tom slucaju
napregnuti misic drzi ravnotezu dejstvujucoj sili. Pri izotonickoj kontrakciji misic se
skracuje, dolazi do pomijeranja tijela, ali napregnutost misica ostaje nepromijenjena. U
ovom slucaju dolazi do aktivnog skracivanja misicnih vlakana. Svaka kontrakcija misica
je zapravo kombinacija ove dvije vrste. Da bi se objasnila mnisicna kontrakcija mora se
poci od molekulske struktore misicnih vlakana.
Svako misicno vlakno sadrzi nekoliko stotina do nekoliko hiljada miofibrila.
Miofibrile se sastoje od miozinskih i aktinskih niti. To su veliki polimerizovani molekuli
proteina koji imaju elasticne osobine i oni su odgovorni za misicnu kontrakciju. Prilikom
kontrakcije misicnih vlakana dolazi do skracenja sarkomera usljed uvlacenja miozinskih
medju aktinske niti. Duzina sarkomere pri misicnom tonusu iznosi oko 2 mikrometra.
Ako se misic isteze normalni napon u njemu blago raste da bi na duzinama vecim od 2,2
mikrometra poceo da opada. Pri skracivanju sarkomera nagli pad napona se javlja na
duzini od 1,65 mikrometara. Druga vazna karakteristika dinamike misicne kontrakcije je
zavisnost brzine misicne kontrakcije od opterecenja.
Sa povecanjem opterecenja opada brzina kontrakcije eksponencijalno. Nakon
kontrakcije nastupa relaksacija misica za koju je potrebno nesto vise vremena. Ukupno
vrijeme kontrakcije i relaksacije je razlicito zavisno od funkcije misica. Za ocni misic
iznosi 0,01 s, a za soleus 0,1 s. Promjena duzine sarkomera vrsi se na racun energije koja
se dobija iz ATP-a, pri cemu se stvara ADP, koji se opet jedini sa jednim fosforom u
ATP. Energija za obnavljanje ATP-a. Korisno dejstvo, odnosno procenat dobivenog rada
od ukupne ulozene energije iznosi 20-25%. Maksimalno korisno dejstvo se ostvaruje pri
kontrakciji misica umjerenom brzinom. Ako se kontrakcija vrsi sporo veliki dio energije
se pretvara u toplotu. Pri brzoj kontrakciji pored oslobodjene toplote dio energije se trosi
na savladjivanje trenja usljed viskoznosti samog misica. U praksi vecina materijala nije
potpuno elasticna, pa se samo dio izvrsenog rada sacuva kao elasticna potencijalna
energija. Ostatak se rasipa kao toplota, pa temperatura tih materijala raste kada se oni
deformisu.
5
Cirkulatorni ciklus
Kardiovaskularni sistem čine srce i krvni sudovi (arterije, kapilari i vene),
povezani u zatvoreni krvotok, prikazan na slici.
Srce, centralni šuplji mišićni organ, svojim snažnim ritmičkim kontrakcijama pod
znatnim pritiskom ubacuje krv u početni deo aorte (i plućne arterije), čime je ostvaren
dovoljno veliki gradijent pritiska između početnog (arterijskog) i završnog dela krvotoka
(šuplje vene i plućne vene). Zahvaljujući tom gradijentu, krv neprekidno kruži kroz
krvotok. Srce se sastoji od četiri šupljine: dve pretkomore ili atrijuma (leva i desna) i dve
komore ili ventrikula (leva i desna). Između desne pretkomore i komore, kao i leve
pretkomore i komore, nalaze se atrio-ventrikularni zalisci (sa strane komora), i pri
povišenju pritiska u komorama oni se zatvaraju, sprečavajući vraćanje krvi iz komora u
pretkomore.
