RESPIRATORNI I CIRKULATORNI SISTEM ČOVEKA

Doc. dr Snežana MarkovićInstitut za biologiju i ekologijuPrirodno-matematički fakultet

Univerzitet u Kragujevcu

DISANJE I KRVOTOK� Disanje – proces kojim se ćelije snabdevaju kiseonikom; razmena O2 i CO2 između tela i

spoljašnje sredine, između telesnih tečnosti i ćelija � Cirkulatorni sistem vrši transport O 2

� Kiseonik je neophodan za stvaranje energije u ćelijama� Respiratorni i cirkulatorni sistem učestvuju u eliminisanju CO2 iz organizma� Fina usaglašenost respiratornog i cirkulatornog sistema sa nervnim sistemom� Disanje svesno/nesvesni proces� Udahnuta količina vazduha se prečišćava, zagreva i vlaži prolaskom kroz nosne šupljine;

prolazi kroz farinks, traheju, bronhije, bronhiole, alveole; difuzijom iz alveola kiseonik prelazi u plućne kapilare

� Ugljen dioksid izlazi obrnutim putem iz organizma� Krv koja kruži velikim (sistemska cirkulacija) i malim krvotok om (plućna cirkulacija)

transportuje krv iz plu ća do svih ćelija � Plućne vene → leva pretkomora srca → leva komora srca → aorta (veliki krvotok) →

arterije → arteriole → kapilari → tkiva i ćelije → venski kapilari → venule → vene → gornja i donja šuplja vena → desna pretkomora srca → desna komora srca → plućna arterija (mali krvotok) → pluća (razmena gasova)

� Krv – krvna plazma i krvne ćelije: eritrociti (transport gasova), leukociti (imuni odgovor), trombociti (hemostaza)

� Srce funkcioniše kao pumpa� Uloga nervnog sistema u regulaciji aktivnosti respiratornog i cirkulatornog sistema

DISANJE� Disanjem se unosi O2 a izbacuje CO2 iz tela� Čovek udahne i izdahne oko 5-6 L vazduha u minutu; 16 udisaja u min � Spoljašnje, unutrašnje i ćelijsko disanje� Gornji disajni putevi: nosne šupljine, farinks (ždrelo)� Donji disajni putevi: larinks (grkljan), traheja (dušnik), bronhije, bronhiole, alveole� Građa pluća: dva plućna krila, desno od tri režnja, a levo od dva režnja� Osnovna morfološka i anatomska jedinica pluća je lobulus od alveola, kapilarnih

sudova, vezivnog tkiva, nerava� Pluća su zaštićena rebrima, kičmom, pleurom (dvoslojna membrana – plućna

maramica)� Pokreti pluća zavise od spoljašnjih i unutrašnjih međurebarnih mišića i dijafragme –

kontrakcijom ovih miši ća smanjuje se pritisak u grudnoj šupljini → udisaj; relaksacija mišića izaziva povećanje pritiska → izdisaj

� Alveolarni pritisak je negativan prilikom inspirijuma, a poziti van tokom ekspirijuma – u odnosu na barometarski pritisak

� Razmena gasova između alveola i krvi ostvaruje se difuzijom, a zasniva se na različitim parcijalnim pritiscima u alveolama i eritrocitima ( ∆pO2 8 kPa, ∆pCO2 0.8 kPa);

� Surfaktant (proteini i fosfolipidi) pokriva unutrašnju površinu alveola;

� Inervacija plu ća: produžena moždina (inspiracijski i ekspiracijski centar), pons (pneumotaksički i apneustički centar), nervus vagus, n.glosofaringeus

� Respiratorni senzori: � Hemosenzori - centralni u

produženoj moždini (↑pCO2 i H+

u CSL), periferni u karotidnoj i arterijskoj cirkulaciji ( ↓pO2 u krvi)

� Mehanoreceptori u zidu grudnog koša

� Plućni senzori u traheji i bronhijama

� Mišićna vretena u respiratornim mišićima

� Poremećaji u disanju� Hiperpneja i hipopneja – abnormalan porast ili pad dubine i frekvencije respiratornih

pokerta� Tahipneja (ubrzano), bradipneja (usporeno) i apneja (prestanak) – abnormalne promene u

frekvenciji disanja� Hiper i hipoventilacija – volumen izdahnutog CO2 je veći ili manji od koli čine stvorenog CO2

u mitohondrijama� Dispneja – teško i naporno disanje� Ortopneja – teško disanje, osim u uspravnom pložaju

� Prečišćavanje respiratornog vazduha – mukus nosa, grla, traheje i bronhija; makrofagi; cilijarni pokrov

