učbenik Temelji fiziologije

mara bresjanacmarjan rupnikTemeljifiziologijepopravljena in dopolnjena izdaja

KAZALOI. TEMELJI FIZIOLOGIJE1. CELICE, CELIČNI SISTEMI IN HOMEOSTAZA _____________________________________________ 11.1 Zgradba celice 11.2 Mehanizmi sporočanja med celicami 41.3 Homeostaza 52 KRI IN TELESNE TEKOČINE __________________________________________________________ 92.1 Sestava in poglavitne naloge krvi 92.2 Imunski odziv 112.3 Zaustavitev krvavitve 113 SRCE IN KRVNA OBTOČILA __________________________________________________________ 153.1 Srce 153.2 Sistemski krvni obtok - arterijski tlak 193.3 Uravnavanje pretoka skozi organe 213.4 Venski sistem 223.5 Mikrocirkulacija 224 DIHANJE ________________________________________________________________________ 254.1 Pljučna ventilacija 254.2 Izmenjava plinov v pljučih in v tkivu 294.3 Prenos plinov po krvi 314.4 Uravnavanje dihanja 335 LEDVICE, ZGRADBA IN FUNKCIJA NEFRONA, NASTAJANJE IN SESTAVA SEČA __________________ 355.1 Zgradba ledvic 355.2 Pretok krvi skozi ledvice 355.3 Mehanizmi nastajanja seča 365.4 Funkcije posameznih odsekov nefrona 365.5 Vzdrževanje koncentracije elektrolitov in volumna telesnih tekočin 375.6 Izločanje sečnine 385.7 Reabsorpcija glukoze 385.8 Izločanje kislin 386 ACIDO-BAZNO RAVNOVESJE ________________________________________________________ 41-6.1 pH, pCO 2 , [HCO 3 ] in pufri 416.2 Motnje acido-baznega ravnovesja in mehanizmi kompenzacije 417 PREHRANA IN PREBAVA ____________________________________________________________ 457.1 Sestavine hrane 457.2 Uravnavanje prehranjevanja 467.3 Prebava 467.4 Delovanje jeter 488 PRESNOVA ______________________________________________________________________ 518.1 Osnovni viri energije in glavne poti njihove presnove 518.2 Uravnavanje presnove v človeškem organizmu 529 TELESNA TEMPERATURA IN NJENO URAVNAVANJE ______________________________________ 579.1 Normalna telesna temperatura 579.2 Uravnavanje telesne temperature 58i

10 ŽIVČEVJE ______________________________________________________________________ 6110.1 Splošno o živčevju 6110.2 Senzorični del živčevja 6411 MOTORIČNI SISTEM ______________________________________________________________ 6911.1 Temeljna načela organizacije motoričnega sistema 6911.2 Funkcionalna razdelitev motoričnega sistema 7011.3 Fiziologija živčnomišičnega prenosa 7111.4 Fiziologija mišične kontrakcije 7212 ŽLEZE Z NOTRANJIM IZLOČANJEM - HIPOTALAMUS IN HIPOFIZA ___________________________ 7712.1 Osnovni mehanizmi delovanja žlez z notranjim izločanjem 7712.2 Hipotalamus in delovanje hipofize 7812.3 Spolne žleze 8012.3 Ostale žleze z notranjim izločanjem 8013 ŽLEZE Z NOTRANJIM IZLOČANJEM - ŠČITNICA _________________________________________ 8114 ŽLEZE Z NOTRANJIM IZLOČANJEM - NADLEDVIČNA ŽLEZA _______________________________ 8315 PRESNOVA KALCIJA IN FOSFATOV ___________________________________________________ 8515.1 Promet kalcija in fosfatov v organizmu 8515.2 Oblike, v kakršnih se kalcij in fosfati nahajajo v organizmu 8515.3 Mehanizmi uravnavanja koncentracij kalcija in fosfatov v krvi 8516 FIZIOLOGIJA REPRODUKCIJE _______________________________________________________ 8916.1 Določitev spola 8916.2 Razvoj sekundarnih spolnih značilnosti 8916.3 Uravnavanje spolne funkcije pri človeku 8913.4 Fiziologija ploda 9217 FIZIOLOGIJA TELESNEGA NAPORA ___________________________________________________ 9517.1 Proizvajanje energije za mišično delo 9517.2 Avtoregulacija pretoka krvi skozi mišico 9517.3 Uravnavanje delovanja krvnih obtočil med naporom 9517.4 Kritje potreb po kisiku za aerobno presnovo v aktivnih mišicah 9517.5 Viri hranil za mišično delo 9717.6 Ledvična funkcija in uravnavanje telesnih tekočin med naporom 9717.7 Termoregulacija med mišičnim naporom 9717.8 Trening in učinki redne telesne vadbe 97ii

1.1 ZGRADBA CELICE1. CELICE, CELIČNI SISTEMI INHOMEOSTAZAMarjan RupnikČloveško telo sestavlja nekaj sto bilijonov (10 14 ) celic. Pocelični teoriji je celica temeljna morfološka in funkcionalnaenota organizma. Celice so organizirane v tkiva, funkcija tkivapa odseva skupno aktivnost različnih specializiranih celic, ki gasestavljajo. Življenski procesi v organizmu zahtevajo visokoraven usklajenosti v delovanju velikega števila celic, kisestavljajo različna tkiva. Stabilnost življenskih procesov vorganizmu zagotavljajo homeostatski mehanizmi.Fiziologija proučuje normalno delovanje organizma na različnihravneh. Govorimo lahko o fiziologiji človeka, organa, tkiva,celice, lahko pa tudi o podcelični fiziologiji in molekularnifiziologiji. Cilj fiziologije človeka je podrobno razumevanjedelovanja človeškega organizma. Pri proučevanju delovanja tkivuporabljamo biološke, fizikalne in kemične metode. Fiziologijoobravnavamo po sistemih, ki človeški organizem sestavljajo.Fiziološki sistemi so sestavljeni iz različnih organov, tkiv inskupin celic. Različne sestavine fiziološkega sistema so lahkorazširjene po celotnem telesu, rabijo pa skupnemufunkcionalnemu namenu (npr. obtočila sestavljajo, srce, arterije,kapilare, vene). Fiziološki sistemi so medsebojno povezani (npr.dihala in krvna obtočila v pljučih).Bistvena sestavina celice je celična membrana ali plazmalema,ki oddeljuje stabilnejši znotrajcelični prostor od spremenljivegazunajceličnega prostora (slika 1.1). S plazmalemo obdana celicaje pol odprt sistem, saj skozi plazmalemo prihaja do izmenjavesnovi z okoljem. V notranjosti celice je znotrajcelična tekočinaali citosol (slika 1.1). Večino tekočine zunaj celic predstavljamedcelična ali intersticijska tekočina.V citosolu so podcelične membranske strukture ali organeli, kotnpr. jedro, endoplazemski retikulum, Golgijev aparat,mitohondriji, lizosomi, ter strukturni elementi, kot je citoskelet(slika 1.1, razpredelnica 1.1). V citosolu so raztopljenefunkcionalne beljakovine ali encimi.cilijeendoplazemskiretikulumcitoskeletlizosomiSlika 1.1 Model zgradbe celice.Golgijev aparatmikroviliplazmalemamitohondrijribosomijedrocitosolRazpredelnica 1.1 Funkcija in sestavni deli celice.DEL CELICEPLAZMALEMACITOSOLORGANELIjedroendoplazemski retikulum (ER)Golgijev aparatlizosomimitohondrijiNEMEMBRANSKI ORGANELI (na površinicelice)cilijemikroviliFUNKCIONALNE BELJAKOVINEprosti ribosomicitoskeletfunkcijalipidni dvosloj z vključenimi beljakovinami; obdaja celico, mesto prenosa snovi izcelice in v celicotekočina, ki vsebuje vodo, ione in mnoge organske molekule (npr. encime); citoplazmaje citosol skupaj s podceličnimi organeli (brez jedra)z membrano obdani predelki v citoplazmi s specifično zgradbo in funkcijoobdano z jedrno ovojnico, vsebuje dedno snov in uravnava celično aktivnostmreža cevčic, katerih površina je podlaga za množico biokemijskih procesov, medkaterimi so najpomembnejši: sinteza membranskih beljakovin (ribosomi vezani namembrano; zrnati ER), sinteza membranskih lipidov (gladki ER).skladovnica sploščenih membranskih vrečic, med katerimi poteka prenos snovi zmembranskimi mešički; obdelava beljakovin in lipidov, nastalih v endoplazemskemretikulumu in nastajanje sekretornih mešičkov.mešiček za znotrajcelično prebavoprodukcija ATP v procesu celičnega dihanjamembranski podaljški z mikrotubuli (premikanje delcev na površini celice)membranski podaljški z mikrofilamenti (povečana površina celične membrane zaradištevilnih mikrovilov zagotavlja učinkovitejšo absorpcijo)sinteza citosolnih beljakovinohranjanje oblike, premikanje celice in gibanje organelov (mikrofilamenti,mikrotubuli)1

Celična membrana in promet snovi skoznjoZa razumevanje celične fiziologije je pomembno poznatizgradbo celične membrane. Celična membrana je dvoslojfosfolipidov, ki so z vodotopnimi deli molekul (polarne glave)obrnjeni proti vodni raztopini na obeh straneh membrane,medtem ko so vodonetopni (hidrofobni) repki teh molekulobrnjeni proti osrednjemu delu lipidnega dvosloja (slika 1.2). Vta lipidni dvosloj so vključene membranske beljakovine(membranski receptorji, ionski kanalčki, encimi).‣ difuzijska razdalja. Difuzija je prepočasna za učinkovitprenos snovi na razdaljah, večjih od 100 μm;‣ površina membrane. Neto difuzija je sorazmerna površinicelične membrane.A[S]Sneto difuzija[S]Skozi membrano neprestano poteka prenos snovi. Plazmalemaje selektivna membrana, zato skoznjo snovi večinoma neprehajajo prosto. Poglavitni načini prehajanja snovi skozimembrano so difuzija, več vrst transportov s prenašalci, osmoza,ter prenos snovi z membranskimi mešički.znotrajcelična tekočinazunajcelična tekočinapolarne glavenepolarnirepkizunajcelična tekočinaznotrajceličnatekočinamembranske beljakovineSlika 1.2 Model zgradbe celične membrane.}fosfolipidnidvoslojB[S]Sznotrajcelična tekočinaprenašalec[S]zunajcelična tekočinaDifuzijaDifuzija je razporejanje delcev snovi v določenem volumnuzaradi naključnega gibanja le-teh v vse smeri (Brownovogibanje). Zaradi difuzije se po določenem času koncentracijaneke snovi v vseh delih enotnega volumna izenači. Do netoprenosa snovi z difuzijo skozi celično membrano lahko pride,kadar imamo na eni strani celične membrane drugačnokoncentracijo snovi kot na drugi strani celične membrane, in četa snov lahko prehaja skozi plazmalemo. Difuzija skozimembrano poteka pretežno v smeri od področja z večjokoncentracijo proti področju z manjšo koncentracijo snovi. Pridifuziji se energija v obliki temeljne energetsko bogate molekuleadenozin trifosfata (ATP) ne porablja neposredno in zato takprenos prek celične membrane imenujemo pasivni transport(slika 1.3A).Na difuzijo skozi celično membrano vplivajo naslednjidejavniki:‣ razlika v koncentracijah topljenca (koncentracijskigradient). Gradient je razlika med dvema količinama nadoločeni fizični razdalji. Na premike ionov, to je električnonabitih delcev skozi celično membrano vpliva polegelektričnega gradienta tudi kemijski gradient. Kermembrana ni prosto prepustna za električno nabite delce,le-ti difundirajo posebne cevaste membranske beljakovine,ionske kanalčke. V notranjosti celice imamo prebiteknegativnega naboja (glej Mirovni membranski potencial).Katione (pozitivno nabiti ioni) bo zato elektrostatska silavlekla iz zunanjosti v notranjost celice, anione pa vnasprotni smeri. Tok ionov skozi membrano je odvisentako od električnega kot od koncentracijskega gradienta zata ion (glej tudi sliko 1.6);‣ prepustnost membrane za topljenec. Zaradi svojihkemijskih lastnosti je membrana selektivno prepustna zamaščobe in majhne nepolarne molekule, ki so topne vmembranskih lipidih.‣ molekulska masa topljenca;Slika 1.3 Difuzija (A) in olajšana difuzija (B). Večji znakpredstavlja višjo koncentracijo snovi v zunajceličnem prostoru.Prazen krog v delu B je simbol za prenašalsko beljakovino. Priolajšani difuziji se molekula iz zunajceličnega prostora (npr.glukoza) veže na receptor prenašalske beljakovine. Vezavaspremeni obliko beljakovine (konformacijo) in glukoza seprenese v citosol.OsmozaOsmoza označuje prehajanje vode med biološkimi predelki, kijih ločuje delno prepustna (semipermeabilna) membrana(omejuje prehajanje topljencev), zaradi razlik v koncentracijitopljencev med predelki. Osmoza je v bistvu difuzija vode izpodročij z manjšo koncentracijo topljencev (področja z velikokoncentracijo vode) v področja z večjo koncentracijo topljencev.Do osmoze pride, kadar imamo:‣ koncentracijski gradient topljenca prek membrane;‣ semipermeabilno membrano, ki je prepustna za vodo, ne paza topljence;‣ osmotski gradient. Celična membrana prepušča molekulevode, tako da vsak topljenec, ki ne more skozi membranoslediti vodi lahko povzroči osmozo. Normalno so celice vosmotskem ravnovesju, zato ker so osmotsko aktivne snoviv celici uravnotežene z osmotsko aktivnimi snovmi zunajcelice. Vsaka motnja v osmotskem ravnovesju povzročipremik vode in spremembo v volumnu celice.Osmotske lastnosti raztopine lahko opišemo na več načinov:‣ osmolarnost odseva skupno število delcev v litru raztopine.Osmolarnost 1 mM raztopine glukoze je 1 mosm.Osmolarnost 1 mM NaCl pa je 2 mosm, ker NaCl razpadena dva osmotsko aktivna delca (iona), Na + in Cl - ;‣ toničnost je pojem, ki je povezan z učinkom raztopine navolumen žive celice. Raztopina je lahko izotonična, topomeni, da je v osmotskem ravnovesju z znotrajceličnoraztopino. Plazma in intersticijska tekočina sta ponavadi2

izotonični. Če je zunaj celice večja koncentracija osmotskoaktivnih delcev kot v citosolu, je zunajcelična raztopinahipertonična, kar pripelje do izgube vode iz celic in krčenjacelic. Če pa je zunaj celice manjša koncentracija osmotskoaktivnih delcev, je zunajcelična raztopina hipotonična.Celice nabreknejo in lahko razpadejo (liza celic; hemoliza);‣ osmotski tlak raztopine je enak hidrostatskemu tlaku, skaterim lahko nasprotujemo osmotskemu učinku raztopinein bi z njim preprečili premik vode skozi polprepustnomembrano. Izražamo ga v istih enotah kot hidrostatski tlak(mm Hg). Tudi plazemske beljakovine prispevajo kskupnemu osmotskemu tlaku plazme, čeprav je taprispevek majhen. Kljub temu pa je ta koloidnoosmotskitlak ali onkotski tlak pomemben pri uravnavanjuporazdeljevanja vode med plazmo ter intersticijem prekkapilarne stene, in sicer zato, ker je v intersticiju zelo maloprostih (topnih) beljakovin (glej poglavje Mikrocirkulacija).Prenos snovi prek celične membrane s prenašalciMnoge membranske beljakovine delujejo kot prenašalci, kilahko prek celične membrane prenašajo molekule, ki so vmembrani netopne (slika 1.3B, slika 1.4). Za ta proces jeznačilna specifičnost. Prenašalci vežejo specifične molekule(substrate) in jih prenesejo na drugo stran. Maksimalna hitrostprenosa je odvisna od gostote prenašalcev v membrani, kajti priveliki koncentraciji molekul snovi, bodo zasedena vsa prenosnamesta, kar pomeni da je prenos nasičen ali saturiran.Specifičnost prenašalca za substrat in možnost nasičenja staznačilna za transport s prenašalci ne glede na to ali gre zapasivni transport s prenašalcem (olajšana difuzija) ali pa aktivnitransport.Olajšana (facilitirana) difuzija je pasivni prenos snovi sprenašalcem, saj gre prenos samo v smeri od večje protimanjši koncentraciji snovi. Energija hidrolize molekuleATP se pri tem transportu ne porablja neposredno. Hitrostprehajanja snovi je odvisna od razpoložljivih transportnihbeljakovin (prenašalcev) in od koncentracije snovi, ki seprenaša. Primer facilitirane difuzije je prestop glukoze izkrvi v mišična vlakna (slika 1.3B).Aktivni transport. Bistvena lastnost aktivnega transporta je, daprenašalci prenašajo molekule tudi v smeri protikoncentracijskemu ali proti električnemu gradientu, to je vsmeri od manjše proti večji koncentraciji snovi. Prenašalciza to porabljajo energijo. Poznamo dve obliki aktivnegatransporta (slika 1.4):primarni aktivni transport dobi energijo s hidrolizo ATP,na primer transport Na + iz celice in K + v celico, protinjunima elektrokemijskima gradientoma (glejpoglavje Mirovni membranski potencial). Prenašalecje hkrati encim, ki hidrolizira ATP (Na + /K + ATPazaali Na + /K + črpalka);pri sekundarnem aktivnem transportu sta sklopljena dvatransportna mehanizma. Pasivni prenos ene snovivzdolž elektrokemijskega gradienta omogoči prenosdruge molekule proti njenemu koncentracijskemugradientu. Tak transport imenujemo tudi kotransport.Primer: Na + -glukozni kotransport sklaplja difuzijo Na +s privzemom glukoze iz lumna črevesja v celicesluznice. Absorpcija poteka, četudi je koncentracijaglukoze v celicah večja kot zunaj celic. Čeravno samkotransport neposredno ne potrebuje energije, seenergija porablja za črpanje Na + nazaj v zunajceličniprostor z Na + /K + črpalko, s čimer se vzdržujeABkoncentracijska razlika Na + (slika 1.4B in slika 7.4 vpoglavju Prehrana in prebava).[Na +][Na + ][K +] [K +]3Na +ATPADP2K +Na + S[S] [S]znotrajcelična tekočina zunajcelična tekočinaSlika 1.4 (A) Primarni aktivni transport. Primarni aktivniprenos snovi neposredno poganja hidroliza ATP v adenozindifosfat (ADP). (B) Sekundarni aktivni transport posrednopoganja hidroliza ATP, primarni in sekundarni aktivni transportsta sklopljena. Večji znak predstavlja višjo koncentracijo snovi.Prazen krog je simbol za prenašalsko beljakovino.Prenos snovi z membranskimi mešičkiPromet membranskih mešičkov omogoča prenos snovi skozicelično membrano tako, da so snovi pakirane v membranskihmešičkih (slika 1.5). V prometu membranskih mešičkovpotujejo prek membrane velike molekule, ki bi sicer težkoprečkale membrano.Dva glavna procesa v prometu membranskih mešičkov sta:‣ eksocitoza. Mešiček iz citosola se zlije s plazmalemo,vsebina pa se izlije v zunajcelični prostor. Eksocitoza jezelo pomemben proces, saj je temelj tako sekrecijehormonov kot tudi sproščanja živčnih prenašalcev;‣ endocitoza poteka v nasprotni smeri. Membrana se vboči, vnotranjosti celice nastaja mešiček.zunajcelična tekočinaendocitozasnov v prometumembranski mešičekSlika 1.5 Prenos snovi z membranskimi mešički.celična membranaeksocitoza3

Oba procesa sodelujeta pri obnavljanju celične membrane, saj seobrabljeni deli celične membrane z endocitozo vračajo vnotranjost, kjer se razgradijo. Novi ali rezervni deli membranepa se z eksocitozo vključujejo v membrano.1.2 MEHANIZMI SPOROČANJA MED CELICAMITemeljna načina sporočanja med različnimi deli celice inrazličnimi celicami v organizmu sta električno in kemičnosporočanje.Električni signali in vzdražne celiceNapetost prek membrane (tj. razlika v električnem naboju inkoncentraciji nabitih delcev med znotrajcelično in zunajceličnotekočino) je lastnost vsake celice. Za nekatere (npr. živčne inmišične) celice je značilno, da lahko proizvedejo ali pa“razumejo” električne signale. Te celice imenujemo tudivzdražne, ker so sposobne sprožiti akcijski potencial.membrane (depolarizacija) lahko pri vzdražnih celicah povzročiprehoden pojav, ki ga imenujemo akcijski potencial (slika 1.7).Akcijski potencial se sproži, ko depolarizacija doseže vrednostpražne napetosti ali praga. Pri akcijskem potencialu se tedajprehodno, za zelo kratek čas, močno poveča prevodnostmembrane za Na + , ki steče v celico. Elektronegativnostnotranjega dela membrane se zmanjša, napetostna razlika sespremeni. Notranjost postane bolj pozitivna kot zunanjost.znotraj zunajceličnamembranadifuzija+i[K ][K + ]oselekcijaveliki anionikoncentracijskigradientznotraj zunajdifuzijskipotencialV m----++++napetostnigradient+Mirovni membranski potencialV mirovnem stanju se prek celične membrane vzdražnih celicvzdržuje mirovni membranski potencial. Električne meritve naživčnih celicah so pokazale, da med zunanjo in notranjo stranjocelične membrane obstaja razlika v električni napetosti okoli70 mV. Notranja površina celične membrane je elektronegativnaglede na zunanjo površino celične membrane. Celičnamembrana je torej polarizirana. Lokalno neravnovesje naboja jeomejeno na majhno področje na obeh straneh membrane, saj jecelica kot celota elektronevtralna. Potencialna razlika je lahko vrazličnih vrstah celic različna (npr. v maščobni celici -40 mV, vživčni celici -70 mV, v skeletni mišici -85 mV in v srčni mišici-90 mV.Negativnost mirovnega membranskega potenciala predvsemdoločajo razlike v koncentracijah za K + , Na + ione med znotraj inzunajcelično raztopino, ter mirovne prevodnosti ionov skozicelično membrano (P Na , P K ; enačba 1.1, Goldmanova enačba).EmRzTF++= RT ⎛ PK[ K ]oPNa[Na ]o× ln⎜ ++zF ⎝ P+K[ K ]iPNa[Na ]itlak idealnega plinavalenca ionaabsolutna temperaturaFaradayeva konstanta⎞⎟⎠Enačba 1.1koncentracijskigradientE KnapetostnigradientSlika 1.6 Koncentracijski in napetostni gradient prek celičnemembrane. K + ioni difundirajo vzdolž kemijskega gradienta, tj.Iz celice. Veliki znotrajcelični anioni (beljakovine) K + ne sledijo.Zato se na membrani vzpostavi neravnovesje naboja, razlika vnapetosti (difuzijski potencial). Vzpostavljeni difuzijskipotencial nasprotuje nadaljnjemu izstopanju K + iz celice.Difuzijski potencial narašča, dokler se vpliv koncentracijskegagradienta na difuzijo K + ne izenači z nasprotnim vplivomnapetostnega gradienta. Stanje, ko sta koncentracijski innapetostni gradient uravnotežena, imenujemo ravnotežnipotencial. Ravnotežni potencial za K + (E K ) je opisan zNernstovo enačbo, iz katere je razvidno, da je ravnotežnipotencial predvsem odvisen od razmerja med koncentracijodanega iona v zunajcelični in koncentracijo tega iona vznotrajcelični raztopini (enačba 1.2).EK+RT [ K ]o= × ln+zF [ K ]iobdobje refraktarnostipopolno nepopolnoEnačba 1.2V celici je višja koncentracija K + kot zunaj nje, koncentracijiNa + in Cl - pa sta višji zunaj celice. Membrana je v mirovanjuselektivno najbolj prepustna za K + ione, veliko manj pa za Na +ione, zato je mirovni membranski potencial blizu ravnotežnegapotenciala za K + (slika 1.6). Za vzdrževanje koncentracijskegagradienta za Na + , celice porabljajo energijo (Na + /K + ATPaza,slika 1.4).Depolarizacija in akcijski potencialRaznovrstni dražljaji lahko spremenijo mirovno polarizacijocelične membrane. Napetost prek membrane se lahko poveča(hiperpolarizacija) ali zmanjša (depolarizacija, slika 1.7). Pomanjši motnji v napetosti prek membrane se mirovnimembranski potencial kmalu ponovno vzpostavi(repolarizacija). Zadostno zmanjšanje napetosti prek celične4membranski potencial [mV]50faza depolarizacije0prag-70hipepolarizacija depolarizacijaSlika 1.7 Akcijski potencial.2 4 6čas [ms]faza repolarizacijemirovni membranskipotencialfaza hiperpolarizacije

Energija, ki omogoča proženje akcijskega potenciala, jeshranjena v transmembranskem koncentracijskem gradientuionov, sprosti pa se ob povečanju prepustnosti ionskihkanalčkov za Na + (slika 1.8). Nato pa se membrana hipomarepolarizira ter se prek vmesne hiperpolarizacije vrne na mirovnimembranski potencial (slika 1.7). Akcijski potencial poteka pozakonu “vse ali nič”, zato se bo vedno odvil v celoti. Akcijskipotencial potuje vzdolž membrane. Sprememba napetosti obakcijskem potencialu namreč povzroči depolarizacijo sosednjihdelov membrane, ki dosega prag, zato se akcijski potencialsproži tudi v tem delu membrane. Tako se akcijski potencial širivzdolž živčnega ali mišičnega vlakna. Del membrane, prekkaterega je prešel akcijski potencial, je prehodno neobčutljiv alirefraktaren za nove dražljaje. Membrana je refraktarna zato, kerse ob depolarizaciji odprti Na + kanalčki začasno inaktivirajo. Vvzdražno (začetno) stanje se Na + kanalčki vrnejo šele porepolarizaciji membrane (slika 1.8A). Refraktarnost membraneomogoča enosmerno prevajanje akcijskega potenciala vzdolžživčnega vlakna (slika 1.8B).AbeljakovinakanalčekBNa +repolarizacijazaprt kanalčekvrhakcijskegapotencialaprehodnorefraktarni delmembrane+ + + ++ + + + + +++++zunaj- - - ---- - - --- -++++ ---- znotrajsmer potovanjavzdolž aksonadepolarizacijaceličnamembranaodprt kanalček(aktiviran)Na + Na +zaprt kanalček(inaktiviran)lokalni tokovidepolarizacijenadaljevanjedepolarizacijevzdražni delmembraneSlika 1.8 Odvisnost propustnosti membranskih kanalčkov odmembranskega potenciala.A) Inaktivacija Na + kanalčka. B)Refraktarnost vzdražne membrane.Kemični signaliCelice komunicirajo med sabo tudi z izločanjem posebnih snovi,kakršne so živčni prenašalci ali nevrotransmitorji, hormoni incitokini (glej poglavji Živčevje in Žleze z notranjim izločanjem).Celica sprejme kemični signal po vezavi informacijskih molekulna receptorje na plazmalemi ali receptorje v notranjosti celice(slika 1.9, glej sinapsa slika 10.1). Aktivacija receptorja sprožinadaljnje celične procese. Membranski receptorji so lahkopovezani z ionskimi kanalčki ali pa encimi, ki sprožijo nastanekceličnega prenašalca (npr. ciklični AMP) ali aktivirajo drugeencime. Znotrajcelični receptorji so navadno sklopljeni zmehanizmi, ki uravnavajo izražanje genov in sintezo beljakovin.kemičniprenašalecmembranareceptorprenašalec,topen v lipidihznotrajceličnireceptorSlika 1.9 Kemični signali.1.3 HOMEOSTAZAbeljakovinakanalčekzunajznotrajcelični prenašalec (cAMP)aktivacijaencimovjedroprepisovanjeDNANormalna funkcija celice je odvisna od razmer v njenineposredni okolici, saj spremenljivke kot temperatura, pH,ionska sestava, raven O 2 in CO 2 v zunajceličnem prostoru,vplivajo na biokemijsko aktivnost znotraj celice. To neposrednookolje celice imenujemo notranje okolje. Uravnavanje stalnostinotranjega okolja v organizmu imenujemo homeostaza.Stalnost notranjega okolja se vzdržuje prek številnihmehanizmov, ki ohranjajo organizem v ničelni bilanci gledeprometa snovi in energije. Tedaj je organizem v stacionarnemstanju. Da človek vzdržuje stalno telesno temperaturo, mora bitioddajanje toplote enako njenemu nastajanju v organizmu. Čeoddajanje toplote presega tvorbo, bo organizem v negativnibilanci, kar pomeni, da se bo ohlajal. V nasprotnem primeru, čebo oddajanje toplote pod ravnijo njenega nastajanja, ali pa boorganizem celo prejemal dodatno toploto iz okolice, bo vpozitivni bilanci toplote in se bo segreval (glej poglavje Telesnatemperatura in njeno uravnavanje).Vsak homeostatiran sistem ima vsaj tri poglavitne elemente(slika 1.10):‣ detektor ali receptor, je občutljiv za spremembe količine, kijo sistem nadzira in ob motnji odda ustrezen signal;‣ komparator ali integracijski center, ki sprejme vstopni aliaferentni signal od detektorja in primerja jakost signala spriporočeno vrednostjo ali nastavljeno vrednostjo za tasistem. Če se dejansko stanje razlikuje od priporočenega,integracijski center pošlje eferentni ali izstopni signal protiefektorju, ter s tem narekuje fiziološki odziv;‣ efektor sprejme signal od integracijskega centra in popravivrednost nadzirane količine. Sistem deluje tako, da sorazlike med nastavljeno in izmerjeno vrednostjo čimmanjše.5

vhodni signalVprašanjauravnavanakoličinadetektornastavljenavrednostNegativnapovratnazvezakomparator1. Na površini sesalske celice jea) celična membrana ali plazmalemab) celična stena.V notranjosti pa je/soc) citoplazmač) celični organelid) citoskelet.6efektorizhodni signalSlika 1.10 Poglavitni sestavni deli homeostatiranega sistema.V homeostatiranem sistemu vsak odklon uravnavane količine odpriporočene vrednosti sproži odzive, ki ta odklon zmanjšajo.Končni rezultat je stabilno celično okolje. Tak principhomeostatskega uravnavanja je negativna povratna zveza.Lastnost nekaterih bioloških sistemov je tudi pozitivna povratnazveza, pri kateri se odkloni od priporočenega stanja okrepijo.Pozitivne povratne zveze so zelo pomembne pri procesih, kimorajo poteči hitro (porod, ovulacija). Pozitivna povratna zvezadestabilizira sistem, zato jo pogosteje srečamo pri obravnavimehanizmov nastanka bolezni (npr. razvoj šoka po krvavitvi).Veliko homeostatskih sistemov v našem organizmu vsebuje takonegativne povratne zveze kot pozitivne povratne zveze.Negativne povratne zveze imajo razmeroma veliko ojačanje(zelo zmanjšajo motnjo), pozitivne povratne zveze pa imajorazmeroma majhno ojačenje (malo povečajo motnjo). Negativnapovratna zveza zato lahko prekrije posledice pozitivne povratnezveze.Primer homeostatske zveze – uravnavanje telesnetemperatureTelesno jedro ima normalno stalno temperaturo blizu 37ºC,čeprav se temperatura okolja zelo spreminja, kot se tudispreminja proizvodnja presnovne toplote. Detektorji, ki zaznajospremembo temperature, so termoreceptorji v hipotalamusu.Uravnavana količina je predvsem temperatura krvi, ki teče skozihipotalamus, posredno torej temperatura jedra telesa (glejpoglavje Telesna temperatura in njeno uravnavanje).Integracijski center (termoregulacijski center) v hipotalamusuprimerja to temperaturo z nastavljeno točko 37ºC. Če seizmerjena temperatura razlikuje od nastavljene, se sprožijoživčni impulzi, ki aktivirajo vrsto efektorskih sistemov, kispremenijo raven produkcije toplote in raven izgube toplote.SlovstvoTortora GJ, Grabowski SR (1996) Principles of anatomy andphysiology, Harper Collins Publishers Inc., New York.Martini FH (1995) Fundamentals of Anatomy and Physiology,Prentice Hall, New Jersey.McGeown JG (1996) Physiology, Churchil Livingstone,NewYork.2. Za prehajanje snovi prek celične membrane se energija vobliki a) ATP neposredno ne porablja zab) difuzijoc) osmozoaktivni transportč) facilitirano difuzijod) prenos z membranskimi mešički.3. Membranski prenašalci soa) fosfolipidib) beljakovinein so udeleženi pric) difuzijič) facilitirani difuzijid) aktivnem transportu.4. Osmoza je prehajanje tekočine med predelki v organizmuzaradia) aktivnega transporta vodeb) pasivne difuzije vodeDo osmoze med predelki prihaja:c) le če so enako velikič) če se razlikujejo po koncentraciji voded) če predelke med sabo ločuje membrana, ki prepuščavodo, ne pa topljencev.5. Ravnotežni potencial za K + jea) odvisen od razmerja koncentracij K + medzunajcelično in znotrajcelično tekočinob) odvisen od razmerja koncentracij Na + medzunajcelično in znotrajcelično tekočinoc) vzpostavljen, kadar se vpliv koncentracijskegagradienta za K + izenači z vplivom difuzijskegapotenciala za K +č) opisan z Nernstovo enačbod) med -70 in -90 mV v vzdražnih celicah.6. Mirovni membranski potencial jea) tok ionov prek nevzdražene membraneb) razlika v električni napetosti med zunanjo in notranjostranjo membrane nevzdražene celicec) pretežno ravnotežni potencial za K +č) akcijski potencial v refraktarni fazid) pretežno neodvisen od Na + .7. Akcijski potencial jea) tok ionov prek vzdražene membraneb) razlika v električni napetosti med zunanjo in notranjostranjo membrane vzdražene celicec) posledica vdora Na + prek membrane v celicoč) posledica vdora K + prek membrane iz celiced) odraz prehodne elektropozitivnosti notranjosti celice.8. Pri eksocitozi se skupna površina celične membranea) zvečab) zmanjša;pri endocitozi se skupna površina celične membranec) zvečač) zmanjšad) ne spremeni.

9. Na + /K + črpalkaa) prepreči nabiranje Na + v celicahb) lahko prispeva k vzdrževanju mirovnegamembranskega potencialac) prepreči nabiranje K + v zunajcelični tekočinič) selektivno prepušča K +d) naredi napetost prek membrane manj negativno.10. Sinteza beljakovin v celici potekaa) na gladkem endoplazemskem retikulumub) na zrnatem endoplazemskem retikulumu.c) v jedruč) v lizosomihd) noben odgovor ni pravilen.11. Funkcije celične membrane soa) produkcija ATPb) selektivni transport snovic) prepoznavanje signalov iz celičnega okolja (npr.hormonov)č) adhezija na druge struktured) razmejitev notranjosti celice od njenega okolja.12. Celična membranaa) omogoča nemoteno prehajanje vseh molekul izzunajceličnega okolja v celicob) je selektivno prepustna za različne snovic) dopušča prosto difuzijo ionov skozi fosfolipidnidvoslojč) dopušča difuzijo plinov kot sta O 2 in CO 2d) omogoča prosto difuzijo makromolekul.7

2 KRI IN TELESNE TEKOČINEMarjan RupnikČloveško telo sestavljajo celice. Notranjost celic ter prostoremed celicami napolnjujejo vodne raztopine različne sestave(slika 2.12). Zunajcelični predelek je vsa vodna raztopina zunajcelic, skupaj s plazmo krvi, očesno vodico, sklepno tekočino incerebrospinalno tekočino v osrednjem živčevju. Največji delzunajceličnega predelka predstavlja medcelična (intersticijska)tekočina, ki obdaja večino celic v telesu. Nadzor nad sestavointersticijske tekočine je zato bistven za normalno delovanjecelic. Uravnavanje sestave intersticijske tekočine je mogočezaradi stalnega pretoka krvi skozi ožilje. Velikost pretoka krvi vkakem predelu telesa močno vpliva na celično okolje, kajtivečina topljencev in vode, z izjemo plazemskih beljakovin, zdifuzijo prosto prehaja med plazmo in intersticijem. Poseben delzunajceličnega predelka predstavlja tekoči del krvi – plazma, kinormalno zavzema 20% volumna zunajceličnih raztopinoziroma 55% volumna krvi. Poglavitni kation zunajceličnetekočine je Na + , poglavitni kation znotrajcelične tekočine pa jeK + . Znotrajcelična raztopina predstavlja več kot 60% vse telesnetekočine.znotrajcelična tekočina~60%Slika 2.1 Razporeditev telesnih tekočin.plazma~8%zunajcelična tekočina~40%Celice človeškega telesa za svoje delovanje potrebujejo O 2 ,hranila, hormone, hkrati pa se morajo znebiti presnovnihproduktov. Ker so dimenzije človeškega telesa za izmenjavosnovi s preprosto difuzijo prevelike, za dostavo in odvozomenjenih snovi skrbi kri, ki neprestano kroži po obtočilih.Druge funkcije krvi so uravnavanje kemičnega okolja vmedcelični tekočini (pH in vsebnost ionov), preprečevanjeizgube krvi (hemostaza), zaščita pred tujimi snovmi inpatogenimi organizmi (imunski sistem) ter uravnavanje telesnetemperature s pretokom krvi skozi kožo.2.1 SESTAVA IN POGLAVITNE NALOGE KRVIKri sestavljajo plazma in celice. Krvne celice so rdeče krvničke(eritrociti), bele krvničke (levkociti) ter krvne ploščice(trombociti). Volumen krvi je približno 70 ml na kilogramtelesne teže (pri 70 kg težkemu človeku je to približno 5 l).celotenvolumenkrviSlika 2.2 Sestava krvi.Plazmavolumen plazme~55%volumen rdečihkrvničk ~45%bele krvničkein ploščicePlazma (tekoča faza krvi) predstavlja približno 55% volumnakrvi. V njej je 92 % vode (slika 2.2). Plazma ima podobnoionsko sestavo kot zunajcelična tekočina v intersticiju. V plazmiso raztopljene beljakovine, ki jih razvrščamo v tri razrede:albumin, globulini in fibrinogen. Albumin predstavlja vsaj 60%beljakovin plazme. Sintetizira se v jetrih ter je potreben zanespecifičen prenos snovi po krvi (npr. bilirubina). Albumin jetudi odgovoren za večino koloidnoosmotskega tlaka plazme.Globulini predstavljajo 35% beljakovin plazme ter so specifičnetransportne beljakovine (prenašajo npr. tiroidne hormone,maščobe, železo) in imunoglobulini (protitelesa – glej specifičniimunski odziv). V plazmi so še elektroliti (Na + , K + , Ca 2+ , Cl - ,HCO 3 - , fosfati in Mg 2+ ), hranila (glukoza, aminokisline, prostemaščobne kisline), regulatorne snovi (hormoni), plini (O 2 , CO 2 ,N 2 ) ter produkti celične presnove (sečnina, sečna kislina,bilirubin). Če pustimo kri koagulirati, in s tem iz plazmeizločimo fibrinogen in sestavine strjevanja krvi, nato pa strdekodstranimo, dobimo serum.Krvne celiceFunkcije krvnih celic so v glavnem prenos plinov, imunskiodzivi ter hemostaza.Rdeče krvničkeRdeče krvničke ali eritrociti predstavljajo malo manj kotpolovico volumna krvi. Volumski odstotek eritrocitovpredstavlja hematokrit, ki zavzemajo okoli 45% volumna krvi.Rdeče krvničke predstavljajo 99,9% krvnih celic. Eritrocitiprenašajo s hemoglobinom kisik ter manjši del ogljikovegadioksida. So visoko specializirane celice brez jedra. Življenjskadoba eritrocitov v obtoku je 120 dni, nato razpadejo v vranici.Koncentracija hemoglobina v krvi določa kapaciteto prenosa O 2 .Normalne koncentracije so od 140 do 160 g l -1 za moške in od120 do 140 g l -1 za ženske. Normalna vrednost rdečih krvničk jeod 4 x 10 12 do 6 x 10 12 l -1 krvi. Zmanjšano kapaciteto krvi zaprenos O 2 imenujemo anemija (glej poglavje Anemije).9

pluripotentnematične celicediferenciranematične celiceeritroidne celice mieloidne celice limfoidne celicenormoblastirdečikostnimozegretikulocitimegakariocititimuseritrocitigranulociti- nevtrofilci- eozinofilci- bazofilcimonocitiploščicelimfociti Blimfocitilimfociti TkritkivnimakrofaglimfoidnotkivoSlika 2.3 Nastanek krvnih celic (hemopoeza). Retikulociti, eritrociti in trombociti nimajo jedra.Nastajanje eritrocitov (eritropoeza) pri odraslih ljudeh poteka vkostnem mozgu (slika 2.3). Eritropoezo sproži beljakovinskihormon eritropoetin (EPO), ki se izloča iz ledvic ob zmanjšanjuparcialnega tlaka O 2 v plazmi (pO 2 ). Zgodnji predstopnjieritrocitov v kostnem mozgu sta eritroblast in normoblast (slika2.3). Za sintezo rdečih krvničk je potrebno dovolj železa vorganizmu, pa tudi nekaterih vitaminov v prehrani (vitamin B 12 ,folijska kislina).Rdeče krvničke so nosilci membranskih molekul(aglutinogenov) značilnih za krvne skupine ABO in Rh.Aglutinogeni ABO so oligosaharidi, aglutinogeni Rh papolipeptidi. Ob transfuziji nekompatibilne krvi pride dozlepljanja (aglutinacije) eritrocitov s protitelesi, ki so v plazmi(aglutinini, razpredelnica 2.1, snov vaje kri).10Razpredelnica 2.1 Krvne skupinegenotip antigeni skupina protitelesaOO --- O anti-A, anti-BOA ali AA A A anti-BOB ali BB B B anti-AAB A in B AB ---Bele krvničkeBele krvničke ali levkociti varujejo telo pred patogenimimikroorganizmi in s tvorbo protiteles nevtralizirajo mnogetelesu tuje in škodljive snovi, tuje celice ter prizadete lastnecelice. Podskupina levkocitov so limfociti, ki so nosilci