Mišićni zid srca (miokard) sastavljen je od poprečnoprugastih mišićnih vlakana
specijalne građe – koja su strukturno slična poprečno-prugastim (skeletnim) mišićima, ali
se po funkcionalnim specifičnostima (ritmičko grčenje) približavaju osobinama glatkih
mišića unutrašnjih organa! Automatsko, ritmičko grčenje srca, reguliše se sinusnim
čvorom (Kejt Flakov čvor), koji se nalazi u zidu desne pretkomore, i koji se naziva
"predvodnikom ritma" srčanog rada – jer pored njega postoji njemu podređeni drugi
centar srčanog automatizma kod čoveka, pretkomorno komorni čvor (Ašof- Tavarinov
čvor) sa tzv. Hisovim snopom. O ovom bioelektričnom centru automatizma srca, kao i o
bioelektričnim pojavama u srcu (EKG) biće detaljnije reči u Od. 5.1. Srčana revolucija
se deli u dve osnovne faze: sistolu (grčenje srca) i dijastolu (opuštanje srca, i punjenje
pretkomora i komora krvlju). Sistola počinje sistolom pretkomora, zbog čega se krv iz
6
pretkomora istiskuje u komore. Posle toga počinje sistola komora, kada se zatvaraju i
atrio-ventrikularni zalisci, koji sprečavaju povratak
krvi u pretkomore. Kada pritisak u komorama nadvlada pritisak u aorti i plućnoj arteriji,
otvaraju se zalisci na početku ovih arterija – i počinje period istiskivanja krvi iz komora u
arterije. Posle prestanka depolarizacije miokarda komora, započinje repolarizacija
mišićnih vlakana i period dijastole – i naglo sniženje pritiska u komorama i zatvaranje
zalizaka arterija, pošto pritisak u njima opet postaje veći nego u komorama. Dalje se
otvaraju atrio-ventrikularni zalisci i krv iz pretkomora ponovo počinje da utiče u komore.
Punjenje celog srca traje do pojave sledećeg impulsa iz sinusnog čvora. Treba reći da pri
sistoli komora nikada ne dolazi do njihovog potpunog pražnjenja (oko 60% od ukupnih
200 ml krvi u svakoj komori se ne isprazni pri sistoli). Trajanje pojedinih faza srčane
revolucije, pri frekvenciji rada srca od 75 otkucaja u minutu, dato je u Tabl. 4.2.
Radni efekat srca (As) jednak je proizvodu srednjeg arterijskog pritiska ( a p ) i
sistolnog volumena krvi koji se ubaci u arterije (ΔVs):
s a s . A = p ΔV (4.12) Za levu komoru je Asl ≈ 0,8 J, a za desnu (čiji je zid miokarda
tanji od zida leve komore) je Asd ≈ 0,1 J, odnosno ukupni radni efekat srca, u mirnom
stanju osobe,
jednak je As ≈ 0,9 J – u toku jedne sistole! Pri telesnim naprezanjima ovaj rad se
višestruko povećava! Regulisanje srčanog rada je moguće sa dve grupe faktora:
7
hemijskim (humoralnim) i nervnim – koji mogu uticati na automatski rad srca.
Najznačajniji humoralni faktori su hormoni, od kojih neki deluju inhibitorno
(acetilholin, vazopresin, insulin, i neki drugi), izazivajući usporenje rada srca
(bradikardija), dok neki deluju stimulativno (adrenalin, noradrenalin, tiroksin),
izazivajući ubrzanje rada srca (tahikardija). Inervacija srca je, kao i kod drugih
unutrašnjih organa, ostvarena antagonističkim dejstvom oba dela autonomnog
(vegetativnog) nervnog sistema: simpatikusa (deluje stimulativno) i parasimpatikusa
(deluje inhibitorno); međutim, medijatori u prenošenju nervnih uticaja vegetativnog
sistema su opet hormoni: za simpatikus to je mešavina noradrenalina i adrenalina, dok je
za parasimpatikus to acetilholin.