� Kapaciteti pluća: totalni – 6-7 L ═ vitalni – 5,3 L (respiratorni – 0,5 L,

inspiratorni rezervni – 3 L, ekspiratorni rezervni – 1,7 L)

+ rezidualni – 1,3 L

Fiziološki i funkcionalni mrtav prostor (oralna, nazalna,faringealna šupljina, traheja i bronhije)Alveolarni prostor razmene gasova

� STVARANJE GLASA� Dva sluzokožna nabora u vidu membrane unutar larinksa� Tokom govora mišići larinksa se kontrahuju, glasne žice se spajaju, vazduh izbacije

iz pluća → vazduh prolazi kroz pukotinu nastalu između glasnih žica, treperenje i stvaranje glasa

� Relaksacijom mišića razdvajaju se glasne žice i prestaje stvaranje zvuka� Dužina i zategnutost glasnih žica utiču na dubinu glasa; kod muškaraca glasne žice

su duže i sporije trepere – dublji glas� Glasnost govora zavisi od jačine kojom se vazduh istiskuje između glasnih žica

KRVOTOK� Uloga krvotoka je transport i razmena gasova, hranljivih i štetnih materija sa ćelijama i

tkivima� Krvotok: srce, arterije, arteiole, kapilari, venule, vene� Arterije – odvode krv iz srca i transportuju do svih tkiva

� Aorta odvodi oksigenisanu krv iz leve komore srca → sistemski krvotok� Plućna arterija odvodi deoksigenisanu krv iz desne komore srca → plućni krvotok� Građa arterija: spoljašnji vezivni sloj, glatko-mišićni sloj, elastični sloj i endotel;

odupiru se visokom krvnom pritisku� Vene – dovode krv u srce

� Gornja šuplja vena dovodi deoksigenisanu krv u desnu pretkomoru srca� Plućna vena dovodi oksigenisanu krv u levu pretkomoru srca� Građa vena: tanki spoljašnji vezivni sloj, glatko-mišićni sloj, endotel; mišići i endotel

izgrađuju venske zaliske

� Sistemske arterije: aorta, karotidna arterija, pazušna arterija (subclavian a), nishodna aorta, bubrežna arterija (renal a), bedrena arterija (iliac a), butna arterija(femoral a)

� Plućna arterija (pulmonary a)� Sistemske vene: gornja šuplja vena

(superior v cava), jugularna vena, pazušna vena (subclavian v), donja šuplja vena(interior v cava), bubrežna vena (renal v), hepatična vena, portalna vena, bedrena vena (iliac v), butna vena (femoral v)

� Plućna vena (pulmonary v)

� Kapilarni sistem: arteriole, metarteriole, kapilari, venule� Građa kapilara: jednoslojni epitel,

sadrži male (2-5 nm) ili velike pore (20-80 nm, u bubrezima i jetri)

� Filtracija (oko 20 L/dan u intersticijum; bez bubrežne filtracije) i reapsorpcija tečnosti (oko 18 L/dan u venule, 2 L/dan u limfotok)

� Građa arteriola i venula: spoljašnji vezivni sloj, tanak sloj glatko-mišićnih ćelija, endotel

� Inervacija (simpatikusna i parasimpakisna) mišićnih ćelija u zidu arteriola

� Uloga u razmeni materija i gasova između krvnog sistema i tkiva

� Radna hiperemija

� SRCE – telesna pumpa� Srce upumpava u aortu i plućnu arteriju oko 5 L krvi u min (13% mozak, 4% srce, 20-

25% bubrezi, 10% koža, 24% digestivni trakt i jetra, 21% skeletni mišići); distribucija volumena i otpora

� Otkucaji srca – automatske srčane kontrakcije; oko 3 milijardi otkucaja tokom prosečnog životnog veka

� Građa srca: � šuplji organ od srčanog mišićnog tkiva koje obavija perikard, � dve komore, � dve pretkomore, � septumi (pregrade), � srčani zalisci (trikuspidalni na prelazu desne pk u k, mitralni na prelazu iz l pk u

k, aortin, plućni); � leva strana srca – sistemski krvotok; � desna strana srca – plućni krvotok