specifičnega imunskega odziva. Normalne koncentracije belihkrvničk v krvi so od 4 x 10 9 do 10 x 10 9 l -1 krvi. Glede nazgradbo jedra in vsebnost granul jih delimo napolimorfonuklearne granulocite (eozinofilci, bazofilci,nevtrofilci) in mononuklearne agranulocite (limfociti, monociti,tkivni makrofagi). Celoten sistem tkivnih makrofagov in krvnemonocite združujemo pod imenom retikuloendotelijski sistem(RES). Njihova glavna funkcija je požiranje (fagocitoza) tujihdelcev, mikroorganizmov in propadlih lastnih celic v organizmu.Primeri specializiranega retikuloendotelijskega tkiva so limfnivozli, vranica, kostni mozeg, alveolarni makrofagi pljuč,Kupfferjeve celice jeter ter mikroglija v osrednjem živčevju.Limfocite delimo na celice T, ki so nosilke celičnega imunskegaodziva in prodirajo v prizadeta tkiva in neposredno napadejotuje celice, celice B, ki proizvajajo protitelesa (imunoglobuline)in so nosilke humoralnega imunskega odziva, ter celice ubijalke,ki nespecifično uničujejo tuje in spremenjene lastne celice.Granulociti in monociti nastajajo iz zarodnih celic v kostnemmozgu (slika 2.3). Celice limfoidne zarodne linije potujejo izkostnega mozga v periferna limfna tkiva, kjer nato nastajajozreli limfociti.Krvne ploščiceKrvne ploščice ali trombociti so mešički s citoplazmo, ki seodcepljajo od matičnih celic, megakariocitov, v kostnem mozgu(slika 2.3). Funkcije krvnih ploščic so prenos snovi, pomembnihza strjevanje krvi in prehodno mehansko krpanje poškodovanihžil (glej poglavje Krvavitev). Normalna koncentracija krvnihploščic je od 150 x 10 9 do 300 x 10 9 l -1 krvi.2.2 IMUNSKI ODZIVEna pomembnejših funkcij krvi je imunski odziv. Poznamonespecifično ali endogeno imunost in specifično ali pridobljenoimunost. Procesa sta medsebojno povezana, saj imunske celicenespecifičnega sistema antigene predelujejo in jih predstavljajolimfocitom, imunskim celicam specifičnega sistema, po drugistrani pa specifična protitelesa, ki jih izločajo aktiviranilimfociti, okrepijo nespecifično imunost.Nespecifična imunostNespecifična imunost je obrambni mehanizem proti vsakemutujku, patogenemu organizmu ali nenormalni celici. Sestavnielementi nespecifične imunosti so mehanska in kemičnaobramba pred infekcijo (epitel kože, sluznica, kisli izločkiželodca in vagine), vnetje, aktivacija komplementa ternespecifična aktivnost celic ubijalk. Komplement je sistemplazemskih beljakovin, ki jih aktivirajo kompleksi antigenprotitelo.Aktivacija komplementa je pomemben delnespecifične imunosti. Sestavine komplementa lizirajo celice stujimi antigeni, spodbujajo vnetje, migracijo levkocitov vvnetišče in fagocitozo tujkov.Specifična imunostSpecifična ali pridobljena imunost vključuje številnemehanizme, ki zmanjšajo dovzetnost za okužbo z določenimmikroorganizmom, če smo bili temu že predhodno izpostavljeni.Specifični imunski sistem prepozna in si zapomni določenemolekule – antigene. Človekov imunski sistem med razvojem indiferenciacijo tvori ogromno število limfocitov, ki so občutljivina različne antigene. Antigeni so večinoma velike molekule,npr. beljakovine. Manjše molekule, ki jih imenujemo hapteni, semorajo predstaviti vezani na beljakovino. Ob stiku z antigenomse najbolj aktivirajo limfociti specifični za ta antigen. Aktiviraniklon limfocitov se močno razmoži in tako laže kljubuje infekciji.Specifični imunski sistem deluje prek limfocitov na dva načina,kot humoralna imunost (protitelesa), kjer sodelujejo limfociti B,ter celična imunost, kjer posredujejo limfociti T.O aktivni imunosti govorimo, kadar imunski odziv sprožiaktivacija lastnih limfocitov, o pasivni imunosti pa takrat, ko setelo brani z limfociti ali protitelesi zunanjega izvora (npr.novorojenci s protitelesi matere).Humoralni imunski odzivČloveško telo se odzove z nastajanjem protiteles predvsem nabakterijske okužbe, pa tudi na nekatere virusne okužbe. LimfocitB se aktivira ob stiku receptorjev (imunoglobulinov) na svojipovršini s specifičnimi antigeni, ki mu jih na svoji površiniponudijo makrofagi. Aktivacija pomeni pospešeno podvojevanjein transformacijo limfocitov B v plazmatke, v katerih se sprožitasinteza in izločanje specifičnih protiteles, in spominske celice, kipovečujejo rezervo celic, ki se lahko odzovejo na določenantigen.Glede na hitrost imunskega odgovora, tip protiteles, ki priimunskem odgovoru nastaja, ter intenzivnost imunskegaodgovora ločimo primarni in sekundarni imunski odziv.Primarni imunski odziv se razvije v nekaj tednih, zato le počasiomeji okužbo. Sekundarni imunski odziv ob ponovnem stiku zantigenom temelji na spominskih celicah in se razvije v nekajdneh in je po intenzivnosti vsaj stokrat večji od primarnegaodziva. Velika količina protiteles omeji potencialni patogenidejavnik, preden se sploh pojavijo znamenja okužbe.Razredi protiteles (imunoglobulinov) so IgG, IgM, IgD, IgA inIgE. Imunoglubulini IgM sodelujejo pri primarnem imunskemodzivu. Vključeni so tudi v prepoznavanje aglutinogenovsistema ABO. IgG so v krvi najpogostejši. Sodelujejo prisekundarnem imunskem odzivu. Imunoglobulini IgD sospecifični receptorji na površini celic B. IgA protitelesa najdemotudi v izločkih (slina, mleko), IgE pa posredujejo pri alergijskihreakcijah in parazitskih okužbah. Protitelesa delujejo na trinačine: prek aktivacije komplementa, z aglutinacijo antigena innevtralizacijo antigena.Celični imunski odzivImunski odziv s celicami lahko spodbudijo virusne in glivičneokužbe ter spremenjene lastne celice (npr. rak). Limfociti T seaktivirajo s prepoznavo tujih antigenov na površini celic, kinosijo tudi antigene, ki so ponavadi prisotni na telesu lastnihcelicah (lastnih antigenov). Aktivacija pomeni pospešenopodvojevanje in preobrazbo limfocitov T v citotoksičnelimfocite T (lizirajo celice, ki nosijo antigen), celice pomagalke(pospešujejo delitve limfocitov B in T) ter celice zaviralke(omejujejo aktivnost limfocitov). Celični imunski sistem seaktivira tudi pri presaditvi tujih tkiv in organov, ko se sprožizavrnitvena reakcija.2.3 ZAUSTAVITEV KRVAVITVEČloveški organizem ima mehanizem, ki ob prekinitvi žilenajprej zmanjšuje, nato ustavi izgubo krvi, na koncu pa obnovipoškodovano žilo in obnovi pretok krvi. Temu mehanizmu11

pravimo hemostaza. Zaustavitev krvavitve poteka v treh fazah:žilna faza, trombocitna faza in faza koagulacije. Med prvo fazose žila skrči (vazokonstrikcija). To je lokalni odziv žilne mišičneplasti na poškodbo. Zaradi tega se zmanjša odprtina na mestupoškodbe in s tem iztekanje krvi. Toda ta mehanizem lahkoučinkovito zaustavi le krvavitev iz manjših žil. Trombocitnofazo sproži poškodba žilne stene, ki razgali pod endotelijemležeča vlakna kolagena, na katera se začnejo lepiti trombociti(adhezija). Stik trombocitov z subendotelijskim kolagenomspodbudi izločanje dejavnikov iz trombocitov, ki vzdržujejovazokonstrikcijo, spodbujajo nabiranje (agregacijo) trombocitovna mestu poškodbe, da nastane trombocitni čep. Trombocitipospešujejo strjevanje krvi (koagulacijo). Zaporedje dogodkovmed strjevanjem krvi v poenostavljeni obliki kaže slika 2.4.neaktivnaoblikafaktorja XIIINTRINZIČNA POTspremenjena površinažilne steneaktiviranfaktor XIIneaktivnifaktor XEKSTRINZIČNA POTaktiviranitkivnifaktorpoškodbatkivaaktivnifaktor Xprotrombin(faktor II)fibrinogen(faktor I)trombinfibrinSlika 2.4 Stopnje koagulacije krvi. Koagulacija se sproži podveh poteh, v žili povzroči koagulacijo spremenjena površinažilne stene, od zunaj pa poškodba tkiva.Agregirani trombociti sestavljajo čep, beli krvni čep, na kateregase odlaga vlaknata beljakovina, fibrin, ki je končni produktkoagulacije. Fibrin dela mrežo, v katero se ujamejo krvne celice(eritrociti in levkociti), tako iz belega krvnega čepa nastanerdeči krvni čep. Rdeči krvni čep se skrči, kar omogočitakontraktilna beljakovina trombastenin v trombocitih ter ATP kotvir energije. Zaradi skrčenja rdečega krvnega čepa se krajpoškodbe še bolj zapre, sočasno se iz čepa odstranijo dejavniki,ki spodbujajo koagulacijo in nastajanje krvnega čepa, kar ustaviširjenje obeh procesov v nepoškodovane dele žile. Tako sekonča prvi del hemostaze. V drugem delu hemostaze papotekajo procesi, ki obnovijo poškodovano žilno steno inrazgradijo krvni čep (npr. fibrinoliza, pri kateri se razgradifibrinska mreža) ter naredijo žilo ponovno prehodno.SlovstvoTortora GJ, Grabowski SR (1996) Principles of Anatomy andPhysiology. Harper Collins Publishers Inc., New York.Martini FH (1995) Fundamentals of Anatomy and Physiology.Prentice Hall, New Jersey.McGeown JG (1996) Physiology, Churchil Livingstone,NewYork.Vprašanja1. Izolirana plazma vsebujea) eritrociteb) albuminc) levkociteč) globulined) fibrinogen.2. Za krvne ploščice velja, daa) so celice z več jedrib) se vežejo na poškodovano žilno stenoc) izločajo dejavnike, ki zavirajo nastajanje belega strdkač) ne sodelujejo pri samem procesu koagulacije krvid) povzročijo skrčenje rdečega krvnega strdka.3. Plazemske beljakovine soa) albuminb) globulinic) fibrinogen;serumske beljakovine soč) albumind) globulinie) fibrinogen.4. Če je dalj časa znižan parcialni tlak O 2 v arterijski krvi, sea) zniža koncentracija hemoglobina v krvib) zveča tvorba eritrocitov v kostnem mozguc) zveča poraba železa v kostnem mozguč) zveča izločanje eritropoetina iz ledvicd) zmanjša hematokrit.5. Rdeče krvničke imajo na površini membrane oligosaharidein polipeptide, ki soa) aglutininib) aglutinogenic) hapteni.Pri transfuziji nekompatibilne krvi sistema ABO pride dozlepljenja eritrocitov dajalca s prejemnikovimič) aglutininid) aglutinogeni.6. Za albumin veljaa) iz njega nastane fibrinb) najbolj prispeva h koloidnoosmotskemu tlaku plazmec) deluje kot specifična transportna beljakovinač) sestavljen je iz imunoglobulinovd) deluje kot nespecifična transportna beljakovina.7. Pravilno zaporedje razvoja eritrocita jea pluripotentna celica ⇒ retikulocit ⇒ eritrocit ⇒normoblast ⇒ eritroidna celicab) pluripotentna celica ⇒ eritroidna celica ⇒ normoblast⇒ retikulocit ⇒ eritrocitc) retikulocit ⇒ pluripotentna celica ⇒ eritrocit ⇒normoblast ⇒ eritroidna celicač) retikulocit ⇒ eritrocit ⇒ normoblast ⇒ pluripotentnacelica ⇒ eritroidna celicad) eritrocit ⇒ eritroidna celica ⇒ normoblast ⇒retikulocit ⇒ pluripotentna celica.8. Za osebo, s krvno skupino O, veljaa) na eritrocitih ima antigene A in Bb) na eritrocitih ima samo antigene Bc) na eritrocitih nima antigenov A ali Bč) v plazmi ima protitelesa anti-A in anti-Bd) v plazmi ima samo protitelesa anti-B.12

9. Za Rh negativno osebo veljaa) na eritrocitih nima antigenov Rhb) na eritrocitih ima antigene Rhc) v krvi ima vedno anti-Rh protitelesač) lahko ima v krvi anti-Rh protitelesad) nikoli nima v krvi anti-Rh protitelesa.10. Med nosečnostjo je plod lahko ogrožen v primeru, če jea) pri prvi nosečnosti nosečnica Rh negativna in plod Rhpozitivenb) nosečnica Rh pozitivna in plod Rh pozitiven ne gledena predhodne nosečnostic) nosečnica Rh negativna in plod Rh negativen ne gledena predhodne nosečnostič) nosečnica Rh negativna in ponovno noseča z Rhpozitivnim plodomd) nosečnica Rh pozitivna in ponovno noseča z Rhnegativnim plodom.11. Za nespecifični imunski odziv organizma veljaa) sekundarni odziv je praviloma močnejši odprimarnegab) njegova poglavitna komponenta je vnetjec) pri njem sodelujejo samo limfociti B in Tč) odziv ni odvisen od vrste tujkad) pri njem sodelujejo celice naravne ubijalke.12. Za specifični imunski odziv organizma veljaa) prične se z aktivacijo komplementab) odzove se na določene antigenec) ni odvisen od vrste sprožilnega dražljajač) njegova poglavitna dejavnika sta epitelij in sluzd) noben odgovor ni pravilen.13. Hemostaza zajema naslednje fiziološke spremembea) razgradnjo krvnega strdkab) žilni spazemc) vazodilatacijoč) nastanek trombocitnega čepad) koagulacijo.13

pljučni obtokpljučno deblopljučne vene3 SRCE IN KRVNA OBTOČILAMatjaž Bunc in Mara BresjanacEnocelični organizmi pridobivajo hranila in v okolico oddajajoodpadne snovi neposredno skozi celično membrano. Tudi celicev mnogoceličnem organizmu so ohranile ta temeljni načinkomunikacije z okoljem. Posebnost celic v kompleksnemorganizmu, kot je človekov, pa je njihova specializacija inzdruževanje v tkiva in organske sisteme. Celice v tkivih nimajoneposrednega stika z zunanjim okoljem, pač pa le z notranjimokoljem. Njihov obstoj je zato pogojen s stalnostjo teganotranjega okolja. To pomeni, da morajo imeti v njem na voljodovolj hranilnih snovi in kisika, hkrati pa mora biti zagotovljenotudi odstranjevanje odpadnih snovi. V človekovem organizmu jetransportni medij, ki zagotavlja stalen dotok hranilnih snovi inkisika ter odstranjevanje odpadnih snovi iz prostora medcelicami, kri, ki kroži skozi telo. Izmenjava snovi med krvjo inmedceličnim prostorom poteka skozi stene kapilar, najboljštevilnih in najbolj drobnih žil v telesu. Zato, da kri teče požilah, je potrebna določena razlika tlakov. Črpalka, ki nareditlačno razliko za tok krvi po žilah, je srce.Preprost model krvnih obtočil in fizikalni temeljinjegovega delovanjaGlavni elementi krvnih obtočil so: mišična črpalka (srce) in dvafunkcionalno različna odseka žilja, sistemski in pljučni krvniobtok (slika 3.1). Če levo in desno srce obravnavamo kot dveločeni črpalki (dopustna poenostavitev), potem vidimo, da stasistemski in pljučni krvni obtok vezana zaporedno, drug zadrugim, v krogu. Nasprotno velja, da so organi in tkiva s svojimžiljem v sistemski krvni obtok praviloma vpeti kot vzporednovezane zanke. Takšna organizacija krvnih obtočil ima velikfiziološki pomen. Pretok skozi žilo ali organ (Q; enačba 3.1) jenamreč premosorazmeren razliki tlaka in obratno sorazmerenuporu (R) proti toku krvi. Vzporedna vezava organov omogočaločeno uravnavanje pretoka s spreminjanjem upora v žilahposameznih organov, pri tem pa - zaradi hkratnega uravnavanjasistemskega arterijskega tlaka - pretok skozi ostale, predvsemključne organe (npr. možgane), ni moten.Q = ΔP/R (enačba 3.1)Q pretok (l min -1 )ΔPgradient tlaka (mm Hg)R upor (mm Hg min l -1 )Pretok krvi skozi sistemski obtok je odvisen predvsem oddelovanja levega prekata, ki iztiska kri v aorto. Iz aorte seodcepljajo velike arterije, ki vodijo kri v posamezne predeletelesa in organe, npr. roko, nogo, možgane, ledvice itd. Velikearterije se nato razvejijo v manjše arterije, te pa nato v arteriole,in te v kapilare. Kapilare predstavljajo kraj izmenjave plinov inhranilnih snovi med krvjo in intersticijsko tekočino. Iz kapilar sekri vrača po venulah in venah v zgornjo in spodnjo votlo veno inod tu v desni preddvor.desno srcevotla venadeoksigeniranakriVAsistemski obtokSlika 3.1 Glavni elementi krvnih obtočil.AVlevo srceaortaoksigeniranakriKri skozi pljučni obtok poganja desni prekat, ki se polni izdesnega preddvora, in iztiska kri v pljučno deblo, od tod pa vpljučne arterije, arteriole in kapilare. Med kapilarami inpljučnimi alveoli poteka izmenjava plinov z difuzijo (glejpoglavje Dihanje): O 2 iz vdihanega zraka v alveolih vstopa v kri,iz krvi pa se izloča CO 2 , ki ga izdihamo. Po pljučnih venah tečekri bogata s kisikom (oksigenirana kri) v levi preddvor in od todv levi prekat.3.1 SRCESrce je mišična črpalka, zgrajena iz dveh preddvorov in dvehprekatov. Med vsakim preddvorom in prekatom ter medprekatom in veliko arterijo (pljučnim deblom ali aorto) jezaklopka, ki preprečujejo vzvratni tok krvi. Podlaga zamehanično dejavnost srca je njegova avtonomna električnaaktivnost.Srčna mišicaSrčna mišica je posebna prečno-progasta mišica. Tudi zanjo kotza druge vrste mišic (npr. skeletno mišico) velja, da električnovzdraženje povzroči krčenje mišične celice. Sosednje srčnomišičnecelice se stikajo s presledkovnimi stiki. Ti zagotavljajonemoteno električno povezavo med sosednjimi celicami inprenos akcijskih potencialov. Zaradi tega srčna mišica deluje kotenota (pravimo, da je funkcionalno sincicij). Srčni mišicirečemo miokard. V srčnomišičnih celicah je velikomitohondrijev, saj je med delovanjem srca presnova v njemvseskozi aerobna (glej poglavje o presnovi).Električne lastnosti srcaČe bi opazovali izolirano srce takoj po odvzemu iz telesa, bivideli, da se še nekaj časa ritmično krči. Spontana mehaničnaaktivnost je posledica posebnih značilnosti dela srčnega tkiva, kije vir spontane električne aktivnosti v srcu, ti. prevodnegasistema (slika 3.2). Ta sistem sestavljajo: (1) skupkispecializiranih celic v steni srčnih votlin (t.i. sinoatrialni inatrioventrikularni vozel) in (2) posebne povezave med njimi inmišičnimi celicami v steni prekatov (Hisov snop in Purkynjevavlakna).15

sinoatrialnivozeldesni preddvoratrioventrikularnivozel16Hisov snopdesni prekatdesni prevodni krakSlika 3.2 Prevodni sistem srca.konicalevi preddvoratrioventrikularnazaklopkalevi prekatlevi prevodni krakPurkynjeva vlaknaSinoatrialni vozel je tisti skupek specializiranih celic v srcu, ki ssvojim ritmičnim proženjem akcijskih potencialov narekujenormalni srčni ritem, zato mu pravimo tudi ritmovnik (angl.pacemaker). Posebnost specializiranih celic sinoatrialnega vozla(in drugih podobnih skupkov celic) je, da njihov membranskipotencial ne miruje (glej Mirovni membranski potencial).Membranski potencial teh celic ves čas spontano valuje tako, dase v njih ritmično prožijo akcijski potenciali vsakič, kodepolarizacija doseže prag. Vzrok za spontano električnoaktivnost teh celic leži v prevodnih lastnostih njihovemembrane. V srcu obstaja več skupkov celic, ki so sposobnespontanega ritmičnega proženja akcijskih potencialov. Vzdravem srcu določa ritem tista skupina celic, ki ima največjofrekvenco proženja, t.j. sinoatrialni vozel v steni desnegapreddvora, blizu vtoka zgornje votle vene. Urejeno hitro širjenjeakcijskega potenciala po vlaknih prevodnega sistema in skozisrčno mišico povzroči krčenje mišičnih celic preddvorov inprekatov v določenem zaporedju: depolarizacija preddvorovpovzroči njihovo skrčenje, temu pa sledita depolarizacija inskrčenje prekatov.ElektrokardiogramAkcijski potencial se kot val depolarizacije prevaja iz enegapredela srca v drugega. Zaradi tega nastajajo napetostne razlikemed posameznimi predeli v srcu, ki jih lahko zaznamo napovršini telesa s posebno pripravo: elektrokardiografom.Poglavitni deli elektrokardiografa so: (1) snemalne elektrode, kijih namestimo na standardna mesta na površini telesa, (2)pretvornik, ojačevalnik in (3) pisalni mehanizem. Časovni zapisnapetostnih razlik v srcu imenujemo elektrokardiogram (EKG).EKG ima velik pomen za spremljanje normalne električnedejavnosti srca in ugotavljanje nepravilnosti. Značilni zapis(slika 3.3A) pokaže tri različne vrste odklonov. Glede nazaporedje dogodkov v srcu val P v EKG zapisu predstavljadepolarizacijo preddvorov. Sledi mu kompleks zobcev QRS, kinastane med prevajanjem vzdraženja po prekatih. Val T papredstavlja repolarizacijo prekatov, to je fazo obnovitvemirovnega membranskega potenciala v miokardu.Repolarizacija preddvorov poteka sočasno s širjenjemdepolarizacije skozi prekate. Zato je odklon v EKG zapisu, ki bipredstavljal repolarizacijo preddvorov "prekrit" s kompleksomQRS in ga ne vidimo.Oblika zapisa, ki ga dobimo pri snemanju EKG je odvisna odtega, kam postavimo in kako priključimo snemalne elektrode.Zato za snemanje EKG uporabljamo standardne namestitveelektrod (odvode), kar nam omogoči, da vedno opazujemodogodke v srcu na enak način in zapise med seboj primerjamo(slika 3.3A). Iz zapisa EKG lahko ugotavljamo spremembe vdelovanju srca, ki se izražajo v njegovi električni aktivnosti.Med drugim lahko opazujemo frekvenco bitja srca, ritmičnostutripa, ugotovimo pa lahko tudi zadebelitev (hipertrofijo)miokarda, spremembe prevajanja ob propadu dela miokardazaradi srčnega infarkta itd.Mehanična dejavnost srcaMehanizmi krčenja srčne mišice so podobni tistim, ki sopodrobno opisani v poglavju Celica. Tudi tu gre za skrajšanjedolžine sarkomere zaradi aktivnega procesa nastajanja insproščanja prečnih mostičkov med aktinskimi in miozinskimivlakni. Nastanek mostičkov uravnava predvsem znotrajceličnakoncentracija Ca 2+ . Kot pri skeletni mišici se ob prihoduakcijskega potenciala na membrano srčne mišice sprostijo Ca 2+ioni iz sarkoplazemskega retikuluma v citoplazmo, poleg tega paCa 2+ ioni med akcijskim potencialom vstopajo v srčno-mišičnocelico tudi iz zunajceličnega prostora, kjer je koncentracija tegaiona 1000-krat večja. Učinki povečane znotrajceličnekoncentracije Ca 2+ so v srčno-mišični celici enaki kot v skeletnimišici, zato jih tu ne bomo podrobneje opisovali.Srčni ciklusSrčni ciklus je sklenjeno zaporedje električnih in mehanskihdogodkov v srcu. Kot smo že poudarili, je ustrezna električnaaktivnost podlaga za normalno mehanično dejavnost srca. Zato,da srce deluje kot učinkovita črpalka, se mora krčiti časovnousklajeno in s primerno frekvenco. Če vzporedno prikažemosočasne električne in mehanske dogodke v srcu na skupnemdiagramu, lahko sledimo značilnemu zaporedju dogodkov vsrčnem ciklusu (slika 3.3A in B).Kri, ki priteče v preddvore mora naprej v prekate, od tod pa vvelike arterije. Zato, da kri steče iz preddvora v prekat, moratlak v preddvoru preseči vrednost tlaka v prekatu. To se dogajamed srčnim ciklusom vse od odprtja atrioventrikularnih zaklopkdo konca aktivnega iztisa krvi iz depolariziranih preddvorov(slika 3.3B). Ko se nato val depolarizacije po prevodnemsistemu razširi v miokard prekata (zobci QRS v EKG), se skrčitatudi ta dva predelka srca. Kmalu po začetku krčenja prekatovtlak v njih preseže vrednosti tlaka v preddvorih in zaprejo seatrioventrikularne zaklopke. Zaprtje teh zaklopk povzročiturbulenten tok krvi in vibracije, ki jih na površini prsnega košaslišimo kot prvi srčni ton. Ta dogodek, zaprtjeatrioventrikularnih zaklopk oziroma prvi srčni ton, označujezačetek srčne sistole, t.j. tistega dela srčnega ciklusa, medkaterim srce iztiska kri v arterije. Pozorno opazovanje diagramav sliki nam pove, da je med zaprtjem atrioventrikularne inodprtjem aortne ali pulmonalne zaklopke kratko obdobje, vkaterem se depolarizirani miokard prekata prične krčiti in vprekatu, ki je z zaprtima zaklopkama ločen tako od preddvorakot od aorte, strmo narašča tlak. Ta začetni del sistole, ko sezaradi krčenja prekata v njem vrednost tlaka strmo dviga,obenem pa še ni dosegel vrednosti tlaka v aorti in se iztis krvidejansko še ni pričel, imenujemo izovolumetrična kontrakcija.Izraz pomeni skrčenje prekata, med katerim se njegov volumenne spremeni.V nekem trenutku med krčenjem tlak v prekatu preseže vrednosttlaka v veliki arteriji, ki iz njega izhaja, in od tedaj teče kri medkrčenjem prekata v žilo. Ko se začne relaksacija (t.j. sprostitevnapetosti) prekatov, tlak v prekatu pade pod vrednost tlaka vaorti (ali pa v pljučnem deblu) in se zato zaprejo tudi zaklopkena velikih arterijah: aorti in pljučnem deblu. Tudi ta dogodekizzove vibracije, ki jih slišimo kot drugi srčni ton.Z drugim srčnim tonom označujemo konec sistole in pričetekdiastole. Na začetku diastole se prekat po iztisu postopno

elaksira, tlak v njem je padel pod raven tlaka v aorti, hkrati paje večji od tlaka v preddvoru, tako aortna (pulmonalna) kotatrioventrikularna zaklopka sta zaprti. Ta del diastole, ko tlak vprekatu pada, njegov volumen pa se ne spreminja, imenujemoizovolumetrična relaksacija. Nato se odpro atrioventrikularnezaklopke in kri v diastoli iz preddvorov teče v prekate.AEKGBzapiranjeaortne zaklopke,2. srčni tonodpiranjeaortne zaklopketlak v aortiTlak (mm Hg)odpiranjeatrioventrikularne zaklopketlak v levem prekatutlak v levem preddvoruCVolumen prekata (ml)zapiranjeatrioventrikularnezaklopke, 1. srčni tonSlika 3.3 A) Normalen EKG zapis, B) spremembe tlakov v levem preddvoru, levem prekatu in aorti med srčnim ciklusom innastanek prvega in drugega srčnega tona, ter C) spremembe volumna prekata med srčnim ciklusom. Za razlage okrajšav glejbesedilo.Sistola je normalno krajša od diastole, kar pomeni, da je fazaiztisa krvi iz srca v obtok krajša kot faza polnjenja srca s krvjo izobtoka. Če se poveča frekvenca bitja srca, se trajanje srčnegaciklusa skrajšuje in to predvsem s skrajševanjem diastole.Če bi opazovali spreminjanje volumna krvi v prekatu medsrčnim ciklusom pri mirujočem človeku (slika 3.3 C), bi lahkougotovili, da je ob koncu sistolnega iztisa v njem še okoli 70 mlkrvi. Pasivno se iz preddvorov v prekate pretoči še nekaj krvi,tako da je še pred skrčenjem preddvorov v prekatu že približno125 ml krvi. Krčenje preddvora prispeva do 30% končnegadiastoličnega volumna. Končni diastolični volumen prekata(angl. ventricular end diastolic volume, VEDV) znaša tik predzačetkom sistole okoli 140 ml. Med prekatno sistolo se v velikoarterijo iztisne približno 70 ml krvi (utripni volumen, angl.stroke volume). Iztisni delež prekata (angl. ventricular ejectionfraction) znaša torej 50%. Zmnožek utripnega volumna (vmililitrih) in srčne frekvence (izražene s številom utripov naminuto) je volumen krvi, ki ga srce iztisne v krvna obtočila v eniminuti (minutni volumen srca, MVS).Delovanje preddvorov med srčnim ciklusomKri iz velikih ven med diastolo nemoteno teče v preddvor in odtod v prekat. Krčenje preddvorov iztisne v prekate le šepreostalih 30% polnega volumna prekatov ob koncu diastole. Topomeni, da črpalna dejavnost preddvorov ni poglavitnegapomena za normalno polnjenje prekatov. Če opazujemospreminjanje tlaka v preddvoru med srčnim ciklusom (slika3.3B) lahko opazimo tri značilne "valove", tri faze, medkaterimi se tlak v preddvoru poveča. Prvi val, ki ga označimo sčrko a sovpada s krčenjem depolariziranega preddvora, medkaterim se iz njega kri aktivno iztisne v prekat. Sledi mu val c,ko se tlak v preddvoru poveča na račun vbočenjaatrioventrikularne zaklopke med krčenjem prekata. Zadnji je valv, ki predstavlja povečanje tlaka v preddvoru zaradi vtoka krvivanj, medtem ko se atrioventrikularna zaklopka še ni odprla.Oblika krivulje spreminjanja tlaka v preddvoru med srčnimciklusom je enaka za oba preddvora, absolutne vrednosti tlakapa se razlikujejo: medtem ko je tlak v desnem preddvorunormalno približno enak 0 (t.j., enak atmosferskemu tlaku), se vlevem preddvoru vrednosti tlaka gibljejo med 1 in 4 mm Hg.Spremembe tlaka v desnem preddvoru in vse tri opisane valovelahko posredno spremljamo z opazovanjem nihanja stolpca krviv vratnih venah, kamor se prenašajo tlačne spremembe izpreddvora, pri zdravem, ležečem človeku.Spreminjanje tlaka v velikih žilah med srčnim ciklusomTlak v aorti zaradi prekinjajočega se (intermitentnega) iztisakrvi iz srca ni stalen, pač pa niha med največjo vrednostjo, ki jodoseže med sistolo (okrog 120 mm Hg), in najmanjšo, ki jodoseže ob koncu diastole (okrog 80 mm Hg). Med sistolo tlak vaorti tesno spremlja tlak v prekatu, ko pa se prične prekatrelaksirati, vidimo, da tlak v aorti pada precej manj strmo kot vprekatu. Tak počasen padec tlaka je posledica elastičnih lastnostiaorte, ki ublažijo znižanje tlaka zaradi hitrega odtekanja krvi izaorte v velike arterije. Ker pada tlak v levem prekatu hitreje kotv aorti, se krivulji pritiskov za aorto in levi prekat ponovnosekata. V tistem trenutku se aortna zaklopka zapre, kar prepreči17

vzvratni tok krvi v levi prekat. Nenadno zaustavitevretrogradnega toka krvi zaznamo kot majhen skok tlaka v aorti.15MVSSpremembe tlaka v pljučnem deblu so po obliki enake kotspremembe v aorti. Poglavitna razlika je v tem, da so absolutnevrednosti tlaka v celotnem pljučnem krvnem obtoku bistvenomanjše: med sistolo doseže tlak v pljučnem deblu približno 25mm Hg, med diastolo pa se giblje okoli vrednosti 10 mm Hg.Tlačne razlike so posledica izrazito manjšega upora v pljučnemžilju, kajti pretoka skozi pljučno žilje in sistemski obtok staenaka (ΔP = Q x R; glej enačbo 3.1).Minutni volumen in-1venski priliv (l min )105avenski prilivUtripni in minutni volumen srcaMinutni volumen srca je volumen krvi, ki ga prekat iztisne vžilni sistem v eni minuti. Normalno iztisne levi prekat v eniminuti v sistemski krvni obtok enako količino krvi kot je iztisnedesni prekat v pljučni krvni obtok: minutna volumna obeh srčnihprekatov sta enaka. Minutni volumen srca je odvisen odutripnega volumna (UV) in hitrosti bitja srca oziroma srčnefrekvence (SF). Normalno znaša okrog 5 l min -1 .MVS = UV x SF (enačba 3.2)MVSUVSFPrimer:minutni volumen srcautripni volumen srcasrčna frekvencaSF = 70 utripov/ minUV = 70 mlMVS = 70 utripov/min x 70 ml/utrip = 4900 ml/min.Pretok skozi obtočila, ki ga zagotavlja srce z MVS, mora vvsakem trenutku zadoščati za presnovne potrebe tkiv, zato jenatančno uravnavan. Mehanizmi uravnavanja MVS so srculastni, intrinzični, in zunanji, ekstrinzični.Intrinzično uravnavanje MVSNajpomembnejši intrinzični mehanizem je tisti, ki izhaja izzgradbe srčne mišice. Popisuje ga Frank-Starlingov zakon srca.Imenuje se po dveh fiziologih, ki sta ga prvič opisala. Naizoliranem srcu poskusne živali sta opazila, da se močkontrakcije srca poveča, če se zaradi večjega volumna krvi vprekatu, v diastoli mišične celice miokarda pred skrčenjem boljraztegnejo. To je pomenilo, da se je utripni volumen srcapovečal, če se je povečal končni diastolični volumen prekataizoliranega srca. Če pogledamo, kako je utripni volumen prekatačlovekovega srca odvisen od polnjenosti prekata, ali pa kako jeminutni volumen vsega srca odvisen od tlaka v desnempreddvoru, ki je merilo polnitve srca, ugotovimo, da Frank-Starlingov zakon drži tudi za človekovo srce v telesu (slika 3.4).S Frank-Starlingovim zakonom lahko razložimo dve pomembniznačilnosti delovanja srca: (1) minutni volumen srca je enakvenskemu prilivu v istem času in (2) minutna volumna obehprekatov sta enaka.0-4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14Tlak v desnem preddvoru (mm Hg)Slika 3.4 Odvisnost minutnega volumna srca (MVS) od tlaka vdesnem preddvoru. Frank-Starlingov zakon srca. Vrisana je tudikrivulja venskega priliva (za razlago glej besedilo). a: normalnadelovna točka srca je določena s presečiščem obeh krivulj.Diastolična raztegnitev srca in venski priliv (VP)Kot smo videli, je po Frank-Starlingovem zakonu moč, s katerose krči srce, odvisna od diastolične raztegnitve srčne mišice.Moč skrčenja v odvisnosti od tlaka polnjenja (končnegadiastoličnega volumna prekata; slika 3.4) narašča domaksimalne vrednosti, nato pa se ustali. Diastolična raztegnitevsrca in tlak v desnem preddvoru pri normalnem srcu je odvisnaod tega, koliko venske krvi priteče v srce v minuti, to je odvenskega priliva (VP; glej sliko 3.4).Povečanje VP krvi v desni preddvor povzroči povečano polnitevoziroma povečan volumen prekata ob koncu diastole. Kot smovideli, te spremembe povzroče porast utripnega volumna inminutnega volumna, dokler se ne vzpostavi novo ravnovesnostanje, v katerem je minutni volumen srca enak venskemuprilivu v srce. Ker pa je minutni volumen desnega prekata hkratitudi venski priliv levega prekata, se na podlagi enakegamehanizma tudi oba prekata ustalita v novem ravnovesnemstanju. Tako se minutna volumna obeh prekatov v času nekajutripov izenačita na višji ravni.VP krvi v srce je odvisen od: (1) volumna krvi, (2)kapacitivnosti ven in (3) perifernega upora (slika 3.5). Vnormalnih razmerah srce v časovni enoti izčrpa prav toliko krvi,kolikor se je vanj nateče, tako da sta MVS in VP enaka.15-1Venski priliv (l min )105R pV k,0-4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14CTlak v desnem preddvoru (mm Hg)Slika 3.5 Odvisnost venskega priliva (VP) od tlaka v desnempreddvoru. Vpliv znižanja perifernega upora (R p ), zvečanjavolumna krvi (V k ) ter znižanja kapacitivnosti ven (C).18

Ekstrinzična kontrola minutnega volumna srca (MVS)Uravnavanje delovanja srca je pomembna naloga vegetativnegaživčevja in dela endokrinega sistema. Oba dela vegetativnegaživčevja, simpatikus in parasimpatikus (glej poglavje Živčevje),vplivata na delovanje srca. Živčno uravnavanje srčne funkcije jerefleksno, pod vplivom impulzov iz kardiovaskularnih in drugihreceptorjev, in normalno ni pod nadzorom zavesti. Aktivnostsimpatičnega živčevja, katerega mediator je noradrenalin, se nasrcu kaže v povečani moči krčenja (pozitivni inotropni učinek,slika 3.5) in povečani frekvenci srčnih utripov (pozitivnikronotropni učinek). Pozitivni inotropni učinek simpatikusapoveča minutni volumen srca pri vseh diastolnih volumnih (glejsliko 3.5). Krivulja minutnega volumna srca v odvisnosti odtlaka v desnem preddvoru se premakne navzgor in v levo.Simpatično nitje, ki oživčuje srce, izstopa iz zgornjih prsnihsegmentov hrbtnega mozga.Aktivnost parasimpatičnega živčevja, katerega mediator jeacetilholin, se na srcu pozna v učinkih, ki so nasprotni učinkomsimpatičnega živčevja. Parasimpatično nitje pride do srca zdesetim možganskim živcem, klatežem, vagusom. Učinekparasimpatičnega živčevja na srce je predvsem počasnejšeutripanje srca (negativni kronotropni učinek). Krivuljaminutnega volumna srca v odvisnosti od tlaka v desnempreddvoru se pod vplivom parasimpatičnega živčevja premaknev desno in navzdol. To pomeni, da se zmanjša minutni volumensrca pri vseh diastoličnih volumnih.2015simpatikusnjih različno velik upor, kar povzroči tudi različen padec tlaka(slika 3.6). Največji upor toku krvi je v arteriolah sistemskegakrvnega obtoka, zato je ta odsek žilja tudi mesto največjegapadca tlaka. V velikih arterijah pa je tlak zelo podoben tistemu vaorti tako po svojih absolutnih vrednostih kot po nihanju medsistolično in diastolično vrednostjo. Nihanje tlaka v arterijah jeotipljivo: kot periferni pulz ga lahko zatipamo nad arterijami inz njegovo pomočjo izmerimo frekvenco srčnih utripov.Normalen razpon vrednosti sistoličnega tlaka je med 90 in 140mm Hg in diastoličnega med 60 in 90 mm Hg.Tlak krvi v žili (arteriji ali veni) lahko izmerimo invazivno, takoda uvedemo v žilo kanilo, ki je povezana z merilcem tlaka. Takomeritev redko uporabljamo. Za vsakdanjo rabo so za merjenjearterijskega tlaka primernejše neinvazivne meritve, npr. ssfigmomanometrom po Riva Rociju, kjer ni potrebno prebostižile (glej opis in sliko meritve v besedilu navodil za vajo Srce inkrvni obtok v delovnem zvezku).Arterijski tlak, periferni upor, pretokZa to, da teče tekočina po cevi, je potrebno napraviti razlikotlakov med obema koncema cevi. Potrebna razlika tlakov medobema koncema cevi, po kateri teče tekočina, bo pri stalnempretoku večja, če bo upornost cevi večja (manjši premer cevi).Prav tako bo pri stalni upornosti cevi razlika tlakov večja, če bopretok skozi cev večji. Velikost razlike tlakov med obemakoncema cevi je matematični produkt pretoka skozi cev in uporacevi:ΔP = Q x R (enačba 3.3)simboli so enaki kot v enačbi 3.1Minutni volumen in-1venski priliv (l min )105venski prilivnormalno0-4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14Tlak (mm Hg):srednji arterijski tlakTlak v desnem preddvoru (mm Hg)Slika 3.6 Učinek simpatikusa na krivuljo MVS. Vidimo, dasimpatična stimulacija povzroči premik krivulje tako, da je MVSpri enakem tlaku polnjenja (tlak v desnem preddvoru) večji kotpri nespodbujenem srcu.AortaVelike arterijeMale arterijeArterioleKapilareVenule in veneNajpomembnejša hormona, ki se sprostita iz sredice nadledvičnežleze in imata velik vpliv na srčno funkcijo, sta adrenalin innoradrenalin. Na srčno funkcijo imata enak učinek kot ga imasimpatično živčevje.3.2 SISTEMSKI KRVNI OBTOK - ARTERIJSKI TLAKSrce s svojo črpalno dejavnostjo ustvarja razliko pritiskov medaorto in desnim preddvorom. Posledica nastale tlačne razlike jetok krvi iz aorte, skozi arterije, arteriole, kapilare, venule in venev desni preddvor. Kot smo že ugotovili, tlak v aorti ni stalen, pačpa niha med največjo vrednostjo v sistoli in najmanjšo v diastoli.Zaradi različne zgradbe posameznih odsekov krvnih obtočil je vSlika 3.7 Krvni tlak v sistemskem krvnem obtoku. Medtem ko sesrednji arterijski tlak (prekinjena črta) le malo spremeni vse dodrobnih arterij, v arteriolah močno pade, ker je skupni upor vtem odseku obtočil največji. Kljub temu, da je premer kapilaremanjši kot premer arteriole, je skupni presek vseh kapilar velikovečji, zaradi česar je skupni upor manjši kot v arteriolah. Venezelo malo prispevajo k skupnemu perifernemu uporu v obtočilih.Če zgoraj navedena dejstva prenesemo na sistemski krvni obtok,je ΔP razlika tlakov med aorto (120/80 mm Hg) in desnimpreddvorom (0 mm Hg), Q pa je celotni pretok skozi krvniobtok, količina krvi, ki jo v minuti srce iztisne v krvni obtok(MVS), in Rp je periferni upor. Velikost tlačne razlike je zatopraktično enaka vrednosti tlaka v aorti. V normalnih razmerah19

o ta enak tlaku v velikih arterijah (P). Od tod sledi temeljnazakonitost:Pa = MVS x Rp (enačba 3.4)Vidimo, da je pri stalnem pretoku arterijski tlak odvisen odperifernega upora. To pomeni, da je padec tlaka na določenemodseku žilja odvisen od tega, kakšen upor proti toku krvipredstavlja določen odsek žilja. Z meritvami je bilo ugotovljeno,da je padec arterijskega tlaka največji na arteriolnem deluarterijskega sistema. Arteriole predstavljajo kar 55 % celotnegaupora toku krvi skozi žilje (periferni upor). Upornost arteriol jemed drugim odvisna tudi od aktivnosti vegetativnega živčevja(npr. simpatična vazokonstrikcija zoži premer arteriol in zvečaupor). Sprememba premera (2r) arteriol bistveno vpliva nanjihovo upornost, saj je upornost v obratnem razmerju s četrtopotenco polmera (r):R ∝ 1/ r 4 (enačba 3.5)kar pomeni, da se upor žile poveča za 16-krat, če se polmerzmanjša iz 2 mm na 1 mm.Uravnavanje arterijskega tlakaArterijski tlak je gonilo pretoka v sistemskem krvnem obtoku inje matematično enak zmnožku med minutnim volumnom srca inperifernim uporom (enačba 3.4). Iz tega sledi, da je uravnavanjearterijskega tlaka mogoče bodisi s spreminjanjem minutnegavolumna srca, ali pa s spreminjanjem perifernega upora.Periferni upor je uravnavan predvsem s spreminjanjem premeraarteriol. Spremembe v minutnem volumnu srca pa so lahkoposledica sprememb venskega priliva v srce ali pa črpalnefunkcije srca. Mehanizmi za uravnavanje arterijskega tlaka solahko po svojem odzivu in trajanju, hitri (kratkoročni) inzagotavljajo uravnavanje arterijskega tlaka iz trenutka vtrenutek, ali pa počasni (dolgoročni), ki uravnavajo arterijskitlak tekom daljšega časa.Razpredelnica 3.1 Poglavitni mehanizmi za uravnavanje arterijskega tlaka.I. KRATKOROČNI MEHANIZMI (polno učinkujejo v nekaj sekundah)Baroreceptorski refleks:refleksno zmanjšanje simpatičnih učinkov na krvna obtočila (znižanje srčne frkvence in moči kontrakcije, tonusa arteriol in ven)in stimulacija parasimpatikusa (nižja srčna frekvenca) pri zvečanju arterijskega tlaka in obratni učinki pri znižanju arterijskegatlaka (specifični dražljaj za baroreceptorje je sprememba napetosti v steni žile)Kemoreceptorski refleks:primarna vloga je uravnavanje dihanja, v uravnavanje arterijskega tlaka se vključijo, ko arterijski krvni tlak pade pod 80 mm Hg(specifičen dražljaj za te kemoreceptorje je padec pO 2 , ki ga pri padcu tlaka povzroči zmanjšanje pretoka)Odziv na ishemijo možganov:refleks se sproži, ko možgani zaradi nizkega arterijskega tlaka (pod 50 mmHg) ne morejo več zadostiti svojim presnovnimpotrebam po kisiku; učinek je izjemno močna simpatična stimulacija srca in krvnih obtočil, ki privede do hitrega zvečanja VP,MVS in arterijski tlakII. SREDNJEROČNI MEHANIZMI (polno učinkujejo v minutah – urah)Premik tekočine prek kapilarne steneob znižanju hidrostatskega tlaka krvi v kapilarah prevladuje reabsorbcija tekočine iz intersticija; povečanje hidrostatskega tlaka vkapilari pa nasprotno povzroči prevladovanje filtracije (glej besedilo)Učinki angiotenzina II po aktivaciji sistema renin-angiotenzinrenin se sprošča iz ledvic, kadar je znižan pretok krvi skozi ledvice; deluje kot encim, ki iz beljakovine v plazmi tvori angiotenzinI, iz tega pa nastane angiotenzin II, ki ima več učinkov: poleg tega, da spodbuja sintezo in izločanje aldosterona iz skorjenadledvične žleze (glej besedilo spodaj ter poglavje Ledvice), je sam tudi močan vazokonstriktorII. DOLGOROČNE MEHANIZME (polno učinkujejo v nekaj dneh)Uravnavanje volumna telesnih tekočin v ledvicahučinki hormonov (sistem renin-angiotenzin-aldosteron, antidiuretični hormon (ADH) itd.) na reabsorpcijo soli in vode v ledvicahvplivajo na količino (in sestavo) zunajcelične tekočine, s tem pa tudi na volumen krvi, VP, MVS in arterijski tlakKratkoročno uravnavanje arterijskega tlakaPoglavitna aferentna pot vodi od posebnih mehanoreceptorjev(baroreceptorjev), občutljivih na nateg stene žile, v podaljšanohrbtenjačo, kjer je vazomotorični center. Priliv signalov izbaroreceptorjev normalno zavira vazomotorični center.Vazomotorični center poveča dejavnost simpatičnega živčevja,ki oživčuje srce in žile. Aktivacija simpatikusa povzroči porastarterijskega tlaka na več načinov:‣ kot smo že ugotovili, simpatikus s svojim pozitivniminotropnim in kronotropnim učinkom na srce povečačrpalno dejavnost srca (↑ MVS);‣ simpatična vlakna v steni arteriol sproščajo noradrenalin, kipovzroči kontrakcijo gladkomišičnih celic v steni arteriol ins tem zoženje arteriol in povečanje perifernega upora.Zaradi konstrikcije arteriol se zmanjša hidrostatski tlak naarterijskem delu kapilar, kar povzroči povečano absorbcijotekočine iz intersticija. Zaradi tega se kmalu poveča tudivolumen krvi, z njim pa tudi venski priliv v srce;simpatična vlakna v venah povzročijo povečan tonus stene ven(venokonstrikcijo), ki ima majhen vpliv na periferni upor,bistveno pa se zmanjša raztegljivost ven, kar iztisne kri izven (normalno je v venah sistemskega obtoka okoli 60%celotnega volumna krvi) in močno poveča venski priliv vsrce;preganglionarna simpatična vlakna spodbudijo tudi sproščanjeadrenalina in noradrenalina iz sredice nadledvične žleze. Tadva hormona imata enak učinek na krvni obtok in srce kotkemično identični mediatorji, sproščeni izpostganglionarnega simpatičnega nitja.V osrednjem živčevju obstaja tudi kardioinhibitorni center, kiaktivira parasimpatikus in inhibira simpatikus. Posledica jezmanjšanje hitrosti bitja srca in minutnega volumna in znižanjearterijskega tlaka. Kadar nenadoma poraste arterijski tlak, prideprek aktivacije barorecptorjev do aktivacije kardioinhibitornegacentra, kar prek vagusa pripelje do znižanja srčne frekvence.20