Krvotok
Krvotok se može podeliti na dva dela: veliki (telesni krvotok) i mali (plućni krvotok),
koji su šematski prikazani na Sl. 4.11. Pri proticanju kroz kapilare, arterijska krv predaje
tkivima kiseonik i hranljive materije (koje prima iz crevne sluzokože i jetre), a iz tkiva se
prima ugljendioksid i drugi metabolički produkti, koji se prenose venskom krvlju.
Srednja brzina lamilarnog kretanja krvi u krvnom sudu poluprečnika r i dužine l, data je
Hagenovim zakonom (1839)
gde je η - koeficijent viskoznosti krvi, 1 2 p ≡ p − p - razlika pritisaka na krajevima
krvnog suda (koja se u fiziološkoj literaturi naziva srednjim pritiskom krvnog suda, i čije
vrednosti se mere i daju u tabelama (v. Tabl. 4.3)); p l - je gradijent krvnog pritiska.
Biomehanička svojstva krvotoka određena su gradijentom pritiska u krvnim sudovima i
viskoznošću krvi!
8
Vrednosti krvnog pritiska u raznim delovima krvotoka
Intenzitet protoka (ili protok) krvi kroz krvni sud jednak je zapremini krvi
koja protekne kroz krvni sud u jedinici vremena,
Iz ove formule moze se dobiti Poazejev zakon:
Iz Poazejevog zakona mozemo dobiti otpor krvnog suda:
Vidi se da je otpor krvnog suda utoliko veći ukoliko je krvni sud uži i njegova dužina
veća. Zbog otpora krvnih sudova jedan deo rada srca (As) trošiće se na njegovo
savlađivanje, usled čega će krvni pritisak ( p ) opadati od arterija do vena, kako je to
prikazano na Sl. 4.12. Prikazane oscilacije krvnog pritiska posledica su promena
vrednosti arterijskog pritiska tokom srčane revolucije i respiracionih (disajnih) oscilacija
grudnog koša.
9
Iz Hagenovog zakona mozemo dobiti i pritisak krvnog suda, koji zavisi od dužine krvnog
suda (l), brzine proticanja krvi ( v ) i poprečnog preseka
krvnog suda (~ r2). Tako, sužavanje kapilara dovodi do povećanja pritiska u njima!
Elastičnost krvnih sudova, posebno arterija, je od velikog značaja za kontinuirano
proticanje krvi (v. Sl. 4.13). Pri sistoli komore, sistolni volumen krvi će se upumpati u
arteriju sa energijom a S p ΔV . Deo te energije delovaće na zidove suda arterije i
transformisaće se u elastičnu energiju deformacije (proširenja) arterije. Po prestanku
systole komore, elastični zid arterije se vraća u prvobitni položaj, čime se energija
elastične
deformacije pretvara u kinetičku energiju arterijske krvi. Ovaj elastični talas se širi duž
cele arterije kao pulsni talas, čija je brzina data Jungovom jednačinom
gde je E - Jungov modul elastičnosti arterije, ρ - specifična gustina krvi, d -
10
debljina zida arterije, r - njen unutrašnji poluprečnik, a C – empirijska konstanta koja
zavisi od uslova proticanja krvi. Eksperimentalno je pokazano da je brzina pulsnog talasa
na početku aorte ~ 3 m/s, a u perifernim arterijama ~ 10 m/s.