� Ishrana srčanog mišića� Koronarni krvotok: dve koronarne arterije se odvajaju od aorte → manje arterije →

kapilari →vene → krv iz koronarnih vena se uliva u desnu pretkomoru� Koronarna bolest: suženje koronarnih arterija usled nagomilavanja masti u

zidovima ovih krvnih sudova

� SRČANI CIKLUS� Period od završetka jedne srčane

kontrakcije do završetka druge – oko 1 s� 60-80 otkucaja u min u mirovanju� Do 200 otkucaja u min pri fizičkom radu� Srčani zalisci sprečavaju vraćanje

istisnute krvi – zvuk� Dijastola (relaksacija srca) – faza

relaksacije i faza punjenja� Sistola (kontrakcija) pretkomora (P),

Sistola komora (QRS) – faza kontrakcije i ejekciona faza

� Sinoatrijalni čvor u desnoj pretkomori� Atrioventrikularni čvor na prelazu iz

desne pk u k � Hisov snop i Purkinjeova vlakna

(komore)� Simpatička i parasimpatička inervacija

� CIRKULACIJA KRVI� Sistemska i plućna cirkulacija� Oksigenisana i deoksigenisana krv� Smer kretanja krvi� Plućna cirkulacija; Vena porta� Venski protok u donjim

ekstremitetima

� KRVNI PRITISAK� Arterijski pritisak: donji dijastolni i gornji

sistolni� Normalan KP između 80-120 mmHg� Nizak KP ne obezbeđuje dovoljnu

prokrvljenost svih organa� Visok KP može da ošteti krvne sudove i

organe� Nagle promene KP pokreću odgovor nervnog

sistema� Spore, hronične promene KP pokreću

odgovor i regulisane su hormonima� Hormoni: natriureti čki faktor (pretkomore)

– snižava KP; renin, angiotenzin, aldosteron, vazopresin – povećavaju KP

� Hipertenzija

� CIRKULACIJA KRVI� Regulacija cirkulacije – (i) optimalna regulacija

srčane aktivnosti i KP, (ii) adekvatna perfuzija svih sistema, (iii) usmeravanje krvi u aktivne organske sisteme

� 1. Lokalna regulacija krvnog protoka – miogeni efekti, nedostatak kiseonika, lokalni metabolički efekti (CO2, H+), vazoaktivne supstance

� 2. Hormonska kontrola – NO (VD), endotelin1 (VD i VK), adrenalin (VD – visoka konc. α1 rec. i VK – niska konc. β2 rec.), eikosanoidi (prostaglandin, tromboksan – VK; prostaciklin –VD), bradikinin, kalidin, histamin (VD)

� 3. Nervna regulacija cirkulacije – simpatički (noradrenalin – VK, α1 rec.), parasimpatički (VD)

� Centri u produženoj moždini i ponsu (presorna i depresorna oblast); informacije iz hipotalamusa (termoregulacija)

� Senzori i receptori u cirkulaciji� Cirkulatorni šok – akutna ili subakutna

progresivna generalizovana insuficijencija cir. sis., poremećaj mikrocirkulacije, nemogućnost adekvatnog dotoka krvi u vitalne organe

KRV

� Tečno vezivno tkivo – plazma i krvni elementi (eritrociti, leukociti i trombociti)

� Uloge krvi: transport (gasova, materija), termoregulacija, zaštitna, hemostaza, puferski sistem

� Eritrociti – transport gasova i materija� Leukociti - zaštita� Trombociti - hemostaza� Hematopoeza u kostnoj srži

� Eritropoetin� Eritroidne ćelije� EpoR –

membranski� JAK2 (tirozin

kinaza)� STAT

transkripcioni faktori

� U jedro� STAT-

pojačivači� Ekspresija gena

za globin (sinteza hemoglobina), Bcl-x (inhibicija apoptoze)

� ERITROCITI� Struktura i uloga� Evolutivni razvoj eritrocita� Broj eritrocita; policitemija, anemija� Oblik i veli čina eritrocita; srpasta

anemija� Hemoglobin – globin i hem� Deoksi i oksihemoglobin� Životni vek i degradacija� Krvne grupe

� TRANSPORT KISEONIKA � Hemoglobin – globin (adultni 2 α i 2 β

lanca) i hem (protoporfirin IX, sa Fe u centru)

� Deoksi i oksihemoglobin – oksigenacija� Oksidacija → methemoglobin� Kriva disocijacije kiseonika (pomeranje

ulevo – povećanje afiniteta Hb za O2, obrnuto u desno)

� Fetalni Hb, mioglobin, CO, metHb

� TRANSPORT UGLJEN DIOKSIDA � (i) CO2 kao takav u krvi, (ii)

delovanjem karboanhidraze u obliku HCO3

-, (iii) kao karbaminoHb� Hipoksija – smanjeno dopremanje

kiseonika tkivima: hipoksična h, anemična h, ishemična h

� Osetljivost moždanog tkiva na hipoksiju

� Cijanoza – plavičasta boja kože, usana, noktiju usled velike količine deoksigenisanog Hb