Parasimpatična inervacija žilnih sten je zelo skromna, zato jevpliv parasimpatičnega živčevja na periferni upor majhen.Baroreceptorski refleks je pomemben za uravnavanjearterijskega tlaka iz trenutka v trenutek, npr. pri spreminjanjupoložaja telesa, med telesnim naporom. Na počasne, dolgotrajnespremembe arterijskega tlaka se baroreceptorji prilagodijo, takoda pri nekom, ki ima dolgotrajno zvišan arterijski tlak, njihovaaktivnost ni stalno zvečana. Odstranitev baroreceptorjev (aliprekinitev refleksnih povezav, npr. pri človeku, ki mu presadijosrce) nima učinkov na srednjo vrednost arterijskega tlaka,čeprav njegove vrednosti ves čas bolj nihajo kot pri človeku znormalnim baroreceptorskim refleksom.Srednje in dolgoročno uravnavanje arterijskega tlakaPoglavitni mehanizem je aktivacija sistema renin-angiotenzinaldosteron(SRAA). V ledvicah (glej poglavje Ledvice) je t.i.jukstaglomerularni aparat (JGA), ki je občutljiv na spremembe:(1) tlaka v aferentni arterioli (ta se spreminja glede na sistemskiarterijski krvni tlak), in (2) sestave urina v distalnem tubulusu. Vodziv na padec tlaka v aferentni arterioli se iz JGA v kri sprostirenin, proteolitični encim. Renin v krvi iz beljakovineangiotenzinogena odcepi 10 aminokislin dolg peptid in tvoriangiotenzin I. V pljučih se nahaja encim konvertazaangiotenzina, ki iz angiotenzina I odcepi še 2 aminokislini, takoda nastane angiotenzin II.Angiotenzin II ima številne učinke:‣ z neposrednim delovanjem na gladkomišične celice v steniarteriol povzroča skrčenje arteriol, s tem pa povečanjeperifernega upora in ob nespremenjenem minutnemvolumnu tudi arterijskega tlaka;‣ v osrednjem živčevju angiotenzin II (1) z učinkom navazomotorični center povzroči še posredno dodatnoskrčenje arteriol (2) prek hipotalamusa spodbuja vnostekočin (žeja);‣ v ledvicah zaradi neposredne arteriolokonstrikcije zmanjšapretok in s tem glomerulno filtracijo;‣ stimulira izločanje aldosterona iz skorje nadledvične žleze.Aldosteron poveča resobcijo Na + in vode v distalnihtubulih, kar poveča volumen krvi in venski priliv v srce.Končni skupni učinek aktivacije SRAA je povečanjearterijskega krvnega tlaka prek arteriolokonstrikcije,zadrževanja vode in soli v telesu ter spodbude za povečan vnosvode v telo, kar privede do povečanja volumna krvi, povečanjavenskega priliva in povečanja minutnega voluman srca.3.3 URAVNAVANJE PRETOKA SKOZI ORGANEV krvni obtok so posamezni organi (razen pljuč) povezanivzporedno (glej sliko 3.1). Tak način povezave organovomogoča ločeno uravnavanje pretoka krvi skozi vsak organ.Pretok krvi skozi organe mora biti tak, da zadostuje metabolnimpotrebam organa.Pretok skozi organe je odvisen od zunanjih dejavnikov inlokalnih dejavnikov v organu.Zunanji dejavniki, ki vplivajo na pretok skozi organe so:‣ živčni (simpatično, parasimpatično nitje),‣ hormonski (vazopresin, angiotenzin II, adrenalin).Lokalni dejavniki, ki pogojujejo žilni upor v organu so:‣ spremembe pO 2 (znižanje povzroči vazodilatacijo),‣ vazodilatatorni metaboliti (CO 2 , H + , K + , adenozin, mlečnakislina,‣ ostale snovi, ki vplivajo na tonus žil (vazoaktivne snovi,npr. vnetni mediatorji, NO, serotonin, bradikinin,endotelini).Skeletne mišicePretok skozi skeletne mišice je uravnavan predvsem z lokalnimipresnovnimi dejavniki in simpatičnim živčevjem. V mirovanju,ko predstavlja pretok skozi mišice 15 % MVS, v uravnavanjupretoka skozi mišice prevladuje živčevje. Med obremenitvijopretok skozi mišice predstavlja 70 % MVS. Tako velikopovečanje pretoka je posledica dilatacije žilja, zaradi vplivapresnovnih dejavnikov.KožaKoža sodeluje pri uravnavanju telesne temperature, kar jiomogoča organizacija lokalnega krvnega obtoka. Večinauporovnih žil v koži je pod kontrolo simpatičnega živčevja inlokalnih vazodilatatornih snovi. Arteriovenske anastomoze(povezave brez vmesnega kapilarnega žilja), ki jih najdemo vstopalih, dlaneh in obrazu, pa so izključno pod kontroloživčevja. V primeru, ko so anastomoze zaprte, je oddajanjetoplote skozi kožo manjše kot pa v primeru, ko so anastomozeodprte (glej poglavje Telesna temperatura in njeno uravnavanje).Žile v koži se na spremembo temperature v okolju odzovejo tudirefleksno tako, da se skrčijo, ko je mrzlo in razširijo, ko je toplo.SrceNa pretok skozi koronarno žilje, ki predstavlja 4-5% MVSvplivajo: fizikalni, živčni in presnovni dejavniki. Poleg razliketlakov med aorto in desnim atrijem, ki poganja kri po koronarnihžilah, so pomembni tudi drugi dejavniki: koronarni žilni upor,viskoznost krvi in pritisk srčne mišice na koronarno žilje, ki semed srčnim ciklusom spreminja.Živčni vplivi na koronarni pretok so manj pomembni kotpresnovna regulacija pretoka. Pretok skozi zdravo koronarnožilje natančno spremlja presnovno aktivnost srca. V primeru, koje simpatično živčevje vzdraženo, se koronarno žilje zoži, apresnovni učinki, ki so posledica hkratno povečane črpalneaktivnosti srca (simpatikus spodbudi zvišanje frekvence in močikontrakcije), kmalu prevladajo nad živčnimi vplivi.MožganiPretok skozi možgane v mirovanju predstavlja 15 % MVS.Možgani so od vseh tkiv v telesu najbolj občutljivi nazmanjšanje krvnega pretoka, saj ishemija, ki traja le nekaj minutpovzroči nepovratne poškodbe tkiva. V regulaciji pretoka skozimožgane sodelujejo predvsem presnovni dejavniki. Med njimi jenajpomembnejši CO 2 , pomebna pa sta tudi K + in adenozin.Povečana možganska aktivnost v določenih predelih možganov(kadar beremo, govorimo, se premikamo itd.) povzroči tudipovečanje pretoka krvi skozi aktivna področja (presnovnidejavniki).Pljuča(Glej poglavje Dihanje)21

3.4 VENSKI SISTEMVene imajo v krvožilnem sistemu dve pomembni funkciji: soprevodne žile, ki vračajo kri iz sistemskega obtoka nazaj v srce,in kapacitativne žile, ki delujejo kot rezervoar krvi. V normalnihrazmerah se v venah zadržuje večji del celotnega volumna krvi(60 - 65 %), v arterijah pa le manjši (15%). V primeru, ko je topotrebno, npr. med krvavitvijo, se lahko kri v nekaj trenutkih izvenskega sistema prerazporedi v arterijski sistem. Lastnost veneje podajnost (komplianca), ki matematično pomeni spremembovolumna na enoto spremembe tlaka (ΔV/ΔP). Prav zaradi velikepodajnosti so vene kapacitativne žile. Spremembe kapacitivnostiven močno vplivajo na venski priliv v srce (glej podpoglavjeDiastolična raztegnitev srca in venski priliv).relaksirajo (vazomocija). Kapilarna stena je membrana, skozikatero poteka izmenjava tekočine in snovi med krvjo inzunajcelično tekočino (slika 3.7). Zgrajena je iz ene plastiendotelijskih celic in bazalne membrane. Med endotelijskimicelicami so potencialni prostori. V različnih tkivih so tipotencialni prostori, ki določajo stopnjo prepustnosti kapilarnestene, bolj ali manj izraziti. Glede na to ločimo različne tipekapilar:‣ manj prepustne, zvezne ( v mišicah, osrednjem živčevju),‣ prepustne, fenestrirane (v resicah v tankem črevesu,ledvičnih glomerulih, žlezah) in‣ zelo prepustne, sinusoidne (v kostnem mozgu, jetrih,vranici).Pomemben učinek na podajnost ven in s tem volumen krvi, ki sezadržuje v venah, ima simpatična inervacija teh žil. Vzdraženjesimpatikusa povzroči povečanje tonusa venske stene (zaradikrčenja gladkomišičnih celic), s tem pa tudi zmanjšanjepodajnosti. Kapacitativnost ven se zmanjša in kri se iztisne izven proti srcu, kar poveča venski priliv.Centralni venski tlak (CVT) je pritisk znotraj votlih ven vprsnem košu in je pri ležečem človeku enak tlaku v desnempreddvoru. Že prej je bilo omenjeno, da se spremembe tlaka vdesnem preddvoru prenašajo na votle vene in od tod na vratnevene. Ker med votlimi venami in desnim preddvorom ni nobenemehanske ovire, se tlačne spremembe praktično neoviranoprenašajo v obeh smereh. Desni preddvor je tako funkcionalnosestavni del venskega sistema. Vrednost osrednjega venskegatlaka je odvisna od ravnotežja med venskim prilivom v desnipreddvor in črpalno sposobnostjo desnega prekata, ki potiska kriv pljučni obtok. Porast oziroma zmanjšanje volumna krvivzporedno povzroči porast oziroma zmanjšanje CVT. Slabšačrpalna sposobnost desnega prekata pa povzroči porast CVT.Periferni venski tlak je tlak v venah, ki drenirajo kri iz telesnihorganov in tkiv. Glavni dejavniki, ki vplivajo na periferni venskitlak, so:‣ položaj telesa: težnost (gravitacija) ima velik vpliv na tlakv perifernih venah, zaradi učinka hidrostatskega tlaka. Takonpr. tlak v venah nog naraste od 10 mm Hg, v ležečempoložaju na okoli 100 mm Hg v stoječem položaju.Nasprotno pa se zgodi v venah nad srcem, kjer se tlak obspremembi lege telesa v stoječi položaj zmanjša, tako davene nad srcem kolabirajo, v venskih sinusih znotraj dure vlobanji pa je tlak negativen;‣ centralni venski tlak (glej zgoraj);‣ venski upor; kot je razvidno iz slike 3.6 je upor v venah lemajhen delež skupnega perifernega upora;‣ zaklopke prekinjajo stolpec krvi v venah in zmanjšujejotlak v venah pod srcem, obenem pa tudi preprečujejoretrogradni tok krvi;‣ spremembe tlaka zaradi dihanja in mišičnih kontrakcij.Slika 3.8 Starlingov zakon kapilar. Razlaga je v besedilu.Izmenjava snovi prek sten kapilarIzmenjava snovi med intersticijem in krvjo je možna z difuzijo,ali pa kot prenos tekočin z mešički, (transcitozo) ter s filtracijoin reabsorpcijo.DifuzijaSmer in hitrost difuzijskega transporta sta odvisni od velikostikoncentracijskega gradienta in kapilarne prepustnosti zadoločeno snov. Glukoza in O 2 , ki sta bolj koncentrirana v krvikot pa v intersticiju, difundirata v intersticij, medtem ko CO 2 , kise nabira okoli celic kot produkt presnove, difundira v kri.Lipidotopne molekule lahko hitro difundirajo skozi kapilarnosteno. Polarne molekule, kot so ioni in glukoza, prehajajo skozikapilarno steno težje in sicer skozi pore. Velike polarnemolekule kot so plazemske beljakovine, pa v večini tkiv nemorejo difundirati skozi kapilarno steno.TranscitozaPrivzem tekočine v celice z mešički predstavlja le majhen delizmenjave snovi med krvjo in intersticijem.3.5 MIKROCIRKULACIJAPoglavitna naloga krvnega obtoka je izmenjava tekočine inhranilnih snovi med krvjo in intersticijsko tekočino. Izmenjavase odvija prek kapilarne membrane v tkivih.Organizacija mikrocirkulacijeArteriole se delijo na manjše metarteriole, od katerih vsakaoskrbuje več kapilar. Vstopni del v kapilare obdajajoprekapilarni sfinktri, ki se nenehno spontano krčijo inFiltracija in reabsorpcija skozi steno tkivnih kapilarSile, od katerih je odvisna izmenjava tekočine med kapilarami inintersticijem prek filtracije in reabsorpcije, imenujemoStarlingove sile. Hitrost in obseg kapilarne filtracije inreabsorpcije je odvisen od seštevka različno usmerjenih sil:hidrostatskega tlaka v kapilari, hidrostatskega tlaka v intersticijuter koloidnoosmotskega (onkotskega) tlaka v kapilari in vintersticiju (slika 3.7 in enačba 3.6). Prehajanje tekočine pa jeodvisno tudi od prepustnosti kapilarne stene, ki jo izražakoeficient k.22

Smer prehajanja tekočine (PT) skozi kapilarno membrano jeodvisna od razmerja sil, ki potiskajo tekočino iz žilja in drugih,ki temu nasprotujejo:PT = k[(P k + π i ) – (P i + π k )] (enačba 3.6)kP kπ iP iπ kfiltracijski koeficienthidrostatski tlak v kapilarionkotski tlak v intersticijuhidrostatski tlak v intersticijuonkotski tlak v kapilariIzraz [(P k + π i ) – (P i + π k )], ki pomeni seštevek vseh tlakov, kidelujejo prek kapilarne membrane, lahko nadomestimo zefektivnim filtracijskim tlakom P fe .V smeri iz arterijskega k venskemu delu kapilare, se hidrostatskipritisk zmanjša od približno 37 mm Hg na 17 mm Hg (slika3.7). Padec pritiska je posledica upora proti toku krvi v žili. Tlakv intersticiju je normalno nekoliko manjši od atmosferskegatlaka in se giblje okoli vrednosti -2 mm Hg. Gradienthidrostatskega tlaka (ΔP h ), ki potiska tekočino iz kapilar, se takozmanjša od 39 mm Hg na arterijskem delu kapilare na 19mm Hg na venskem delu kapilare. Onkotski gradient (Δπ), kispodbuja reabsorpcijo tekočine pa je bolj ali manj stalen, okoli25 mm Hg. Ta vrednost je praktično enaka vrednosti onkotskegatlaka plazme, saj je v intersticiju večine tkiv bore malo osmoznoaktivnih beljakovin, zato je onkotski tlak v intersticiju praktičnozanemarljivo nizek.Če uporabimo opisane številke za izračun efektivnegafiltracijskega tlaka (P fe ), ugotovimo za arterijski del kapilare:P fe = 39 mm Hg - 25 mm Hg = 14 mm Hg (enačba 3.7)P fe je pozitiven. Na arterijskem delu kapilar torej prevladujefiltracija (na sliki 3.7 puščice kažejo navzgor).Za venski del kapilare pa ugotovimo naslednje:P fe = 19 mm Hg - 25 mm Hg = - 6 mm Hg (enačba 3.8)Efektivni filtracijski tlak je negativen, kar pomeni, da tuprevladuje reabsorpcija (na sliki 3.7 puščice navzdol).Vzdolž kapilare se torej razmere spremenijo tako, da začetnofiltracijo na koncu nadomesti reabsorpcija. Dejansko filtracijakoličinsko vedno nekoliko preseže reabsorpcijo. Tako ostane vintersticiju približno 10% tekočine, ki se je filtrirala iz kapilar,ne da bi se nato vanje reabsorbirala. Ta tekočina (in v njejraztopljene snovi) se imenuje limfa (mezga). Mezga vstopa vmezgovne (limfne) kapilare in se po sistemu večjih mezgovnicpo filtraciji skozi bezgavke steka nazaj v vensko kri. Limfa jepomembna za prenos različnih antigenov iz tkiv v bezgavke,kjer pridejo v stik z limfociti, predvsem pa za vračanjebeljakovin, ki so se iz kapilar filtrirale v intersticij, od koder seniso mogle reabsorbirati nazaj v kri. Zato vsebuje limfa precejbeljakovin. V tankem črevesju pa je limfa pomembna zatransport absorbiranih lipidov v krvni obtok.SlovstvoMcGeown JG (1996) Physiology, Churchil Livingstone,NewYork.Guyton AC (1996) Textbook of Medical Physiology. WBSaunders, Philadelphia.Vprašanja1. Vodič ritma (angl. pacemaker) v normalnem srcua) je ena sama živčna celica v prekatub) so specializirane celice v sinoatrialnem vozluc) je tista skupina celic s spontano, ritmično električnoaktivnostjo, ki se prožijo z najvišjo frekvencoč) je elektroda, ki jo v srce vstavi zdravnikd) ne obstaja.2. Električni dogodki v srcu soa) moteč stranski učinek pri delovanju srca kot črpalkeb) sprožilni dejavnik za mehanične dogodke v srcuc) v normalnem srcu vedno razporejeni v določenemzaporedju, tako da si v elektrokardiogramu sledijo val P,kompleks QRS in val Tč) v primeru nepravilnega prevajanja vzburjenja skozisrce lahko vzrok smrtno nevarnih motenj srčnega ritmad) noben odgovor ni pravilen.3. Katera trditev ne velja za EKG?a) Val P predstavlja depolarizacijo atrijevb) kompleks QRS predstavlja repolarizacijo ventriklovc) kompleks QRS predstavlja depolarizacijo ventriklovč) val T predstavlja repolarizacijo ventriklovd) vala repolarizacije atrijev normalno ne vidimo, ker gav EKG zapisu “prekrije”kompleks QRS.4. Katera trditev ne drži?a) Srčni ciklus je zaporedje električnih in mehaničnihdogodkov, ki nastopajo med kontrakcijo in relaksacijosrčne mišiceb) med srčnim ciklusom je tlak v levem prekatu vednovišji od tlaka v levem atrijuc) kri steče iz predvora v prekat, ko se odpre atrioventrikularnazaklopkač) med prekatno sistolo naraste tlak v levem ventriklunad tlak v aorti, zato se odpre zaklopka in kri steče izprekata v aorto.5. Minutni volumen srca jea) volumen krvi, ki ga srce izčrpa v obtok v eni minutib) za levo in desno srce v normalnih razmerah enakc) normalno enak venskemu prilivu v srce v istem časuč) količina, ki je odvisna od črpalne sposobnosti srcad) enak produktu med utripnim volumnom in srčnofrekvenco [MVS (mlmin -1 ) = UV (ml) x SF (min -1 )].6. Če se venski priliv v zdravo človeško srce nenadomapoveča za 10%,a) se zmanjša utripni volumen srca [Frank-Starlingovmehanizem]b) se poveča utripni volumen srca [Frank-Starlingovmehanizem]c) se nič ne zgodič) se srce počasi ustavid) to se pri zdravih ljudeh ne dogaja, saj je venski prilivkonstanten.7. Zato, da v sistemskem delu obtočil kri teče od srca skoziarterijski, kapilarni in venski del žilja nazaj v srce, jeodločilna razlika tlakova) med levim in desnim preddvoromb) med pljučnim in krvnim obtokomc) med aorto in desnim preddvorom,ki je v normalnih razmerah približnoč) enaka arterijskemu tlakud) enaka tlaku v desnem preddvoru.23

8. Pri konstantnem minutnem volumnu srca določa vrednostarterijskega tlakaa) črpalna sposobnost srcab) periferni uporc) vzdražnost srčne mišiceč) srčna frekvencad) kapacitivnost ven.9. V sistemskem obtoku je skupni upor proti toku krvi najvišjiva) aortib) arteriolahc) kapilarahč) venulahd) velikih venah.15. Pretok krvi skozi koronarne arterije se odvija meda) sistolob) diastoloc) skozi ves srčni ciklus,kerč) srčna mišica med krčenjem stisne koronarne arterijed) med diastolo tlak v aorti ne presega tlaka v koronarniharterijah.16. V sistemskem krvnem obtoku je večina krvi va) srcub) aortic) arteijah in arteriolahč) kapilarahd) venulah in venah.10. Za dolgoročno uravnavanje krvnega tlaka jenajpomembnejšia) vpliv simpatične stimulacije na srceb) kemoreceptorski refleksc) vpliv ledvic na uravnavanje volumna zunajceličnetekočineč) parasimpatični vpliv na ožiljed) mehanizem avtoregulacije pretoka skozi tkiva.11. Aktivacija renin-angiotenzinskega sistemaa) je lahko posledica nenadne obsežne krvavitve, zaradikatere močno pade arterijski tlakb) se prične s sproščanjem renina izjukstaglomerularnega aparata v ledvicahc) lahko povzroči vazokonstrikcijo že po nekaj minutahč) lahko povzroči izločanje aldosterona iz skorjenadledvične žlezed) potrebuje več tednov, da doseže polno učinkovitost.12. Za regulacijo pretoka skozi določeno tkivo ali organ je vnormalnih razmerah najpomembnejšea) spreminjanje sistemskega krvnega tlakab) prevladovanje simpatične stimulacije v srcuc) reabsorpcija Na + in vode v ledvicahč) spreminjanje lokalnega upora proti toku krvi v tkivud) krčenje kapilar.13. V normalnem pljučnem krvnem obtokua) je pretok enak pretoku v sistemskem krvnem obtokub) je upor enak uporu v sistemskem obtokuc) se oksigenirana kri nahaja v arterijahč) se oksigenirana kri steka v pljučne vene in po njih vlevi atrijd) noben odgovor ni pravilen.14. Ko zdrav človek vstane,a) lahko ugotovimo prehoden padec krvnega tlaka varterijah v višini srcab) kolabirajo vratne venec) teče kri v venah pod srcem v obratni smeri (tj. skozikapilare nazaj v arterije)č) se zaradi aktivacije baroreceptorjev zmanjša periferniupord) se zaradi zmanjšanega proženja baroreceptorjevpoveča aktivnost vazomotoričnega centra, zato pa porasteperiferni upor in se zmanjša kapacitivnost ven.24

4.1 PLJUČNA VENTILACIJA4 DIHANJEFajko BajrovićDihanje zagotavlja, da celice v telesu dobijo za svojo presnovodovolj kisika (O 2 ) iz okolja in da organizem odda ogljikovdioksid (CO 2 ), ki nastane pri presnovi v celicah (slika 4.1). Zadihanje so ključni procesi:‣ pljučna ventilacija pri kateri se izmenjuje zrak medzunanjostjo in alveoli;‣ difuzija, ki omogoča prenos plinov iz pljučnih alveolov vkri in iz krvi do celic v tkivih in nasprotno;‣ perfuzija (pretok krvi skozi pljuča in po telesu), kizagotavlja prenos plinov po krvi iz pljuč v tkiva kakor tudiv drugo smer.VENSKA KRIIZLOČANJE CO 2PRIVZEMANJE O 2CO 2TVORBA CO 2V CELICAHPLJUČADIFUZIJA V PLJUČIHDIFUZIJA V TKIVUVENTILACIJA PLJUČPRENOS CO 2IN O 2PO KRVICO 2O 2O 2PORABA O 2V CELICAHARTERIJSKA KRISlika 4.1 Trije ključni procesi dihanja: pljučna ventilacija,difuzija plinov v pljučih in tkivih ter prenos plinov po krvi.Ker se presnovna dejavnost celic v organizmu spreminja, npr.pri telesnem naporu, so nujni mehanizmi, ki dihanje uravnavajoskladno s potrebami organizma po O 2 in zadostnemodstranjevanju CO 2 iz telesa.Pljučna ventilacija je mehaničen proces, pri katerem zaradiritmičnega krčenja in sproščanja dihalnih mišic nastaja v dihalihrazlika tlakov, ki omogoča izmenjavo zraka med okoljem inpljučnimi alveoli. Izmenični izdihi, ki odstranijo alveolarni zrakz zmanjšano vsebnostjo O 2 in povečano vsebnostjo CO 2 , invdihi, ki ta zrak nadomestijo s svežim, vzdržujejo ustreznokoncentracijo teh dveh plinov v alveolih.Sile, ki delujejo na pljučaNa pljuča delujeta dve sili, ki sta v ravnotežju: retrakcijska silapljuč sili pljuča h kolapsu, sila transpulmonalnega tlaka pljučarazpenja.Retrakcijska silaTkivo pljuč je elastično in v normalnih razmerah raztegnjeno.Raztegu nasprotuje retrakcijska sila, ki sili pljuča h kolapsu invleče visceralno plevro in s tem pljuča od stene prsnega košanavznoter. Podajnost ali popustljivost (komplianca) pljuč jeenaka spremembi volumna pljuč na enoto spremembetranspulmonalnega tlaka in nam pove, koliko so pljučaraztegljiva. Določimo jo iz strmine krivulje odvisnosti volumnaod tlaka. Tudi prsni koš sam ima lastno komplianco, todafiziološko je najpomembnejša komplianca pljuč in prsnega košaskupaj (komplianca intaktnega respiratornega sistema), kinormalno znaša 0,13 - 0,2 l / cm H 2 O (0,10 - 0,15 l/mm Hg;slika 4.2). Ta je lahko zmanjšana pri boleznih pljuč (tistih, kipovzročajo pljučno fibrozo) ali pri abnormalnostih prsnega koša,lahko pa se tudi bolezensko poveča, npr. pri emfizemu (glejpoglavje Motnje dihanja).VOLUMEN (%TPK)100806040200RVPav=Pa tm-10 -5 0 5 10 15 20 25 30TRANSMURALNI TLAK (mm Hg)Slika 4.2 Odvisnost volumna pljuč od transmuralnega tlaka.Transmuralni tlak je enak razliki alveolarnega in atmosferskegatlaka (P tm = P av - P atm ). Povprečna strmina krivulje (ΔV/ΔP)predstavlja komplianco intaktnega respiratornega sistema. TPK,totalna pljučna kapaciteta. RV, rezidualni volumen pljuč.25

K retrakcijski sili pljuč prispevajo elastična in kolagenskavlakna v pljučnem tkivu ter površinska napetost tekočine valveolih (slika 4.3A). Površinska napetost tekočine, ki prekrivaalveole, teži k zmanjšanju alveolov in se zato upira raztezanjupljuč. Specializirane epitelijske celice v alveolarni steni, znanekot alveolarne celice tipa II, izločajo snov (surfaktant), kipomembno zmanjša površinsko napetost alveolarne tekočine inpoveča popustljivost pljuč. V pljučih nedonošenčkov jenastajanje surfaktanta pogosto zmanjšano. Povečan napor, ki jev teh razmerah potreben za širjenje pljuč, vodi v težave zdihanjem, kar poznamo kot respiratorno stisko nedonošenčkov.Transpulmonalni tlakPrsni koš in trebušna prepona (diafragma) vlečeta parietalnoplevro navzven - to je v nasprotno smer kot retrakcijska silapljuč vleče visceralno plevro (slika 4.3A). Zato je ob koncuizdiha, ko pljuča mirujejo, tlak v intraplevralnem prostorunegativen. Tedaj je tlak v alveolih (P av ), ki je zaradi zveze zatmosfero prek dihalnih poti približno enak atmosferskemu tlaku(P atm ), večji kot tlak v intraplevralnem prostoru (P pl ). Razlikatlakov med alveoli in intraplevralnim prostorom predstavljatranspulmonalni tlak (P tp ), ki ohranja pljuča razpeta (slika 4.3B).Aelastičnotkivovotlino (temu stanju pravimo pnevmotoraks), intraplevralni tlaknarašča proti vrednosti nič in lahko postane celo pozitiven,transpulmonalnega tlaka ni več, zato tedaj pljuča kolabirajo.Dihalne mišiceVdih (inspirij) je aktiven proces, med katerim se volumenprsnega koša in pljuč zaradi krčenja inspiratornih mišic poveča.Najpomembnejša inspiratorna mišica je trebušna prepona. Medkrčenjem se njena kupola pomika proti trebušni votlini, zato sepovečuje vertikalna os prsne votline. Hkrati se rebrni lokpomika navzgor in vstran, kar poveča tudi prečni presek prsnegakoša. Zunanje medrebrne mišice, ki potekajo med sosednjimirebri v smeri od zgoraj zadaj proti navspred in navzdol, obkrčenju dvigujejo rebra v smeri navspred in navzgor. Ob naporupripomorejo k vdihu tudi pomožne inspiratorne mišice, medkatere štejemo skalene, ki dvigujejo prvi dve rebri insternokleidomastoideusa, ki dvigujeta prsnico.Izdih (ekspirij) je med mirnim dihanjem pasiven. Potem ko seinspiratorne mišice sprostijo, se pljuča in prsni koš vrneta vravnotežni (mirovni) položaj zaradi svoje elastičnosti. Mednaporom pa izdih postane aktiven. Najpomembnejšeekspiratorne mišice so mišice trebušne stene, ki med krčenjempovečujejo tlak v trebušni votlini in potiskajo trebušno prepononavzgor. Aktivnemu izdihu pripomore tudi krčenje notranjihmedrebernih mišic, ki vlečejo rebra navzdol in navznoter tertako zmanjšujejo volumen prsnega koša.PRSNIKOŠpovršinskanapetostALVEOLalveolarnatekočinaMedrebrne mišice oživčujejo interkostalni živci, ki izhajajo iztorakalnega dela hrbtenjače. Trebušno prepono oživčuje freničniživec (lat. nervus phrenicus), ki izhaja iz vratnih segmentovhrbtenjače (C 3 , C 4 , C 5 ).Pljučni volumni in kapaciteteStatični pljučni volumniBintraplevralnitlaknestisljivaintraplevralnatekočinaatmosferaalveolarnitlakSpremembe volumna pljuč med dihanjem lahko merimo sspirometrom ali zapišemo s spirografom (slika 4.4).Funkcionalno pomembne temeljne spremembe volumna pljučimenujemo statične pljučne volumne:‣ dihalni volumen (DV) je sprememba volumna pljuč mednormalnim dihanjem. Navadno znaša 400-500 ml;‣ inspiratorni rezervni volumen (IRV) je maksimalnivolumen zraka, ki ga lahko še vdihnemo po normalnemvdihu. Navadno je za 30% manjši pri ženskah kot primoških;‣ ekspiratorni rezervni volumen (ERV) je maksimalnivolumen zraka, ki ga lahko izdihnemo po normalnemizdihu. Pri ženskah je v povprečju manjši kot pri moških;‣ rezidualni volumen (RV) je volumen zraka, ki ostane vpljučih tudi po maksimalnemu izdihu. Tega volumna sspirometrom ne moremo neposredno izmeriti. Znaša 1 - 2litra in s starostjo narašča.transpulmonalni tlak (p ) = alveolarni tlak (p ) - plevralni tlak (p )tp av plSlika 4.3 A) Sile, ki delujejo v prsnem košu. Med mirnimdihanjem delujeta v prsnem košu dve nasprotno usmerjeni sili:elastična sila stene prsnega koša, ki deluje navzven, inretrakcijska sila pljuč, ki deluje navznoter. Zato je intraplevralnitlak negativen. B) Tlaki, ki delujejo na pljuča. Pljuča razpenjatranspulmonalni tlak.Sila zaradi transpulmonalnega tlaka je enaka in nasprotnousmerjena retrakcijski sili pljuč. Pri vdoru zraka v intraplevralnoPljučne kapacitetePljučne kapacitete so funkcionalno pomembne vsoteposameznih statičnih pljučnih volumnov (slika 4.4):‣ totalna pljučna kapaciteta (TPK) je vsota vseh pljučnihvolumnov, vključno z rezidualnim volumnom;‣ vitalna kapaciteta (VK) je volumen zraka, ki ga lahkoizdihnemo po maksimalnem vdihu (ne vsebuje torejrezidualnega volumna). Odvisna je od telesne konstitucije,spola, starosti in telesne kondicije. Na meritev vitalne26

kapacitete pomembno vpliva položaj telesa. V ležečempoložaju trebušna vsebina pritiska na trebušno prepono inomejuje njeno gibanje ter tako zmanjša vitalno kapaciteto;‣ funkcionalna rezidualna kapaciteta (FRK) je volumenzraka, ki ostane v pljučih po normalnem izdihu. Je vsotaekspiratornega rezervnega volumna in rezidualnegavolumna. Navadno znaša 2 - 3 l. To pomeni, da se pri vdihunormalno del volumna vdihanega zraka, ki vstopa v alveole(350 ml), pomeša s 6 do 7-krat večjim volumnom zrakafunkcionalne rezidualne kapacitete v pljučih in tako omilispremembe v koncentraciji O 2 in CO 2 v alveolih medposameznimi vdihi;‣ inspiratorna kapaciteta predstavlja vsoto dihalnegavolumna in inspiratornega rezervnega volumna in pove,koliko zraka lahko vdihnemo po normalnem mirnemizdihu.Spirometer+3+2Smer zapisaMaksimalen vdihIRVRVFRKTPKVK+10-1Normalen vdihDVMirovni položaj pljučERVMaksimalen izdih-2Rezidualni volumenVKSlika 4.4 Statični pljučni volumni in kapacitete. Dihalni volumen (DV), inspiratorni rezervni volumen (IRV), ekspiratorni rezervnivolumen (ERV), vitalna kapaciteta (VK), totalna pljučna kapaciteta (TPK), funkcionalna rezidualna kapaciteta (FRK), rezidualnivolumen (RV).Minutni volumen dihanjaMinutni volumen dihanja (MVD) je volumen zraka, ki gavdihamo ali izdihamo vsako minuto. Izračunamo ga po formuli:MVD = DV x Fr (enačba 4.1)MVDDVFrminutni volumen dihanjadihalni volumenštevilo vdihov v eni minuti (frekvencadihanja).Normalno je dihalni volumen okrog 500 ml, frekvenca pa12/min, zato je MVD okrog 6 l/min.Mrtvi prostorZrak, ki ga vdihnemo proti koncu vdiha, napolni dihalne poti inne pride v alveole, zato ne sodeluje pri izmenjavi plinov medalveoli in krvjo. Volumen vdihanega zraka, ki ne sodeluje priizmenjavi plinov med alveolarnim zrakom in krvjo, imenujemomrtvi prostor. Pri zdravem človeku obsega prevodne dihalnepoti od ust do terminalnih bronhiolov ter znaša povprečno zaženske 130 ml in za moške 150 ml. V patoloških razmerah lahkonajdemo alveole, ki so predihani, vendar njihove stene nisoprekrvljene (perfundirane). Ti alveoli prav tako ne prispevajo kizmenjavi plinov in zato povečajo mrtvi prostor.Alveolarna ventilacijaAlveolarna ventilacija je del pljučne ventilacije, ki uravnavakoncentracijo alveolarnih plinov in tako vpliva na izmenjavoplinov med alveoli in krvjo. Enaka je volumnu zraka, ki pride veni minuti v funkcionalne alveole (znaša okrog 4 l/min).Volumen zraka, ki ventilira mrtvi prostor, ne prispeva kalveolarni ventilaciji:AV = (DV - VMP) x Fr (enačba 4.2)AVDVVMPFralveolarna ventilacijadihalni volumenvolumen mrtvega prostoraštevilo vdihov v eni minuti (frekvencadihanja).Iz zgornje enačbe sledi: da bi se alveolarna ventilacija ohranjala,mora vsakemu povečanju mrtvega prostora slediti povečanjeminutnega volumna dihanja. Pri bolnikih, ki so umetnoventilirani, je mrtvi prostor precej povečan na račun volumnacevi, ki povezujejo dihalne poti z ventilatorjem (napravo zaumetno ventiliranje pljuč). Da bi zagotovili ustrezno alveolarnoventilacijo, moramo v tem primeru dihalni volumen, ki gavzdržuje ventilator, ustrezno povečati.Spremembe tlakov med pljučno ventilacijoV mirovni legi pljuč ob koncu normalnega izdiha je alveolarnitlak 0 (oziroma enak atmosferskemu), intraplevralni tlak pa jepribližno -4 cm H 2 O (-3 mm Hg; slika 4.5). Med vdihom sevolumen prsnega koša poveča. Zaradi nestisljivosti (ali27

neraztegljivosti) intraplevralne tekočine pljuča sledijo gibanjustene prsnega koša, intraplevralni tlak pa se zmanjša na okrog -9cm H 2 O (-7 mm Hg). Zato se poveča transpulmonalni tlak. Kerse pri širjenju pljuč volumen alveolov poveča, nastane v njihmajhen negativen tlak. Zaradi razlike tlakov med zunanjimzrakom (atmosfero) in alveoli, teče atmosferski zrak v pljuča.Med hotenim maksimalnim (forsiranim) vdihom semaksimalnemu krčenju inspiratornih mišic pridružijo tudipomožne dihalne mišice vratu, ki dvigujejo prsnico in zgornjarebra, kar še dodatno zmanjša intraplevralni tlak (-30 cm H 2 Ooz. -25 mm Hg) in alveolarni tlak ter pospeši pretok zraka medvdihom.Med pasivnim izdihom retrakcijska sila pljuč in pri večjihvolumnih tudi elastična sila raztegnjenega prsnega košapovzročita pozitiven tlak v alveolih, ki potisne zrak iz alveolovna prosto. Aktivno krčenje trebušnih in notranjih medrebrnihmišic med forsiranim ekspirijem povzroči močno pozitivenintraplevralni tlak (npr. + 20 cm H 2 O oz. + 15 mm Hg) inalveolarni tlak, kar povzroči hitrejši izdih.Vo lu men (l)4.03.53.02.5+20VDIHIZDIH(a)VOLUMENPLJUČvplivom avtonomnega živčevja. Adrenergična simpatičnavlakna povzročajo bronhodilatacijo, holinergična parasimpatičnavlakna pa spodbujajo bronhokonstrikcijo. Svetlina bronhusov sezoži tudi, kadar oteče bronhialna sluznica zaradi vnetja vbronhih. Povečana upornost dihalnih poti je glavna značilnostobstruktivnih pljučnih bolezni, kot je npr. astma, pri kateri imajobolniki težave z vdihovanjem, predvsem pa z izdihovanjemzraka iz pljuč.Določanje stopnje zožitve (obstrukcije) dihalnih potiPri obstrukcijskih boleznih pljuč je zaradi povečanega uporamaksimalni pretok zraka skozi dihalne poti zmanjšan. Stopnjoobstrukcije lahko ugotovimo s spirografom, s katerim merimovolumen izdihanega zraka v odvisnosti od časa. V ta namenpreiskovancu naročimo, da po maksimalnem vdihu kolikormogoče hitro izdihne ves zrak v spirograf, ki izriše na zaslonuustrezno krivuljo (slika 4.7).p ATM}R= UPOR DIHALNIH POTIp AVVALVEOLTlak (cm H O)-2-4-6-8(b)INTRAPLEURALNITLAK (P )plRAZLIKA TLAKOV ( p)PRETOK (V)= =UPORNOST R(pAV- pAT M)R-10Slika 4.6 Pretok zraka skozi dihalne poti.+16Tlak (cm H O)0-1(c)ALVEOLARNITLAK (P a)Slika 4.5 Razmerje med a) volumnom pljuč, b) intraplevralnimtlakom in c) alveolarnim tlakom med mirnim dihanjem.Pretok zraka med okoljem in alveolivolumen izdihanega zraka (l)5432FEV 1FVCDihalne poti so cevi, po katerih teče zrak iz okolja v alveole inobratno. Pretok zraka ( V & ) je premosorazmeren razliki tlakovmed alveoli in atmosfero (ΔP) in obratno sorazmeren zupornostjo (R) dihalnih poti (slika 4.6):Normalno je upornost dihalnih poti majhna, zato je za pretokzraka med ventilacijo potrebna majhna razlika tlakov (1-2 cmH 2 O). Upornost v bronhusih in bronhiolih se zaradi kontrakcijeali relaksacije gladkih mišic, ki ožita ali širita premer bronhusov,lahko spreminja; ob bronhokonstrikciji se upornost poveča, obbronhodilataciji pa zmanjša. Gladke mišice bronhusov so pod101 2 3 4 5 6čas (s)Slika 4.7 Merjenje forsiranega ekspiratornega volumna v prvisekundi (FEV 1 ) in forsirane vitalne kapacitete (FVC).Višina krivulje predstavlja forsirano vitalno kapaciteto (FVC).Ker je meritev izvršena med forsiranim izdihom, je FVC28