Regulisanje krvnog pritiska vrši se promenom otpora krvnih sudova, odnosno njihovog
poprečnog preseka (v. izraze (4.16-17)). Pri suženju (vazokonstrikciji) krvnog suda
pritisak raste, a pri proširenju (vazodilataciji) krvnog suda pritisak
opada. Pri tome, da bi došlo do znatne promene krvnog pritiska ispred mesta suženja ili
proširenja, potrebno je da dođe do vazokonstrikcije ili vazodilatacije većeg broja
arteriola, kapilara ili vena! Na Sl. 4.14 dat je uporedni kvalitativni prikaz krvnog pritiska
(kriva I), brzine proticanja krvi (kriva II) i otpora krvnih sudova (kriva III) u raznim
delovima krvotoka. Vidi se da idući od aorte ka šupljim venama krvni pritisak
progresivno opada; otpor sa progresivnim smanjenjem prečnika krvnih sudova raste,
tako da je najveći u oblasti arteriola i kapilara, a zatim opada sa
proširenjem krvotoka u šuplje vene; brzina proticanja krvi opada sa porastom otpora, a
potom sa smanjenjem otpora ponovo raste, tako da je u šupljim venama samo nešto
manja nego u aorti: tako je brzina u aorti ~ 0,25 m/s, u kapilarima ~ 0,0005 m/s, a u
venama ~ 0,20 m/s (uočiti razliku u odnosu na brzinu pulsnog talasa)!
Uporedni kvalitativni prikaz promena krvnog pritiska (I), brzine proticanja krvi (II) i
otpora krvnog suda (III) u raznim delovima krvotoka
11
Na stanje krvnog pritiska utiču nervni faktori (simpatikus deluje kao vazokonstriktor, a
parasimpatikus kao vazodilatator) i humoralni (hemijski) faktori (proizvodi
metabolizma (CO2, ...) i hormoni, koji mogu biti vazodilatatorni (acetilholin, vazopresin,
insulin, ...) i vazokonstrikcioni (adrenalin, noradrenalin, serotonin,hipertenzin, ...)).
Raspodela krvi u organizmu prikazana je u Tabl. 4.4, za vreme mirovanja.
Pri pojačanoj aktivnosti pojedinih organa oni dobijaju veću količinu krvi nego za vreme
mirovanja, i to na račun organa koji u tom momentu ne pokazuje pojačanu aktivnost (tzv.
"borba za krv"). To je posledica vazodilatacije aktivnijih organa, što povećava protok
krvi u njima, i vazokonstrikcije neaktivnijih organa, što smanjuje njihovo snabdevanje
krvlju; istovremeno, povećava se i količina krvi u cirkulaciji na račun većeg broja organa-
depoa krvi (jetra, slezina, koža, pluća), koji je oslobađaju u krvotok.
Raspodela krvi u pojedinim organima čoveka za vreme mirovanja,
pri minutnom volumenu od 5.000 ml
Krv kao fluid
12
Fizičke osobine krvi su: količina, boja, temperatura, gustoća (specifična težina),
viskoznost, miris, osmotski tlak, sedimentacija krvnih stanicaNajmanja strukturna i
funkcionalna jedinica živih organizama sposobna za samostalan život i reprodukciju. i
zgrušavanje (koagulacija).
Količina krvi u organizmu zavisi od tjelesne površine, odnosno visine i težine. Prosječna
cjelokupna težina krvi u organizmu iznosi 7% tjelesne težine. Količina krvi je konstantna
kod zdravih osoba za vrijeme mirovanja, a povećava se za vrijeme tjelesnog rada i
unošenjem veće količine tekućine i hrane u organizam. Kod suprotnih slučajeva dolazi do
smanjenja zapremine krvi. Fiziološke promjene zapremine krvi su posljedica promjene u
zapremnini plazme. Količina krvi je različito raspoređena u organizmu, uglavnom prema
potrebi pojedinih organa. Pri povećanoj aktivnosti nekog organa povećava se i količina
krvi u njemu. Za vrijeme bolesti dolazi do trajnijeg smanjenja ili povećanja količine krvi
u organizmu i to kao rezultat smanjenja (povećanja) same plazme ili eritrocita zbog
istovremenih promjena i kod krvnih stanica i u plazmi. Povećanje količine krvi naziva se
pletora, a smanjenje oligemija.
Boja krvi je crvena i ona potječe od krvnog pigmenta hemoglobina koji se nalazi u
eritrocitima. Prema stupnju oksidacije hemoglobina, boja je svjetlije ili tamnije crvena.
Oksihemoglobin daje jasno crvenu boju, a reducirani tamnije crvenu. Po tome se i
razlikuje venska i arterijska krv. Boja krvi se mijenja pri nekim patološkim stanjima: pri
trovanju ugljičnim monoksidom krv je svijetlo crvena, u slučaju spriječene oksigenacije u
plućima ona postaje crnkasta.
Temperatura krvi se kreće od 36-40 C˚. Ona ne zavisi od temperature okoline već je
konstantna. Najniža je u venama kože, a najviša u venama koje odvode krv iz jetre.
Specifična težina krvi prosječno iznosi 1.060 i uvjetovana je brojem eritrocita i
količinom hemoglobina u njima. Kod muškaraca je nešto veća nego kod žena. Snižava se
13
poslije obroka, a povećava poslije fizičkog napora.
Viskoznost krvi se mjeri brzinom proticanja krvi kroz kapilarne cjevčice određenog
promjera pri određenoj temperaturi i tlaku. Uspoređuje se s viskoznošću vode od koje je
veća i iznosi od 3,5-5,4. Viskoznost krvi zavisi od broja eritrocita, a broj leukocita utječe
samo kada je veliki.
Miris krvi je otužan, sličan mirisu znoja i potječe od isparljivih masnih kiselina u njoj.
Osmotski tlak krvi zavisi od koncentracije tvari u njoj (elektrolita i neelektrolita).
Osmotski tlak iznosi 7 atmosfera. Mjeri se pomoću krioskopa.
Sedimentacija krvi je taloženje krvnih stanica na dnu posude u kojoj se nalazi krv, kojoj
je dodana neka antikoagulacijska tvar. Brzina izdvajanja krvnih stanica iz krvne plazme
je u stvari brzina sedimentacije i ona ovisi od vremena stajanja krvi, od broja i osobina
eritrocita i od odnosa pojedinih tvari u krvnoj plazmi. Od sastojaka plazme na brzinu
sedimentacije najviše utječu količine fibrinogena, kolesterola i pojedinih frakcija
bjelančevina. Do ubrzanja sedimentacije dovode povećanja količine fibrinogena ili
kolesterola i pojedinih globulinskih frakcija, a povećanje albumina je usporavaju.
Koagulacija krvi je pojava prelaska krvi iz tekućeg u čvrsto stanje, poslije vađenja krvi
iz krvne žile. Čimbenici zbog kojih se krv zgrušava jesu proteini, koje proizvodi
uglavnom jetra, a ima ih 16 (fibrinogen, protrombin,tkivni tromboplastin, kalcijevi ioni,
proakcelerin (Ac-G), aktivirani proakcelerin, prokonvertin, antihemofilijski globulin A,
antihemofilijski globulin B, Stuart Prowerov čimbenik, preteča plazmatskog
protoplazmina, Hagemanov čimbenik, čimbenik stabiliziranja fibrina, Fletcherov
čimbenik, Fitzgeraldov čimbenik, trombocitni čimbenik: Suština je u pretvaranju
bjelančevina fibrinogena rastvorenog u krvnoj plazmi, pod djelovanjem enzima trombina
u nerastvorljivu bjelančevinu fibrin, u prisustvu iona kalcija. To je složen enzimski
proces, koji protječe u tri faze:
14
-prva faza je stvaranje aktivnog enzima tromboplastina (trombokinaza)
-druga faza je pretvaranje proenzima protrombina u aktivni enzim trombin pod
djelovanjem tromboplatina u prisustvu kalcijevih iona
-treća faza je pretvaranje rastvorljive bjelančevine fibrinogena u nerastvorljivi fibrin pod
djelovanjem trombina.