nekoliko manjša kot vitalna kapaciteta. FVC je posebejzmanjšana pri restrikcijskih boleznih pljuč, ki so posledicazmanjšane kompliance pljuč (npr. pljučna fibroza), zmanjšanegarazpoložljivega volumna pljuč zaradi odstranitve ali kolapsadela pljuč ali patoloških sprememb v prsnem košu, ki ovirajorazpenjanje pljuč.Volumen zraka, ki ga izdihnemo med forsiranim izdihom v prvisekundi, imenujemo forsirani ekspiratorni volumen v prvisekundi (FEV 1 , slika 4.7). Določa ga maksimalni pretok skozidihalne poti med izdihom in je zmanjšan pri obstrukcijskihpljučnih boleznih. Posebej pomembno je v tem pogledurazmerje FEV 1 /FVC. To razmerje pri zdravih navadno presega75%, pri povečanju upornosti dihalnih poti pa pogosto pade pod50% (npr. pri astmi).Druge funkcije dihalnih potiZaščita pljučDihalne poti predstavljajo vstopna vrata za številne organske inanorganske tujke. Ti lahko povzročijo zaporo dihalnih poti, kilahko vodi v kolaps dela pljuč oziroma lahko postanejo žariščevnetja. Pred vdorom tujkov ščiti dihalne poti kar nekajmehanizmov. Pri prehodu skozi nosno votlino se zrak delnoprefiltrira. Delci, ki se temu izognejo, se ujamejo v sluzi, kiprekriva sluznico dihalnih poti. Zaradi gibljivosti migetalk naepitelijskih celicah v sapniku, bronhusih in bronhiolih, se sluz zbakterijami in drobnimi delci prenaša v žrelo, od koder jopogoltnemo ali izpljuvamo. K čiščenju dihalnih poti prispevatudi refleks kašlja.Segrevanje in vlaženje zrakaOb prehodu skozi dihalne poti se zrak navlaži in segreje. Zvodno paro je zrak nasičen še preden doseže alveole. Pri telesnitemperaturi (37°C) je tlak vodne pare 47 mm Hg.Delo med dihanjemDelo med dihanjem je potrebno za premagovanje trehdejavnikov:‣ retrakcijske sile pljuč in elastične sile prsnega koša;‣ upora dihalnih poti. Ta delež je navadno majhen, a močnonaraste v primeru zožitve dihalnih poti;‣ trenja med posameznimi plastmi pljuč in plevre medgibanjem prsnega koša.Pri zdravem človeku, ki miruje, je delo potrebno samo medvdihom. Ob hitrem dihanju pa povečana upornost dihalnih potiin povečano trenje med posameznimi plastmi pljučnega tkivapovzročita porabo energije tudi med izdihom. Zato je dihalnodelo pri obremenitvi močno povečano. Respiratorne bolezni, kipovečajo upornost dihalnih poti, imajo lahko podoben učinek žev mirovanju.4.2 IZMENJAVA PLINOV V PLJUČIH IN V TKIVUV alveolih, krvi in tkivih je prisotnih več plinov. Posamezniplini se med alveoli in krvjo (in med krvjo in tkivi) prenašajo zdifuzijo.DifuzijaDifuzijski transport je način prenosa snovi med dvema točkamazaradi razlik v koncentraciji te snovi. Proces opisuje Fickovzakon, iz katerega sledi, da je neto množina določenega plina, kiv časovni enoti pride skozi določeno plast tkiva (Q), sorazmernapovršini tkiva (A) in razliki parcialnih tlakov plina (ΔP) na obehstraneh ter obratno sorazmerna debelini (l) tkiva. Odvisna pa jetudi od difuzijskega koeficienta (D):Q ≅ D x (A /l) x ΔP (enačba 4.3)Na stiku med dvema mešanicama plinov je težnja posameznegaplina, da difundira iz ene mešanice v drugo, določena z razliko vnjegovih parcialnih tlakih v obeh mešanicah (gradientparcialnih tlakov). Neto difuzija plina vedno poteka z mestavečjega parcialnega tlaka na mesto z nižjim parcialnim tlakom.Parcialni tlak plina je tlak, ki bi ga določen plin v mešaniciplinov imel, če bi volumen, ki je na voljo za celotno mešanico,zasedal sam. Vsota parcialnih tlakov vseh plinov v mešanici jevedno enaka celotnemu tlaku mešanice plinov. Parcialni tlak jeodvisen od koncentracije plina, izražene kot molski delež plina vmešanici, in celotnega tlaka plinske mešanice:parcialni tlak = cel. tlak x molski delež plina (enačba 4.4)Iz enačbe je razvidno, da parcialni tlak določenega plina lahkopovečamo tako, da povečamo koncentracijo tega plina vmešanici, ali pa tako, da povečamo tlak celotne mešanice.Difuzijski koeficient plina (D) je mera, ki nam pove, kako hitrokak plin difundira v vodi. Sorazmeren je topnosti plina v vodi inobratno sorazmeren njegovi molekulski masi:D ≈ topnost plina v H 2 O /mol. masa plina (enačba 4.5)Izmenjava plinov skozi alveolokapilarno membrano vpljučihIzmenjavo plinov v pljučih omogoča nemotena difuzija skozialveolokapilarno membrano, ki jo določa gradient parcialnihtlakov posameznih plinov med alveolarnim zrakom in krvjo vpljučnih kapilarah. Za učinkovito izmenjavo plinov je poleg tegapomembno ustrezno razmerje med ventilacijo in perfuzijo vpljučih.Alveolarni pliniZrak, ki ga navadno vdihavamo - atmosferski zrak - je vglavnem mešanica N 2 in O 2 , ki sta ji primešana različna količinavodne pare in majhen odstotek (0,03 %) CO 2 . Čeprav je celotnitlak v alveolih približno enak atmosferskemu, se alveolarni zrakrazlikuje od zraka, ki ga vdihamo. Zrak se med prehodom skozidihalne poti nasiti z vodno paro, zato je parcialni tlak vodne parev alveolarnem zraku večji kot v zunanjem zraku. Enak jeparcialnemu tlaku nasičene vodne pare pri 37 º C (6,3 kPa; 47 mmHg), ne glede na celotni alveolarni tlak. Ker so vodne molekuledodane vdihanemu zraku, se koncentracija vseh ostalih plinov vvdihanem zraku nekoliko zmanjša. Zato se ustrezno zmanjšajonjihovi parcialni tlaki (razpredelnica 1).Druga pomembna razlika med alveolarnim in atmosferskimzrakom je posledica stalnega odstranjevanja O 2 iz alveolarnegazraka v pljučno kri in stalnega dodajanja CO 2 iz pljučne krvi valveolarni zrak, kar zmanjšuje parcialni tlak O 2 (pO 2 ) in dviguje29

parcialni tlak CO 2 (pCO 2 ) v alveolarnem zraku v primerjavi zovlaženim zunanjim zrakom. Vrednosti pO 2 in pCO 2 sopravzaprav odvisne od razmerja med alveolarno ventilacijo inporabo O 2 oziroma nastajanjem CO 2 v telesu. Če bi sealveolarna ventilacija povečala, ne da bi se spremenila porabaoziroma nastajanje teh dveh plinov, bi se v alveolarnem zrakupovečal pO 2 in zmanjšal pCO 2 . Parcialni tlak O 2 v alveolarnemzraku je torej sorazmeren z alveolarno ventilacijo, pCO 2 paobratno sorazmeren alveolarni ventilaciji. Največji možnialveolarni pO 2 je približno 150 mm Hg, t.j. enak vrednosti vatmosferskem zraku, nasičenem z vlago. Večji pO 2 v alveolihlahko dosežemo le z vdihavanjem mešanic zraka z večjimdeležem O 2 kot v normalnem zraku (vdihovanje čistega O 2 ) alipa z vdihavanjem zraka pod večjim celotnim tlakom(hiperbarična komora).Normalno je alveolarna ventilacija homeostatsko uravnavanatako, da sta alveolarna pO 2 in pCO 2 razmeroma konstantna.Večje spremembe, ki bi lahko nastale med posameznimi vdihi inizdihi, omili velika funkcionalna rezidualna kapaciteta kot nekakpufer; dihalni volumen vdihanega zraka se namreč razredči vprecej večjem volumnu alveolarnega plina, ki je ostal v pljučihpo prejšnjem izdihu.Razpredelnica 4.1 Parcialni tlaki plinov v suhem atmosferskem zraku, zraku nasičenem z vlago pri 37°C in alveolarnem zraku.plin atmosferski zrak alveolarni zrakkPa mm Hg kPa mm HgN 2 79,79 600,4 75,6 569,2O 2 21,17 159,3 13,7 103,4CO 2 0,04 0,3 5,3 40,3H 2 O 0 0 6,3 47,1vsota 101 760 101 760mm Hg40pCO 2= pO 2=40 mm Hg 100 mm HgALVEOLPLJUČNAKAPILARAmm Hg10046ERITROCIT40[kPa][mmHg]100[mmHg]100[kPa]121210808010pO 2pCO 28606086640ca. 0.75 s40Slika 4.8 Izmenjava plinov v pljučih pri pretoku krvi skozi pljučno kapilaro. Eritrocit potuje skozi pljučno kapilaro ~ 0,75 s.Plini v pljučnem krvnem obtokuParcialna tlaka O 2 in CO 2 v krvi, ki vstopa v pljučne kapilare,določajo parcialni tlaki teh dveh plinov v sistemskih venah, kiodvajajo kri iz perifernih tkiv. Venska kri se meša v desnem30prekatu srca. Po premešanju je pO 2 v pljučni arteriji 40 mm Hg,pCO 2 45 mm Hg. Ker je pO 2 v alveolih 103 mm Hg, torej večjikot v krvi iz pljučne arterije, O 2 difundira v pljučno kri.Ogljikov dioksid difundira v nasprotni smeri iz kapilar(pCO 2 = 45 mm Hg) v alveole (pCO 2 = 40 mm Hg). Difuzija

obeh plinov skozi alveolokapilarno membrano je zelo hitra, takoda se njuna parcialna tlaka v kapilarni krvi izenačita s tistima valveolih že v prvi tretjini kapilare.Parcialna tlaka obeh plinov v krvi, ki zapušča pljuča, sta torejenaka kot v alveolih. Parcialni tlak O 2 v arterijski krvi je zaradirahlega primešanja neoksigenirane krvi iz bronhialnih žilnekoliko manjši kot v pljučnih venah in normalno znaša 98mmHg (slika 4.8).Izmenjava plinov z difuzijo skozi alveolokapilarno membranoomogoča spremembe količine O 2 in CO 2 v krvi med pretokomskozi pljuča. Vsebnost kisika normalno naraste iz 15 na 20 mlO 2 na 100 ml krvi, hkrati pa vsebnost CO 2 pade iz 52 na 48 mlCO 2 na 100 ml krvi. Razmerje med izločenim CO 2 (200 ml /min) in privzetim O 2 (250 ml / min) imenujemo respiracijskikoličnik (RQ = V & CO 2 / V & O 2 ). Za nekoga, ki je mešanohrano, je običajna vrednost RQ približno 0,8.Difuzija v pljučihAlveolokapilarna membrana v pljučih ima površino od 50 - 100m 2 in je debela 0,3 μm, kar predstavlja idealne razmere zadifuzijo plinov. Hitrost difuzije vsakega plina je sorazmernanjegovemu difuzijskemu koeficientu. CO 2 difundira skozialveolarno steno 20-krat hitreje kot O 2 , ker je bolj topen v vodi,po molekulni masi pa se ne razlikujeta veliko. Mera zasposobnost pljuč, da omogočijo ustrezno difuzijo O 2 , jedifuzijska kapaciteta pljuč za O 2 . Pove nam, koliko O 2 bidifundiralo skozi alveolokapilarno membrano v minuti, če bibila razlika parcialnih tlakov O 2 1 mm Hg. Če se debelinadifuzijske pregrade poveča (povečanje količine alveolarnetekočine ob pljučnem edemu), ali če se razpoložljiva površinapljučnih alveolov zmanjša (emfizem), se bo zaradi zmanjšanedifuzijske kapacitete izmenjava plinov zmanjšala. To lahkopovzroči patološko spremenjene vrednosti parcialnih tlakov O 2 varterijski krvi, kljub ustrezni alveolarni ventilaciji.Razmerje ventilacija : perfuzijaPljuča so sestavljena iz milijona alveolov, v katerih potekaizmenjava plinov. Za normalno izmenjavo plinov je potrebno,da so vsi alveoli tako ustrezno ventilirani kot tudi perfundirani skrvjo. Način, s katerim lahko to povezavo kvantificiramo, jerazmerje ventilacija : perfuzija alveolov ( V & /Q).V & /Q = AV / pretok krvi skozi pljuča (enačba 4.6)V normalnih razmerah je za vsa pljuča srednja vrednostrazmerja V & /Q 0,8. Lokalne vrednosti razmerja V & /Q so odvisneod telesnega položaja. V stoječem položaju znaša razmerjeV & /Q na vrhovih pljuč približno 3, medtem ko je na bazah 0,6.V razmerah, ko je lokalno razmerje V & /Q znatno drugačno odnormale, govorimo o nesorazmerju ventilacija / perfuzija. Če jepodročje pljuč normalno perfundirano in nezadostno ventilirano,je razmerje V & /Q zmanjšano. Ker v alveole vstopa manj svežegazraka kot normalno, se bo v teh alveolih pO 2 zmanjšal in pCO 2zvečal. Pri prehodu skozi takšna področja se kri ne bo zadostnooksigenirala. Zato se bo arterijski pO 2 zmanjšal. Nesorazmerjeventilacija/perfuzija je značilno za obstrukcijske pljučne bolezni(astma, kronični bronhitis, emfizem).Izmenjava plinov v perifernih tkivihKer sta arterijska pO 2 in pCO 2 normalno precej konstantna,določajo razliko parcialnih tlakov na periferiji predvsemparcialni tlaki plinov v tkivih. Ti se razlikujejo od organa doorgana v odvisnosti od razmerja med pretokom krvi in lokalnopresnovno aktivnostjo, pri kateri se porablja O 2 in proizvajaCO 2 . Povprečne vrednosti tkivnih parcialnih tlakov so 40 mmHg za pO 2 in 45 mm Hg za pCO 2 , tako da gradient parcialnihtlakov v kapilarah usmerja difuzijo O 2 iz krvi v tkiva in CO 2 vnasprotno smer. V mirovanju tkiva privzamejo okrog 5 ml O 2 na100 ml krvi in oddajo okrog 4 ml CO 2 na 100 ml krvi, ravnotoliko, kot se izmenja teh dveh plinov v pljučih.4.3 PRENOS PLINOV PO KRVIPrenos kisikaVečina kisika v krvi je vezanega na hemoglobin (Hb) veritrocitih. Le nekaj malega ga je raztopljenega v plazmi.Hemoglobinska molekula je sestavljena iz štirih polipeptidnihverig. Na vsako je vezana pigmentna prostetična skupina hem, kijo sestavlja protoporfirinski obroč s centralnim atomomželezovega iona (Fe 2+ ). Kisik se na ta železov ion v hemu vežereverzibilno. Na eno molekulo Hb so torej lahko vezane štirimolekule O 2 . Hemoglobinu z vezanim O 2 rečemooksihemogobin (HbO 2 ).Kapaciteta krvi za vezavo kisika (oksiforna kapaciteta) jeskladna s koncentracijo hemoglobina. Normalna koncentracijahemoglobina znaša 150 g/l pri moških in 130 g/l pri ženskah.Ker vsak gram hemoglobina lahko veže 1,34 ml O 2 , znašakapaciteta krvi za vezavo kisika 20 ml pri moških oziroma 17,5ml O 2 na 100 ml krvi pri ženskah. Kapaciteta krvi za vezavokisika je zmanjšana, kadar je zmanjšana koncentracijahemoglobina v krvi (anemija). Ta lahko nastane zaradi različnihvzrokov. Ogljikov monoksid tudi lahko preprečuje prenos O 2 pokrvi, ker se močno veže na hemoglobin na isto mesto kot kisikin onemogoči vezavo kisika.Vezavna krivulja kisika na hemoglobinOdvisnost koncentracije O 2 v krvi (ml O 2 / 100 ml krvi) odparcialnega tlaka O 2 opisuje vezavna krivulja kisika (tudidisociacijska krivulja oksihemoglobina), ki je v obliki črke "S"(sigmoidne oblike; slika 4.9). Med naraščanjem pO 2 od 0 do 15mm Hg narašča tudi koncentracija O 2 v krvi, sprva počasi inkasneje hitro. Oblika začetnega dela krivulje odseva dejstvo, daso na molekuli hemoglobina štiri vezavna mesta za O 2 . Povezavi prve molekule O 2 na eno od vezavnih mest se sposobnostvezave (afiniteta) za kisik na drugih vezavnih mestih poveča.Koncentracija O 2 v krvi se zato pri povečevanju pO 2 hitrejepovečuje, kot se je prej. Ta pojav imenujemo kooperativnost. Obnadaljnjem povečevanju pO 2 je čedalje več vezanega O 2 v krvi,dokler niso zasedena vsa razpoložljiva vezavna mesta nahemoglobinu (saturacija - nasičenje); vezavna krivulja dosežemaksimum pri pO 2 okrog 100 - 120 mm Hg. Nadaljnjepovečanje pO 2 ima na vezavo in prenos O 2 po krvi le malovpliva.Z vezavno krivuljo kisika lahko ugotovimo, koliko kisika se boob določenem padcu njegovega parcialnega tlaka v kapilarnikrvi sprostilo v tkivo. V normalnih razmerah je pri pO 2 vsistemski arterijski krvi 98 mm Hg Hb 97% nasičen. Prizmanjšanju pO 2 v venozni krvi na 40 mm Hg se nasičenost Hb31

2zmanjša samo na 75%. Po navadi kri v tkivih odda le 25%vezanega O 2 . Organi s hitro presnovo pa lahko privzemajomnogo več O 2 iz krvi. Če npr. pade pO 2 v kapilarni krvi vdoločenem organu na 20 mm Hg, potem se nasičenost Hbzmanjša na 25%, kar pomeni, da kri takrat odda v tkivo trikratveč kisika kot povprečno.vsebnost O (ml/100ml krvi)20151050NORMALNA KRIANEMIČNA KRI0 2 4 6 8 10 12 14 16pO 2(kPa)0 20 40 60 80 100 120 (mm Hg)Slika 4.9 Vezavna krivulja kisika na hemoglobin.Dejavniki, ki vplivajo na vezavno krivuljo kisika (Bohrov efekt)Če se pCO 2 v krvi poveča se nasičenje Hb z O 2 pri danem pO 2zmanjša. Ta pojav imenujemo Bohrov efekt (slika 4.10). Zaraditega efekta se vezavna krivulja v venskem delu kapilarsistemskega krvnega obtoka, kjer vstopa v kri CO 2 iz tkiv, gledena vezavno krivuljo arterijske krvi pomakne v desno. To olajšaoddajanje O 2 iz krvi pri prehodu skozi presnovno aktivna tkiva.Ko kri prehaja skozi pljuča, pCO 2 pade in vezavna krivuljakisika se zopet pomakne v levo. Podobno kot povečan pCO 2premaknejo krivuljo v desno tudi drugi dejavniki (npr. povečanatelesna temperatura ali znižan pH).nasičenost z2O (%)1007550250pCO 2[H ]+T opO 20 2 4 6 8 10 12 14 16(kPa)0 20 40 60 80 100 120(mm Hg)Prenos ogljikovega dioksida po krviOgljikov dioksid se po krvi prenaša v treh oblikah: v oblikibikarbonatnih ionov (HCO - 3 ), vezan v karbamino skupine inraztopljen v plazmi.‣ V obliki bikarbonatnih ionov (HCO - 3 ) se prenaša približno60-70% vsega CO 2 v krvi. Ko teče kri skozi tkiva, CO 2prehaja v eritrocite, kjer v reakciji s H 2 O tvori ogljikovokislino. Ta hitro razpade na H + in HCO - 3 . Vodik se vglavnem veže na molekule hemoglobina znotraj eritrocitov,bikarbonatni ion pa iz eritrocita difundira v plazmo. Vpljučih teče nasproten proces.‣ Prenos v obliki karbamino skupin obsega 20-30% CO 2 vkrvi. Karbamino skupine nastanejo, ko CO 2 reagira sprostimi amino (-NH 2 ) skupinami v beljakovinah. Reakcijaje reverzibilna, če se pCO 2 zmanjša, se CO 2 sprosti. Čepravje nekaj karbamino skupin tudi v plazmi, jih večina nastanena peptidnih verigah hemoglobina.‣ V plazmi raztopljen CO 2 predstavlja le 10% celotnegaprenosa CO 2 po krvi. Koncentracija raztopljenega CO 2narašča linearno z naraščanjem pCO 2 v krvi (Henryjevzakon).Vezavna krivulja ogljikovega dioksidaVezavna krivulja ogljikovega dioksida opisuje odvisnostkoncentracije celotnega (ne glede na obliko prenosa) CO 2 v krvi(v ml / 100 ml krvi) od pCO 2 (slika 4.11). Od vezavne krivuljekisika se razlikuje po nekaj značilnostih:‣ večje koncentracije CO 2 kot O 2 pri enakih vrednostihparcialnih tlakov kažejo na večjo topnost CO 2 kot O 2 invečjo kapaciteto vezavnih mehanizmov;‣ fiziološko območje sprememb pCO 2 je mnogo ožje kotobmočje pO 2 ;‣ disociacijska krivulja CO 2 nima platoja. Kri se torej nemore nasititi z CO 2 tako kot se z O 2, če pCO 2 narašča. Zatoje pomembno, da je pCO 2 bolj natančno uravnavan kotpO 2 .vsebnost CO 2(ml/100ml krvi)6055504540XYnizek pO 2visok pO 2pCO 24 5 6 7 8 (kPa)30 40 50 60 (mm Hg)Slika 4.11 Vezavna krivulja ogljikovega dioksida. Točka Ypredstavlja koncentracijo CO 2 v krvi, ki prihaja iz krvi v pljučazačetnega dela pljučnih kapilar, točka X pa koncentracijo CO 2 vkrvi, ki gre iz pljuč v tkiva.Slika 4.10 Dejavniki, ki vplivajo na vezavno krivuljo kisika.32

4.4 URAVNAVANJE DIHANJAGlavna funkcija pljuč je izmenjava O 2 in CO 2 med zrakom inkrvjo. V tkivih se privzemanje O 2 iz krvi in oddajajanje CO 2 vkri spreminjata glede na intenzivnost celične presnove. Da bi setemu ustrezno povečala izmenjava plinov v pljučih in da bi sekljub temu vzdrževale stalne vrednosti pO 2 in pCO 2 v arterijskikrvi, mora biti dihanje natančno uravnavano. Dihanjeuravnavata dva mehanizma, ki se dopolnjujeta. To stamehanizem, ki uravnava ritmičnost dihanja in mehanizem, kiuravnava dihanje za prilagajanje spremenjenim potrebamorganizma (slika 4.12).Uravnavanje ritmičnosti dihanjaČeprav na dihanje do določene mere lahko vplivamo zavestno,je ta proces normalno uravnavan nezavedno. Dihanje jeenakomerno in ritmično, vdihu sledi izdih. To ritmično aktivnostdoloča aktivnost več skupin nevronov v možganskem deblu, kijih skupno imenujemo dihalni center. Nevroni, ki prekmotonevronov aktivirajo inspiratorne ali ekspiratorne mišice, senahajajo v podaljšani hrbtenjači. Njihovo aktivnost in s temvzorec dihanja spreminjajo nevroni v ponsu.Inspiratorni respiratorni nevroni v podaljšani hrbtenjači seprožijo spontano in ritmično. Izbruhu akcijskih potencialov slediobdobje neaktivnosti. Ti nevroni stimulirajo motonevrone vhrbtenjači, ki aktivirajo krčenje trebušne prepone in zunanjihmedrebrnih mišic. V obdobju neaktivnosti inspiratornihnevronov se inspiratorne mišice sprostijo in izdih potekapasivno. Ob mirnem dihanju je zato inspiratorni center tisti, kiima največji pomen pri nadzoru ventilacije.MOŽGANSKASKORJARESPIRATORNI CENTERPODALJŠANA HRBTENJAČAHRBTENJAČADIHALNE MIŠICEKEMORECEPTORJIEkspiratorni respiratorni nevroni v podaljšani hrbtenjačinavadno niso aktivni in se ciklično aktivirajo le medpovečanjem ventilacije, ko je potreben aktiven ali forsiran izdih.V takih razmerah ekspiratorni nevroni stimulirajo motonevrone,ki aktivirajo notranje medreberne mišice in mišice trebušnestene.Uravnavanje dihanja za prilagajanje potrebamorganizmaDa bi dihanje zadostilo potrebam organizma, spontana proženjarespiratornih nevronov v podaljšani hrbtenjači uravnavajokemični dejavniki, ki prek kemoreceptorjev določajo dihalnivolumen in frekvenco ventilacije.KemoreceptorjiRespiratorni kemoreceptorji, ki posredujejo informacijodihalnemu centru, se odzivajo na spremembe parcialnih tlakovO 2 in CO 2 ter koncentracije ionov H + v krvi. Glede naanatomsko lokacijo delimo kemoreceptorje na centralne inperiferne.‣ Centralni kemoreceptorji so nevroni, ki so blizurespiratornega centra v podaljšani hrbtenjači. Ti receptorjiso občutljivi za spremembe arterijskega pCO 2 posredno,neposredno pa so občutljivi za spremembo koncentracijeH + ionov v njihovi okolici. Ogljikov dioksid namreč hitrodifundira skozi krvno-možgansko pregrado in reagira zvodo. Nastala ogljikova kislina razpade na H + inbikarbonatni anion. Če poraste pCO 2 v krvi, sekoncentracija H + ionov okrog kemoreceptorjev poveča, karneposredno vdraži centralne kemoreceptorje. Ker ioni H +težko prehajajo skozi krvnomožgansko pregrado, acidozaarterijske krvi sama po sebi le malo učinkuje na centralnekemoreceptorje.‣ Periferni kemoreceptorji so v karotidnih telescih blizurazcepišča arterije carotis communis in v aortnih telescihvzdolž aortnega loka. Ti receptorji so občutljivi za pCO 2 ,vendar so za odgovor na povečanje pCO 2 v krvi manjpomembni kot centralni kemoreceptorji. So pa boljobčutljivi za spremembe pH arterijske krvi kot centralnikemoreceptorji. Predvsem pa so periferni receptorji edinireceptorji, ki so občutljivi na znižanje vrednostiarterijskega pO 2 . Aktivirajo se, ko pade pO 2 pod fiziološkomejo 100 mm Hg in začno spodbujati dihalni center, da bise dihanje povečalo.Pomen pCO 2 , pO 2 in pH v arterijski krvi pri uravnavanjuventilacijePERFUZIJAPLJUČA,PRSNI KOŠALVEOLOKAPILARNAMEMBRANAKRISlika 4.12 Uravnavanje dihanja.VENTILACIJADIFUZIJApCO 2, pO 2 , pHParcialni tlaki pCO 2 , pO 2 in pH v arterijski krvi so dejavniki, kiprek kemoreceptorjev in dihalnega centra uravnavajo dihanje.Med njimi je normalno najpomembnejši arterijski pCO 2 ,medtem ko ima pH arterijske krvi pomen predvsem prirespiratorni kompenzaciji motenj kislinsko-bazičnega ravnotežjav telesu. Med normalnim dihanjem pO 2 nima vpliva oziroma lemalo vpliva na dihanje.‣ Povečan arterijski pCO 2 spodbuja dihanje, kar vodi kzmanjšanju alveolarnega pCO 2 proti normalni vrednosti. Vfiziološkem uravnavanju dihanja je to primarni mehanizem.Uravnavanje alveolarnega pCO 2 je za organizem izrednopomembno, ker vsako povečanje alveolarnega pCO 2povečuje pCO 2 v arterijski krvi, kar vodi v acidozo.33

‣ Znižan arterijski pH spodbuja dihanje predvsem prekperifernih kemoreceptorjev in s tem zmanjša alveolarni inarterijski pCO 2 . Puferska reakcija steče v levo inkoncentracija H + ionov v arterijski krvi se zmanjša, pH pase poveča proti normalni vrednosti.CO 2 + H 2 O ↔ H 2 CO 3 ↔ H + + HCO 3-‣ Znižan arterijski pO 2 tudi spodbuja dihanje. Vendar se tozgodi šele, ko arterijski pO 2 močno pade pod normalnovrednost 100 mm Hg: pomemben vpliv na dihanje se kažešele pri vrednostih pO 2 , ki so manjše od 60 mm Hg. Vnormalnih razmerah torej kisik ni neposredno vpleten vuravnavanje dihanja. Kljub temu ostaja arterijski pO 2zaradi natančnega uravnavanja pCO 2 razmeromanespremenjen.SlovstvoGuyton AC (1996) Textbook of Medical Physiology. WBSaunders, Philadelphia.McGeown JG (1996) Physiology. Churchil Livingstone,NewYork.West JB (1995) Respiratory Physiology. Williams & Willkins,Baltimore.Vprašanja1. Popustljivost (komplianca) pljuč nam povea) kako raztegljiva so pljučab) kako hitra je difuzija kisika v alveolihc) kako prekrvljena so pljuča.Če je komplianca pljuč velikač) je retrakcijska sila pljuč razmeroma majhnad) je retrakcijska sila pljuč zelo velikae) je pretok krvi skozi pljuča močno povečan.2. Povečana površinska napetost tekočine na steni alveolov bia) povečalab) zmanjšalac) popolnoma odpravila retrakcijsko silo pljuč.Povečanje površinske napetostič) omogočad) preprečuje pljučni surfaktant.3. Transpulmonalni tlak jea) razlika tlakov med alveoli in zunanjim zrakomb) tlak v alveolihc) razlika med tlakom v alveolih in plevralnem prostoru.Njegova funkcija je, dač) potisne zrak iz alveolovd) razpenja pljučae) onemogoča vdor zraka v plevralni prostor.4. Smer neto difuzije plina skozi alveolarno membrano vpljučih je odvisna oda) debeline membraneb) površine membranec) topnosti plina v vodič) parcialnih tlakov plina v alveolih in v kapilarni krvid) samo od parcialnega tlaka plina v alveolih.5. Respiracijski količnik je razmerje meda) minutnima volumnoma izdihanega CO 2 in vdihanegaO 2b) parcialnima tlakoma CO 2 in O 2 v alveolih;normalno jec) malo manjši kot 1č) malo večji kot 1d) enak 1.6. Na vsako molekulo hemoglobina se lahko vežejoa) dveb) tric) štiri molekule kisika.Spojini, ki pri tem nastane, pravimoč) karboksihemoglobind) oksihemoglobine) hemoglobinski kisik.7. Glavno mesto izmenjave plinov med zrakom in krvjo vpljučih soa) alveolib) terminalni bronhiolic) alveoli in terminalni bronhiolič) bronhijid) pljučne arterije.8. Ob koncu normalnega izdiha je ob odprtem glotisu tlak valveoliha enak atmosferskemu pritiskub) večji od atmosferskega pritiskac) manjši od atmosferskega pritiskač). enak intraplevralnemu pritiskud) enak transpulmonalnemu pritisku.9. Funkcionalna rezidualna kapaciteta [FRC] jea) volumen zraka, ki ostane v pljučih po normalnemizdihub) vsota ekspiratornega rezervnega volumna [ERV] inrezidualnega volumna [RV]c) volumen zraka, ki ostane v pljučih po maksimalnemizdihuč) volumen zraka, ki ga izdihamo v eni minutid) kapaciteta pljuč za difuzijo plinov.10. Forsiran ekspiracijski volumen [FEV 1 ] je volumen zraka, kiga poa) normalnemb) maksimalnemvdihuc) izdihamo z vso močjo v prvi sekundič) pasivno izdihamo v prvi minutid) zadržimo v pljučih eno minuto.11. FEV 1 je pri zdravih ljudeha) manj kot 60% vitalne kapaciteteb) manj kot 80% dihalnega volumnac) več kot 80% vitalne kapaciteteč) več kot 80% celotne kapaciteted) manj kot 60% dihalnega volumna.12. Difuzija plina med zrakom in krvjo v pljučih jepremosorazmernaa) gradientu parcialnih tlakov plinab) vsoti parcialnih tlakov plinovc) parcialnemu tlaku plina v alveolihč) difuzijski površinid) difuzijski razdalji.34

Malpighijevo telesce filtracijo krvne plazme (v krvi zadrži krvnebeljakovine, snovi, vezane na krvne beljakovine in krvne celice).Tekočina, ki vstopi iz kapilar glomerula v kapsularni prostor inpriteče v proksimalni tubulus je ultrafiltrat, primarni seč, in serazlikuje od končnega seča. Proces se imenuje glomerulnafiltracija.5 LEDVICE, ZGRADBA INFUNKCIJA NEFRONA,NASTAJANJE IN SESTAVA SEČADušan Sket in Samo RibaričNefron deluje samo ob ustreznem ožiljenju in prekrvitvi ledvic. VMalpighijevo telesce vstopa aferentna arteriola, ki se razplete vklobčič kapilar, imenovan glomerulus (prvi kapilarni pletež), tekapilare se spet spletejo v eferentno arteriolo, ki izstopa izMalpighijevega telesca in prehaja v (drugi) kapilarni pletežproksimalnega in distalnega tubulusa ter v vasa recta, kispremljajo Henlejevo zanko. Drugi kapilarni pletež se izliva vvenski sistem levic.Ledvice so organ mokril, izločal, vendar je na izločanje trebagledati kot del širše funkcije: vzdrževanje stalnosti notranjegaokolja. Ledvice vzdržujejo homeostazo volumna in sestave telesnihtekočin ter acidobazno ravnovesje (pH) telesnih tekočin, sodelujejopa tudi pri dolgoročnem in srednjeročnem uravnavanju arterijskegatlaka. Funkcije ledvic so:‣ izločanje vode,‣ izločanje neorganskih topljencev, ki so prišli v telo s hrano(npr. Na + , K + , Ca 2+ , Mg 2+ , Cl - , fosfat),‣ izločanje organskih končnih produktov presnove, ki sonastali v telesu (sečnina, kreatinin, sečna kislina, t.i.neproteinske dušikove spojine) in presnovkov telesu tujihorganskih spojin (npr. zdravil),‣ izločanje H + -in HCO 3 za uravnavanje acidobaznegaravnovesja (pH) telesnih tekočin.aferentna arterioladistalni tubulusBowmanova kapsulaglomerulusproksimalni tubulusIzločanje v ledvicah je selektivno, kar pomeni, da ledvice inorganizem uravnavajo izločevalno funkcijo glede na potrebehomeostaze. Denimo, če pijemo veliko vode, izločamo velikvolumen seča z majhno koncentracijo topljencev, če ne pijemovode oziroma tekočine, pa izločamo majhen volumen seča z velikokoncentracijo topljencev. Prav tako lahko ledvice tudi selektivnoobravnavajo nekatere topljence (zadržujejo ali izločajo nekaterekatione in/oziroma anione ter zadržujejo organske snovi, ki nisorazgradni produkti presnove, npr. glukoza), saj bi se drugačeporušila stalnost notranjega okolja.eferentna arterioladescendentni delHenlejeve zanke5.1 ZGRADBA LEDVICOmenjene funkcije ledvic so tesno povezane z njihovo zgradbo.Makroskopsko so ledvice organ z dovodom in odvodom krvi(renalna arterija in vena), z vegetativnim oživčenjem (simpatikus,ki uravnava tonus arteriol), povezane pa so s sečnimi izvodili(ledvični meh - pielon, sečevod - ureter, sečni mehur, sečnica -uretra). Na prerezu ima ledvica skorjo in sredico.ascendentni delHenlejeve zankezbiralceSlika 5.1 Zgradba nefrona.NefronFunkcionalne enote ledvic so nefroni, ki jih je v zdravi ledvici1,2x10 6 . Nefron je sestavljen iz več delov: v skorji soMalpighijeva telesca ter zvijugani in ravni proksimalni indistalni tubulusi, v sredici pa so Henlejeve zanke in zbiralca(slika 5.1). Nefroni se razlikujejo po dolžini Henlejeve zanke.Nefroni v skorji (kortikalni) imajo kratko Henlejevo zanko, tistitik ob sredici (jukstamedularni) pa dolgo.Del proksimalnega tubulusa, ki sega v Malpighijevo telesce seimenuje Bowmanova kapsula. Bowmanova kapsula se prilegastenam glomerulnih kapilar in sestavlja z njimi bazalnomembrano. S svojo zgradbo (mikroskopske pore) omogoči5.2 PRETOK KRVI SKOZI LEDVICEAnatomska usklajenost nefrona in njegovega žilja je zelopomembna. Ledvice imajo zmožnost avtoregulacije pretoka inglomerulne filtracije v območjih srednjega arterijskega tlaka med80 in 200 mm Hg. Ledvice navadno dobijo 20-25% minutnegavolumna srca, to je približno 1200 ml krvi/min. Kri, ki priteče prekeferentne arteriole večinoma (90%) obliva proksimalne in distalnetubuluse v ledvični skorji. Le majhen del krvi, ki se pretoči skoziledvice (največ do 10% pretoka), pa dospe v levično sredico, kjerprek vasa recta obliva Henlejevo zanko. Vendar tudi to ni malo vprimerjavi z drugimi organi v telesu. To pomeni, da imajo ledviceglede na maso tkiva zelo velik pretok.35

5.3 MEHANIZMI NASTAJANJA SEČAGlomerulna filtracija (GF)Nastajanje primarnega seča je podobno neto filtraciji tekočine namembrani tkivnih kapilar. Odvisno je od filtracijskega tlaka(enačba 5.1, slika 5.2):FT = (P k - P bp) - Π k = (45 mm Hg – 10 mm Hg) - 25 mm Hg = 10 mm HgFTP kP bpΠ k(enačba 5.1)filtracijski tlak;hidrostatski tlak v glomerulnih kapilarah;hidrostatski tlak v Bowmanovem prostoru;onkotski tlak v glomerulnih kapilarah.V ledvicah se filtrira le tekoči del krvi – plazma. Glomerulnamembrana normalno namreč ni prepustna za celice in večjeplazemske beljakovine. Glede na to, da je normalna vrednosthematokrita okrog 45% (glej poglavje Kri in telesne tekočine) in daje pretok krvi skozi ledvice okoli 1200 ml krvi/min, lahkoizračunamo, da znaša pretok plazme skozi ledvice 660 ml/min. Odtega se v ledvicah filtrira 120 ml/min. To je normalna vrednostglomerularne filtracije. Delež plazme, ki se je filtriral v ledvicah(frakcija filtracije = GF/pretok plazme) pa bi v tem primeru znašal0.18. Pretok skozi glomerule uravnavajo s spreminjanjem svojegapremera tako aferentne kot eferentne arteriole, frakcijo filtracije pasamo eferentne.glomerularnakapilaraaferentnaarteriolaeferentnaarteriolavelika večina tekočine (178,5 litra vode) reabsorbirala iz nefrona vkri. Reabsorbirajo se voda in topljenci kot npr. glukoza, Na + , K + ,Ca 2+ , Cl - , bikarbonat, fosfat. Proces se imenuje tubulusnareabsorpcija. Celo snovi, ki naj bi se popolnoma izločile, sedeloma reabsorbirajo (npr. do 60% filtrirane sečnine). Tisti deltopljencev, ki se ne reabsorbira, se izloči s sečem.Tubulusno izločanjeNekatere snovi (npr. K + , H + , amoniak, sečna kislina, zdravila) pa setudi v tubulusih izločajo v seč, tako da poleg GF in tubulusnereabsorpcije poznamo tudi tubulno sekrecijo. Pri tem nastopata dvamehanizma:‣ tubulusne celice privzamejo snovi iz peritubulusnegaprostora, kamor vstopajo iz peritubulusnih kapilar, in jihizločajo v tubulusni lumen (npr. sečna kislina, zdravila);‣ snovi nastajajo v tubulusnih celicah in se izločajo vtubulusni lumen (npr. ioni H + , amoniak).5.4 FUNKCIJE POSAMEZNIH ODSEKOV NEFRONAProksimalni tubulusOglejmo si pobliže reabsorpcijo v proksimalnem tubulusu. Vglomerulnem filtratu so topljenci v enaki koncentraciji osmotskoaktivnih delcev (osmolarnost) kot v plazmi (290 mosmol/lraztopine). V proksimalnih tubulusih se reabsorbirajo topljenciprek epitelijskih celic bodisi pasivno z difuzijo, bodisi z aktivnimtransportom skozi celično membrano (glej poglavje Celica, celičnisistemi in homeostaza). Voda sledi topljencu pasivno zaradiosmoze, osmolarnost primarnega seča se ne spreminja, ker se seč vproksimalnem tubulusu niti ne koncentrira niti ne razredči.Topljenci z vodo prestopajo iz tubulusov v t.i. peritubulni prostorin se reabsorbirajo v peritubulne kapilare zaradi Starlingovih sil(glej poglavje Mikrocirkulacija). V proksimalnem tubulusu sereabsorbira 70% filtriranega Na + , Cl - , HCO 3 - , vode ter skoraj vesK + , fosfat, aminokisline in glukoza.Bowmanovprostor36bazalnamembranaproksimalnitubulusΠ kP kP p bSlika 5.2 Filtracija tekočine iz glomerulne kapilare v Bowmanovprostor. P k - hidrostatski tlak v glomerulnih kapilarah; P bp -hidrostatski tlak v Bowmanovem prostoru; Π k - onkotski tlak vglomerulnih kapilarah.Tubulusna reabsorpcijaNa dan nastane v Malpighijevih telescih 180 litrov primarnegaseča, izloči pa se navadno samo 1,5 l seča. To pomeni, da se jeMehanizem tubulne reabsorpcije Na + in Cl -Oglejmo si reabsorpcijo glavnih elektrolitov zunajcelične tekočineNa + in Cl - . Ionska črpalka (nosilec, aktivni transport) izčrpava Na +v peritubulni prostor skozi bazolateralno membrano. S tempovzroči koncentracijski gradient za vstopanje Na + v celico skoziluminalno membrano (s prenašalcem - facilitirana difuzija). TokuNa + sledijo Cl - dokler se ne vzpostavi elektrokemijsko ravnotežjeza Cl - in voda zaradi osmoze (slika 5.3). Tako reabsorbirani ioni invoda vstopijo v peritubulno kapilaro zaradi delovanja Starlingovihsil, med katerimi prevlada absorpcija zaradi onkotskega učinkaplazemskih beljakovin. S prehodom vode iz tubulusov v kapilare sev tubulusih zveča koncentracija nekaterih snovi, ki nato prehajajov kapilare zaradi koncentracijskega gradienta (npr. sečnine). Tuditok vode zaradi osmoze nosi s seboj topljence. Tako je tubulnareabsorpcija delno aktiven, delno pasiven proces. Izotonični sečteče naprej v Henlejevo zanko.Henlejeve zankeHenlejeva zanka sega v ledvično sredico. Ima tanek descedentni intanek del ascendentnega kraka ter zadebeljen del ascendentnegakraka, ki prehaja v distalni tubulus (slika 5.1). Henlejevo zankospremljajo vasa recta. Tanki del Henlejeve zanke je prepusten za

celicaproksimalnegatubulaperitubularna kapilaraHO 2HO 2lumen proksimalnega tubulabazalna membranaNa + Na +Na +Na +Na +Slika 5.3 Mehanizem tubulusne reabsorpcije Na + in Cl - .vodo in topljence. Ugotovitev, da od ledvične skorje protinotranjosti sredice osmotski tlak narašča, je pomagala izdelatihipotezo o delovanju Henlejeve zanke. Mehanizem delovanja jezapleten in je razložen v obsežnejših učbenikih fiziologije.Henlejeva zanka deluje kot protitočni pomnoževalec, vasa recta pakot protitočni izmenjalec. Protitočni pomnoževalec napravlja vsmeri proti vrhu (prevoju) Henlejeve zanke čedalje večjokoncentracijo topljencev (pri vrhu zanke znaša osmolarnost sredice1200 mosm/l). Zaradi oblike, ki jo imajo vasa recta (kot lasne igle,v obliki črke U), in razmeroma majhnega pretoka skozi njih, ta neodplavi hiperosmolarnega področja v sredici, ampak celo sodelujepri nastajanju velike koncentracije topljencev v sredici. Seč, kipriteka po Henlejevi zanki iz sredice vstopa v debelejši ascendentnikrak zanke, ki je neprepusten za vodo in za topljence, razen zaNaCl. NaCl se v tem delu zanke z aktivnim transportom Cl - izločav ekstracelularni prostor sredice. V sredico izločeni NaCl prispevak hiperosmolarnosti sredice. Seč, ki priteče iz Henlejeve zanke vdistalni tubulus, je zaradi omenjenega transporta NaCl hipotoničen(npr. 100 mosmol/l). Tudi iz Henlejeve zanke se reabsorbira 18-20% vode in NaCl, torej je do te stopnje reabsorbirano že 88-90%primarnega seča.‣ Distalni tubulus in zbiralce. Nadaljnja pot seča gre izdistalnega tubulusa skozi zbiralca v ledvični meh. Tudi vdistalnih tubulusih in v zbiralcih se reabsorbira 5 do 9,5%NaCl, odvisno od bilance Na + v telesu (glej sistem reninangiotenzin-aldosteron).Glede izločanja vode v distalnihtubulusih in zbiralcih se lahko odvijata vodna diureza aliantidiureza. To je odvisno od tega, ali so distalni tubulusiin zbiralca prepustni za vodo ali ne. Njihovo prepustnost zavodo uravnava antidiuretski hormon (ADH, vazopresin).‣ Vodna diureza. Vodna diureza pomeni, da se izločahipotoničen seč, organizem pa se tako znebi prebitka vode.To se zgodi, kadar je osmolarnost telesnih tekočinzmanjšana. Posebni receptorji v hipotalamusu v možganih,ki so občutljivi na osmolarnost zunajcelične tekočine(osmoreceptorji) zavrejo izločanje ADH iz možganov.Distalni tubulusi in zbiralca postanejo v odsotnosti ADHneprepustni za vodo in izloča se hipotoničen, razredčen seč,tak kot priteče iz Henlejeve zanke ali še bolj. Kadar seADH ne izloča, se v ledvicah reabsorbira le 88%primarnega seča, maksimalno razredčenje je do 40mosmol/l, ker se lahko v distalnih tubulusih aktivnoreabsorbira Na + .‣ Antidiureza. Antidiureza pomeni varčevanje z vodo, izločase majhen volumen hipertoničnega seča (seča z velikokoncentracijo topljencev in veliko osmolarnostjo). To sezgodi, kadar je osmolarnost telesnih tekočin zvečana.Vzdraženi osmoreceptorji spodbudijo izločanje ADH.ADH zveča prepustnost distalnih tubulusov (v skorji) inzbiralc (v sredici) za vodo. V skorji (distalni tubulusi) jepodročje normalne osmolarnosti okrog 290 mosmol/l.Prestopanje vode iz distalnih tubulusov naredi izhipotoničnega seča, ki je prišel iz Henlejeve zanke,izotoničen seč. Pri pretoku skozi zbiralca pa zaradi ADHzvečana prepustnost zbiralc omogoči prestopanje vode(brez raztopljenih snovi) iz zbiralc v hipertonični intersticijsredice. Preostali seč v zbiralcih se s tem koncentrira in izzbiralc v ledvični meh priteče hipertoničen seč. Pri običajniprehrani in pitju tekočin izločamo seč, ki je boljkoncentriran od plazme (osmolarnost plazme je okoli 290mosmol/l). Antidiureza je vsakodneven pojav, navadno sereabsorbira več kot 99% primarnega seča, ki nastane prifiltraciji v glomerulih. V posebnih okoliščinah (če nezauživamo vode) pa nastopi maksimalna antidiureza, seč jekoncentriran do 1200 mosmol/l, izloča se samo 500 ml sečadnevno.5.5 VZDRŽEVANJE KONCENTRACIJEELEKTROLITOV IN VOLUMNA TELESNIH TEKOČINTa dejavnost ledvic je izredno pomembna za preživetjeorganizma. Uravnavanje volumna telesnih tekočin inelektrolitov z ledvicami sledi načelu, da mora biti vnos vode inelektrolitov v telo enak izločanju iz telesa. Ledvice uravnavajovolumen in sestavo telesnih tekočin s spreminjanjem količine ssečem izločene tekočine in koncentracije topljencev (produktipresnove in elektroliti) v seču. Ledvice lahko izločajo velikvolumen seča z majhno koncentracijo topljencev ali majhenvolumen seča z veliko koncentracijo topljencev. Za izločanjeproduktov presnove (npr. kreatinina, sečnine, sečne kisline,fosfatov, sulfatov, H + ) je potreben vsaj minimalni obveznivolumen seča (t.i. obligatorni volumen), ki znaša vsaj 500ml/dan. V primeru, da je izločanje seča onemogočeno, sepričnejo te snovi kopičiti v telesu.Volumen telesnih tekočin in koncentracija elektrolitov seuravnavata z mehanizmi, ki spreminjajo količino in sestavo sečaizločenega skozi ledvice:‣ z antidiuretičnim hormonom (ADH) ,‣ z aktivacijo sistema renin – angiotenzin – aldosteron,‣ s spreminjanjem filtracijskega deleža v ledvicah.Uravnavanje izločanja ADHPovečanje osmolarnosti zunajcelične tekočine (npr. zaradiuživanja slane hrane ob nezadostnem vnosu vode) povzročipovečano izločanje ADH iz hipotalamusa v možganih v kri.ADH v ledvicah poveča prepustnost distalnih tubulusov inzbiralc za vodo, kar olajša reabsorpcijo vode in zmanjšavolumen seča. Nasprotno bo zmanjšanje osmolarnostizunajcelične tekočine povzročilo zavrtje izločanja ADH, brezkaterega so distalni tubulusi in zbiralca skoraj povsemneprepustni za vodo, ki se v teh razmerah izloči s sečem.Volumoreceptorji so posebna vrsta mehanoreceptorjev v krvnihobtočilih, ki se vzdražijo ob povečani polnitvi in nategu stenedela obtočil, v katerem se nahajajo (torej ob povečanem37