Tijekom ove tri faze krv se pretvara iz tekućeg u čvrsto stanje, koje se naziva krvni
ugrušak (krvni koagulum). Poslije izvjesnog vremena krvni koagulum se skuplja i iz
njega se istiskuje tekući dio krvi, koji ima sve sastojke kao i plazma osim fibrinogena. Ta
tekućina se naziva krvni serum. Poslije izdvajanja seruma kogulum se razgrađuje pod
djelovanjem enzima fibrinolizima. U plazmi se nalaze tvari koji utječu, ali i koje
sprečavaju koagulaciju. Ti koji sprečavaju su antitrombini. Zahvaljujući ravnoteži
činilaca koagulacije i antikoagulantnih činilaca ne dolazi do koagulacije u krvnim žilama.
Osnovna uloga koagulacije u krvi je sprečavanje iskrvarenja organizma jer se pri ozljedi
krvne žile brzo aktiviraju svi enzimski procesi koji sudjeluju u koagulaciji. Koagulacija u
krvnim žilama je tromboza i nastaje uslijed oštećenja endotjela krvne žile, smanjenje
brzine krvotoka i povećanje koagulabilnosti krvi.
Kemijske osobine krvi predstavljaju ustvari sastav krvi. Krv kao cjelina sadrži veliki
broj organskih i neorganskih tvari. Djelimično se oni nalaze u krvnoj plazmi, a
djelomično u krvnim stanicama. Neorganske tvari krvi su voda i neorganske soli.
Fizika oka
Opticki sistem oka sa vidnim putevima slican je kameri sa
pridruzcnim djelovima.I jedan i drugi sistem sastoji se iz sledećih
celina:
1. Sistem sociva kroz koje prolaze i prelamaju se svjetlosni zraci;
15
2. Dijafragma sa uskim kružnim otvorom, odnosno zjenica, koja regulise
količinu primljene svjetlosti;
3. Mracna komora sa negativom, koju u oku predstavlja mrežnjača, koja
prima svjetlosne nadrazaje;
4. Opticki nervi, preko kojih se prenose svjetlosni nadrazaji ka vidnim
centrima u mozgu
Oka ima dva glavna fokusirajuća dela: roznjaču, koja vrsi oko dvije trecine
fokusiranja, i socivo koje vrsi fino fokusiranje. Rožnjača ima stalan fokus,
dok socivo može mjenjati svoj oblik i samim tim fokusirati objekte na
različitim udaljenostima. Rožnjača fokusira prelamanjem svetlosnih zraka, a
ugao prelamanja zavisi od zakrivljenosti njene povrsine i njenog relativnog
indeksa prelamanja.
Indeks prelamanja rožnjače je 1.376,očne vodice 1.34,očnog sočiva 1.40 i staklastog
tijela 1.336
Indeks prelamanja roznjače je priblizno kanstantan za sve Ijude, dok
zakrivljenje varira i uglavnom je odgovorno za probleme u vidu. Ukoliko je
roznjaca previse zakrivljena oko je kratkovido, ako nijc dovoljno zakrivljena oka je
dalekovido, a ako nije jednako zakrivljena onda je astigmatično.
Očno sočivo menja žiznu daljinu promenom svoje zakrivljenosti.
Fokusiranje sociva je znacajno manje od fokusiranja roznjace zbog toga sto
je ono okruženo djelovima koji imaju približan indeks prelamanja.
Redukovano oko
Za uprošcenu analizu oka koristi se tzv. redukovano oko. Sistem sociva
se zamenjuje jednim debelim sočivom indeksa prelamanja 1.41 čija je
sredisnja tačka udaljena 17 mm od žiže F1 i mreznjace. Tačka preseka
glavne optičke ose i mreznjače definiše drugu žižu F2.
Ukupna optička jačina oka je 59 dioptrija kada je oko prilagodeno
za gledanje u daljinu. Prednja površina rožnjače doprinosi ukupnoj
dioptrijskoj snazi sa 48 dioptrija i to iz tri razloga: I. indeks prelamanja
16
rožnjače se jako razlikuje od indeksa prelamanja vazduha, 2. rožnjača je u
odnosu na očno sočivo udaljenija od mržnjače i 3. zakrivljenost roznjače je
velika. Zadnja površina roznjače je konkavna ali budući da je razlika između
indeksa prelamanja očne vodice i roznjače mala, ona ima optičku jacinu od
sarno -4 dioptrije, čime se umanjuje ukupna optička jacina oka.
Ljudsko uho kao slušni aparat
Slusni aparat coveka je fino i precizno dizajnirani pretvarač veoma slabih
mehaničkih oscilacija frekvcncija od 20 - 20.000 Hz u električne signale. Sastoji i se iz tri
osnovna dijela:
1. Uho, mehanicki sistem koji sakuplja i transmituje zvučne mehaničke
oscilacije i pretvara ih u električne signale;
2. Auditorni nervi, koji kodirane zvucne informacije u vidu
električnih signala prenose do mozga;
3. Auditivni korteks,dio moždane kore u kome se elektricni signali dekodiraju i
interpretiraju.
Uho se sastoji iz tri dela:1 spoljno uho, koje sakuplja zvučne talase,2 srednje uho,
koje transmituje i delom pojačava preko sistema koščica (poluga) zvucne lalase i 3
unutrašnje uho, u kome se zvučni talasi pretvaraju u elektricne signale. Spoljno i srednje
uho predstavljaju prenosni dio, dok je unutrašnje uho prijemni dio. Spoljno uho se sastoji
od ušne skoljke i slusnog kanala, koji se završava bubnom opnom. Ušna školjka pomaze
u sakupljanju zvučnim talasa. Bubna opna je tanka zategnuta membrana povrsine oko 65
mm2 i debljine oko 0,1 mm. Ona prenosi vibracije iz spoljnog u srednje uho. Amplitude
oscilovanja membrane imaju veoma male vrednosti i kreću se od 10-11(prag cujnosti) do
1O -7m (prag bola). Oscilovanje je acentricno buduci da cekić nije vezan za centar
membrane. Bubna opna moze da izdrži pritisak zvuka nivoa intenziteta do 160 dB. Veci
pritisak moze da izazove pucanje bubne opne. Ostecena bubna opna zarasta kao i svako
drugo tkivo u ljudskom organizmu. Srednje uho predstavlja prostor izmedu dveju opni
17
bubne i opne na tzv. ovalnom prozoru, koja predstavlja granicu izmedu srednjeg i
unutrašnjeg uha. Sastoji se od centralne supljine - bubne duplje i Eustahijeve tube.
Osnovnu strukturu bubne duplje, koja je ispunjena vazduhom, cine tri medusobno
povezane koščice: čekić, nakovanj i uzengija.To su jedine kosti u ljudskom organizmu
koje dostizu konacnu velicinu jos pre rodenja. Sistem kosčica djeluje kao sistem poluga,
čime se uvećava sila zvučnog pritiska za oko 1,3 puta. Ako se tome doda da povrsina
membrane na ovalnom prozoru iznosi 1/ 15 povrsine bubne opne, u rezultatu se dobija da
je pritisak na membranu ovalnog prozora oko 20 puta veći u odnosu na pritisak koji trpi
bubna opna.
Postoji jos jedan značajan efekt koščica srednjeg uha. Akusticka impedancija
koščica je slična po vrednosti sa impedancijom bubne opne i opne ovalnog prozora pa ne
dolazi do znacaj nih gubitaka u trnasportu zvuka usled retleksije. Kada bi u srednjem uhu
bio samo vazduh oko 99,9% zvucnog talasa bi se retlektovalo na graničnim površinama.