volumnu krvi). Nahajajo se v stenah preddvorov in velikih ven vsistemskem krvnem obtoku. Povečanje volumna krvi takopovzroči večjo aktivnost volumoreceptorjev, ki refleksnozmanjšajo izločanje ADH in zmanjšajo upor v ledvičniharteriolah, oba učinka pa peljeta v povečano izločanje seča inposledično zmanjšanje volumna krvi.peritubularnakapilaraPROKSIMALNI TUBULUSglutamin K + Na HCO -+ 3Na +Delovanje sistema renin – angiotenzin – aldosteronV distalnem tubulusu poteka tudi pomembna faza izločanja Na + ,K + in H + . V tem delu nefrona se lahko reabsorbira Na + vzamenjavo za K + in H + . Proces uravnava hormon aldosteron, ki gaizloča skorja nadledvične žleze. S svojim delovanjem je aldosteronpomemben regulator volumna ekstracelularne tekočine. Aldosteronse izloča predvsem, kadar je v telesu premalo Na + in kadar jepremajhen pretok krvi skozi ledvice. Kadar se zmanjša pretok krviskozi ledvice (npr. zaradi zmanjšanja volumna zunajceličnetekočine in s tem volumna krvi ali zaradi močne simpatičnevazokonstrikcije aferentne arteriole v ledvicah), te izločajo encimrenin, ki katalizira nastajanje angiotenzina I iz posebne plazemskebeljakovine. V pljučih se angiotenzin I encimsko spremeni vangiotenzin II, ki je močan vazokonstriktor in spodbuja izločanjealdosterona. Poleg teh učinkov angiotenzin II tudi spodbujaobčutek žeje. Zaradi sistema renin-angiotenzin-aldosteron soledvice izjemno pomembne pri srednjeročnem in dolgoročnemuravnavanju arterijskega tlaka (glej poglavje Srce in krvnaobtočila).5.6 IZLOČANJE SEČNINEPresnovki, ki se morajo izločiti iz organizma, se seveda nereabsorbirajo tako izdatno kot Na + . Na + v telesu je regulatorvolumna zunajcelične tekočine in nezmožnost ledvic, da zadržijo inuravnavajo količino tega iona v telesu, bi vodila v izgubo telesnihtekočin (dehidracijo). Sečnina, ki se lahko reabsorbira pasivno zvodo v proksimalnih tubulusih, vendarle pride tudi v predelenefrona (ascendentni del Henlejeve zanke, distalni tubulusi), ki sozanjo neprepustni. V teh delih nefrona se zaradi reabsorpcije vodekoncentracija sečnine poveča in izloči se okrog 40% filtriranesečnine. Na ta način se organizem znebi tega presnovka.5.7 REABSORPCIJA GLUKOZEGlukoza se v proksimalnem tubulusu reabsorbira z aktivnimtransportom. Nosilec za aktivni transport glukoze je v luminalnimembrani, iz tubulne celice pa se glukoza izloča v peritubulniprostor z olajšano difuzijo. Kot vsak transportni mehanizem imatudi aktivni transport za glukozo svojo maksimalno kapaciteto (t.i.tubulni maksimum, Tm). Kadar se pri sladkorni bolezni v urinupojavi glukoza, je njena koncentracija v primarnem seču(glomerulnemu filtratu) tako velika, da je presežena kapacitetatubulnega transporta glukoze. V takšnih razmerah se vsa glukoza vproksimalnem tubulusu ne more reabsorbirati, v distalnih odsekihnefrona pa ni nosilca za glukozni transport, zato se glukoza izloči ssečem (glukozurija). Zaradi osmoznega učinka glukoze se izločatudi voda, govorimo o osmozni diurezi oziroma poliuriji prisladkorni bolezni.celicaglutaminK + Na + -HCO Na +3glutamatNH 3Na +NH 3lumenproksimalnegatubulusaEncimglutaminazaNH 3+ +NH 3 + HNa + H +2- +HPO 4 + HH +HCO 3-H +NH 4+- +HCO 3 + HHO + CO2 2HPO 4-Slika 5.4 Izločanje kislin v proksimalnem tubulusu.5.8 IZLOČANJE KISLINEncimkarbonskaanhidrazaHCO 2 3HCO 2 3CO 2CO 2HO + CO2 2Nefron je pomemben tudi za uravnavanje pH telesnih tekočin. Pripresnovi nastajajo v telesu kisline (npr. H 2 SO 4 in H 3 PO 4 ). Kislinereagirajo s telesnimi pufri, ledvice pa te pufre obnavljajo in izločijokisel seč (sliki 5.4 in 5.5). Najnižji pH seča je okrog 4, kar ni dovoljza izločanje vseh nastalih kislin, zato morajo biti za izločanjekisline v seču snovi, ki vežejo H + (akceptorji H + oziroma sečnipufri). Tubulusne celice izločajo H + v zamenjavo za Na + iztubulusne tekočine. Ioni H + nastajajo z disociacijo H 2 CO 3 , katerenastanek katalizira v tubulusnih celicah encim karboanhidraza.Akceptorji H + v tubulusni tekočini so:‣ NaHCO 3-‣ HPO 42-‣ amoniak (NH 3 ).Da bi se izločila kislina, se H + najprej veže na HCO 3 - v primarnemseču, nato se H + veže na HPO 4 2- (nastane H 2 PO 4 - ) in NH 3 (nastaneamonijev ion, NH 4 + ). Amoniak izločajo tubulne celice zdelovanjem encima glutaminaze. Tako omogočijo urinski pufriizločanje kisline, v kri pa iz tubulne celice prehaja za vsak izločeniH + en Na + s spremljajočim HCO 3 - , kar vzpostavlja normalno acidobaznoravnovesje v telesnih tekočinah, o čemer bo več govora vnaslednjem poglavju.38

peritubularnakapilaraHCO 3-ZBIRALCE4. Ledvična glomerulna membranaa) zadržuje v plazmi snovi z molekulsko maso nad70.000b) je prepustna za večino plazemskih beljakovinc) zadrži krvne celice, da se ne izločajo v urinč) zadrži glukozo, ki se normalno ne izloča z urinomd) težje prepušča natrijeve kot kloridne ione.celicaHCO 3-HCO 3-H +HCO2 3Encimkarbonskaanhidraza5. Za glomerulno filtracijo veljaa) normalna količina glomerulnega filtrata pri odraslemčloveku je okrog 180 l na danb) normalno se filtrira 20% plazme, ki teče skoziglomerulec) koncentracija beljakovin v glomerulnem filtratu jeenaka koncentraciji beljakovin v plazmič) glomerulna filtracija je neodvisna od hidrostatskegatlaka krvi v glomerulnih kapilarahd) v glomerulnem filtratu normalno ni glukoze.lumen zbiralcaH +H ++ +NH3+ H2- +HPO4+ HNH 4+- +HCO3+ HHO + CO2 2HPO 4-HO + CO2 2HCO2 3CO 2CO 26. Vodikovi ioni se z urinom izločajoa) pretežno kot prosti ionib)+skupaj z NH 3 , tako da tvorijo NH 4c) skupaj s HPO 2- -2 , tako da tvorijo H 2 PO 4č) pretežno kot HCld) pretežno kot v urinu raztopljeni CO 2 .7. Aldosteron se izloča iz skorje nadledvične žleze, kadar jea) zmanjšan pretok krvi skozi ledviceb) primanjkljaj natrijevih ionov v organizmuc) primanjkljaj kalijevih ionov v organizmu.č) zvečana sekrecija renina iz ledvicd) zvečana koncentracija angiotenzina v krvi.Slika 5.5 Izločanje kislin v zbiralcu.SlovstvoMcGeown JG (1996) Physiology, Churchil Livingstone,NewYork.Vprašanja1. Koncentracija topljencev v urinu se bo zvečala, čea) ne pijemo vodeb) zvečamo porabo kuhinjske solic) se zveča izločanje ADHč) zmanjša osmolarnost v ledvični sredicid) se izloča obligatorn volumen urina.2. Voda sea) filtrira v glomerulihb) aktivno reabsorbira vzdolž proksimalnih tubulusovc) pasivno reabsorbira vzdolž distalnih tubulusovneodvisno od ADHč) pasivno reabsorbira vzdolž zbiralc odvisno od ADHd) secernira v distalnih tubulusih.3. Neka snov se lahko popolnoma izloči iz krvi, ki teče skoziledvice, če sea) samo filtrira v glomerulihb) filtrira v glomerulih in delno reabsorbira v tubulusihc) filtrira v glomerulih in secernira v tubulusihč) močno veže na plazemski albumind) noben odgovor ni pravilen.8. Za izločanje raznih snovi v ledvicah veljajo naslednjemožnostia) samo glomerulna filtracijab) glomerulna filtracija + delna tubulna reabsorpcijac) glomerulna filtracija + popolna tubulna reabsorpcijač) glomerulna filtracija + tubulna sekrecijad) glomerulna filtracija + tubulna reabsorpcija + tubulnasekrecija.9. Človek izloča tekočino za) odvajanjem sečab) odvajanjem blatac) potenjemč) izhlapevanjem vode skozi kožod) izhlapevanjem vode skozi dihala.10. Za uravnavanje tekočine v telesu v normalnih razmerahvelja, daa) je najmanjša možna količina s sečem izločenetekočine okoli 500 ml/danb) največji delež tekočine lahko izločimo izključno zurinomc) se vnos in izločanje tekočine spreminjata glede naspremembe osmolarnosti zunajcelične tekočineč) se vnos in izločanje tekočine spreminjata glede naspremembe volumna zunajcelične tekočined) je hipotalamus pomemben za uravnavanje vnosa inizločanja tekočine.39

11. Velika večina vode, ki se filtrira v glomerulih, sereabsorbira v ledvičnih tubulusih in zbiralciha) z aktivnim transportomb) z difuzijo zaradi električnega gradientac) z difuzijo zaradi osmoznega učinka reabsorbiranihosmotsko aktivnih snovič) zaradi hidrostatskega tlaka v ledvični tubulusihd) z izmenjavo za snovi, ki se izločajo s tubulnosekrecijo.12. Urin se koncentrira nad 300 mosm/l va) proksimalnih tubulusihb) debelejšem segmentu ascendentnega kraka Henlejevezankec) distalnih tubulusihč) zbiralcihd) v vseh segmentih nefrona.14. Na nastajanje primarnega urina v glomerulih normalnovplivajo naslednji tlakia) hidrostatski tlak v kapilarah glomerulab) hidrostatski tlak v Bowmanovi kapsulic) koloidnoosmotski (onkotski) tlak v kapilarahglomerulač) hidrostatski tlak v peritubulusni kapilarid) onkotski tlak v peritubulusni kapilari.15. Če popijemo v 30 min 2 l vode, se zmanjšaa) glomerulna filtracija glukozeb) tubulusna reabsorpcija glukozec) prepustnost za vodo v zbiralcih in distalnih tubulusihč) prepustnost za vodo v proksimalnih tubulusihd) izločanje urina.13. Vodikov ion [H + ], ki se je izločil v svetlino proksimalnegatubulusa, izvira iza) plazme peritubulne kapilareb) peritubulusne intersticijske tekočinec) tubulne epitelijske celice.Bikarbonatni ion [HCO 3 - ], ki se je reabsorbiral vperitubulusno kapilaro, izvira izč) svetline tubulusad) tubulne epitelijske celice.40

enačbo (6.2) lahko zapišemo tudi kot:pH = pKa + log−[ HCO3][ α ⋅ pCO 2 ]Enačba 6.36 ACIDO-BAZNO RAVNOVESJESamo Ribarič6.1 pH, pCO 2 , [HCO 3-] IN PUFRIZa normalno delovanje celic je nujno, da se v notranjem okoljuorganizma (t.j. v zunajcelični tekočini) vzdržujejo stalnerazmere. Poleg volumna zunajcelične tekočine in njegoveelektrolitske sestave je zelo pomembno tudi vzdrževanje acidobaznegaravnovesja. Acido-bazno stanje organizma ocenimo zmerjenjem njegovih poglavitnih uravnavanih količin:koncentracije H + , parcialnega tlaka CO 2 (pCO 2 ) in koncentracijebikarbonatnega iona ([HCO 3 - ]) v vzorcu krvi.Kislost raztopin in telesnih tekočin izrazimo s pH (pH = -log[H + ]). Vrednost pH za dano raztopino je indikator njenekislosti/bazičnosti; čim nižja je vrednost pH, tem bolj kisla jeraztopina, in nasprotno. Normalni pH krvi se giblje v ozkihmejah (7,35 do 7,45) in že majhna prekoračitev teh meja (npr. za0,2) prizadane delovanje človekovega organizma, večjaodstopanja pa vodijo v smrt. Normalen pH krvi vzdržujejo pufri.Pufri (v biokemijskem pomenu) so pari šibkih kislin in njihovihsoli ali šibkih baz in njihovih soli. Imajo to lastnost, da vraztopini s privzemanjem/oddajanjem vodikovih (H + ) alihidroksilnih ionov (OH - ) blažijo spremembe pH, ki jih povzročidodatek kislin (npr. kislih produktov presnove) ali baz. Topomeni, da se pH vrednost raztopine, ki vsebuje pufer obdodatku kisline ali baze spremeni manj, kot bi se zgodilo, če bienako količino kisline ali baze dodali v raztopino brez pufra.Človeško telo ima znotrajcelične in zunajcelične pufre. Najbolj2-pomembni znotrajcelični pufri so beljakovinski, fosfatni (HPO 4/H 2 PO - 4 ) in bikarbonatni. Poenostavljeno predstavimobeljakovinski puferski par kot (beljakovina - /beljakovina-H).Najpomembnejši pufer v zunajcelični tekočini je bikarbonatni.Njegova posebnost je, da kislina bikarbonatnega puferskegapara H 2 CO 3 , razpade na H 2 O in CO 2 . Tako lahko bikarbonatnipuferski par zapišemo tudi kot HCO - 3 /CO 2 (glej enačbo 6.1).-Vrednosti pH, pCO 2 in HCO 3 so medsebojno povezane, karpokažejo enačbe (6.1-6.3).CA- +CO 2 + HO 2 ←⎯→HCO 2 3 ←⎯ →HCO3+ HEnačba 6.1CApKa(encim karboanhidraza)(pH pri katerem je polovica raztopljenegaH 2 CO 3 v obliki HCO - 3 , njegova vrednost je6,1)αH +pCO 2[HCO - 3 ](topnostni koeficient pri 38°C)(nmol/l)(normalna vrednost je 40 mmHg)(normalna vrednost je 24 mmol/l)Razen bikarbonatnega so pomembni pufri v krvi plazemskebeljakovine in hemoglobin v eritrocitih.Normalne vrednosti pH, pCO 2 in [HCO 3-] v krvi kažejo nanormalno acido-bazno stanje, medtem ko normalna vrednost pHsama še ne pomeni tudi normalnega acido-baznega stanja (glejpreglednico 6.1).6.2 MOTNJE ACIDO-BAZNEGA RAVNOVESJA INMEHANIZMI KOMPENZACIJEMotnja acido-baznega ravnovesja nastane s povečanjem alizmanjšanjem koncentracije kislin ali baz v organizmu. Povečanakoncentracija kislin v organizmu, je lahko posledica povečaneganastajanja kislin, npr. zaradi motene presnove pri sladkornibolezni. Padec koncentracije kisline ali baze je lahko posledicaizgube npr. zaradi obilnega bruhanja kisle želodčne vsebine alihude driske kjer se s črevesnim sokom izgublja velika množinabikarbonata. Na motnjo acido-baznega ravnovesja seneposredno odzovejo pufri v telesnih tekočinah in učinek teinterakcije vidimo v porastu ali padcu vrednosti pH, pCO 2 in[HCO 3 - ] zunaj območja normalnih vrednosti.Poleg pufrov vzdržujejo normalen pH krvi tudi ledvice in pljuča.Ledvice vzdržujejo acidobazno ravnotežje s spreminjanjemizločanja H + v primarni seč in s spreminjanjem reabsorpcijeHCO 3 iz glomerulnega filtrata; pljuča pa s spreminjanjemalveolarne ventilacije uravnavajo količino izločenega CO 2 in stem pCO 2 v krvi (glej poglavje Dihanje). Pljuča opravijo hitro inle delno kompenzacijo akutne motnje acido-baznega ravnovesja,ledvice počasno in popolno. Za kompenzacijo motnje acidobaznegaravnovesja z ledvicami so potrebni: (1) normalenvolumen krvi, (2) neovirana sinteza amoniaka v ledvicah in (3)normalni koncentraciji K + in Na + v zunajceličnih tekočinah.Motnja acido-baznega stanja je včasih posledica prizadetostipljuč ali ledvic. Takrat je kompenzacija acido-bazne motnjenepopolna.Po primarni spremembi razdelimo motnje acido-baznegaravnovesja v štiri temeljne skupine‣ metabolična acidoza,‣ metabolična alkaloza,‣ respiratorna acidoza in‣ respiratorna alkaloza.Poleg naštetih motenj obstajajo tudi kombinirane motnje acidobaznegaravnovesja (npr. kombinacija respiratorne alkaloze inmetabolične acidoze pri zastrupitvi z aspirinom).Henderson-Haselbalchova enačba:−[ 3 ]pH = pKa + log HCO[ HCO 2 3]Enačba 6.2Metabolična acidozaTa motnja je posledica primarnega padca koncentracijebikarbonata v zunajcelični tekočini. Nastane zaradi povečane41

koncentracije nehlapnih 1 kislin v krvi (npr. ketonskih teles prisladkorni bolezni). Motnja se kompenzira s povečanimizdihavanjem CO 2 iz pljuč, kar zniža pCO 2 , ter s povečanimizločanjem H + in povečano reabsorpcijo bikarbonata v ledvicah.Znižan znotrajcelični pH spodbudi v celicah ledvičnih tubulusovsintezo NH 3 in sekrecijo H + v primarni seč. Znižan pH v lumnuledvičnega tubulusa spodbudi pufranje NH 3 v NH + 4 in HPO4 2- vH 2 PO - 4 , kar sočasno pospeši prehajanje NH 3 iz celice ledvičnegatubulusa v primarni seč. Tako se povečata količini NH +4 inH 2 PO - 4 , ki se izločita s sečem in preko njih je povečanoizločanje H + iz telesa.Razpredelnica 6.1 Določanje motnje acido-baznega stanja s-pomočjo laboratorijskih vrednosti pH, pCO 2 in [HCO 3 ].Respiratorna acidozaRespiratorna acidoza je primarni porast pCO 2 v krvi kotposledica nezadostnega izdihavanja CO 2 iz pljuč (npr. zaradinezadostne alveolarne ventilacije pri paralizi dihalnih mišic alihudem kroničnem bronhitisu). Motnja se kompenzira spovečanim izločanjem H + -in povečano reabsorpcijo HCO 3 vledvicah. V krvi se sekundarno zviša koncentracija HCO - 3 . Medkompenzacijo respiratorne acidoze se kislost seča poveča.Respiratorna alkalozaRespiratorna alkaloza je primarni padec pCO 2 v krvi in nastaneob prekomernem izdihavanju CO 2 iz pljuč (npr. ob hotenihiperventilaciji). Motnjo popravijo ledvice z zmanjšanosekrecijo H + in zmanjšano reabsorpcijo bikarbonata. Zato sepoveča količina HCO - 3 , ki se izloči s sečem. Med kompenzacijorespiratorne alkaloze se kislost seča zmanjša. V krvi pa sesekundarno zniža koncentracija HCO - 3 .SlovstvoMcGeown JG (1996) Physiology, Churchil Livingstone,NewYork.Vprašanja1. Metabolična alkaloza lahko nastane zaradia) izgube kisline iz želodcab) nezadostne ventilacijec) povečane koncentracije nehlapnih kislin v telesu.Lahko se razvije prič) bruhanju iz želodcad) paralizi dihalnih mišic.2. Respiratorna acidoza lahko nastane zaradia) povečane ventilacijeb) 9nezadostne ventilacijec) povečane koncentracije nehlapnih kislin v telesu.Lahko se razvije prič) bruhanju iz želodcad) paralizi dihalnih mišice) ketoacidoza.Metabolična alkalozaMetabolična alkaloza je primarni porast koncentracijebikarbonata v zunajcelični tekočini. Razvije se npr. zaradiizgube želodčnega soka pri bruhanju iz želodca, kar povzročiizgubo H + , K + in vode. Motnja se kompenzira z zmanjšanimizdihavanjem CO 2 prek pljuč ter s povečanim izločanjembikarbonata v ledvicah. Ker se z bikarbonatom izločajo tudi Na +in K + , se lahko poslabšata dehidracija in hipokaliemija. Pri hudidehidraciji ob sočasnem pomanjkanju Na + in K + bodo ledviceizločale kisel seč, čemur pravimo paradoksna acidurija. Pri temstanju se v distalnih tubulusih Na + ne more reabsorbirati vzameno za K + , ki ga primanjkuje, ampak se izloča v zameno zaH + , ki se tako znajde v seču.3. Pri akutnem, dolgotrajnem bruhanju iz želodca se lahkorazvijea) metabolična acidozab) metabolična alkalozac) respiratorna alkaloza.Laboratorijski pregled krvi bi pokazalč) povišan pH, povišan HCO - 3 , povišan pCO 2d) znižan pH, znižan HCO - 3 , znižan pCO 2e) znižan pH, povišan HCO - 3 , povišan pCO 2 .4. Pri akutnem poslabšanju sladkorne bolezni se lahko razvijea) metabolična acidozab) respiratorna acidozac) metabolična alkaloza.Laboratorijski pregled krvi bi pokazalč) povišan pH, povišan HCO - 3 , povišan pCO 2d) znižan pH, znižan HCO - 3 , znižan pCO 2e) znižan pH, povišan HCO - 3 , povišan pCO 2 .1 Nasprotno od hlapne “kisline” CO 2.42

5. Znižan pH krvi je lahko znaka) metabolične alkalozeb) respiratorne acidozec) respiratorne alkalozeč) metabolične acidoze.6. Povišan pH krvi je lahko znaka) metabolične alkalozeb) respiratorne acidozec) metabolične acidozeč) odsotnosti motnje acido-baznega stanjad) respiratorne alkaloze.7. Najbolj pomembni pufri v krvi soa) plazemske beljakovineb) sulfatc) hemoglobin v eritrocitihč) fosfatd) bikarbonat.8. Najbolj pomembnen pufer v zunajcelični tekočini jea) sulfatnib) fosfatnic) bikarbonatnič) hemoglobinskid) NH 3 /NH + 4 .43

Dnevni vnos hranil mora zato pokriti energetske potrebetemeljne presnove (bazalnega metabolizma, glej poglavjePresnova) in vseh dodatnih aktivnosti organizma, te pa soodvisne od starosti, spola in človekovega načina življenja.7 PREHRANA IN PREBAVAMara BresjanacHrana, ki jo človek potrebuje za zdravo življenje, mora bitiprimerna tako glede sestave kot glede količine. Z absorpcijosestavin prebavljene hrane dobimo potrebne snovi za stalnoobnavljanje organizma in energijo za življenjske procese.7.1 SESTAVINE HRANEMakronutrientiPoglavitna hranila so ogljikovi hidrati, beljakovine in maščobe.Kalorična (energijska) vrednost (določena s popolnimizgorevanjem teh snovi v bombnem kalorimetru) je za ogljikoveRazpredelnica 7.1 Poglavitni vitamini, njihove funkcije in posledice njihovega pomanjkanja.vitamin fiziološki pomen primeri motenj zaradi pomanjkanjaA (retinol)del vidnega pigmenta in pomemben za nočna (kurja) slepota in okvare epitelija različnih tkivdelovanje epitelijaD (kalciferol) absorpcija Ca 2+ in fosfatov iz prebavne cevi, rahitis (pri otrocih), osteomalacija (odrasli)gradnja anorganskega dela kostiE (tokoferol) antioksidant hemolitična anemija, motnje v delovanju živčevjaK (menandion) sodeluje v jetrni sintezi dejavnikov krvavitve pri novorojencih pred kolonizacijo črevesa zkoagulacije krvibakterij, ki izdelujejo vitamin KB 1 (tiamin) koencim v presnovi ogljikovih hidratov beri-beri (motnje v delovanju živčevja in krvnih obtočil)B 2 (riboflavin) del FAD, koencima dihalne verige vnetjaniacin del NAD + in NADP + , koencimov v presnovi pelagraB 6 (piridoksin) koencim v presnovi aminokislin in maščobnih anemija, prizadetost živčevjakislinB 12 (kobalamin) koencim pri sintezi beljakovin in nukleinskih perniciozna anemijakislinC (askorbinska sodeluje pri nastajanju in obnavljanju veziva skorbutkislina)folijska kislina koencim pri nastanku nukleotidov (DNA) megaloblastna anemijaRazpredelnica 7.2 Poglavitni minerali in kovinski ioni ter njihove fiziološke funkcije.Mineral oziroma kovinanatrij (Na + )kalij (K + )kalcij (Ca 2+ )fosfati (PO 3- 4 in ostali)magnezij (Mg 2+ )klorid (Cl - )železo (Fe 2+ )jodid (J - )fluorid (F - )Poglavitne fiziološke funkcijepoglavitni zunajcelični kation, vzdržuje osmotsko ravnovesje med predelki v organizmu in volumenzunajcelične tekočinepoglavitni znotrajcelični kationsestavina kosti in zob; informacijska molekula; uravnavanje vzdražnosti živčevja, mišičnekontrakcije in strjevanja krvisestavina kosti; pomemben del nukleotidovsestavina kosti in zob; sodeluje pri presnovi ogljikovih hidratov in beljakovinpoglavitni zunajcelični anionsestavina hema v hemoglobinu, mioglobinu, citokromihsestavina ščitničnih hormonovkrepi zgradbo zobhidrate 4 kcal/g, maščobe 9 kcal/g in za beljakovine približno * 4kcal/g. Dnevni vnos odraslega človeka naj bi zajel med 50 in 65g beljakovin, 40 - 60 % energetskih potreb organizma (pribl.300 g) naj bi krili ogljikovi hidrati, maščob v hrani pa naj ne bibilo za več od 30% energijskih potreb (pribl. 70 g). Potrebno je,* Podana vrednost je le približna zato, ker se beljakovine v telesu neoksidirajo povsem (do CO 2 in H 2O) kot velja za ogljikove hidrate inmaščobe. Snovi, ki nastajajo pri beljakovinski razgradnji in jih izločimo(npr. sečnina), bi pri popolni oksidaciji (kakršna poteče v bombnemkalorimetru) sprostile dodatno energijo.da je sestava hrane takšna, da prispeva tudi zadosti tistihaminokislin in maščobnih kislin, ki jih človekov organizem nemore sam sintetizirati, in jih zato imenujemo esencialne.MikronutrientiTo so vitamini, minerali in kovine (razpredelnici 7.1 in 7.2).Zaradi številnih fizioloških funkcij so te snovi nepogrešljiv delpolnovredne prehrane. Njihovo pomanjkanje lahko povzroči45

olezni (npr. pomanjkanje vitamina D v otroštvu - rahitis alipomanjkanje železa - anemija).Poleg pomanjkanja, lahko človekovo zdravje ogrozi tudipretiran vnos hranil. Zaužita hranila, ki presegajo trenutneenergijske potrebe organizma, lahko človek v določeni meri"vskladišči": kot glikogen v jetrih in skeletnih mišicah,predvsem pa kot maščobo v adipocitih. Porabljanje teh zalog jevir energije med stradanjem. Kadar pa kalorična vrednostzaužite hrane dalj časa presega človekove potrebe po energiji, serazvije debelost, ki je pomemben nevarnostni dejavnik zaštevilne bolezni. Čezmeren vnos vodotopnih vitaminov nimahujših posledic, saj odvečno količino izločimo s sečem. Drugačeje pri vitaminih, ki so topni v maščobah. Ti se lahko kopičijo vtkivih in povzročajo bolezen. Škodljiv je lahko tudi čezmerenvnos mineralov in kovin (npr. železa, kar lahko privede dohemokromatoze).Vlaknine v hraniImenujemo jih tudi balastne snovi in so nujni del uravnoteženeprehrane. To so rastlinski polisaharidi, ki jih encimi prebavnecevi ne razgradijo in se ne absorbirajo. Ostanejo v črevesu inolajšujejo normalno prebavo (vzdržujejo volumen blata inolajšajo njegovo odvajanje) in zdravje.7.2 URAVNAVANJE PREHRANJEVANJAPomembno vlogo v uravnavanju človekovega prehranjevanjaima hipotalamus, kjer se nahajata t.i. center za hranjenje incenter za sitost. Center za hranjenje spodbuja določene predelemožganske skorje, kar pripelje do zaznave lakote in zavestnegaiskanja hrane. Na to povezavo pa zaviralno vpliva center zasitost. Na delovanje obeh hipotalamičnih centrov vplivajoštevilni dejavniki:signali iz prebavne cevi (npr. nateg želodčne stene povzročiobčutek sitosti, podoben učinek imajo: holecistokinin,hormon, ki se iz prebavne cevi izloča v kri, ko hrana izželodca preide v dvanajstnik, insulin, ki se tedaj izloča iztrebušne slinavke, in drugi tako imenovani sitostni peptidi,npr. leptin),koncentracija glukoze v krvi (povečana krvna koncentracijaglukoze aktivira center za sitost),drugi prilivi senzoričnih informacij (npr. vonj, videz hrane) invplivi višjih centrov (možganska skorja).Na končni učinek aktivacije centra za hranjenje pomembnovplivajo tudi genetski dejavniki ter navade.7.3 PREBAVAPrebava je usklajen splet mehaničnega delovanja, izločanjaprebavnih sokov in kemičnih procesov, ki v prebavilihzagotovijo razgradnjo (hidrolizo) kompleksnih hranilnih snovi vzaužiti hrani na temeljne gradnike, ki jih nato absorbiramo izprebavil, ostanek (neprebavljeni del hrane, izločki, odluščenepitelij sluznice prebavil in črevesne bakterije) pa izločimo.Prebavna cev (PC) je za opravljanje teh nalog pri človekuorganizirana kot enosmeren "tekoči trak".Mehanična aktivnost prebavne ceviKrčenje PC se med odseki razlikuje, odvisno pa je od zgradbestene danega odseka PC, njegove funkcije, lokalnih hormonskihvplivov in delovanja vegetativnega živčevja. Za želodec npr.velja, da se mora hrana v njem najprej dobro premešati (počasnošibkejše ritmično krčenje), pozneje pa se mora skozi izstopnoožino (lat. pylorus ali po slovensko vratar) premakniti vdvanajstnik (močnejše krčenje iztisne že utekočinjeno hranoskozi pilorus). Podobno je tudi v tankem črevesu, kjer nastopajomešalni gibi (segmentno krčenje) in peristaltični valovi, kipotiskajo vsebino naprej. Za enosmerno potovanje vsebine medodseki so poleg peristaltike pomembne tudi ožine v PC (npr.spodnja ožina požiralnika, pilorična ožina itd.). Na mestu ožinese pod sluznico nahaja krožna mišica zapiralka (lat. sphincter).Normalno se potreba po odvajanju blata (defekacija iz lat.faeces, blato) pojavi ob premiku večje količine blata v danko.To sproži lokalni refleks v steni tega dela črevesa, za močnejšekrčenje pa je odgovoren refleks prek križničnega (t.j.sakralnega) dela parasimpatičnega živčevja, ki spodbudiživahno peristaltično gibanje in nov pomik blata iz predhodnihdelov črevesa v danko ter zmanjšanje tonusa notranje mišicezapiralke zadnjika (lat. anus). Impulzi po somatskih eferentnihvlaknih sprožijo (1) krčenje mišic trebušne stene in (2)sprostitev zunanje mišice zapiralke zadnjika, kar omogočiodvajanje blata. Po obdobju dojenčka se človek naučiobvladovati refleksno praznjenje črevesa z zavestno kontrakcijozunanje mišice zapiralke zadnjika. Tako v družbeno neugodnihokoliščinah za defekacijo refleks začasno ugasne.Sekretorna aktivnost prebavne ceviIzločanje prebavnih sokov je prav tako kot mehanična aktivnostprilagojeno funkciji posameznega odseka. V vsej dolžini PC senahajajo sluzne žleze in specializirane epitelijske celice, ki zizločanjem sluzi v PC olajšajo potovanje črevesne vsebine in stem prebavo. Poglavitna kemijska reakcija pri prebavi hrane jehidroliza, ki jo za različne substrate katalizirajo različni prebavniencimi. Pregledni seznam encimov PC in žlez, ki jih izločajo,kaže razpredelnica 7.3.V ustno votlino se izločajo sokovi iz žlez slinavk. Slina vsebujesluz, ki hrano navlaži in olajša požiranje, α-amilazo, encim, kiprične razgrajevati ogljikove hidrate (škrob) ter protitelesa IgA,lizocim in peroksidazo, ki so nespecifična obramba predpatogenimi organizmi, ki jih vnesemo skozi usta, in velikokoncentracijo bikarbonata (HCO 3 - ), zaradi katerega je pH slinepribližno 7 - 8. Dnevno se izloči okoli 1 l sline.V želodcu se izloča kisli želodčni sok, ki vsebuje solno kislino,HCl (izločanje kisline iz parietalne celice v želodčni sluznici inznačilne faze izločanja želodčne kisline kaže slika 7.1),pepsinogen (neaktivni prekursor pepsina, ki razgrajujebeljakovine) in intrinzični dejavnik (potreben za absorpcijovitamina B 12 iz tankega črevesa). Dnevno lahko želodec izločido 3 l tekočine. Kislost želodčnega soka lahko dosega tudi pH 1,kar pomeni, da je koncentracija H + v želodcu več milijonkratvečja kot v krvi. Velika kislost je potrebna za aktivacijo pepsina,poleg tega pa deluje baktericidno. Želodčna sluznica jenormalno dobro zavarovana pred škodljivimi učinki velikihkoncentracij kisline in pepsina. Varujejo jo tesni stiki medepitelijskimi celicami, gosta sluz, ki prekriva sluznico in ki-vsebuje veliko koncentracijo HCO 3 ter dobra prekrvljenostsluznice. Kadar pride do motenj v delovanju zaščitnihdejavnikov, lahko nastanejo sluznične razjede (ulkusi).46

V dvanajstnik se stekata bazični (zaradi velike vsebnosti HCO 3 - )izloček iz trebušne slinavke (pankreas), bogat z encimi (seznampankreasnih encimov kaže razpredelnica 7.3), in žolč. Bazičnipankreasni sok nevtralizira kislost vsebine črevesa (ki ji zdaj nerečemo več hrana, temveč himus), ki prihaja iz želodca, karomogoči aktivacijo encimov, ki razgradijo ogljikove hidrate,beljakovine in maščobe v tankem črevesu. V svetlini črevesa sebeljakovine večinoma razgradijo do di- in tripeptidov, ogljikovihidrati pa do disaharidov. Nadaljnja razgradnja teh molekul domonosaharidov poteka na sami površini epitelijskih celic vtankem črevesu, kjer so ustrezni encimi (sliki 7.2 in 7.3).Razpredelnica 7.3 Poglavitni prebavni encimi in njihovi učinki. Puščica v zadnjem stolpiču ponazarja smer razgradnje kompleksnihsubstratov.Encim se izloča iz/nahaja EncimHidrolitični učinekna:žlez slinavk ptialin (α-amilaza) škrob, glikogen → maltoza, oligosaharidiželodca pepsin beljakovine → polipeptidiželodčne slinavkeα-amilazaškrob, glikogen → maltoza, oligosahariditrigliceridi → proste mašč. kisline, monogliceridilipazabeljakovine → peptidiendopeptidaze (npr. tripsin)eksopeptidazepolipeptidi → peptidiribonukleazeRNA → oligonukleotidideoksiribonukleazeDNA → oligodeoksinukleotidipovršini sluznice tankega saharazasaharoza → monosaharidičrevesamaltazamaltoza → monosaharidilaktazalaktoza → monosaharidieksopeptidazepeptidi → amino kisline* Endopeptidaze katalizirajo cepljenje peptidnih vezi v notranjosti polipeptidne molekule, eksopeptidaze pa odcepljanje končnih aminokislinskihostankov s konca peptidnih molekul.** Laktaza cepi mlečni sladkor, laktozo, v glukozo in galaktozo; mnogi odrasli ljudje tega encima nimajo, zaradi česar ne morejo razgraditi laktoze injim uživanje mleka povzroča osmozno drisko.beljakovinezunajceličnatekočinaCO + H O2 2lumenželodcaLUMENČREVESAproteazekratki peptidiaminokisline--HCO 3 HCO 3 + H + H +ATPCl - Cl - Cl -EPITELpeptidazeKAPILARAaminokislineATPprimarni aktivni transportsekundarni aktivni transportdifuzijaSlika 7.1 Izločanje želodčne kisline iz parietalne celice.Žolč vsebuje soli žolčnih kislin, žolčne pigmente (bilirubin),holesterol in lecitin. Sestavine žolča (predvsem soli žolčnihkislin) so nujne za prebavo maščob in absorpcijo lipidotopnihsnovi (npr. nekaterih vitaminov), saj v sodelovanju zmehaničnim mešanjem hrane emulgirajo maščobe (jih razbijejona drobne kapljice, micelije) in omogočijo lipazi nadaljnorazgradnjo. Absorbirajo se monogliceridi in proste maščobnekisline (slika 7.4).Slika 7.2 Razgradnja beljakovin v prebavni cevi.LUMENČREVESAoligosaharidazeEPITELKAPILARApolisaharidiα-amilazaoligosaharidimonosaharidiSlika 7.3 Razgradnja ogljikovih hidratov.47

lipazatrebušneslinavkemicelijprostemaščobnekisline7.4 DELOVANJE JETERtrigliceridi v hraničrevesna sluznicaSlika 7.4 Razgradnja maščob v črevesu. V svetlini črevesa lipazatrebušne slinavke reazgrajuje maščobe iz hrane. V prisotnostisoli žolčnih kislin se maščobe emulgirajo v drobne kapljice(micelije), kar olajša encimsko razgradnjo. Proste maščobnekisline se absorbirajo skozi črevesno sluznico.Absorpcija hranil iz prebavne ceviPo razgradnji hrane se njeni temeljni gradniki absorbirajo skozisteno PC, ki je zato posebno prilagojena: (1) njena površina jeizjemno velika zaradi črevesnih gub, sluzničnih resic inmikroresic, (2) na luminalni membrani epitelijskih celic pa zanekatere snovi obstajajo specifični prenašalci. Absorpcijamnogih snovi poteka z difuzijo, bodisi prosto, kot se prenašajolipidotopne molekule, ali pa s prenašalcem (olajšana difuzija),kot se absorbira fruktoza. Za absorpcijo drugih snovi (npr.aminokislin, monosaharidov) je potrebna poraba energije, pričemer največkrat ne gre za klasični aktivni transport, temveč zat.i. sekundarni aktivni transport (slika 7.5; glej tudi poglavjeCelica, celični sistemi in homeostaza).A sekundarni aktivniB olajšana difuzijatransportKAPILARANa +glukozagalaktozaNa + ATPglukoza K +galaktozaAT Pprimarni aktivnitransportKAPILARAfruktozafruktozagibanje proti koncentracijskemu gradientudifuzija v smeri difuzijskega gradientaprenašalecATPazna črpalkaSlika 7.5 Absorpcija hranil iz prebavne cevi.Jetra niso le pomembna eksokrina žleza, ki z izločanjem žolčaomogočajo učinkovito prebavo maščob, temveč imajo tudištevilne druge, predvsem presnovne, funkcije v organizmuPoglavitne funkcije jeter so:‣ sinteza in izločanje sestavin žolča‣ presnovne naloge‣ sinteza plazemskih beljakovin‣ aktivacija vitamina D‣ detoksifikacija‣ fagocitoza‣ skladiščenje vitaminov.Sinteza in izločanje sestavin žolčaŽolč je mešanica različnih snovi, ki se izločajo iz jeter skozižolčna izvodila in se začasno skladiščijo v žolčniku. Zaužitahrana spodbudi v PC izločanje hormona holecistokinina, kisproži krčenje žolčnika in iztis žolča skozi žolčevod v tankočrevo. Poglavitne sestavine žolča so:‣ soli žolčnih kislin‣ žolčna barvila (bilirubin)‣ lecitin‣ holesterol‣ voda.Soli žolčnih kislin so molekule, ki se z enim delom (polarnikonec molekule) rade mešajo z vodo, z drugim (nepolarni delmolekule) pa z maščobami (takim molekulam rečemo amfifilne).Zaradi te posebne zgradbe prispevajo k nastajanju invzdrževanju drobnih kapljic iz zaužitih maščob (emulgacija), sajjih obdajo tako, da lipidotopni del molekule gleda v notranjostmaščobne kapljice, vodotopni pa navzven, v vodno fazosuspenzije hrane in prebavnih sokov. Zaradi emulgacije jeprebava maščob veliko hitrejša, saj številne kapljicepredstavljajo velikansko delovno površino za encim lipazo. Kolipaza maščobe (predvsem trigliceride) hidrolizira v maščobnekisline in monoacilglicerol, soli žolčnih kislin stabilizirajo temolekule v še bolj drobne, kapljicam podobne okrogle strukture,micelije, iz katerih se sestavine potem absorbirajo v celicečrevesne sluznice. Več kot 80% soli žolčnih kislin, ki se izločijoiz jeter, se iz črevesa reabsorbira in potuje s krvjo po veni portenazaj v jetra, od koder se nato vnovič izločijo z žolčem. Tejkrožni poti pravimo enterohepatični obtok soli žolčnih kislin.Poglavitno barvilo, ki daje žolču značilno rumenozeleno barvo,je bilirubin. To je razgradni produkt hema, nebeljakovinskegadela molekule hemoglobina, ki se sprošča ob propadu starih inokvarjenih eritrocitov. Do propada teh celic pride normalnopredvsem v vranici, od koder pa venska kri odnese razpadneprodukte krvnega barvila v jetra. Na tej poti je bilirubin zaradinetopnosti v vodi vezan na plazemski albumin. Ko vstopi vjetrne celice, se bilirubin konjugira, veže z glukuronsko kislino,zaradi česar postane vodotopen. Jetrne celice ga izločijo v žolč,s katerim pride v črevo. Črevesne bakterije spremene tabilirubin-glukuronid v urobilinogen. Del urobilinogena se izčrevesa absorbira v kri. Tega izločimo v manjši meri s sečem,večino pa privzamejo jetra in se z žolčem vnovič izloči v črevo.Z blatom izločeni urobilinogen se spremeni v sterkobilin, ki dajeblatu značilno barvo. V poteku presnove žolčnih barvil lahko48

nastopajo različne motnje, ki pogosto privedejo do pojavazlatenice, zlatorumenega obarvanja kože zaradi odlaganjabilirubina, kadar se njegova koncentracija v krvi poveča.Izločanje holesterola z žolčem je edini način, kako se človekznebi odvečnega holesterola, saj nimamo presnovnih encimov,ki bi holesterol razgradili.Presnovne naloge jeterMed presnovne naloge jeter sodijo tudi funkcije, ki sopodrobneje obravnavane v poglavju Presnova. Zato tu podajamole okvirni pregled po poglavitnih skupinah hranil.Ogljikovi hidrati:‣ glukoza, absorbirana iz PC, se v jetrih po obroku skladiščiv obliki glikogena, ki ga je navadno dovolj za pokrivanjepotreb organizma po glukozi nadaljnjih 12 ur. V ta namense iz jetrnega glikogena med obroki postopno odcepljaglukoza in se iz hepatocitov izplavlja v kri ter potuje kporabnikom.‣ v jetrih se v posebnih razmerah iz glukogenih aminokislinsestavlja glukoza v procesu glukoneogeneze (glej poglavjePresnova).Beljakovine:‣ pri presnovi aminokislin v telesu se sprošča potencialnostrupena snov, amoniak, ki se v jetrih spreminja vneškodljivo sečnino. Pri hudih okvarah jeter lahkokopičenje amoniaka povzroči motnje delovanja živčevja;‣ v jetrih se sintetizirajo aminokisline in plazemskebeljakovine.Maščobe:‣ kadar vnos hranil presega energijske potrebe organizma, seiz glukoze v jetrih sintetizirajo maščobe, iz katerihnastajajo lipoproteini zelo majhne gostote (angl. very lowdensity lipoproteins, VLDL), ki se po krvi prenesejo vcelice maščobnega tkiva (adipocite). Tam se maščobeskladiščijo kot triglicerid. Zaloge maščob v telesunormalno zadoščajo za več tednov kritja energijskih potrebpri popolnem stradanju;‣ v jetrih se sintetizira večina lipoproteinov in holesterola.Lipoproteini so transportna oblika za prenašanje holesterolain maščob po krvi, holesterol iz jeter pa je poglavitni vir zasintezo številnih snovi v telesu (npr. steroidnih hormonov).Sinteza plazemskih beljakovinV jetrih nastaja poglavitna plazemska beljakovina, albumin, kije nujen za normalen koloidnoosmotski, oziroma onkotski tlak(glej poglavje Kri in telesne tekočine in podpoglavjeMikrocirkulacija). Poleg tega se v jetrih sintetizirajo tudi drugebeljakovine plazme, kot so globulini α in β ter nekateridejavniki koagulacije krvi (fibrinogen, protrombin in drugi; glejpoglavje Kri in telesne tekočine in snov vaje Kri).DetoksifikacijaV jetrih se v različnih kemijskih reakcijah deaktivirajo številnetelesu lastne snovi (npr. steroidni hormoni) in razstrupljajo(detoksificirajo) mnoge potencialno škodljive snovi iz okolice,posebno tiste, ki v kri vstopajo iz PC, saj gre kri iz prebavnecevi po veni porte najprej skozi jetra. Bistvo detoksifikacije je vtem, da se v maščobah topne snovi spremenijo v vodotopne, kise nato lahko izločijo s sečem ali žolčem.Pri nekaterih zaužitih zdravilih je jetrna predelava nezaželena,saj se lahko zaradi nje spremenijo v neučinkovite snovi, prinekaterih drugih zdravilih pa ta učinek izkoriščamo: človekzaužije neaktivno snov, ki se s predelavo v jetrih aktivira.Fagocitoza v jetrihV jetrih so poleg hepatocitov pomembne tudi fagocitne(Kupfferjeve) celice, ki openjajo jetrne kapilare (sinusoide) infunkcionalno pripadajo sistemu za nespecifično obramboorganizma, t.i. retikuloendotelijskemu sistemu (glej poglavje Kriin telesne tekočine).Skladiščenje vitaminov in mineralovMed mikronutriente, ki se skladiščijo v jetrih, sodijo železo,baker in več vitaminov. Zaloge vitamina B 12 v jetrih normalnozadoščajo za približno leto dni brez dodatnega vnosa.SlovstvoMcGeown JG (1996) Physiology, Churchil Livingstone,NewYork.Vprašanja1. Encim amilaza se izločaa) v želodecb) v dvanajstnikc) v ustno votlino,in povzroči začetek razgradnje zaužitihč) maščobd) ogljikovih hidratov.2. Trebušna slinavka izločaa) endopeptidazeb) gastrinc) lipazoč) amilazod) transaminaze.3. Poglavitne sestavine žolča, ki se izloča v dvanajstnik, soa) sterkobilinb) vodac) lecitin in holesterolč) žolčne solid) bilirubin.4. Za žolč velja, daa) nastaja v jetrihb) nastaja v žolčnikuc) igra poglavitno vlogo pri emulgacija in absorpcijimaščobč) je predvsem pomemben za prebavo ogljikovihhidratovd) je rumeno-zelene barve zaradi bilirubina.5. Med jetrne funkcije ne prištevamoa) aktivacije vitamina Db) sinteze plazemskih beljakovinc) skladiščenja vitaminovč) izločanja hormonovd) detoksifikacije.49

6. Prehranjevanje človeka uravnavajoa) signali iz možganske skorjeb) koncentracija glukoze v krvic) sitostni peptidič) signali iz prebavne cevid) vonj in videz hrane.7. Odrasel človek dnevno potrebuje okolia) 500-650gb) 50-65gc) 5-6gbeljakovin, ki morajo vsebovati predvsemč) esencialned) neesencialneaminokisline.50

8 PRESNOVATomaž Marš, Katarina Zajc-Kreft, Zoran GrubičČloveški organizem je v nekem smislu biokemični stroj, ki izsvoje okolice jemlje določene snovi in jih presnavlja pokemičnih reakcijah, ki so urejene tako, da zagotavljajoreprodukcijo in rast organizma, njegovo nemoteno delovanje,obnavljanje in popravljanje ter preskrbo z energijo. V najširšemsmislu zajema področje presnove vse reakcije, ki se dogajajo vomenjenih procesih, vendar je v navadi, da pod poglavjempresnova obravnavamo le tiste procese, ki skrbijo za nemotenopreskrbo z energijo in deloma tudi procese, ki skrbijo za obnovoorganizma. Tudi v teh procesih lahko pride do motenj; eno odteh - sladkorno bolezen - bomo obravnavali v posebnempoglavju8.1 OSNOVNI VIRI ENERGIJE IN GLAVNE POTINJIHOVE PRESNOVEPresnovne procese v organizmu delimo na sintetične (anabolne)in razgradne (katabolne). Pri prvih gre za združevanje manjšihmolekul v večje in jih srečamo pri sintezi makromolekul. Medanabolne procese spadajo npr. sinteza prostih maščobnih kisliniz acetilnih ostankov, sinteza glikogena iz glukoze ali sintezabeljakovine iz ustreznih aminokislin. Med katabolne pa spadajov prvi vrsti procesi pridobivanja energije. Človeški organizemdobi energijo v oksidacijskih procesih, katerih osnovno enačbolahko zapišemo takole:X + kisik → ogljikov dioksid + voda + energija (enačba 8.1)Kot X nastopajo različni predstavniki ogljikovih hidratov,maščob in beljakovin, ki so tudi osnovne sestavine našeprehrane. Za to preprosto reakcijo pa se skriva vrsta zelozamotanih procesov. Ti zajemajo vrsto kompleksnih reakcijskihsistemov, ki omogočajo, da lahko organizem zajame energijo vprimerni obliki in da lahko spreminja potek presnovnih procesovv smislu prilagajanja presnove trenutnim potrebam. Zarazumevanje organizacije presnove je potrebno nekaj tehprocesov poznati vsaj v grobih potezah.Presnova ogljikovih hidratovOkrog 60% energije zaužijemo v obliki ogljikovih hidratov. Toso spojine, sestavljene iz ogljika, kisika in vodika, ki so dobilesvoje ime po razmerju, v kakršnem se v njih nahajajo ti elementiin ki ga lahko opišemo s formulo C x (H 2 O) y. Zaužiti ogljikovihidrati so sicer različnih vrst, vendar jih zna organizem prekprebavnih in nato presnovnih poti predelati v eno samo obliko,glukozo. Tako se po vsakem obroku hrane, ki vsebuje ogljikovehidrate, zveča koncentracija glukoze v krvi. Ta lahko vstopi takov anabolni proces, ki ga imenujemo glikogeneza, ker v njemnastaja glukozni polimer glikogen, kot tudi v katabolne reakcije,prek katerih se glukoza razgradi do ogljikovega dioksida invode. Razgradnjo glikogena do glukoze imenujemoglikogenoliza. Katabolni proces oziroma razgradnja glukozepoteka nato v dveh fazah: prvi je glikoliza, kjer gre zarazgradnjo glukoze do piruvata oziroma laktata. Ta proces, vkaterem iz ene molekule glukoze dobimo dve molekuli piruvataoziroma laktata, sam po sebi ne potrebuje kisika in je vrazmerah, ko je tega v tkivih premalo (takemu stanju pravimoanaerobne razmere), edini vir energije za ta tkiva. Nadaljnjarazgradnja glukoze poteka v mitohondrijih. To so posebnicelični organeli, ki vsebujejo encimske sisteme, v katerih sepiruvat presnovi do ogljikovega dioksida in vode. Ti procesi paso povezani s sistemi, kjer ob razgradnji nastaja energija, zajetav obliki visokoenergetskih kemijskih vezi v molekuliadenozintrifosfata (ATP). Nekatera tkiva oziroma celice nimajomitohondrijev in torej pridobivajo energijo vedno in samo vprocesu glikolize. V teh primerih govorimo o glikolitičnih tkivih.Med take celice spadajo npr. eritrociti, ki so najštevilnejše celicev našem organizmu. Med glikolitična uvrščamo tudi tkiva, kimitohondrije sicer imajo, a se zaradi narave njihovega delovanjaali pa zaradi posebne vrste prekrvavitve pogosto nahajajo vanaerobnih razmerah. Sem spadajo npr. skeletne mišice, vkaterih prevladuje poseben, hitri tip mišičnega vlakna in patubulne celice ledvične sredice.Presnova maščobMaščobe oziroma lipidi so vse substance, ki jih lahkoekstrahiramo iz živalskih oziroma rastlinskih celic z nepolarnimitopili. Gre torej za heterogeno skupino spojin kamor sodijoproste maščobne kisline (PMK), glicerol oziroma estri nastali izteh dveh spojin (trigliceridi), pa tudi holesterol, fosfolipidi itd.Tudi koncentracija maščob v krvi se po mešanem obroku hranezveča. Ker maščobe niso topne v vodi, plazma pa je vodnaraztopina, ima organizem izdelane sisteme za preoblikovanjemaščob v oblike, ki omogočajo njihov transport v krvi. Bistvoteh preoblikovanj je sinteza lipoproteinov; to so delci, katerihsredico sestavljajo maščobe, ta pa je obdana z beljakovinskimplaščem, ki daje delcem hidrofilno naravo in torej topnost vkrvi. Delcev je več vrst. Razlikujejo se po svojihfizikalnokemičnih lastnostih pa tudi po mestu nastanka. S hranozaužite maščobe se tako v celicah črevesne sluznicepreoblikujejo v lipoproteine, ki se imenujejo hilomikroni. Jetrapa znajo maščobe predelati v lipoproteine z zelo majhno gostoto(VLDL).Maščob je več vrst, vendar bomo v okviru tega poglavja govorilile o trigliceridih, ki predstavljajo veliko večino maščobnih zalogv organizmu. Največ jih imamo spravljenih v posebnih,maščobnih celicah, katerih izključni namen je prav skladiščenjeenergije. Trigliceridi so po kemični sestavi estri, ki nastanejo izglicerola in PMK, v katerih je spravljena glavnina energijetrigliceridne molekule. V jetrih nastajajo po posebnihpresnovnih poteh PMK tudi iz glukoze, zaradi česar preobilicasladkih jedi vodi v debelost. Tudi za PMK velja, da lahkovstopijo tako v katabolne kot tudi v anabolne poti.Najpomembnejša anabolna pot je zaestrenje PMK v trigliceridein njihovo preoblikovanje v lipoproteine VLDL, kar se dogaja vjetrih. VLDL se nato po krvi prenesejo do maščobnih celic, kjerse ponovno vskladiščijo v obliki trigliceridov.Najpomembnejša katabolna pot PMK, ki jo najdemo vmitohondrijih v celicah organizma je β-oksidacija, kjer se PMKpostopoma razgrajujejo do molekule acetil-CoA. Pomembnakatabolna presnovna pot PMK, ki jo najdemo samo v jetrnicelici, je nastajanje ketonskih teles iz acetil-CoA. Primarnouvrščamo med ketonska telesa dve kislini, ki začneta nastajati,kadar je v organizmu močno pospešena razgradnja trigliceridovin ko je zato v jetrnih celicah veliko PMK. V takih razmerah serazgradnja PMK ne konča le z nastajanjem ogljikovega dioksidain vode, ampak se že na vmesni stopnji preusmeri v nastajanjeomenjenih dveh kislin. Njuno čezmerno nastajanje povzroči51

povečano kislost krvi, čemur pravimo acidoza. Ketoacidoza(acidoza, ki nastane zaradi kopičenja ketonskih kislin) je lahkosmrtno nevarna (glej poglavje Sladkorna bolezen). Tretjeketonsko telo je aceton, ki nastaja iz ene od ketonskih kislin vpljučih. Ta presnovna pot je pomembna za diagnozoketoacidoze, saj ima bolnik v takem stanju zadah po acetonu.Drugače kot pri glukozi, kjer se del energije pridobi tudi vprocesu glikolize, ki poteka v citosolu, poteka pri maščobnihkislinah vsa razgradnja do ogljikovega dioksida in vode vmitohondrijih, zaradi česar glikolitična tkiva tega vira energijene morejo uporabljati. PMK pa lahko uporablja večina drugihtkiv, med katerimi so prav največji porabniki energije vorganizmu, kot so skeletne mišice, srčna mišica, ledvice, jetra,itd. Izjemo predstavljajo v tem pogledu možgani, ki v normalnihrazmerah uporabljajo kot energetski vir samo glukozo.Presnova beljakovinBeljakovine so makromolekule, sestavljene iz dolgih verig α-aminokislin (AK), povezanih med seboj s t.i. peptidno vezjo(CO-NH). Beljakovine, ki jih zaužijemo s hrano, se v prebavnicevi razgradijo do posameznih AK, ki nato vstopijo v kri. TudiAK lahko vstopijo bodisi v anabolne ali pa v katabolnepresnovne poti.Anabolna pot AK je sinteza beljakovin. To je zapleten proces, kije razdeljen v več faz. Vsaka beljakovina ima v kromosomihsvoj gen, ki ga določa zaporedje nukleotidov v molekulideoksiribonukleinske kisline (DNA). Prva faza je prepissporočilne ribonukleinske kisline z gena (transkripcija), drugafaza pa prevedba tega zapisa, ki že določa, kakšno zaporedje AKbo beljakovina imela, v samo beljakovino (translacija). Pravzaporedje AK in njihovo število daje vsaki beljakovini njenospecifično zgradbo pa tudi druge lastnosti, ki so pomembne zanjeno funkcijo. Čeravno je v človeškem organizmu le 20 AK, jezaradi različnih zaporedij AK in števila le-teh v beljakovinskiverigi v organizmu zelo veliko različnih beljakovin. Nasprotnood ogljikovih hidratov in maščob, za katere premore organizemposebne oblike shranjevanja (glikogen v jetrih oziroma mišicahin trigliceridi v maščobnih celicah), ne obstaja za beljakovinenobena posebna oblika skladiščenja, saj vse beljakovineopravljajo v organizmu svojo določeno funkcijo.AK lahko vstopijo tudi v katabolne reakcije. Pri tem se ponavadi najprej znebijo svoje amino-skupine in se takospremenijo v keto-kisline. Amoniak, ki pri tem nastane, se vjetrih presnovi v sečnino, ta pa se iz organizma izloči s sečem.Zato je povečana množina sečnine v seču znak za povečanorazgradnjo beljakovin v organizmu. Sprememba v keto-kislineomogoči AK vstop v tiste presnovne poti, po katerih sepresnavlja glukoza. Tako iz amino-kisline alanina po odcepuamino-skupine (deaminacija) nastane piruvat, ki je keto-kislina,ki smo jo srečali pri presnovi ogljikovih hidratov (glej zgoraj).Ta pot med drugim omogoča, da lahko iz beljakovinpridobivamo energijo (ATP) po enaki poti kot iz ogljikovihhidratov.GlukoneogenezaPoseben proces v organizmu, pri katerem gre za nastajanjeglukoze iz nesladkornih virov, imenujemo glukoneogeneza.Poznamo tri bistvene nesladkorne vire, iz katerih lahko včloveškem organizmu dobimo glukozo in ki tako predstavljajosubstrate za glukoneogenezo. Najpomembnejši je beljakovinskivir; različne AK se lahko spremene v AK alanin, ta pa se prekdeaminacije spremeni v piruvat, iz katerega lahko nastaneglukoza. Drugi substrat je glicerol, ki je del trigliceridov in torej52maščob, tretji pa laktat, ki nastaja iz glukoze v glikolitičnihtkivih (glej zgoraj). Proces glukoneogeneze je bistven zapreživetje med stradanjem (glej poglavje Stradanje), je pa lahkotudi vir težav, kot se to dogaja pri zapletih sladkorne bolezni(glej poglavje Sladkorna bolezen). Pomembno je vedeti, da včloveškem organizmu iz maščobnih kislin, ki predstavljajo dalečnajvečji delež energetskih zalog, po nobeni poti ne moremodobiti glukoze.8.2 URAVNAVANJE PRESNOVE V ČLOVEŠKEMORGANIZMUCilji uravnavanja presnovnih procesovBistvo uravnavanja presnove v kompleksnem večceličnemorganizmu, kakršen je človeški, je, da se presnovno odzove naspremembe v okolju tako, da ne pride do škodljivih oziromaživljenje ogrožujočih sprememb. To pa pomeni, da morajo vtakih razmerah potekati tisti procesi, ki bodo take spremembepreprečevali in da morajo biti hkrati upočasnjeni ali ustavljenitisti procesi, ki bi organizem v takih stanjih dodatno ogrožali.Najpomembnejši cilj presnovnega prilagajanja je ohranjanjekoncentracija glukoze nad neko določeno mejo, ki še omogočanormalno delovanje živčevja. To tkivo uporablja namreč vnormalnih razmerah kot edini vir energije glukozo in ker lahkota v zadostni meri vstopa v celice živčevja s pomočjofacilitiranega transporta le, kadar je njena koncentracija v krvidovolj visoka, je treba le-to za vsako ceno obdržati na ravni, kitako prestopanje še omogoča. Pri tem imajo pomembno vlogojetra, ki so v obdobjih med posameznimi obroki tisti organ, kiizplavlja glukozo v kri in tako skrbi za vzdrževanje njenekoncentracije v normalnih mejah. Hipoglikemija, kot pravimostanju, ko prestopanje glukoze v celice živčevja ni več zadostno,se kaže v obliki motenj osrednjega živčevja in se - glede nastopnjo zmanjšanja koncentracije glukoze, hitrosti tegazmanjšanja in trajanja - lahko stopnjuje od blagih oblik (motnjev miselni koncentraciji, občutek lakote, povečana agresivnost)do kome in smrti. Hiter in velik padec koncentracije glukoze vkrvi lahko privede do smrti že v nekaj minutah. Ker seorganizem bori proti hipoglikemiji, opazimo v takem stanju tudiznake, ki so posledica obrambe. To so predvsem znaki, ki soposledica povečanega sproščanja adrenalina in noradrenalina:bledica, mrzel pot, zvečana srčna frekvenca (glej nadaljnjebesedilo).V poglavju Stradanje se bomo srečali s spremembami vorganizaciji presnove v zdravem organizmu v razmerah, ko nivnosa energijskih virov. V poglavju Sladkorna bolezen pa bomovideli, do kakšnih motenj lahko pride, kadar so presnovnimehanizmi na določeni ravni okvarjeni.Mehanizmi uravnavanja presnovnih procesovOrganizacija presnovnih procesov se v organizmu dogaja na večravneh. Že s svojo diferenciacijo se posamezne celice odločajoza posebne vzorce presnovnih poti. Tako npr. procesglukoneogeneze v normalnih razmerah poteka samo v jetrih, vcelicah drugih tkiv pa ne. Prav tako smo že omenili, dapridobivajo glikolitična tkiva energijo samo iz procesa glikolize,druga pa tudi iz nadaljne razgradnje glukoze in/ali maščob doogljikovega dioksida in vode. V mirovanju uporabljajo skeletnamišična vlakna kot glavni vir energije PMK, ki jih zajemajo izplazme (95%), celice živčevja pa samo glukozo. Kadar se mišicane krči, je namreč membrana skeletnomišičnega vlaknaprepustna za glukozo le ob veliki koncentraciji insulina, do

takšne koncentracije insulina pa pride le po obroku hrane. Naprivzem glukoze v celice živčevja insulin nima vpliva.Opisane presnovne razlike med celicami posameznih tkiv paniso dovolj učinkovit sistem za uravnavanje presnove. Zausklajevanje presnovnih procesov med posameznimi tkivi sonajpomembnejši presnovni hormoni. Po njihovih učinkih jihdelimo na tiste, ki skrbijo za to, da se viri energije skladiščijo inna tiste, ki te vire - kadar je to potrebno - sproščajo. V prvoskupino spada le en hormon - insulin, v drugo pa uvrščamo štirihormone: glukagon, adrenalin, kortizol in rastni hormon.Nekoliko poenostavljeno lahko njihove mehanizme delovanja inpresnovne učinke opišemo takole:InsulinIzloča se iz celic B v Langerhansovih otočkih trebušne slinavke.Najmočnejši dražljaj za njegovo izločanje je zvečanakoncentracija glukoze v krvi. Čeravno deluje insulin na skorajvsa tkiva (najpomembnejša izjema so celice živčevja), sonjegovi poglavitni učinki na presnovo v organizmu rezultatdelovanja v jetrnih celicah, celicah maščevja in skeletnihmišičnih vlaknih. Pri tem je treba vedeti, da delovanje insulinani usmerjeno zgolj v skladiščenje energetskih virov(pospeševanje anabolnih procesov), ampak tudi v preprečevanjerabe le-teh v obdobjih, ko to ni potrebno (zaviranje katabolnihprocesov). V jetrih insulin po eni strani pospešuje nastajanjeglikogena ter sintezo maščob iz glukoze, po drugi pa zavirarazgradnjo glikogena in glukoneogenezo. V maščevju insulinpospešuje nalaganje trigliceridov v adipocite, obenem pa zavrerazgradnjo in sproščanje PMK iz adipocitov. Insulin pospešujeprestopanje glukoze prek membrane skeletnomišičnega vlakna,nastajanje mišičnega glikogena in sintezo mišičnih beljakovin,obenem pa zavre razgradnjo mišičnih beljakovin. Kot rezultatzmanjšanega izplavljanja glukoze iz jeter in povečanega vstopale-te v periferna tkiva, koncentracija glukoze v krvi pada, s tempa se zmanjšuje tudi dražljaj za njegovo izločanje. Ko takokoncentracija glukoze pade na normalno vrednost, kar se zgodikaki dve uri po obroku hrane, prenehajo tudi učinki insulina.GlukagonTudi glukagon se izloča iz Langerhansovih otočkov trebušneslinavke, in sicer iz celic A, ki se nahajajo ob celicah B, kiizločajo insulin. Tako po mehanizmu izločanja, kot tudi poučinkih, je glukagon nasproten insulinu. Dražljaj za njegovoizločanje je zmanjšana koncentracija glukoze, svojenajpomembnejše učinke pa izvaja v jetrnih celicah. Tam pospeširazgradnjo glikogena in sproščanje glukoze v kri. Pospešuje tudiglukoneogenezo in preusmerja presnovo PMK v nastajanjeketonskih teles. Skupni imenovalec vseh učinkov glukagona jepreprečevanje hipoglikemije.AdrenalinHormoni, ki se pospešeno izločajo, kadar je povečan tonussimpatičnega živčevja, pripravijo organizem na povečanotelesno aktivnost (reakcija "beg in boj"). Polegkardiovaskularnih učinkov (glej poglavje Srce in krvna obtočila)je v takih razmerah pomembna tudi presnovna adaptacija, saj jezaradi povečane porabe glukoze povečana nevarnosthipoglikemije. Poleg učinkov na jetrno celico, ki so enaki tistim,ki jih ima v tem tkivu glukagon, deluje adrenalin pomembnotudi na maščevje, kjer pospeši sproščanje PMK in s temzagotovi skeletnim mišicam alternativni vir prehrane. Kadar sekrči, je namreč mišično vlakno sposobno privzemati glukozokljub odsotnosti insulina, kar bi lahko pripeljalo dohipoglikemije. Dodatno preprečuje adrenalin hipoglikemijotako, da upočasni izločanje insulina iz celic B.KortizolKot je bilo opisano, se hipoglikemija preprečuje predvsem nadva načina: s pospešeno glikogenolizo in pospešenoglukoneogenezo. V normalnih razmerah je dovolj prvi proces, vrazmerah, ko je bodisi zvečana poraba glukoze (telesnaaktivnost) ali pa pomanjkljiv vnos hrane (glej poglavjeStradanje), pa se mora - zaradi sorazmerno majhnih rezervglikogena - vključiti tudi proces glukoneogeneze. Kortizol, ki seizloča iz skorje nadledvične žleze, je hormon, kateregapresnovni učinki so usmerjeni predvsem v pospeševanje tegaprocesa. Kortizol pospešuje glukoneogenezo na dva načina:pospešuje katabolizem beljakovin v skeletnem mišičju in s temzagotavlja substrat alanin za ta proces (glej zgoraj), po drugistrani pa aktivira v jetrih ključne glukoneogenetične encime.Rastni hormonVloga rastnega hormona v organizmu je kompleksna in jeodvisna od življenjskega obdobja, od njegove koncentracije inod koncentracije drugih hormonov v krvi. V presnovnem smisluso v ospredju učinki, ki preprečujejo nastanek hipoglikemije.Kadar ta grozi, se izločanje rastnega hormona poveča, karprivede do pospešenega razgrajevanja trigliceridov v maščevjuin do zavrtega vstopa glukoze v skeletna mišična vlakna. Obaučinka preprečujeta padec koncentracije glukoze v krvi in takovarujeta možgane pred hipoglikemijo.V normalnih razmerah se presnova v človeškem organizmuodvija ciklično. Po vsakem obroku hrane najprej prevladujejoučinki insulina. Ta poskrbi, da se v razmerah, ko ponudbaenergije presega trenutno porabo, presežki energije uskladiščijo.Ko pa zaradi učinkov insulina koncentracija glukoze v krvipade, izločanje insulina preneha. Odsotnost učinkov insulina,skupaj z učinki glukagona, ki se prične izločati, če koncentracijakrvne glukoze pade dovolj nizko, sproži mobilizacijo prejnakopičenih energetskih zalog, kar preprečuje nastanekhipoglikemije. K vzdrževanju normalne koncentracije glukoze vkrvi pripomore tudi občutek lakote, ki se sproži, kadarkoncentracija glukoze pade. Pomen lakote kot obrambnegamehanizma je pri človeku manj opazen, ker je vnašanje hraneurejeno z režimom rednega prehranjevanja, pri drugih živihbitjih pa ima lakota večji pomen v presnovni homeostazi.SlovstvoBrank M, Ribarič S, Grubič Z (2001) Motnje presnove. V:Ribarič S (ur) Navodila za vaje iz patološke fiziologije 2. izd.,Univerza v Ljubljani, Medicinska fakulteta, Inštitut za patološkofiziologijo, Ljubljana..Felig P, Havel RJ, Smith LH Jr (1985) Metabolism. In: SmithLH Jr, Thier SO (eds) Pathophysiology - The biologicalprinciples of disease. WB Saunders, Philadelphia.Grubič Z (2001) Stradanje. V: Ribarič S (ur) Patološkafiziologija, izbrana poglavja 9. izd., Inštitut za patološkofiziologijo Medicinske fakultete, Ljubljana.Harris RA, Crabb DW (1997) Metabolic Interrelationships. In:Devlin TM (ed) Textbook of Biochemistry - With ClinicalCorrelations. Wiley-Liss, New York.53

Wilson JD. (1998) Approach to the Patient with Endocrine andMetabolic Disorders. In: Fauci AS, Braunwald E, IsselbacherKJ, Wilson JD, Martin JB, Kasper DL, Hauser SL, Longo DL(eds) Harrison's principles of internal medicine. Mc Graw-Hill,New York.1Vprašanja1. Sintezo glukoze iz nesladkornih virov imenujemoa) glikogenezab) glikogenolizac) glukoneogenezač) glikolizad) noben odgovor ni pravilen.2. Označi pravilne trditvea) glikoliza je katabolni procesb) glikoliza je anabolni procesc) končni produkt glikolize je piruvična oziroma mlečnakislinač) za potek glikolize je potreben kisikd) za potek glikolize ni potreben kisik.3. Lipoproteini soa) delci, ki imajo beljakovinsko sredico in lipidni plaščb) delci, ki imajo lipidno sredico in beljakovinski plaščc) delci, ki imajo beljakovinsko sredico in plašč izogljikovih hidratovč) delci, ki omogočajo v vodi netopnim lipidom transportpo krvid) delci, ki jih sestavljajo izključno lipidi.4. Največji del svojih energetskih zalog ima človeškiorganizem spravljenih va) jetrihb) adipocitihc) skeletnih mišicahč) možganihd) kosteh.5. Ketonska telesaa) nastajajo v adipocitihb) nastajajo v jetrihc) so prisotna v krvi v večji koncentraciji, kadar je vorganizmu pospešena razgradnja prostih maščobnihkislinč) so prisotna v krvi v večji koncentraciji, kadar je vorganizmu pospešena sinteza prostih maščobnih kislind) zvišujejo kislost krvi.6. Sečnina v seču jea) stranski produkt katabolizma aminokislin.b) stranski produkt sinteze beljakovin iz aminokislinc) stranski produkt katabolizma glukozeč) spojina, ki nastane s predelavo amoniakad) spojina, ki nastane s predelavo prostih maščobnihkislin.7. Glukoneogeneza je sintezaa) glukoze iz prostih maščobnih kislinb) glukoze iz glikogenac) glukoze iz alaninač) glukoze iz glicerolad) glukoze iz laktata.8. Najpomembnejši cilj uravnavanja presnove jea) vzdrževanje zelo visoke koncentracije prostihmaščobnih kislin v krvib) vzdrževanje zelo visoke koncentracije aminokislin vkrvic) preprečevanje hipoglikemiječ) vzdrževanje hipoglikemijed) vzdrževanje zelo nizke koncentracije insulina v krvi.9. Označi pravilne odgovorea) v normalnih razmerah uporabljajo možgani kot edinivir energije proste maščobne kislineb) v normalnih razmerah uporabljajo možgani kot edinivir energije glukozoc) kadar mirujejo, uporabljajo skeletne mišice kot glavnivir energije proste maščobne kislineč) kadar mirujejo, uporabljajo skeletne mišice kot glavnivir energije glukozod) glikolitična tkiva uporabljajo kot edini vir energijeproste maščobne kisline.10. Med hormone, ki skladiščijo energetske vire, uvrščamoa) glukagonb) insulinc) adrenalinč) kortizold) oksitocin.11. Med hormone, ki sproščajo energetske vire iz njihovihzalog, uvrščamoa) glukagonb) insulinc) adrenalinč) kortizold) rastni hormon.12. Najmočnejši dražljaj za izločanje insulina jea) zvečana koncentracija prostih maščobnih kislin v krvib) zvečana koncentracija glukoze v krvic) zvečana koncentracija adrenalina v krvič) zvečana koncentracija aminokislin v krvid) znižana koncentracija glukoze v krvi.13. Največji del svojih beljakovinskih zalog ima človeškiorganizem spravljenih va) jetrihb) adipocitihc) skeletnih mišicahč) možganihd) kosteh.14. Hipoglikemija je stanje, kjera) se kažejo znaki premajhne preskrbe možganov zglukozob) se kažejo znaki premajhne preskrbe skeletnega mišičjaz glukozoc) nastopi huda ketoacidozač) se kažejo znaki dehidracijed) je povečan občutek lakote.15. Označi pravilne trditvea) glukagon se izloča iz celic B Langerhansovih otočkovv trebušni slinavkib) glukagon se izloča iz celic A Langerhansovih otočkovv trebušni slinavkic) glavni dražljaj za izločanje glukagona je zvišanakoncentracija glukoze v krvič) glavni dražljaj za izločanje glukagona je znižanakoncentracija glukoze v krvid) najpomembnejše učinke izvaja glukagon v jetrih.54

16. Glukoneogeneza jea) sinteza glukoze iz nesladkornih virovb) sinteza glukagona iz nesladkornih virovc) razgradnja beljakovin do aminokislinč) sinteza glikogena iz glukozed) sinteza trigliceridov iz glukoze.55

podpazdušna temperatura se lahko približa temperaturi sredice,vendar moramo meriti temperaturo dlje časa (v hladnem okoljutudi pol ure). Zadnje čase pa se vse bolj uveljavlja merjenjetelesne temperature v sluhovodu s posebnimi elektronskimitermometri.9 TELESNA TEMPERATURA INNJENO URAVNAVANJENeva Črne-Finderle9.1 NORMALNA TELESNA TEMPERATURAČlovek je toplokrvno (homeotermno) bitje. To pomeni, davzdržuje telesno temperaturo na neki stalni vrednosti, ki se kljubvelikim nihanjem temperature v okolju le malo spreminja.Ločimo temperaturo sredice (jedra), to je temperaturo globjihstruktur (notranji organi in notranjost glave) in temperaturoovoja oziroma kože. Temperatura kože je normalno nižja odtemperature sredice in se menja glede na spremembetemperature okolja. Telesna temperatura sredice človeka vmirovanju je približno 37°C (od 36,2° do 37,5°C). Vendartemperatura vseh delov telesa ni enaka. Glede na nepravilnogeometrijo telesa obstaja zapletena tridimenzionalnarazporeditev temperature od 28° do 37°C. Pri tem velja, daimajo okončine nižjo temperaturo kot trup (slika 9.1).37 o36 o32 o28 o34 o31 oA BSlika 9.1 Razporeditev telesne temperature v hladnem (A) intoplem okolju (B) (prirejeno po Schmidt in Thews, 1983).Klinično pomembna je temperatura telesnega jedra, ki jo lahkoizmerimo z merjenjem temperature v danki (rektalno).Temperatura v ustih (pod jezikom - sublingvalna temperatura) jepribližno za 0,2° - 0,5°C nižja od rektalne, pri merjenju pamoramo paziti, saj nanjo zelo vpliva temperatura vdihanegazraka in temperatura ravnokar zaužite hrane in pijače. TudiPri merjenju telesne temperature opazimo 24-urno nihanjetemperature, kar je posledica endogenega ritma oziroma vplivovt.i. biološke ure, ki pa je usklajena z menjavanjem dneva in nočiter zunanjimi vplivi (s telesno aktivnostjo, s temperaturo okolja,s prehrano). Tako je temperatura najvišja okoli 5. ure popoldne,najnižja pa med 2. in 6. uro zjutraj, ko človek ponavadi niaktiven. Temperatura se spremeni tudi s starostjo, nanjo pamočno vplivajo še drugi dejavniki, kot npr. faze menstrualnegaciklusa, telesna aktivnost, močno čustvovanje.Nastajanje toplote je nujni vzporedni proces presnove. Vsekemične reakcije v organizmu, vključno s presnovnimi procesi,pa so temperaturno odvisne. Tako se pri povišani telesnitemperaturi hitrost kemičnih reakcij v telesu odvija hitreje, prinižji telesni temperaturi pa počasneje (npr. pri podhlajenemčloveku). Človek v t.i. bazalnih razmerah (v mirovanju, lahkooblečen, pri temperaturi okolja 25°-26°C in 50% vlažnostizraka) tvori 4,2 kJ (1 kcal) toplote/kg telesne teže/h. Tako 60 kgtežak človek stvori 60 kcal/h. Pri velikem telesnem naporu pa setvorba toplote poveča za 10 do 16-krat nad bazalno tvorbotoplote. V tem primeru človek tvori 600 kcal/h. Če človek ne bioddajal toplote, bi njegova telesna temperatura v bazalnihrazmerah narastla vsako uro za 1°C, pri velikem telesnemnaporu pa kar vsakih 5 min. za 1°C, ker je specifična toplotavode in tudi fizioloških raztopin približno 1 kcal/kg/st (to jetoplota potrebna, da se 1 kg vode segreje za 1°C). Pri zdravemčloveku pa se to ne zgodi, ker ima zelo učinkovite mehanizmeuravnavanja telesne temperature (termoregulacije).Da človek vzdržuje stalno telesno temperaturo, mora bitinastajanje toplote v telesu enako njeni izgubi iz telesa (takrat jebilanca toplote enaka nič). Proces nastajanja toplote v telesuimenujemo termogeneza, proces oddajanja toplote iz telesa vokolje pa termoliza.Obstajajo štirje fizikalni procesi za izgubo toplote iz telesa:radiacija (toplotno sevanje), kondukcija (prevajanje toplote),konvekcija (prenos toplote s tokom snovi npr. zraka),evaporacija (izhlapevanje znoja). Človekovo telo samo jesposobno uravnavati telesno temperaturo le v določenemtemperaturnem območju in sicer pri 50% vlažnosti zraka med0°C in 43°C (med T 1 in T 4 ; glej sliko 9.2). To območjeimenujemo območje normotermije oziroma območjeuravnavanja temperature, kjer je nastajanje toplote enako njeniizgubi iz telesa.V termonevtralnem območju med T 2 in T 3 (pri odraslemčloveku, ki gol sedi v zaprtem prostoru, je to pri temperaturizraka med 27° in 29°C) je temperatura stalna, ne da bi zatopotrebovali dodatno tvorbo toplote ali znojenje. Toploto tvorimov običajnih presnovnih procesih (gre za bazalno tvorbo toplote),oddajamo pa jo s perspiratio insensibilis. Pri tem procesu gre zanezavedno izgubo toplote z difuzijo vode do površine telesa –kože in pljuč ter njeno izparevanje iz teh površin, ki se stalnoodvija. Ta difuzija ni odvisna od razmer v okolju - npr.temperature in vlažnosti zraka. V tem območju temperatur seoddajanje toplote uravnava s spreminjanjem pretoka krvi skozikožo, ne delujejo pa ostali mehanizmi za večje oddajanje(znojenje) ali dodatno nastajanje toplote.Če temperatura okolja pade pod T 2 (27°C), se s pomočjotermoregulacijskih mehanizmov nastajanje toplote povečasorazmerno z izgubo toplote. Ko nastajanje toplote doseže57

maksimalno vrednost pri T 1 (0°C), navadno 3 do 5-krat večjo odbazalnega nastajanja, uravnavanje temperature pri nižjihtemperaturah ni več mogoče, saj bi bila izguba toplote večja odnjenega nastajanja in človek se začne podhlajevati (razvije sehipotermija). Pri zviševanju zunanje temperature pa se povečujeoddajanje toplote z izločanjem in izhlapevanjem znoja. Prizunanjih temperaturah večjih od T 4 (43 o C), se dosežemaksimalno oddajanje toplote, zato pri nadaljnjem naraščanjutemperature termoregulacija odpove, človekovo telo se začneogrevati in pojavi se povečana telesna temperatura(hipertermija; glej tudi poglavje Povečana telesna temperatura).To je zgornja meja temperature zraka, kjer je še mogočatermoregulacija. Vendar je ta zgornja meja predvsem odvisna odvlažnosti zraka - npr. pri 20% vlažnosti zraka je približno 50°C,pri 100% vlažnosti zraka pa je zgornja meja temperature zraka,kjer se še odvija termoregulacija, le malo čez 30°C.toplotni tok (W)DODATNATVORBATOPLOTETERMONEVTRALNOOBMOČJEIZGUBA TOPLOTEZ EVAPORACIJOnastavitvenavrednosttemperature(“set point”)_+_termoreceptorji v kožikontrola znojenjakontrola vazomotoričnega sistemakontrola presnovetermoreceptorji v jedruevaporacija radiacijaznojkonvekcijaizguba toploteprek kožeprenos toploteprek krviv kožonastajanje toplotev jedruSlika 9.3 Nadzorna zanka za uravnavanje telesne temperature.Hipotalamus tako lahko primerja z receptorji zaznanotemperaturo s temperaturo "nastavitvene vrednosti". Če sepojavijo odstopanja od te vrednosti, potem hipotalamus poeferentnih živčnih poteh aktivira številne efektorske sisteme, kiustrezno spremenijo hitrost nastajanja toplote oziroma njenegaoddajanja iz telesa. Hipotalamus je eferentno povezan ssomatskim motoričnim sistemom, simpatičnim živčevjem terendokrinim sistemom. Tako lahko uravnava mišično in žleznoaktivnost (znojnice), pretok krvi v koži, nastajanje toplote v t.i.rjavem maščevju (pri dojenčkih) in vedenjske vzorce (slika 9.4).PERSPIRATIOINSENSIBILISBAZALNA TVORBATOPLOTEOŽAVTONOMNO ŽIVČEVJE-SIMPATIKUSMOTORIČNI ŽIVČNISISTEMT 1 (0 C)T 2 T 3oT 4 (43 C)(spodnja meja)o(27 C)o(29 C)(zgornja meja)OBMOČJE NORMOTERMIJE(območje nadzora temperature)TEMPERATURA ZRAKA(T)VA ZO MOTO RIČNISISTEMTOPLOTNAIZOLACIJARJAVOMAŠČEVJEKEMIČNATERMOGENEZAZNOJNICEIZLOČANJEZNOJASKELETNE MIŠICEDRGETANJEVEDENJSKI ODGOVORISlika 9.2 Diagram toplotnega ravnotežja v telesu prispremembah zunanje temperature.9.2 URAVNAVANJE TELESNE TEMPERATUREUravnavanje telesne temperature je primer zelo učinkovitehomeostaze (glej poglavje Celice, celični sistemi inhomeostaza). Natančno uravnavanje telesne temperature pričloveku nadzorujejo skupine nevronov v hipotalamusu, kipredstavljajo glavni termoregulacijski center. Hipotalamusdeluje kot termostat, ki ima določeno nastavitveno vrednosttemperature (angl. set point). Nastavitvena vrednost temperaturehipotalamusa pri zdravem, odraslem človeku v mirovanju jeokoli 37°C. V hipotalamusu se nahajajo termoreceptorji, to sonevroni, ki zaznavajo temperaturo krvi, ki jih obliva, oziromaprek tega temperaturo jedra telesa. Po drugi strani pa se semstekajo informacije o temperaturi na površini telesa prek kožnihtermoreceptorjev in termoreceptorjev v drugih notranjih organih(v mišicah, hrbtenjači, okoli velikih ven, v drobovju; slika 9.3).Slika 9.4 Živčna kontrola organov, udeleženih pritermoregulaciji (OŽ: osrednje živčevje).Zniževanju temperature jedra telesa v hladnem okolju se teloupira:• z zmanjšanjem oddajanja toplote (gre za mehanizme, kizadržujejo toploto v telesu):• pride do simpatične konstrikcije žil v koži, karzmanjša pretok tople krvi iz sredice na površino kože.Izguba toplote se zmanjša, ker podkožno maščevjedeluje kot izolator;• pojavi se ježenje (s tem je prenos toplote s površinetelesa v okolico otežen, kajti naježena dlaka zadržiplast ogretega zraka ob koži, vendar je to bolj kot pričloveku pomembno pri živalih z gosto dlako oziromaperjem). Pri človeku se ježenje vidi kot “kurja polt”.• z mehanizmi termogeneze:• poveča se mišični tonus in nastopi drgetanje (gre zaasinhrone ritmične mišične kontrakcije), pri čemer sesprošča dodatna toplota;• poveča se hotena aktivnost lokomotornega aparata(gibanje, poskakovanje);• pri novorojenčkih se za 2-krat poveča nastajanjetoplote v rjavem maščevju, ki je poseben tip maščevjain ga zgolj pri novorojencih najdemo med lopaticama.V tem tkivu se presnovna energija praktično v celotisprosti kot toplota;58