Za koščice srednjeg uha pripojena su dva misica, koji svojim zatezanjem i opustanjem
regulisu intenzitet zvuka koji treba da se prenese ka unlltrasnjem uhu. Njihova uloga je
dvojaka:
• štite puz od dejstva zvuka velikog intenziteta - amortizerska funkcija
(mogu da oslabe zvuk za 30 - 40 dB);
• prekrivaju zvuk niske frekvencije u bučnoj sredini i time uglavnom
odstranjuju pozadinsku buk) i smanjuju osjetljivost uha na vlastiti govor
U unutrašnjem uhu se nalazi puž kao dio slušnog sistema i vestibularni aparat koji
služi za kontrolu i refleksno odrzavanje ravnoteže. Puž je akustički pojačivač, frekventni
analizator i pretvarač mehaničkih u električne impulse. Kada bi se cijev puža ispravila,
njena dužina bi iznosila 3,4 cm. Cijev je po uzdužnoj osi podjeljena u tri dijela: skale
vestibuli i timpani i medije.
Bazilarna membrana sa Kortijevim organom je najvažniji deo sluha. Sastoji se od
oko 20.000 bazilarnih lliti
18
Membranski potencijal
Ljudski organizam je vrlo složen biološki sustav kojeg čine više od 100 bilijuna
stanica Procjenjuje se da se svake minute proizvodi više od 300 milijuna novih stanica, te
nadalje, da se svake sekunde u svakoj stanici zbiva oko 40.000 biokemijskih reakcija. Sve
te reakcije uključuju konstantni tijek elektrona (negativne subatomske čestice) i protona
(pozitivne subatomske čestice) čime dolazi do stvaranja slabih električnih struja. Svaka
zdrava stanica ima normalni potencijal membrane od -85 mV. Taj potencijal je
neophodan za život i omogućuje normalno odvijanje i ponavljanje svih biokemijskih
staničnih reakcija. Ako padne normalni potencijal stanične membrane (stanice raka imaju
potencijal od -20mV do -30 mV), metablizam stanice se narušava. Ulaz hranjivih tvari i
izlučivanje metaboličkog otpada postaju nedovoljni. Stanica počinje degenerirati i na
kraju umire.
Bioelektricitet je kritična komponenta za normalno funkcioniranje i život ljudskog
organizma. Elektricitet prožima sva tkiva organizma i može se objektivno mjeriti (npr.
EKG, EEG). Da bi bio u stanju proizvesti i slobodno provoditi elektricitet kroz tijelo
(živci, mozak, krv, mišići, međustanična matrica) organizam mora imati dovoljnu
količinu minerala. Ioni (pozitivno ili negativno nabijeni atomi ili grupe atoma) su vodiči
elektriciteta. Najvažniji ioni minerala su kalcij, magnezij, natrij, kalij, fosfor i klor. Da bi
mogli ispravno provoditi elektricitet, specifična tkiva i tjelesne tekućine zahtjevaju vrlo
precizne koncentracije različitih minerala.
19
ZAKLJUČAK
Sagledavši ove činjenice jasno se izvodi zaključak da je ljudski organizam veoma
složen i da najmanja odstupanja od normalnih fizičko-fizioloških granica mogu imati
fatalne posljedice. Zbog toga, svaki pojedinac treba i mora da cijeni sopstveni organizam,
i da se pridržava do sad otkrivenih načina prezervacije zdravog tijela, samim tim
osiguravajući sebi zdrav i ispunjen život. Što bi rekao Dr. Arslanagić: “U zdravom tijelu-
zdrav duh!”
Iako postoje mnogi načini da očuvamo organizam i poboljšamo kvalitet vlastitog
života, činjenica je da je nauka još uvijek samo na pragu saznanja i razumijevanja
kompleksnosti ljudskog organizma i prava otkrića su tek pred nama.
20
LITERATURA
1. Mirjanić D., Janić I., Šetrajčić J., Opšta fizika i biofizika, Matićgraf, Banja Luka,
1993.
2. Raković D., Osnovi biofizike, ASC & EFPG, Beograd, 2008.
3. Tuszynski J., Kurzynski M., Introduction to molecular biophysics, CRC Press, New
York, 2003.
21
Recommended