• pospeši se presnova zaradi hormonskih učinkov(npr.mraz posredno spodbuja izločanje adrenalina izsredice nadledvične žleze in tiroksina iz ščitnice).Segrevanje telesa pri visoki temperaturi okolja pa povzročispremembe v nasprotni smeri. Termogeneza se zmanjša naminimum, vklopijo se dodatni mehanizmi termolize. Dokler jetemperatura kože višja od temperature okolja, lahko toplotoizgubljamo:• s kondukcijo (to je neposredni prenos toplote s toplejšegana hladnejše telo, ko sta dve telesi v stiku);• s konvekcijo (to je prenos toplote z gibanjem mas - zraka,vode, krvi, kjer segreto snov vedno nadomesti dotok nove,hladnejše snovi. Konvekcija je učinkovitejša ob vetrovnemvremenu, ali če se pahljamo);• z radiacijo (to je posredni prenos toplote s površinesegretega telesa v obliki infrardečega sevanja -elektromagnetnega valovanja);• z evaporacijo (izhlapevanjem) znoja in perspiratioinsensibilis.Ko temperatura okolja preseže temperaturo kože, telo lahkoodda toploto le z evaporacijo. To je zelo učinkovit mehanizemtermolize, saj se za izhlapevanje 1 liter tekočine porabi 580 kcal.Izparevanje znoja se poveča zaradi povečanega delovanjaznojnic, ki so oživčene s simpatičnimi vlakni. Ob zvišanjutelesne temperature hipotalamus pošilja živčne impulze, kirazširijo krvne žile v koži in spodbudijo delovanje znojnic.Popolna vazodilatacija poveča dotok tople krvi v kožo in s tempoveča hitrost prenosa toplote iz sredice na površino telesapribližno za 8-krat. Pri visoki temperaturi okolja lahko zznojenjem izločimo tudi do 12 litrov znoja na dan. Pri obilnemznojenju izgubljamo iz telesa poleg vode tudi v znojuraztopljene elektrolite (npr. soli – NaCl), zato lahko prineaklimatiziranem človeku (človeku, ki ni prilagojen na visoketemperature okolja), ki vode in soli ne nadomešča ustrezno,nastopi usodna izsušitev (dehidracija) in motnje zaradi izgubesoli, saj ima temperaturna regulacija (oddajanje odvečne toploteiz telesa) prednost pred obrambo pred temi motnjami.Toploto vedno oddajamo tudi s perspiratio insensibilis. Na tanačin izpari skozi kožo in dihala približno 1 liter vode na dan,kar pomeni izgubo 580 kcal toplote iz telesa.Zelo velik pomen pri uravnavanju telesne temperature ima polegfizioloških mehanizmov tudi človekovo vedenje. Človek jeevolucijsko prilagojen na življenje v subtropskem okolju. Na tokaže njegova relativna neporaščenost in veliko število (okoli 2milijona) znojnic. Zato človek načeloma lažje živi in dela vtoplem kot pa v hladnem okolju. V hladu ali celo v arktičnihrazmerah pa lahko preživi samo zaradi svojih vedenjskihodgovorov. S svojim vedenjem se človek zaščiti pred mrazom:se toplo obleče, zakuri ogenj in zgradi primerno bivališče.SlovstvoBruck K (1983) Heat balance and regulation of bodytemperature. In: Schmidt RF, Thews G (eds) Human Physiology.Springer-Verlag Berlin.Guyton AC, Hall JE (1996) Body temperature, temperatureregulation, and fever. In: Guyton AC, Hall JE (eds) Textbook ofMedical Physiology. WB Saunders, Philadelphia.Vprašanja1. Ko temperatura okolja preseže telesno temperaturo,izgubljamo toplotoa) s kondukcijob) s konvekcijoc) z radiacijoč) z izhlapevanjem znojad) s perspiratio insensibilis.2. Perspiratio insensibilis je izguba toplotea) z znojenjemb) z izhlapevanjem vode skozi kožo brez znojenjac) z izhlapevanjem vode skozi pljučain ječ) odvisna od temperature okoljad) neodvisna od temperature okolja.3. Termoregulacijski center v hipotalamusu neposrednoreagira naa) spremembo temperature krvi, ki obliva ta predelb) spremembo temperature na površini telesain glede na odstopanje temperature sredice telesa odnormalne temperature aktivira mehanizme zac) tvorbo toploteč) oddajanje toplote.4. Pri drgetanju nastaja toplota predvsem va) sklepihb) skeletnih mišicahc) gladkih mišicahč) kožid) živcih.5. Po znižanju temperature sredice telesa zaradi mraza,hipotalamus sprožia) vazodilatacijo v kožib) vazokonstrikcijo v kožic) znojenječ) drgetanjed) ježenje.6. Rjavo maščevje je prisotno pria) odraslih ljudehb) dojenčkihc) zelo starih ljudehin je pomembno zač) oddajanje toploted) tvorbo toplote.7. Glavni razlog, da človek lahko živi v mrzlem okolju jea) ojačanje mehanizmov vazokonstrikcijeb) povečanje mase rjavega maščevjab) vedenjska prilagoditevč) zmanjšanje perspiratio insensibilisd) zmanjšanje znojenja.8. Najučinkovitejši fiziološki mehanizem za ohranjanjetelesne temperature pri nizkih temperaturah okolja jea) vazokonstrikcija v kožib) drgetanjec) zvišanje nivoja glukoze v plazmič) drugačna nastavitev termostata v hipotalamusud) povečanje izkoristka pri presnavljanju hrane.59

9. Termonevtralno območje okolja za odraslega človeka vmirovanju jea) 27 - 29°Cb) 36 - 37°Cc) 32 - 34°C.V tem temperaturnem območju ječ) tvorba toplote v telesu enaka njeni izgubid) telesna temperatura konstantna brez aktivacijedodatnih mehanizmov za tvorbo in oddajanje toplote.10. Pri zelo nizki temperaturi okolja lahko pride doa) hipertermijeb) hipotermije,ker jec) oddajanje toplote manjše od njene tvorbeč) izguba toplote večja od njene tvorbed) izguba toplote enaka kot tvorba toplote.11. Homeotermni organizmia) vzdržujejo stalno telesno temperaturob) nimajo stalne telesne temperature.Nivo telesne aktivnosti teh organizmov je zatoc) neodvisen od zunanje temperatureč) izključno odvisen od zunanje temperatured) omejen z določenim temperaturnim intervalom okoljaoz. biokinetičnim območjem.12. Da človek vzdržuje stalno telesno temperaturo, mora bitinastajanje toplotea) večje od njenega oddajanjab) enako njenemu oddajanjuc) manjše od njenega oddajanja.To se dogaja v območjuč) napredujoče hipotermijed) normotermijee) napredujoče hipertermije.13. S perspiratio insensibilis izgubimo približnoa) 1 literb) 3 litrec) 12 litrov vode na danKar pomeni izguboč) 580 kcal toploted) 1 kcal toplotee) 60 kcal toplote iz telesa.60

10 ŽIVČEVJEMara Bresjanac10.1 SPLOŠNO O ŽIVČEVJUŽivčevje je zapleten organski sistem, ki v organizmu opravljavrsto ključnih funkcij:‣ posreduje in uresničuje razne vrste zaznav (npr. čutila),‣ uravnava delovanje organskih sistemov (npr. živčnouravnavanje delovanja krvnih obtočil),‣ načrtuje, sproži in uravnava gibanje (npr. hoja),‣ integracijska vloga živčevja je podlaga za kompleksnefunkcije (zavest, čustva, učenje).Živčevje je del sistema, ki uravnava notranje okolje inprilagajanje organizma na spreminjajoče se zunanje okolje. Tofunkcijo opravlja v tesni povezavi s sistemom žlez z notranjimizločanjem (endokrini sistem). Ena temeljnih razlik medživčevjem in endokrinim sistemom je v hitrosti delovanjaoziroma času, ki je potreben za polno izraženje učinkov: živčnimehanizmi so hitri (potreben čas za odziv merimo v sekundah),endokrini pa največkrat za popolni učinek rabijo dlje (minute -ure - dnevi).Živčevje vretenčarjev sestavljajo:‣ razvojno starejše vegetativno živčevje z anatomskoločenima deloma, ki se funkcijsko dopolnjujeta:• parasimpatikus in• simpatikus,‣ in somatsko živčevje, ki ga delimo v:• osrednje živčevje, kamor sodijo možgani in hrbtenjača,in• periferno živčevje, ki zajema povezave možganov inhrbtenjače s perifernimi tkivi v obliki perifernih živcev.Zgradba živčevjaTemeljni gradnik živčevja je vzdražna celica - nevron. Zanevrone je značilna posebna zgradba: imajo dve vrsti celičnihpodaljškov: krajši in bolj razvejani so dendriti, daljši je akson aliživčno vlakno. Nevroni so funkcionalno prilagojeni za hiterprenos informacije. Ta se vzdolž posameznega aksonaa prenašakot potujoča sprememba membranskega potenciala (akcijskipotencial, poglavje Celica, celični sistemi in homeostaza), medposameznimi nevroni pa kemično, s pomočjo t.i. živčnihprenašalcev (nevrotransmitorjev).Poleg nevronov so pomemben del živčevja tudi celice glije.Glija v perifernem živčevju so t.i. Schwannove celice, ki ovijajoaksone (glej sliko v poglavju Regeneracija živčevja in mišic).Debelejša vlakna Schwannove celice ovijejo s številnimi navojisvoje plazemske membrane, ki se drug drugemu tesno prilegajoin sestavljajo enoten lipidni izolacijski sloj, imenovan mielin.Obstoj mielina je pogoj za izjemno hiter prenos električnihimpulzov, ki po mieliniziranih vlaknih potujejo v skokih(saltatorno), preskakujoč posamezne mielinizirane odseke. Vosrednjem živčevju je več vrst celic glije, ki imajo tudi različnefunkcije:‣ makroglija je skupno ime za dve vrsti celic:• oligodendrociti so celice, ki izdelujejo mielinskeovojnice za aksone v osrednjem živčevju, ki pa se vmarsičem razlikujejo od Schwannovih celic;• astrociti so številne celice, ki naj bi bile pomembnepredvsem za vzdrževanje primernih trofičnih razmer zapreživetje in delovanje osrednjih nevronov, sajproizvajajo vrsto različnih dejavnikov, ki spodbujajoplastičnost in normalno delovanje nevronov;‣ mikroglija pa je ime za celice, ki so po funkciji delnespecifičnega obrambnega sistema organizma,retikuloendotelijskega oziroma monocitno-makrofagnegasistema (poglavje Kri in telesne tekočine).Nevroni in glija tvorijo parenhim živčevja, ki je odspremenljivih razmer v ostalem organizmu ločen s t.i. krvnomožganskoprepreko. To prepreko sestavljajo posebne vrstemalo prepustnih kapilar, njihova bazalna membrana in pletežceličnih podaljškov specializirane glije. V normalnih razmerahprepreka učinkovito omejuje prehajanje večjih molekul (npr.protiteles, nekaterih zdravil itd.) in celic iz krvi v živčniparenhim in obratno.Splošna funkcijska razdelitev nevronovVse nevrone v živčevju lahko razdelimo po funkciji naaferentne, eferentne in vmesne, internevrone. Aferentni nevroniposredujejo informacije o dogodkih na periferiji v osrednježivčevje, eferentni nevroni posredujejo ukaze osrednjegaživčevja perifernim tarčnim tkivom, internevroni pa povezujejodelovanje aferentnega in eferentnega sistema in so najštevilnejšinevroni v osrednjem živčevju.Sinapsa in značilnosti kemijskega prenosa informacijv živčevjuStiki med nevroni ali med nevroni in njihovimi tarčnimicelicami se imenujejo sinapse. V sinapsah med posamezniminevroni so na eni strani aksonski končiči prvega(presinaptičnega) nevrona, na drugi pa dendriti ali telo (soma aliperikarion) drugega (postsinaptičnega) nevrona. Ko akcijskipotencial doseže živčne končiče presinaptičnega nevrona, se izkončičev sprosti za dani nevron značilni nevrotransmitor in seveže na specifične receptorje na membrani postsinaptičneganevrona (slika 10.1). Tam izzove za dani receptor značilnespremembe, ki v postsinaptični celici povzročijo učinek (npr.proženje novega akcijskega potenciala, izločanje hormona alizačetek mišične kontrakcije).Čas potreben za prenos informacije prek sinapse je razmeromadolg, če ga primerjamo s hitrostjo potovanja akcijskegapotenciala vzdolž aksona, zato vsaka sinapsa na živčni potipovzroči zamudo (sinaptična zakasnitev, ki ustreza časusinaptičnega prenosa). Več ko je sinaps na živčni poti, tempočasnejši je prenos informacije po njej.Ekscitacija in inhibicija v sinapsiGlede na značilnosti nevrotransmitorja in s tem tudi odzivapostsinaptične celice so sinapse lahko bodisi ekscitatorne(spodbudijo določeno aktivnost v tarčni celici) ali inhibitorne(zaviralne).Pri ekscitaciji v sinapsah med nevroni delujejo nevrotransmitorjina postsinaptično membrano tako, da povzročijo depolarizacijo,t.j. zmanjšanje negativne vrednosti membranskega potenciala v61

2Ca 2+1 AP34ionski kanalček56ekscitacija ali inhibicijareceptorprenašalec7ponovni privzemprenašalcarazgradnjaprenašalcapostsinaptičnamembranaV živčevju poznamo več vrst inhibicije. Najpreprostejša oblika,t.i. postsinaptična inhibicija, nastane tako, da vezavatransmitorja povzroči spremembo membranskega potenciala, kije nasprotna depolarizaciji. Imenuje se hiperpolarizacijaoziroma inhibitorni postsinaptični potencial ali IPSP (slika10.2). Ta sprememba odkloni vrednost napetosti na membranistran od praga proti bolj negativni vrednosti in tako zmanjšaverjetnost nastanka AP.Postsinaptični nevron integrira vse ekscitatorne in inhibitorneučinke iz različnih sinaps, ki jih z njim sestavljajo številnipresinaptični nevroni (slika 10.3), tako da je njegova električnaaktivnost (npr. frekvenca proženja AP) v vsakem trenutku izrazseštevka vseh ekscitatornih in inhibitornih prilivov.dendritiSlika 10.1 Zaporedje dogodkov pri prenosu informacije vsinapsi med dvema nevronoma. AP: akcijski potencial, ki dosežepresinaptični končič (1), povzroči zvečano prepustnostmembrane za Ca 2+ (2), vstop teh ionov pa olajša eksocitozonevrotransmitorja (3). Nevrotransmitor se veže na receptor napostsinaptični membrani (4), kar v postsinaptičnem nevronupovzroči spremembo prepustnosti določenih ionskih kanalčkov(5) in glede na posledično spremembo membranskega nabojaizzove ekscitacijo ali inhibicijo postsinaptičnega nevrona(6).Nevrotransmitor zaključi svoje delovanje tako, da se v sinaptičnišpranji razgradi ali pa se v celoti ali delno ponovno privzame vpresinaptični nevron (7).smeri proti 0 mV. Ta sprememba, ki jo imenujemo ekscitatornipostsinaptični potencial ali EPSP, približa membranskipotencial vrednosti praga in poveča verjetnost za proženjeakcijskega potenciala (slika 10.2). Med EPSP in akcijskimpotencialom (AP) sta dve poglavitni razliki:‣ EPSP je lokalna sprememba, ki se ne prevaja, medtem kose AP iz mesta nastanka hitro razširi vzdolž aksona in‣ velikost EPSP se spreminja, posamezni EPSP se lahkoseštevajo, medtem ko je AP za dani nevron vedno značilneoblike in velikosti (njegov nastanek sledi načelu “vse alinič”).postsinaptični memb. pot. [mV]500-70APekscitacijaIPSPSlika 10.2 Ekscitacija in inhibicija v sinapsi.EPSPpragpresinaptičnikončičiakson0,1 mmSlika 10.3 Številni presinaptični končiči tvorijo sinapse zdendriti in somo postsinaptičnega nevrona, ki integrira vseekscitacijske in inhibicijske signale.Nosilci kemičnega sporočanja med nevroni -nevrotransmitorjiŽivčni prenašalci, odgovorni za kemijski prenos informacijemed nevroni (nevrotransmisijo) in za uravnavanje prenosa(nevromodulacijo), so heterogena skupina različnih snovi:‣ acetilholin je pomemben ekscitatorni nevrotransmitor vosrednjem živčevju, v vegetativnem živčevju in vspecializirani sinapsi med hrbtenjačnim motoričnimnevronom in skeletno mišično celico (motorični ploščici);‣ biogeni amini; v to skupino sodijo npr. kateholamini(adrenalin, noradrenalin, dopamin), 5-hidroksitriptamin (t.j.serotonin) in histamin.‣ aminokisline; glutamat in aspartat sta zelo razprostranjenaekscitatorna transmitorja v OŽ, medtem ko je glicinpomemben inhibitorni prenašalec v hrbtenjači. Glutamat jetudi substrat za sintezo še enega pomembnegainhibitornega prenašalca, γ-amino maslene kisline (angl. γ-amino butyric acid, GABA).‣ peptidni nevrotransmitorji med drugim vključujejo snov P,endorfine in enkefaline, ki jih vse srečamo v živčnih potehza zaznavo bolečine.‣ ostalo: poznamo še druge nevrotransmitorje kot so purinskinukleotidi (npr. ATP, adenozin itd.) in dušikov oksid (NO).62

Temeljna funkcijska enota živčevja - refleksni lokOsnovni organizacijski sklop nevronov je refleksni lok (slika10.4). Tega vedno sestavljajo: receptor, aferentna pot, refleksnicenter, eferentna pot in efektor. Po delovanju dražljaja invzdraženju aferentnega nevrona se akcijski potenciali ponjegovem vlaknu prevedejo v hrbtenjačo. Tukaj, v refleksnemcentru, končiči aferentnega nevrona tvorijo sinapse. V primerunajpreprostejšega refleksnega loka z eno samo sinapso(monosinaptični refleksni lok) aferentni nevron tvoriekscitatorno sinapso neposredno z eferentnim nevronom. Vzdolžvlakna eferentnega nevrona potem potujejo akcijski potencialido perifernih tarčnih celic efektorja, njihov odziv pa deluje tako,da zmanjša učinke sprožilnega dražljaja na organizem. To jepodlaga t.i. refleksa na nateg (npr. patelarni refleks, glejpoglavje Mišični napon). Večina refleksov je bolj zapletenih,vključujejo več internevronov, lahko pa tudi več eferentnih potiza kompleksne odzive na periferne dražljaje.hrbtenjačainternevronspinalniganglijaferentniaksonreceptorZnačilnosti simpatikusa in parasimpatikusa in inervacijatarčnih tkivTako po anatomskih kot tudi po funkcijskih značilnostih ločimovegetativno živčevje na simpatikus in parasimpatikus (slika10.5). Telesa simpatičnih nevronov v osrednjem živčevju senahajajo v stranskem rogu hrbtenjačne sivine, ta pa obstaja le vprsnih in zgornjih ledvenih segmentih hrbtenjače. Eferentnavlakna, ki izhajajo iz tega dela, se porazdelijo po vseh predelihtelesa. Parasimpatični nevroni pa se nahajajo le v kranialnemdelu živčne osi, t.j. v možganskem deblu, in v križničnihsegmentih hrbtenjače. Parasimpatična eferentna vlakna izkranialnega dela živčevja se združijo v desetem možganskemživcu, klatežu (lat. vagus), ki jih razporedi med organi in tkivi vprsnem košu in trebušni votlini. Poleg tega so parasimpatičnavlakna pridružena tudi tretjemu, sedmemu in devetemumožganskemu živcu. Parasimpatična vlakna iz križničnega delahrbtenjače pa oživčujejo organe in tkiva v spodnjem delutrebušne votline in mali medenici. Za tiste organe, ki so oživčenitako s simpatičnimi kot parasimpatičnimi vlakni velja, da sovplivi obeh vrst oživčenja na delovanje organa nasprotni (npr.srce; simpatična stimulacija spodbudi srce k hitremu,parasimpatična pa k počasnemu utripanju).PARASIMPATIKUSeferentniaksonefektorSlika 10.4 Splošna shema refleksnega loka.Posebnosti vegetativnega živčevjaZa ta del živčevja sta značilna specifična organizacija indelovanje, ki je v veliki meri neodvisno od zavestne kontrole,zaradi česar ga nekateri imenujejo avtonomno živčevje. Ne bibilo prav, če bi iz imena sklepali, da gre pri tem za resničnofunkcionalno avtonomijo, saj je normalno delovanje somatskegain vegetativnega živčevja usklajeno. Poleg tega meje meddelovanjem avtonomnega in somatskega živčevja niso ostre.mž III, VII, IXmž Xpreggl. v.ggl.postggl.T1L3SIMPATIKUSpreggl. v.ggl.postggl. v.snžVegetativno živčevje je organizirano kot eferentni sistem, t.j. potiz OŽ do tarčnih organov. Tudi njegova temeljna organizacijskaenota je refleksni lok, pri čemer so aferentna vlakna aksoninajrazličnejših visceralnih receptorjev (vlakna tipa C), eferentnepoti pa sestavljajo pre- in postganglionarni nevroni (glej spodaj)simpatikusa ali parasimpatikusa. Poglavitna nalogavegetativnega živčevja je, da uravnava tiste funkcije organizma,ki so nujne za vzdrževanje življenja: usklajuje homeostatskeprocese tako, da uravnava delovanje notranjih organov (gladkomišičje, srce in žleze) in organskih sistemov.Nadzorni center za delovanje vegetativnega živčevja vosrednjem živčevju je hipotalamus. Tesne povezavehipotalamusa z endokrinim sistemom so podlaga za usklajenodelovanje endokrinih in vegetativnih živčnih mehanizmovhomeostaze. Povezave z limbičnim sistemom v možganih soodgovorne za vpliv čustev na vegetativne funkcije in nasprotno(npr. vpliv strahu na srčno frekvenco, krvni tlak in dihanje),povezave z retikularno formacijo možganskega debla insomatskimi aferentnimi sistemi pa so pomembne za učinkesenzornih prilivov na vegetativne funkcije.preggl. v.HRBTENJAČAkhaSlika 10.5 Simpatična in parasimpatična inervacija tarčnih tkiv.mž: možganski živci; preggl. v.: preganglionarna vlakna;postggl. v.: postganglionarna vlakna; ggl: ganglij; T: tarčnatkiva; kha: kateholamini; snž: sredica nadledvične žleze.Opisana eferentna vlakna, ki izhajajo iz simpatičnega aliparasimpatičnega dela osrednjega vegetativnega živčevja,imenujemo tudi preganglionarna vlakna. Za oba delavegetativnega živčevja namreč velja, da periferna živčna pot nienovita: na poti med osrednjim živčevjem in perifernimi tarčamidelata pomembne sinapse v t.i. vegetativnih ganglijih.Simpatični sistem ganglijev je povezan v "verigo", ki leži obhrbtenici in sega iz prsnega koša v trebušno votlino. Zato sosimpatična preganglionarna vlakna dolga le nekaj centimetrov.Postganglionarna simpatična vlakna pa segajo vse od ustreznega63

ganglija do periferne tarče, na tej poti pa se pridružijosomatskim perifernim živcem (npr. postganglionarno simpatičnovlakno poteka v ishiadičnem živcu in njegovih vejah vse do žilna stopalu). Nasprotno velja za parasimpatikus: preganglionarnavlakna so dolga, segajo vse od izstopišča iz osrednjega živčevjado neposredne bližine tarčnega organa, kjer delajo sinapse spostganglionarnimi nevroni. Sinapse se nahajajo vparasimpatičnih pletežih na tarčnem organu ali tik ob njem, takoda so postganglionarna vlakna zelo kratka. Zanimivo je, da jenevrotransmitor v preganglionarnih vlaknih obeh delovvegetativnega živčevja isti: acetilholin. Za postganglionarnavlakna to ne velja več. Poglavitni nevrotransmitor v končičihpostganglionarnih parasimpatičnih vlaken je znova acetilholin, vkončičih simpatičnih vlaken pa noradrenalin, čigar učinki natarčna tkiva pa so odvisni od vrste receptorjev v tkivu.Aferentni priliv po t.i. visceralnih aferentnih vlaknih, ki sestekajo v iste segmente hrbtenjače, refleksno uravnava delovanjeobeh vegetativnih eferentnih sistemov. Visceralna aferentnavlakna izvirajo iz receptorjev v drobovju, t.j. povsod iz telesa,razen iz kože, seroznih open notranjih votlin (npr. parietalniperitonej, parietalna plevra) ali skeletnih struktur. Refleksnouravnavanje vegetativnih funkcij na spinalni ravni je podvplivom informacij, ki prihajajo navzdol iz hipotalamusa.10.2 SENZORIČNI DEL ŽIVČEVJA‣ receptorji se na dalj časa trajajoče dražljaje navadijooziroma prilagodijo (adaptirajo) z zmanjšano frekvenco aliprekinitvijo proženja. To pravilo pa ne velja za vsereceptorje enako (slika 10.6). Receptorji na dotik seadaptirajo zelo kmalu in pravimo, da so fazični. Receptorjiza bolečino pa so tonični, adaptirajo se nepopolno in zelopočasi;‣ vzburjenje perifernih receptorjev ne zadošča za zaznavo.Potrebno je, da se informacija o dražljaju prenese poaferentnih poteh do ustreznih predelov v osrednjemživčevju. Za zavestno zaznavo pa je potrebno, dainformacija doseže ustrezne predele v možganski skorji. Zanekatere vrste zaznav (specialna čutila: vid, sluh itd.) velja,da se morajo aferentne informacije obdelati v ustreznihpredelih možganske skorje, ki jih imenujemo čutilni centri(npr. primarni vidni del možganske skorje je v zatilnemrežnju). Za nekatere zaznave nimamo primarnih predelovmožganske skorje, aferentni priliv iz teh receptorjev izzoverefleksne ali tudi bolj kompleksne odzive živčevja že podravnijo možganske skorje. Tako je npr. možganska skorja vzaznavi bolečine pomembna predvsem za natančnolokalizacijo bolečinskega dražljaja;‣ receptorji se po specifičnosti za različne dražljaje delijo vštiri poglavitne kategorije s številnimi specializiranimipodtipi: fotoreceptorji, mehanoreceptorji, kemoreceptorjiin termoreceptorji.Temelji zaznavPodlaga delovanja čutil (organov zaznavanja) je obstojreceptorjev. To so celice, ki različne dražljaje iz okoljapretvorijo v električne impulze. Temu procesu pravimotransdukcija. Za različne zaznave imamo specifične receptorje,kar pomeni, da določeni dražljaji vzburijo zanje ustrezno vrstoreceptorjev (glej tudi snov vaje o živčevju in bolečini vdelovnem zvezku).Nekateri temeljni mehanizmi so skupni vsem oblikam zaznav:‣ vsak dražljaj mora biti dovolj močan, da na ustreznemreceptorju izzove spremembo mirovnega membranskegapotenciala, ki jo imenujemo receptorski potencial. To jelokalna sprememba membranske napetosti, ki je povelikosti odvisna od jakosti dražljaja. Če moč dražljajanarašča, doseže receptorski potencial v nekem trenutkutisto vrednost, pri kateri se v aferentnem vlaknu sproži AP.Tej vrednosti membranske napetosti rečemo prag,dražljaju, ki je bil dovolj močan, da jo je dosegel pa(nad)pražni dražljaj. Če jakost dražljaja še stopnjujemo,narašča frekvenca proženja AP, velikost posameznega APpa se ne spreminja. Poleg tega se ob močnejšem dražljajuvzburijo tudi sosednji receptorji ustrezne vrste. Tako jeinformacija o lokalizaciji in jakosti perifernega dražljajazapisana (kodirana) v vzorcu vzdraženja ustreznihreceptorjev: v njihovi lokalizaciji, številu vzdraženihreceptorjev in frekvenci proženja AP v pripadajočihvlaknih;‣ zato, da dražljaj vzburi določeni receptor, mora delovati vbližini receptorja, znotraj t.i. receptivnega polja za tareceptor. Različni receptorji imajo različno velikareceptivna polja, ki se med sabo tudi delno pokrivajo.Perifernih receptorjev je veliko več kot je sekundarnihnevronov v osrednjem živčevju, s katerimi aferentna vlaknadelajo sinapse. Zato je razumljivo, da se aferentna vlakna izštevilnih receptorjev stekajo k istim sekundarnimnevronom (konvergenca). Ta pojav je vzrok zapovečevanje receptivnega polja po vsaki sinapsi vzdolžaferentne poti od perifernih receptorjev do najvišjihnevronov v osrednjem živčevju;-1frekvenca proženja AP (s )časjakost dražljajačasjakost dražljajaSlika 10.6 Adaptacija receptorjev na trajajoč dražljaj. Na levi jeprikaz odziva fazičnega receptorja, ki se na trajajoči dražljajhitro adaptire, na desni pa vzorec odziva toničnega receptorja,ki se na trajajoči dražljaj adaptira le malo in počasi.ČutilaČeprav je struktur za zaznavo dražljajev veliko, štejemo medčutila le sisteme somatskega živčevja, ki posredujejoinformacije o dražljajih, ki se jih normalno zavedamo.Sistem za somatske zaznave (somatosenzornični aparat)Pod tem imenom je zajetih več kategorij zaznav iz vsega telesa:‣ dotik‣ zaznava položaja sklepov, natega mišic, vibracije(propriocepcija)‣ temperatura in‣ bolečina (za fiziologijo bolečine glej delovni zvezek inustrezno poglavje v nadaljevanju).Iz ustreznih receptorjev se akcijski potenciali, ki jih sprožijosomatosenzorični dražljaji, prenesejo v zadajšnje rogovehrbtenjače. V zadajšnjih rogovih tvorijo aferentna vlakna izreceptorjev za temperaturo in bolečino sinapse s sekundarniminevroni, njihovi aksoni pa nato večinoma prehajajo na nasprotnostran hrbtenjače in potekajo navzgor v t.i. spinotalamičnih64

progah do talamusa v možganih. Drugače je z aferentnimivlakni iz proprioceptorjev, ki neprekinjeno (brez sinaps) in brezkrižanja potekajo navzgor v sistemu zadajšnjih stebrovhrbtenjače (slika 10.7). Ta vlakna prehajajo na nasprotno stranšele v podaljšani hrbtenjači. Skupno gre torej informacija o vsehsomatosenzornih dražljajih na desni strani telesa na koncu skozilevi talamus in proti možganski skorji leve poloble. Zaradiznačilnega križnega poteka vlaken pride pri okvarah v enipolovici možganov ali hrbtenjači do motenj zaznav v nasprotnipolovici telesa, ustrezno vrsti zaznave in mestu okvare.Zavestna zaznava teh dražljajev je funkcija somatosenzoričnegapredela možganske skorje, ki se nahaja v temenskem(parietalnem) režnju. Pri tem je pomembno, da posameznimpredelom telesa ustrezajo določeni predeli v somatosenzoričniskorji, kar imenujemo somatotopična reprezentacija. Značilnoje, da velikost področja somatosenzorične skorje, ki ustrezadoločenemu predelu telesa, določa predvsem gostota oživčenjatega predela, npr. področje skorje, ki "pripada" konicam prstovali jeziku, je veliko večje od področja za nogo ali hrbet. Zato jeshema človekovega telesa, ki jo lahko narišemo posomatosenzorični "pripadnosti" skorje videti kot zelo popačenakarikatura (t.i. somatosenzorični homunkulus).somatosenzorična skorjatalamusVohKemoreceptorji za voh so specializirane celice, ki se nahajajo vmajhnem predelu specializirane sluznice v zadajšnjem zgornjemdelu nosne votline. Med kemoreceptorji so celice, ki izločajosluz: aromatične molekule lahko zavohamo šele, ko se raztopijov sluzi, ki pokriva receptorje.Aferentna vlakna iz receptorjev (nasprotno od drugih posebnihčutil so pri vohalnih kemoreceptorjih aferentna vlakna podaljškireceptorjev samih) potekajo do vohalnega (olfaktornega)bulbusa, kjer delajo sinapse s sekundarnimi nevroni. Od tu grevohalna pot neprekinjeno (tudi to je izjema med posebnimičutili) vse do vohalnih predelov možganske skorje (vsenčničnem (temporalnem) režnju), ki so del limbičnegasistema, predela, ki je funkcijsko povezan s čustvovanjem. Tapredel je tesno povezan tudi s hipotalamusom in vegetativnimživčevjem. Zato ni nenavadno, da vonji pogosto izzovejo močneživčne in endokrine odzive ter čustva.Aokušalnečutnicepodaljšanahrbtenjačaspinotalamičnaprogazadajšnji stebriganglijreceptorBgrenkoaferentna okušalna vlaknaaferentna vlaknahrbtenjačakislokisloSlika 10.7 Shematski prikaz somatosenzoričnega aparata.Sistem zadajšnjih stebričkov posreduje zaznavo dotika,vibracije, pritiska, spinotalamična proga (prikazan je lelateralni del) pa zaznavo bolečine in temperature.slanosladkoslanoOkusZaznava okusa se prične v kemoreceptorjih okušalnih brbončicna jeziku (slika 10.8). Po navadi govorimo o štirih temeljnihokusih: sladko, kislo, slano in grenko, ki jih zaznavamo narazličnih predelih na jeziku. Verjetno pa je zaznava določenegaokusa predvsem posledica vzorca aktivacije receptorjev in nekemične specifičnosti receptorskih celic za posameznearomatične molekule.Aferentna vlakna iz okušalnih brbončic segajo v možganskodeblo, okušalna pot pa nato skozi talamus sega v istostranskepredele možganske skorje temenskega režnja. Pomembne sotudi povezave okušalne poti s predeli v hipotalamusu, kiuravnavajo hranjenje.Slika 10.8 Zaznava okusa v okušalnih brbončicah na jeziku. A)Čutnice (kemoreceptorji) v okušalnih brbončicah. B) Področjazaznave posameznih okusov.Sluh in ravnotežjeTi dve kategoriji zaznav sta odvisni od posebnih receptorjev vnotranjem ušesu. Receptorji za zaznavo zvoka in ravnotežja sorazlične in ločene strukture, nekaj značilnosti pa je skupnih:receptorske celice (dlačnice) imajo dlačicam podobne izrastke,ki so občutljivi za premike - so specializirani mehanoreceptorji.Notranje uho je votlina v senčnični kosti, ki ima dva dela: polža(lat. cochlea), kjer so slušni receptorji zbrani v Cortijevem65

organu, in tri polkrožne kanale (lat. canales semicirculares) ,sakulus ter utrikulus, v katerih so receptorji za ravnotežje.Cortijev organ (slika 10.9) vsebuje slušne receptorske celice zdlačicami (stereocilia), ki se dotikajo posebne membrane (lat.membrana tectoria). Receptorske celice so vgnezdene medoporne celice, vse skupaj pa so pritrjene na podlago (lat.membrana basilaris). Ko zvok prek bobniča in aparata vsrednjem ušesu povzroči valovanje tekočine v polžu, zanihabazilarna membrana. Odklon membrane povzroči premik dlačicreceptorskih celic, to pa izzove receptorski potencial.Aferentna vlakna slušnega živca izhajajo iz medprostorov medreceptorskimi celicami. Slušna pot pelje skozi posebno jedrotalamusa (lat. nucleus geniculatus medialis) do slušnih področijmožganske skorje. Del vlaken na tej poti se križa. Slušna potima obsežne povezave z drugimi predeli v osrednjem živčevju.Trije polkrožni kanali (lat. canales semicirculares), kisestavljajo posamezni ravnotežnostni organ, so pravokotni drugna drugega, tako da oblikujejo nekakšen “prostorski koordinatnisistem”, izpolnjen s tekočino. Vsak kanal ima razširitev (lat.ampulla), v kateri se nahajajo receptorske celice. Te imajo polegdlačic, podobnih tistim na slušnih receptorjih še posamezendolg, bičku podoben podaljšek (lat. kinocilium). Vsi podaljškisegajo v želatinasto kupolo (lat. cupula cristae ampullaris). Pridoločenih premikih glave (ob kotnih pospeških zaradi obračanjaglave) povzročijo gibi tekočine v ustreznih kanalih premikekupole in s tem premike cilijev. Nekoliko drugače je vutrikulusu in sakulusu, kjer so podobni specializiranimehanoreceptorji organizirani tako, da jih vzdražijo predvsemlinearni in ne kotni pospeški. Skupaj oba dela ravnotežnostnihorganov na obeh straneh glave posredujeta pomembneinformacije o položaju in premikanju v prostoru. Ravnotežnostnisistem ima obsežne povezave z drugimi deli osrednjegaživčevja: z malimi možgani, retikularno formacijo, motoričnimijedri za posamezne očesne mišice in hrbtenjačo. Ravnotežna potpa pelje skozi talamus tudi do možganske skorje.živčna vlaknamembrana tectoriamembrana basilarisreceptorske celiceSlika 10.9 Cortijev organ. Receptorske celice (specializiranimehanoreceptorji) slonijo na membrani basilaris in se zdlačicami dotikajo membrane tectorie. Na bazi so v stiku skončiči vlaken slušnega živca.VidVidni sistem zaznava in prepoznava svetlobne dražljaje. Vidnidel svetlobnega spektra, ki ga človek lahko zazna, zajemaelektromagnetno valovanje z valovnimi dolžinami med 400 in700 nm. Svetloba vstopa v oko skozi zenično odprtino, se prekleče projicira na fotoreceptorje v specializiranem epitelijumrežnice (lat. retina). Fotoreceptorji so specializirane celice, kivsebujejo vidno barvilo (pigment) rodopsin. Del rodopsinaizvira iz molekule vitamina A. Fotoreceptorji so dveh vrst:paličnice in čepnice. Paličnice imajo nizek prag za zaznavosvetlobe in dobro zaznavajo dražljaje pri zmanjšani osvetlitvi(nočni vid). Toda zaznave, ki jih posredujejo paličnice, so manjostre in nebarvne. Čepnice so manj občutljive za svetlobo (imajovišji prag vzdražnosti), tako da so pomembne za zaznave pridnevni svetlobi, prispevajo pa k ostrini in barvitosti vidnihzaznav. Razlike v delovanju fotoreceptorjev so predvsemposledica razlik v občutljivosti različnih podenot vidnegapigmenta, ki ga vsebujejo. Tako poznamo tri vrste čepnic, kiimajo različne pigmente: enega, ki je najbolj občutljiv na rdečosvetlobo, drugega, za modro in tretjega, ki ga najlažje vzdražizelena svetloba, kar je podlaga trikromatskega barvnega vida,značilnega za človeško mrežnico. Obenem lahko prirojenemotnje v sestavi ali delovanju posameznih vrst čepnicpovzročijo različne oblike barvne slepote.Različni deli mrežnice imajo različno zasedbo fotoreceptorjev.Čepkov je največ v rumeni pegi, zato s tem delom mrežnicevidimo najostreje. Po drugi strani v t.i. slepi pegi ni nobenihreceptorjev, saj tam izhajajo iz mrežnice aferentna vlakna, kisestavljajo vidni živec.Osnovna obdelava informacij o vidnih dražljajih se odvija že vmrežnici, kjer je več vrst za to specializiranih nevronov, ki sosinaptično povezani v zapleteno mrežje. Aferentna vlakna vvidnem živcu so podaljški ganglijskih celic mrežnice. Vidnaživca se na lobanjski bazi srečata in del vlaken obeh živcev (iznosnih polovic obeh mrežnic) se v optičnem križišču (lat.chiasma nervi optici) križa. Od tu govorimo o vidni progi, kipelje skozi nucleus geniculatus lateralis talamusa (kjer delasinapse) do možganske skorje zatilnega (okcipitalnega)režnja,kjer je primarni del vidne možganske skorje. Poleg tega delaskorje je za polno dojemanje vidnih dražljajev pomembna vrstapovezav z drugimi predeli v osrednjem živčevju.SlovstvoMcGeown JG (1996) Physiology, Churchil Livingstone,NewYork.Vprašanja1. Zato, da bi na membrani nevrona nastal akcijski potencial,se mora membranaa) hiperpolariziratib) depolariziratic) inhibiratič) adaptiratid) noben odgovor ni pravilen.2. Postinaptični nevron se vzdraži prek sinaps, kjer jepresinaptični nevron v stiku s/za) dendritib) telesom nevronac) aksonomč) astrocitid) motorično ploščico.3. Verjetnost nastanka akcijskega potenciala v nevronu sezveča, kadar se pojavi(jo)a) hiperpolarizacijab) inibitorni postsinaptični potencialic) sprememba membranskega potenciala –80 mV na–60 mVč) –80 mV na –90 mVd) prevlada ekscitatornih nevrotransmitorjev nadinhibitornimi nevrotransmitorji.66

č) nasprotni strani hrbtenjače kot vstopajo v hrbtenjačoafterentna vlakna iz proprioceptorjev.4. Pod vplivom ekscitatornega nevrotransmitorja se napostsinaptičnem nevronua) membranski potencial približa pragu za proženjeakcijskega potencialab) akcijski potencial močno povečac) vedno sproži akcijski potencialč) ekscitacijski postsinaptični potencial prevaja poaksonu do sinaptičnih končičevd) zmanjša hiperpolarizacija.5. Kot ekscitatorni nevrotransmitor lahko delujea) acetilholinb) glutamatc) gama-aminomaslena kislinač) glicind) K + .6. Refleksni lok sestavljajoa) receptorjib) aferentni nevronic) monosinaptični ali polisinaptični preklopi v refleksnihcentrihč) eferentni nevronid) efektorji.7. Efektorji refleksov vegetativnega živčevja soa) srceb) inervirane žilec) prebavna cevč) skeletnomišična vlaknad) hipotalamus.12. Kot mehanoreceptorji lahko delujejo receptorji zaa) dotikb) temperaturoc) bolečinoč) zaznavanje položaja sklepovd) ravnotežje.13. Cortijev organ vsebuje receptorje zaa) sluhb) ravnotežje;receptorje vzdražijoc) vibracije bazilarne membraneč) linearni pospeškid) kotni pospeški.14. Semicirkularni kanali vsebujejo receptorje zaa) sluhb) ravnotežje;receptorje vzdražijoc) vibracije bazilarne membraneč) linearni pospeškid) kotni pospeški.15 Pogoj za trikromatski vid jea) vzdraženje treh vrst čepnicb) vzdraženje treh vrst paličnicc) dovolj močna svetlobač) svetloba različnih valovnih dolžind) zadostno število čepnic v ti. slepi pegi.8. Hipotalamus uravnavaa) delovanje adenohipofizeb) aktivnost simpatikusac) aktivnost parasimpatikusač) telesno temperaturod) vnos in izločanje tekočine.9. Preganglionarna simpatična vlakna za srce izvirajo iza) torakalnih segmentov hrbtenjačeb) lumbalnih segmentov hrbtenjačec) možganskega debla;preganglionarna parasimpatična vlakna za srce izvirajo izč) možganskega deblad) križničnih segmentov hrbtenjače.10. Acetilholin je nevrotransmitora) preganglionarnih simpatičnih nevronovb) vseh postganglionarnih simpatičnih nevronovc) preganglionarnih parasimpatičnih nevronovč) postganglionarnih parasimpatičnih nevronovd) nevronov, ki regulirajo sekrecijo adrenalina izsredice nadledvične žleze.11. Spinotalamična proga poteka predvsem naa) istib) nasprotni strani hrbtenjače kot vstopajo v hrbtenjačoaferentna vlakna za bolečino, grob dotik intemperaturo;aferentna pot za propriocepcijo poteka nac) isti67

višjih centrov, kot so tisti v možganskem deblu oziroma vdoločenih predelih možganske skorje. Prav odvisnostrefleksnih odgovorov od teh prilivov omogoča ugotavljanjepoškodb živčevja na ravneh, ki so lahko tudi višje odhrbtenjače (glej poglavje Motnje mišičnega tonusa).11 MOTORIČNI SISTEMTomaž Marš in Zoran Grubič11.1 TEMELJNA NAČELA ORGANIZACIJEMOTORIČNEGA SISTEMAMotorični sistem je tisti del živčevja, ki organizira gibanje.Navadno k temu sistemu prištevamo tudi skeletne mišice, ki sokončne izvajalke ukazov, ki jih organizira živčevje. Motoričnisistem deluje po nekaterih temeljnih načelih, ki jih je trebapoznati, če hočemo razumeti njegovo organizacijo:1. Skeletnomišično vlakno se lahko aktivno, torej podvplivom živčnega dražljaja, le skrči, medtem ko aktivnegaraztezanja zgradba kontraktilnih elementov v vlaknu nedopušča. Zaradi tega so gibi organizirani tako, da imamo zavsak gib, ki ga izvajamo v posameznem sklepu, sistemmišic - agonistov, ki s svojim krčenjem gib izvedejo insistem mišic - antagonistov, ki bi s svojim krčenjem gibunasprotovale in se zato v času izvajanja tega giba ne smejokrčiti. Ko gib izvajamo v nasprotni smeri, pa se vlogaagonistov in antagonistov in njihovo krčenje zamenjata.Npr. pri fleksiji komolca je agonist giba biceps (lat. m.biceps brachii), ki se pri tem gibu aktivno skrči, antagonistpa triceps (lat. m. triceps brachii), ki se pri tem gibupasivno raztegne. Pri ekstenziji komolca se vloga teh dvehmišic zamenja: krči se triceps, ki je za ta gib agonist,pasivno pa se razteguje biceps, ki je zdaj antagonist.2. Glede na njihovo organizacijo, lahko gibe razdelimo v triskupine:‣ Hoteni gibi: pri pisanju, igranju klavirja, upravljanjuavtomobila in podobnem, izvajamo gibe, ki so izrazitokompleksni; izvajamo jih s svojo voljo in z določenimnamenom. Sproži jih lahko zunanji ukaz ali pa vzgib izlastne zavesti. Ti gibi so v glavnem naučeni; v začetku jihizvajamo s težavo, s prakso postajajo spretnejši in boljavtomatizirani, nazadnje pa jih izvajamo skoraj nezavedno.Organizacija giba se začne v višjih možganskih centrih, kotso bazalni gangliji in v nekaterih predelih možganskeskorje; signali se nato projicirajo v primarno motoričnoskorjo, od koder se po kortikospinalni progi (pravimo jitudi piramidna proga) prenesejo do α-motonevronovustreznih motoričnih enot, te pa nato gib izvedejo (glejnadaljnje besedilo). Izvajanje teh gibov torej zahtevafunkcionalno ohranjenost vseh naštetih struktur.‣ Refleksni gibi: izteg noge v kolenu zaradi hipnega skrčenjakvadricepsa (lat. m. quadriceps femoris), ki ga izzovemo zudarcem po njegovi kiti pod pogačico (lat. patela, zatopatelarni refleks) ali bliskovit umik roke, ki se speče navročem predmetu (umaknitveni refleks), so gibi, ki so poorganizaciji preprostejši od hotenih. Organizirajo se lahkože na ravni same hrbtenjače in ne potrebujejo višjihcentrov. To pa ne pomeni, da višji centri nimajo vpliva nate refleksne gibe. Živahnost refleksnih odgovorov jeodvisna tudi od signalov, ki pripotujejo do hrbtenjače iz‣ Gibi z ritmičnim vzorcem: hojo, tek ali npr. žvečenje,izvajamo z gibi, ki združujejo elemente hotenih inrefleksnih gibov. Hoteni so ti gibi le, ko se začnejo in ko sekončajo, vmes pa se izvajajo kot stereotipni, ponavljajočise gibi, ki so organizirani po vzorcu refleksnih gibov.3. Motorični sistem deluje v tesni povezavi s senzoričnim.Povezava med obema sistemoma je najbolj očitna pripreprostih, kitnih refleksih, kot je npr. prej omenjenipatelarni refleks, kjer se dražljaj iz senzoričnega receptorjaprenese neposredno na α-motonevrone, ki izvedejorefleksni gib (glej poglavje Motnje mišičnega tonusa). Vkompleksnejšem smislu pa lahko kot odgovor nasenzorične prilive razumemo tudi hotene gibe. Npr. pisatilahko začnemo na ukaz, kar pomeni, da gre za odgovor nadoločen slušni dražljaj. Tudi kadar začnemo pisati breztakega ukaza, je to lahko posledica in torej odgovor nainformacije, ki smo jih sprejeli že kdaj prej prek raznihsenzoričnih poti, jih nato spravili v spomin in jih predelali vskladu z drugimi informacijami in izkušnjami, shranjenimiv našem spominu.4. Motorični sistem je organiziran hierarhično. To pomeni, danevroni, ki ležijo v določenih - višjih predelih živčevja,uravnavajo delovanje nevronov v nižjih ravneh in da se vnasprotni smeri taka kontrola - vsaj neposredno - ne dogaja.V grobem lahko prepoznamo tri hierarhične ravniorganizacije gibov: hrbtenjačo, možgansko deblo inmožgansko skorjo. Najnižja raven, ki zmore samostojnoorganizirati le najpreprostejše gibe, je hrbtenjača.Naslednja raven je možgansko deblo. V deblu najdemovrsto centrov, kamor se stekajo informacije iz raznihspecializiranih senzoričnih receptorjev: tako prihajajo vposebne predele možganskega debla vidni signali, slušnisignali, signali iz ravnotežnega aparata pa tudi signali izraznih receptorjev, ki jih najdemo v koži ali skeletnihmišicah. Ti signali, skupaj s prilivi iz možganske skorje iniz malih možganov, uravnavajo aktivnost tistih nevronovmožganskega debla, ki nato po descendentnih vlaknihpošiljajo ustrezne signale do α-motonevronov in takokontrolirajo njihovo delovanje. Organizacija gibov, ki jozmore možgansko deblo, je torej že kompleksnejša odorganizacije na ravni hrbtenjače. Ne morejo pa se na ravnimožganskega debla organizirati hoteni gibi. Ti zahtevajoudeleženost najvišje ravni organizacije gibanja, to pa jemožganska skorja. Pri organizaciji giba na tej ravnisodeluje več predelov osrednjega živčevja, vključno zbazalnimi gangliji, vsi ti predeli pa posredno ali neposrednouravnavajo aktivnost nevronov v primarni motorični skorji,od koder se po piramidni progi signali prenesejo do α-motonevronov (slika 11.1). Piramidna proga je vevolucijskem razvoju nekakšen vrhunec organiziranostigibanja in jo najdemo le pri sesalcih. V primerjavi zdrugimi sesalci je najbolj razvita prav pri človeku. Pravrazvitost te proge omogoča človeku izvajanje izjemno finihgibov, kakršnih ni zmožna nobena druga vrsta.5. Motorični sistem je (podobno kot senzorični) organiziransomatotopično. To pomeni, da je vsak del telesa zastopan vsvojem posebnem predelu struktur motoričnega sistema.Somatotopično organiziranost najdemo na vseh ravnehmotoričnega sistema. Telesa α-motonevronov, ki ležijo vsivini hrbtenjače in ki oživčujejo posamezne mišice, nisodifuzno razpršena, ampak so združena v valjaste skupke v69

prednjih rogovih hrbtenjače. Ti skupki (angl. motor neuronpools) se raztezajo skozi segmente hrbtenjače, iz katerihizhajajo periferni živci, ki oživčujejo mišico, ki pripadaskupku. Poleg tega so ti skupki razporejeni tako, da se tisti,ki oživčujejo mišice ekstenzorjev, nahajajo bolj spredaj,tisti, ki oživčujejo mišice fleksorjev pa bolj zadaj vprednjih rogovih hrbtenjače. Nadalje se skupki, kioživčujejo distalne dele udov, nahajajo v prednjih rogovihbolj lateralno, skupki, ki oživčujejo mišice trupa pa boljmedialno. Tudi bela substanca, v kateri potekajo vlaknaraznih prog, je organizirana somatotopično. Vlaknapiramidne proge, ki se stekajo k α-motonevronom zamišice trupa, potujejo po sprednjem stebru hrbtenjače, tistavlakna, ki se stekajo k α-motonevronom za distalnejše deleudov pa po stranskem stebru hrbtenjače (slika 11.1).Razporejenost nevronov po posameznih predelihmožganske skorje, iz katerih izhajajo vlakna piramidneproge, kaže slika 11.1. Vidimo, da so nekateri predelitelesa, kot npr. prsti rok in obraz, zastopani z večjimipovršinami skorje in torej večjim številom piramidnihnevronov kot npr. predeli trupa in nog. Večja zastopanost vpiramidni progi omogoča boljšo kontrolo gibov, zaradičesar so ti v bolje zastopanih predelih telesa finejši.Poznavanje somatotopične organiziranosti je v velikopomoč zdravniku, saj lahko iz razporejenosti okvar gibanjasklepa na kraj okvare, njeno obsežnost in včasih tudi nanjen vzrok.11.2 FUNKCIONALNA RAZDELITEV MOTORIČNEGASISTEMAV načelu deluje motorični sistem tako, da so ob vsakem časuaktivirane tiste in samo tiste motorične enote, ki so za gib, ki gaizvajamo, potrebne in da so hkrati inhibirane vse tiste motoričneenote, ki temu gibu nasprotujejo. Na tej osnovi lahko motoričnisistem razdelimo na dva dela:‣ prvi del predstavlja struktura, za katero velja, da jedokončni izvajalec giba v motoričnem sistemu. To jemotorična enota s svojimi pripadajočimi sestavnimi deli,‣ v drugi del spadajo vse ostale strukture motoričnegaživčnega sistema; ta del skrbi za organizacijo delovanjamotoričnih enot.BlateralnakortikospinalnaprogarokalaketFLEKSORJIramatrupEKSTENZORJIventralnakortikospinalnaprogaSlika 11.1 A) Potek piramidne proge od možganske skorje dohrbtenjače. Tik pod mostom (lat. pons) del piramidne progepreide na drugo stran, tako da se bodo okvare piramidne progenad tem krajem pokazale na kontralateralni strani trupa inudov. B) Skupki motonevronov v sivini hrbtenjače in vlaknapiramidne proge v belini hrbtenjače so somatotopično urejena.Prav tako so somatotopično porazdeljeni nevroni piramidneproge v primarni motorični skorji. Risbe nad skorjo kažejo,katerim delom telesa pripadajo posamezni predeli možganskeskorje.Motorična enotaAinternakapsulaskorjaS pojmom motorična enota označujemo α-motonevron spripadajočimi skeletnomišičnimi vlakni, torej tistimi vlakni, kijih ta motonevron oživčuje. Motorična enota ima štiri anatomskoin funkcionalno razpoznavne predele (slika 11.2):‣ telo ali somo α-motonevrona,‣ akson, ki v sklopu perifernega živca prenaša signale kskeletni mišici,‣ živčnomišični stik oziroma motorična ploščica, ki omogočaprenos signala iz končiča α-motonevrona naskeletnomošično vlakno (glej točko 11.3 v nadaljnembesedilu),‣ vsa skeletnomišična vlakna, ki jih oživčuje ustrezniα-motonevron (slika 11.2).mostlateralnakortikospinalnaprogahrbtenjačakrižanjeventralnakortikospinalnaprogaŠtevilo skeletnomišičnih vlaken, ki pripadajo eni motoričnienoti, je lahko različno: majhno (tudi manj kot 10 vlaken) je primotoričnih enotah tistih mišic, ki so zadolžene za opravljanjezelo finih gibov (npr. male mišice grla, ki skrbijo za oblikovanjeglasov govora ali petja). Veliko število vlaken (okrog 2000)najdemo pri motoričnih enotah tistih mišic, ki so potrebne zavzdrževanje stoje in drže (npr. velike mišice spodnjih udov).Vsako skeletno mišico sestavlja več motoričnih enot, katerihvlakna so med seboj pomešana. V posameznih področjihskeletne mišice najdemo tako eno ob drugem vlakna večihmotoričnih enot.70

11.3 FIZIOLOGIJA ŽIVČNOMIŠIČNEGA PRENOSAZgradba živčnomišičnega stikateloα -motonevronasprednja koreninaperiferni živecživčnomišični stikskeletnomišično vlaknoSlika 11.2 Zgradba motorične enote; vsaka motorična enota imaštiri elemente: telo celice (soma) leži v sprednjih rogovihhrbtenjače; akson potuje po perifernem živcu, se v mišicirazveji, njegovi razvejki pa prek motoričnih ploščic oživčujejoposamezna skeletna mišična vlakna motorične enote. Številoskeletnih mišičnih vlaken se od enote do enote razlikuje.Sistem za aktiviranje oziroma deaktiviranjemotoričnih enotAktivirati motorično enoto pomeni sprožiti kontrakcijo njenihpripadajočih vlaken. Do tega pride, kadar se na posebnempredelu α-motonevrona, ki leži ob izstopu aksona iz telesacelice, začnejo prožiti akcijski potenciali. Ti nato potujejovzdolž aksona do motoričnih ploščic, kjer se sprosti kemičniprenašalec, ki prek vezave na specifični receptor naskeletnomišičnem vlaknu prenese vzburjenje na skeletnomišično vlakno, to pa se nato skrči (glej spodaj in poglavjeMotnje v živčnomišičnem prenosu). Kadar je torej trebamotorično enoto aktivirati, je treba doseči razmere za nastanekakcijskega potenciala na α-motonevronu, kadar pa aktivnostdoločene motorične enote ni zaželena, je treba doseči razmere,ki bodo preprečile nastanek akcijskega potenciala. To se dogajana naslednji način:Telo motonevrona je posuto z živčnimi končiči, ki jih tjapošiljajo drugi nevroni. Teh končičev je lahko tudi do 20.000 inpripadajo nevronom z vseh treh hierarhičnih ravni (glej zgoraj)pa tudi nevronom iz drugih struktur. Glede na to, kakšne signaleoddajajo na nevrone, delimo te končiče in njihove mehanizmeza prenašanje signala na ekscitacijske in inhibicijske.Ekscitacijski prilivi povečajo verjetnost za nastanek akcijskegapotenciala, inhibicijski pa to verjetnost zmanjšujejo. (oglej simehanizem nastanka akcijskega potenciala v poglavju o celici insplošni uvod o delovanju živčevja). Aktivacijo motoričnih enotizvede torej motorični sistem tako, da na ustreznih α-motonevronih poveča število ekscitacijskih in zmanjša številoinhibicijskih prilivov, deaktivacijo motoričnih enot pa nanasproten način. V končni fazi je torej naloga vseh že opisanihstruktur osrednjega živčevja (glej zgoraj) pošiljanje takegavzorca ekscitacijskih in inhibicijskih signalov k posameznimα-motonevronom, da pride do izvedbe željenega giba. Razneokvare osrednjega živčevja prizadenejo nevrone, ki pošiljajoekscitacijske in inhibitorne signale tako, da se njihovo razmerjev osrednjem živčevju spremeni, to pa povzroči motnje v drži ingibanju (glej poglavje Motnje mišičnega tonusa).Živčnomišični stik (slika 11.3) je specializirana sinapsa, ki joimenujemo tudi motorična ploščica. Pod pojmom sinapsarazumemo specializirane strukture, prek katerih komunicirajonevroni s svojimi tarčnimi celicami. Tarčne celice so lahkorazlične, v primeru živčnomišičnega stika so to skeletnomišičnavlakna.Presinaptični del motorične ploščice sestavlja živčni končič α-motonevrona, postsinaptični del pa skeletno mišično vlaknopripadajoče motorične enote. Med membrano živčnega končiča(presinaptično membrano) in membrano mišičnega vlakna(postsinaptično membrano), ki dela v področju živčnomišičnegastika značilne vdolbine, je približno 50 nm široka sinaptičnareža ali špranja, v kateri je medceličnina. V živčnem končičuopazimo številne mešičke, v katerih je kemični prenašalec. Timešički so nabrani na posebnih mestih presinaptične membrane,ki jih imenujemo aktivne cone (slika 11. 3).mitohondrijsinaptični mešičekpresinaptična membranasinaptična režapostsinaptična membranaskeletnomišično vlaknoSlika 11.3 Živčnomišični stik.α-motorični nevronživčnomišični stikaksonAch receptorjiPrenos vzburjenja prek živčnomišičnega stikaNaloga vseh naštetih struktur je prenesti signal, ki ga v oblikiakcijskega potenciala pošlje α-motonevron do živčnega končiča,na skeletnomišično vlakno in to v taki obliki, da bo ta signallahko sprožil kontrakcijo mišičnega vlakna. Ta naloga zahtevakompleksen mehanizem, v katerem sodeluje cela vrstadejavnikov. Da lahko prenos razumemo, moramo razumetipojme, kot so: vzdražnost membrane, membranski potencial,71

postsinaptični potencial, akcijski potencial, kemični prenos in šenekatere druge (glej poglavja Celica, celični sistemi inhomeostaza in Živčevje).Vzdražnost membranePreprosto povedano je membrana vzdražna, če lahko na njejsprožimo akcijski potencial (AP). V živih organizmih je tomožno takrat, kadar so ioni v zunajcelični tekočini prisotni vdrugačni sestavi in koncentraciji kot v znotrajcelični. Pofizikalnokemijskih zakonitostih tako stanje vodi do nastankaelektričnega potenciala med notranjo in zunanjo površinomembrane. Po znanstveniku, ki je matematično izrazil odvisnostmed tem potencialom in razlikami v koncentracijah posameznihionov, imenujemo ta membranski potencial tudi Nernstovpotencial. Kadar ni prenosa signala skozi membrano, gaimenujemo mirovni membranski potencial. Signal se na takimembrani sproži tako, da se spremenijo prepustnosti membraneza določene ione, zaradi česar se tik ob membrani spremenijonjihove koncentracije. Zaradi tega se spremeni membranskipotencial, ta sprememba membranskega potenciala pa se nato vdoločenih razmerah lahko kot AP razširi vzdolž celičnemembrane.Načelno se lahko pri prenosu signala spreminjanje koncentracijionov ob membrani dosega na dva načina: bodisi s stalnimprečrpavanjem ionov z ene strani membrane na drugo, ali patako, da se najprej vzpostavi stanje, kjer so ioni že prisotni vrazličnih koncentracijah, nato pa se ob membrani spreminjasamo prepustnost za te ione. V živih organizmih se je uveljavildrugi način. Koncentracije ionov se v takih stanjih spreminjajozaradi fizikalnokemičnih zakonitosti, ki narekujejo, da seposamezni ioni gibljejo v smeri izenačevanja svojihkoncentracij. Na membrani mišičnega vlakna imamo takočrpalko, ki črpa Na + ione iz znotrajceličnega prostora vzunajcelični, K + ione pa nasprotno, iz zunajceličnega prostora vznotrajcelični prostor. Mirovni membranski potencial sevzdržuje zaradi delovanja te črpalke. Treba je ponovnopoudariti, da je membrana mišičnega vlakna že v mirovanjurazlično prepustna za različne ione. Zaradi fizikalnokemijskihzakonitosti, ki jih zaradi zapletenosti na tem mestu ne moremoobravnavati, velja pravilo, da membranski potencial v vsakemtrenutku določa tisti ion, za katerega je membrana najboljprepustna. Ker je membrana skeletnomišičnega vlakna (kot tudimembrane drugih vzdražnih celic, npr. nevronov) približno100-krat bolj prepustna za K + ione kot za Na + , je mirovnimembranski potencial pretežno K + potencial in znaša približno -80 mV.Mehanizem prenosa signala v živčnomišičnem stikuAP, ki pripotuje iz prednjih rogov hrbtenjače do živčnegakončiča α-motonevrona povzroči, da v notranjost končičavstopijo Ca 2+ ioni. Ti sprožijo zlivanje mešičkov, v katerih jespravljen kemični prenašalec, s presinaptično membrano, takoda se prenašalec iz mešičkov sprosti v sinaptično špranjo.Prenašalec, ki je pri živčnomišičnem stiku ester ocetne kisline inholina in ga zato imenujemo acetilholin (ACh), pripotuje zdifuzijo do postsinaptične membrane. Tam se veže na specifičnireceptor za ACh (AChR), zaradi česar se spremeni oblikareceptorja tako, da nastanejo v njem pore, ki so enako prepustneza ione K + in Na + . Ker je receptorjev veliko, povzroči tadogodek splošno spremembo v prepustnosti postsinaptičnemembrane za K + in Na + . Glede na prej omenjeno pravilo (da vvsakem trenutku vrednost membranskega potenciala določa ionz največjo prepustnostjo) ion, ki določa vrednost membranskegapotenciala, ni več samo K + , ampak sta zdaj to oba, Na + in K + .72Membranski potencial se zato začne pomikati k vrednosti, ki jena sredi, med potencialom K + (- 80 mV) in potencialom Na + (+70 mV). Premiku, oziroma spremembi membranskegapotenciala, ki je nastala zaradi učinkov kemičnega prenašalca,pravimo na splošno ekscitacijski postsinaptični potencial(EPSP) v motorični ploščici pa potencial motorične ploščice.EPSP nikoli ne doseže vrednosti ravnotežnostnega potenciala,saj pride že prej do novih dogodkov. Ko se membranskipotencial dvigne z vrednosti mirovnega potenciala (- 80 mV) navrednost okrog - 40 mV, doseže t.i. potencial praga. Pripotencialu praga se zaradi spremembe električnega naboja, kotposledice EPSP, spremeni oblika drugih molekul, ki so vsajenev postsinaptično membrano. Najprej se to zgodi molekulam, kinato v spremenjeni obliki prepuščajo ione Na + in jih zatoimenujemo Na + kanalčki. Ker postane v takih razmerahmembrana nenadoma bolj prepustna za Na + kot za K + , se - spetv skladu s prej omenjenim pravilom - membranski potencialzelo hitro odkloni proti vrednostim potenciala za Na + (+ 70mV). Ta skok v pozitivne vrednosti, ki mu tudi v mišici pravimoAP, pa je zelo kratek, saj se le malo za Na + kanalčki odprejokanalčki za K + , kanalčki za Na + pa se zaprejo. Zaradi tehsprememb se membranski potencial kmalu ponovno vrne navrednost mirovnega potenciala. Nastali AP se po svojemnastanku razširi vzdolž vsega mišičnega vlakna in preksproščanja Ca 2+ iz cistern sarkoplazemskega retikuluma vcitoplazmo vlakna sproži kontrakcijo vlakna (glej spodaj).Opisane spremembe membranskega potenciala, med prenosomsignala prek živčnomišičnega stika, so podobne kot so prikazanena slikah 1.7 in 1.8 (glej poglavje Celica, celični sistemi inhomeostaza).Za prenos signala prek živčnomišičnega stika je bistveno, da jesignal časovno omejen. Za to poskrbi poseben encim, kirazgrajuje ACh in ki ga zato imenujemo acetilholinesteraza. Taencim je v zelo kratkem času zmožen razgraditi ves acetilholin,ki se je sprostil v sinaptično špranjo iz končiča, zato nastajanjeEPSP in s tem AP ni več možno. Prenos signala je s tem končanin motorična ploščica je pripravljena za prenos novega signala.11.4 FIZIOLOGIJA MIŠIČNE KONTRAKCIJEStruktura skeletne mišice in skeletnomišičnega vlaknaV človeškem telesu najdemo tri vrste mišic: skeletne mišice, kipredstavljajo okrog 40% telesne teže, gladke mišice in srčnomišico. Skeletne mišice so zgrajene iz mišičnih vlaken. Vsakomišično vlakna obdaja vezivna ovojnica (endomisij). Mišičnavlakna se združujejo v mišične snope, ki so ravno tako obdani zvezivnimi ovojnicami, več mišičnih snopov skupaj pa tvorimišico (slika 11.4). Mišično vlakno je velika, večjedrna,podolgovata celica. Dolžina mišičnih vlaken se od mišice domišice spreminja in lahko doseže tudi 15 cm, premer vlaken pase giblje med 50 in 200 μm. Zaradi svojih specifičnosti imajocelične strukture mišičnega vlakna svoja posebna imena: takoimenujemo membrano mišičnega vlakna sarkolema, citoplazmosarkoplazma, mitohondrije sarkosomi, endoplazemski retikulumsarkoplazemski retikulum, itd.Za razumevanje kontrakcije mišičnega vlakna moramo poznatinjegovo zgradbo in ureditev celičnih struktur v njem. Vsarkoplazmi se nahajajo mišične fibrile-miofilamenti, ki sourejene na poseben način, kar daje skeletnemu mišičnemuvlaknu, če ga gledamo pod mikroskopom, videz prečneprogavosti. Mišične fibrile imajo posebno molekularno zgradbov kateri prevladujeta molekuli miozin in aktin. Miozinskemolekule (debeli filamenti) so zgrajene iz glave, vratu in repa(slika 11.4). Glava miozina ima ATP-azno aktivnost (sposobnostcepljenja molekule ATP in prevajanja energije, ki se sprosti ob

cepitvi v mehansko), vrat sestavljajo molekule težkegameromiozina, rep pa molekule lahkega meromiozina. Aktin(tanki filamenti) je zgrajen iz dveh verig, vzdolž njegovemolekule pa se ovija še molekula tropomiozina. Na vsakih 40nm se na tropomiozin veže molekula troponina. Troponin jezgrajen iz treh podenot: troponin-C ima vezavno mesto za Ca 2+ione, troponin-T veže celotno molekulo na tropomiozin introponin-I, ki v nekontrahiranem stanju inhibira nastanekmostičkov med miozinom in aktinom. Opisane molekule sozdružene v kompleksnejšo zgradbo, ki predstavlja osnovnoenoto prečne progavosti in jo imenujemo sarkomera (slika11.4). Sarkomera meri v dolžino med 1.5 in 3.0 μm. Sestavljajojo temnejše proge ali A-pas, v katerih se nahajajo aktinska inmiozinska vlakna, znotraj A-pasu je H-pas, kjer so samomiozinska vlakna; in svetlejše proge ali I-pasovi, kjer so samoaktinska vlakna. Na meji med posameznimi sarkomerami soZ-diski, kamor se pripenjajo aktinska vlakna. Tudisarkoplazemski retikulum je urejen na poseben način v sistemvzdolžnih cevčic-cistern (L-sistem), ki ležijo vzporedno zmišičnimi fibrilami. Sarkoplazemski retikulum predstavljanotranji rezervoar Ca 2+ ionov. Sarkolema se na večih mestihgloboko zajeda v notranjost mišičnega vlakna in tvori prečnimembranski sistem ali T-sistem. Mesta, kjer se T- in L sistemstikata, imenujemo triade.inhibicijo I-troponina in omogoči nastanek kompleksa aktinmiozin-ATP(aktin-miozinski mostiček) (slika 11.5). Obprisotnosti Mg 2+ ionov se v miozinski glavi aktivira ATP-aza, kihidrolizira ATP in sprosti anorganski fosfat (P i ). Zaradi tekemijske reakcije se spremeni struktura miozinske molekuletako, da je naklon miozinske glave drugačen. Ta spremembapremakne aktinsko molekulo za določeno dolžino (6,7 nm). Vnaslednji fazi se iz kompleksa odcepi molekula ADP, karpremakne aktin še za 1,3 nm. Nastali kompleks imenujemo rigorkompleks, ki je stabilen in razpade šele po tem, ko se na glavomiozina veže nova molekula ATP. Po tej vezavi rigor kompleksrazpade in omogoči vzpostavitev prvotne oblike molekulemiozina in s tem pripravi miozinsko molekulo na nov ciklus, vkaterem se pravkar opisani dogodki ponovijo. Ciklusi seponavljajo dokler je v citoplazmi dovolj visoka koncentracijaCa 2+ in ATP. Proces aktivne kontrakcije se zaključi s črpanjemCa 2+ v cisterne sarkoplazemskega retikuluma. S ponavljanjemciklusov se dolžina sarkomere zmanjšuje, kar povzroči krčenjemišice. Kadar v celici zmanjka ATP, ostane kompleks aktinmiozinstabilen, kar se zgodi npr. kmalu po smrti. Togemustanju v kakršnem so takrat mišice pravimo rigor mortis alimrliška okorelost.MiozinATPAkcijski potencialT-sistemCa 2+L-sistemMišicaAktinMirovanjeTroponinMg 2+ATPazaP iADPSnop mišičnih vlakenCa 2+Mišično vlaknoATPNastanek aktinmiozinskegakompleksaH-pas Z-disk A-pas I-pasoo90 na 50G-aktinRazpad kompleksa invrnitev miozinske glavev prvoten položajP iPremik za 6.7nmATPPremik miozinske glaveF-aktinski filamentoo50 na 45MiozinMiozinska molekulaTežki miozin Lahki miozinVezava ATP z ATPbrez ATPStabilen rigor kompleksADPPremik za 1.3nmKončen položaj miozinske glaveSlika 11.4 Zgradba mišičnega vlakna in organizacija aktinskihin mioziskih filamentov v vlaknu.Mehanizem mišične kontrakcijeMehanizmu kontrakcije mišičnega vlakna pravimo tudimehanizem drsečih filamentov. Akcijski potencial, ki nastane vpodročju živčnomišičnega stika, se po sarkolemi in prek T-sistema razširi v notranjost mišičnega vlakna na L-sistem, karsproži sproščanje Ca 2+ ionov iz sarkoplazemskega retikuluma vcitoplazmo. Ca 2+ ioni se vežejo na troponin-C, kar prekineSlika 11.5 Mehanizem drsečih filametov.Moč mišične kontrakcije je odvisna od števila aktiviranihmotoričnih enot v tej mišici in se torej uravnava s prilivomekscitacijskih potencialov na telo α- motonevrona. Vsak AP, kinastane v področju živčnomišičnih stikov, ki pripadajoposameznim motoričnim enotam, pripotuje v notranjost vlakenenote, povzroči maksimalno sproščanje Ca 2+ ionov in s temmaksimalno skrčenje vlaken. En sam AP povzroči le hipnoskrčenje vlakna, ki mu sledi relaksacija. Kadar pa je frekvencaAP dovolj visoka in pride zato že v fazi relaksacije doponovnega krčenja vlakna, se posamezna skrčenja združijo73

oziroma zlijejo v maksimalno možno kontrakcijo vlakna, čemurpravimo tetanična kontrakcija.Zaradi prej opisanih molekularnih mehanizmov, obstaja meddolžino mišice in močjo kontrakcije povezava. Celotna napetost,ki jo lahko razvije mišica, je odvisna od aktivne in mirujočenapetosti. Aktivna napetost je odvisna od števila aktinmiozinskihmostičkov. Največja aktivna izometrična kontrakcijase razvije pri mirujoči dolžini sarkomere L max (2-2,2 μm), ker jepri tej dolžini možno vzpostaviti največje število aktinmiozinskihmostičkov. Kadar je dolžina sarkomere daljša alikrajša od L max , pride do prekrivanja aktinskih in moziskihvlaken in s tem do manjšega števila mostičkov, kar pozročimanjšo napetost mišice (slika 11.6). Mirujoča napetost mišice jeodvisna od prisotnosti elastičnih komponent v mišici invezivnem tkivu, krvnih žilah itd. Elastične komponente vmišičnem vlaknu ležijo vzporedno s sarkomerami ali v snopičih.Elastične komponente omogočajo lažjo skrčitev in sprostitevmišice ob kontrakciji.Izometrična napetost(% največje)1.90Območje največje napetosti2.05 2.201.65 Dolžina sarkomere ( μm)Aktin MiozinSarkomeraSlika 11.6 Odvisnost aktivne napetosti mišice od dolžinesarkomere pri kontrakciji.Vsaka mišica je, glede na vrsto gibanja, ki ga opravlja invzdržuje, sestavljena iz kombinacije dveh tipov vlaken in nekajvmesnih podtipov. Glede na prevladujoči tip vlaken, ločimomišice na hitre in počasne. Hitri tip mišičnega vlakna imapretežno glikolitično presnovo (glej poglavje Presnova) in jemanj prekrvljen. Ta tip vlaken je aktiven krajši čas vendar boljintenzivno. Prisoten je v vseh tistih mišicah, kjer je potrebnopridobiti veliko moč kontrakcije v kratkem času. Počasen tipmišičnega vlakna je prilagojen na počasno, a vztrajno delovanje.Je manjši in bolj bogato prekrvljen. V njem prevladujeoksidativen tip presnove, kar pomeni, da potrebuje za normalnodelovanje stalno preskrbo s kisikom.SlovstvoGhez C, Krakauer J (2000) The Organization of Movement In:Kandel ER, Schwartz JH, Jessell TM (eds) Principles of NeuralScience, Elsevier, New York.Grubič Z (1991) Patofiziologija ohlapne in spastičneohromelosti. Med Razgl 30: 497-518.Janko M (1987) Gibanje. Med Razgl 26: 377-394.3.65Janko M (1991) Motnje gibanja. Med Razgl 30: 55-69.Štrucl M (1989) Fiziologija živčevja. Med Razgl, 65-96.Vprašanja1. Hoteni gib, oziroma gib, ki ga izvršimo na povelje,organiziramo tako, da pošljemo ustrezne signale domotoričnih enot iza) skeletnomišičnega vlaknab) primarne motorične skorjec) možganske ovojnice,ti signali potujejo poč) piramidni progid) optičnem živcu2. V mišicah, s katerimi izvajamo fine gibe (npr. zunanjeočesne mišice), je število skeletnomišičnih vlaken, kipripadajo posamezni motorični enotia) velikob) majhno.V mišicah, ki jih ne uporabljamo za izvajanje finih gibov(npr. antigravitacijske mišice spodnjih okončin), je številoskeletnomišičnih vlaken, ki pripadajo posamezni motoričnienotic) velikoč) majhno.3. Živčni prenašalci (nevrotransmitorji) so snovi, kia) se izločijo iz jetrne celice in se nato vežejo nareceptorje na membrani nevronovb) se izločijo iz presinaptične celice in se vežejo nareceptorje na membrani postsinaptične celicec) se izločijo iz postsinaptične celice in se nato vežejo nareceptor na membrani presinaptične celiceč) jih najdemo v vseh celicah v organizmu.d) jih najdemo izključno v možganski skorji.4. Motorična ploščica jea) sinapsa, kjer je presinaptična celica motonevron,postsinaptična celica pa senzorični nevronb) sinapsa, kjer je presinaptična celica motonevron,postsinaptična celica pa skeletnomišično vlaknoc) sinapsa, kjer je presinaptična celica motonevron,postsinaptična celica pa celica B v trebušni slinavkič) kostna ploščica, ki služi pri uravnavanju motoriked) vsaka ploščica v organizmu, ki se samodejno giblje.5. V motorični ploščici je živčni prenašaleca) adrenalinb) gama-aminomaslena kislinac) glicinč) serotonind) acetilholin.6. Ob vezavi prenašalca na specifični receptor napostsinaptični membrani motorične ploščice, se neposrednoodprejoa) napetostni kanalčki za Na +b) napetostni kanalčki za K +c) kemični kanalčki, ki so prepustni za Na + in K +č) kemični kanalčki, ki so prepustni samo za Na +d) noben odgovor ni pravilen.7. Receptor za acetilholin jea) prosta maščobna kislinab) beljakovinac) glukozni polimer,ki potem, ko se nanj(o) veže acetilholin,č) spremeni svojo obliko (konformacijo)d) odplava s celične membrane.74

8. Ko ekscitacijski postsinaptični potencial v motoričniploščici doseže vrednost praga,a) se odprejo napetostni kanalčki za Na +b) se odprejo kemični kanalčki za Na +c) se odprejo vsi kanalčki na membranič) se odprejo napetostni kanalčki za Cl -d) se zaprejo napetostni kanalčki za Na + .9. Označi pravilne trditvea) sinapsa je specializirana struktura prek katerekomunicirata skeletna mišica in kostb) sinapsa je specializirana struktura prek katerekomunicirata nevron in kostc) sinapsa je specializirana struktura prek katerekomunicira nevron s svojimi tarčnimi celicamič) sinapsa prek katere komunicirata α-motonevron inskeletnomišično vlakno se imenuje živčnomišični stikd) sinapsa prek katere komunicirata α-motonevron inskeletnomišično vlakno se imenuje tudi motoričnaploščica.15. Primarna motorična skorja je organizirana tako, daa) prstom rok pripada večji delež skorje kot prstom nogb) prstom nog pripada večji delež skorje kot prstom rokc) vsem delom telesa pripadajo enaki deleži skorječ) največji delež skorje pripada trupud) delom telesa, ki sodelujejo pri bolj finih gibih,pripadajo večji deleži skorje kot delom telesa, kjer soizvajani gibi manj fini.16. Pojem motorična enota označujea) nevron piramidne proge z vsemi pripadajočimi α-motonevronib) celoten motorični sistemc) α-motonevron s pripadajočimi skeletnomišičnimivlaknič) predel primarne možganske skorje, ki odgovarjaposameznemu delu telesad) skupek motonevronov v hrbtenjači, ki oživčujedoločeno mišico.10. Označi pravilne trditvea) vzdražna membrana je enako prepustna za vse ioneb) membranski potencial v vsakem trenutku določa tistiion, za katerega je vzdražna membrana najboljprepustnac) membranski potencial v vsakem trenutku določa tistiion, za katerega je vzdražna membrana najmanjprepustnač) kadar ni prenosa signala, je vzdražna membrananajbolj prepustna za ione K +d) kadar ni prenosa signala, je vzdražna membrananajbolj prepustna za ione Na + .11. Premiku, oziroma spremembi membranskega potenciala,do katere pride takrat, ko ekscitacijski postsinaptičnipotencial (EPSP) doseže prag, pravimoa) mirovni membranski potencialb) akcijski potencialc) potencial pragač) kalijev potenciald) kalcijev potencial.12. Pri organizaciji in izvajanju hotenih gibova) sodelujejo α - motonevronib) sodelujejo motorične enotec) sodeluje piramidna progač) sodeluje primarna možganska skorjad) sodelujejo skeletne mišice.13. Pri organizaciji patelarnega refleksa je potrebna udeležbaa) primarne motorične skorjeb) možganskega deblac) hrbtenjačeč) mišice m. quadriceps femorisd) mišice m. biceps brachii.14. V hierarhični zgradbi motoričnega sistema je pravilnozaporedje od najvišje ravni k nižjim naslednjea) hrbtenjača - možgansko deblo - možganska skorjab) možgansko deblo - možganska skorja - hrbtenjačac) možganska skorja - hrbtenjača - možgansko debloč) možgansko deblo - hrbtenjača - možganska skorjad) možganska skorja - možgansko deblo - hrbtenjača.75

Endokrini sistem sestavljajo žleze z notranjim izločanjem ternekateri organi, ki vsebujejo endokrino tkivo (slika 12.1).Hormoni uravnavajo razmere v notranjem okolju organizma,poleg tega pa vplivajo na človekovo vedenje in prilagajanjezunanjemu okolju. Pomagajo pri uravnavanju izločanja drugihžlez, uravnavanju kontrakcije srčne mišice ter uravnavanjudelovanja imunskega odziva. Hormoni so pomembni pri rasti,razvoju in razmnoževanju.12 ŽLEZE Z NOTRANJIMIZLOČANJEM - HIPOTALAMUS INHIPOFIZAMarjan Rupnik12.1 OSNOVNI MEHANIZMI DELOVANJA ŽLEZ ZNOTRANJIM IZLOČANJEMŽleze z notranjim izločanjem ali endokrine žleze, izločajo svojeprodukte, hormone, neposredno v zunajcelično tekočino, zarazliko od eksokrinih žlez, ki produkte izločajo v svetlino.Endokrini sistem uravnava homeostazo v sodelovanju invzporedno z živčevjem. Živčevje uravnava homeostazo skratkimi, hitrimi živčnimi impulzi, ki učinkujejo na manjšeštevilo tarčnih celic. Sprožijo npr. krčenje mišic ali izločanjehormonov. Endokrini sistem deluje sistemsko, sočasno namnoge celice v organizmu. Vpliv je počasnejši in dolgotrajnejši.Glede na kemijsko strukturo delimo hormone v tri skupine:‣ derivati aminokislin (kateholamini, T 4 , T 3 , melatonin)‣ peptidni hormoni (ACTH, MSH, PRL, PTH)‣ steroidni hormoni (spolni hormoni, kortikosteroidi,kalcitriol)HIPOTALAMUSneposredni živčninadzorneposrednoizločanje hormonovposredni nadzor z izločanjemregulatornih hormonovCRHGHIHTRHPIHGHRHGnRHPRFNADLEDVIČNAŽLEZAskorjaSPREDNJIREŽENJ HIPOFIZEACTHZADAJŠNJI REŽENJHIPOFIZEADHLEDVICEsredicahGHOTadrenalinnoradrenalinŠČITNICATSHJETRAIGF(somatomedini)PRLFSHLHMATERNICAPROSTATAglukokortikoiditiroidnihormoni(T3, T4)PERIFERNATKIVADOJKEMODAJAJČNIKIprogesterontestosteronestrogenSlika 12.1 Pregled endokrinega sistema, ki ga nadzoruje hipotalamus (okrajšave imen hormonov so razčlenjene v preglednicahtega poglavja).Določeni hormon učinkuje na specifične tarčne celice, ki imajoreceptorje za ta hormon. V krvi so hormoni prosto raztopljeni(vodotopni hormoni) ali vezani na transportne beljakovine(steroidni in tiroidni hormoni). Hkrati je v krvi več hormonov, kilahko sočasno delujejo na isto tkivo ali celico. Učinek dvehrazličnih hormonov na eno celico je lahko nasprotujoč ali77

antagonističen (npr. paratiroidni hormon in kalcitonin),dopolnjujoč ali sinergističen (rastni hormon in glukokortikoidi)ali prisotnost prvega dopušča delovanje drugega. Takšnoučinkovanje je permisivno (adrenalin in tiroidni hormon).Receptorske beljakovine za vodotopne hormone, kateholaminein peptidne hormone so na zunanjem delu celične membranetarčne celice (glej poglavje Celica, celični sistemi inhomeostaza; slika 12.2). Učinek v citoplazmo posreduje celičniprenašalec (npr. cAMP), ki sproži v citoplazmi zaporedjebiokemijskih procesov. Tiroidni in steroidni hormoni prečkajocelično membrano in se vežejo na receptorje v citoplazmi alijedru. Spodbujajo oziroma zavirajo izražanje specifičnih genov.kemičniprenašalecHipofiza pri človeku ima dva glavna dela: sprednji ali anteriornireženj žleze (adenohipofiza) in zadajšnji ali posteriorni reženj(nevrohipofiza). Srednji reženj hipofize je pri odraslem človekuslabo izražen.Izločanje hormonov iz prednjega režnja hipofize uravnavajosproščujoči in zavirajoči hormoni iz nevronov hipotalamusa. Tihormoni se izločajo v hipofizni portalni sistem ter vstopajo vbogat kapilarni pletež prednjega režnja hipofize. Histološkolahko v prednji hipofizi ločimo 5 skupin celic, ki izločajo 6peptidnih hormonov, katerih delovanje je pri človeku dobropoznano (razpredelnica 12.1).HIPOTALAMUSarterijamembranareceptorprenašalec,topen v lipidihznotrajceličnireceptorbeljakovinakanalčekzunajznotrajcelični prenašalec (cAMP)aktivacijaencimovjedroprepisovanjeDNAarterijaaksoniZADAJŠNJIREŽENJživčnikončičivenaSlika 12.3 Portalni sistem hipofize.hipofizniportalni sistemSPREDNJI REŽENJendokrinecelicevenaSlika 12.2 Učinek hormonov na celico.Natančno uravnavanje sproščanja hormonov iz žlez z notranjimizločanjem preprečuje premajhno ali čezmerno izločanjehormonov. Izločanje hormonov uravnavajo živčni dražljaji,spremembe v kemični sestavi plazme (npr. Ca 2+ , glukoza) terspremembe v koncentraciji drugih hormonov (npr. T 3 /T 4 ).Večinoma poteka uravnavanje endokrine funkcije preknegativne povratne zveze (glej poglavje Celica, celični sistemiin homeostaza). Poznamo tudi primere pozitivne povratne zveze(oksitocin pri porodu).12.2 HIPOTALAMUS IN DELOVANJE HIPOFIZEHipotalamus vpliva na aktivnost avtonomnega živčevja insodeluje pri uravnavanju mnogih endokrinih funkcij vorganizmu. Hipotalamične živčne celice vplivajo na endokrinisistem hipofize neposredno prek svojih aksonov ali pa posrednoprek hipofiznega portalnega sistema žil (slika 12.3). Kapilarnipletež ovija živčne celice hipotalamusa. Endotelijske celice vtem predelu so bolj kot običajno prepustne za večje molekule, kitako laže vstopijo ali zapustijo krvožilje. Preden zapustijohipotalamus se kapilare združijo v večje žile in se nato vsprednjem režnju hipofize razširijo v drug kapilarni pletež, kiobdaja različne endokrine celice. Portalni sistem je izrednoučinkovit način prenosa regulatornih snovi do njihovih tarčnihcelic v hipofizi, saj regulatorni hormoni dosežejo tarčne celiceše preden se razredčijo v sistemskem krvnem obtoku.Hipotalamus prek hipofize uravnava telesno rast, razvoj,presnovo in homeostazo organizma. Povezave hipotalamusa zdrugimi predeli živčevja so podlaga za vplive človekovegarazpoloženja ter zaznav na delovanje endokrinega sistema.Somatotropne celice proizvajajo in izločajo človeški rastnihormon (human growth hormone; hGH). Izločanje uravnavatadva antagonistična hipotalamična hormona, zaviralnisomatostatin (ang. growth hormone inhibiting hormone; GHIH)ter sproščujoči somatoliberin (ang. growth hormone releasinghormone; GHRH). Rastni hormon je poglavitni anabolnihormon, ki spodbuja celično delitev in rast. Učinki rastnegahormona so povečini posredni, prek t.i. insulinu podobnihdejavnikov (somatomedini ali ang. insulin-like growth factors;IGF), ki nastajajo v jetrih po stimulaciji z rastnim hormonom.Premajhno izločanje rastnega hormona v otroštvu in puberteti sekaže v pritlikavosti, ljudje pri katerih se v mladosti hormonpretirano izloča so velikani. V kasnejših obdobjih (ko se kostneepifize zapro) pa pretirano izločanje privede do akromegalije.Pri akromegaliji pride do spreminjanja oblike kosti in mehkihtkiv zaradi prekomerne rasti, toda tako da se predvsem povečajodlani, stopala, obseg glave, velikost nosu, jezika ipd, karpovzroči značilen videz teh bolnikov.Laktotropne celice na ukaz prolaktoliberina (ang. prolactinreleasing hormone; PRH) izločajo prolaktin (PRL). Produkcijoin izločanje prolaktina zavira dopamin. Prolaktin je potreben zarazvoj mlečnih žlez ter nastanek mleka.Tirotropne celice izločajo hormon tirotropin, ki stimulira žlezoščitnico (tiroideo stimulirajoči hormon; TSH). Dražljaj jetiroliberin (ang. thyrotropin releasing hormone; TRH). Kot poveime, hormon TSH spodbuja delovanje ščitnice. Izločanje TSHzavira somatostatin (GHIH).Kortikotropne celice izločajo adrenokortikotropni hormon (ang.adrenocorticotropic hormone; ACTH) in melanocitestimulirajoči hormon (MSH). Izločanje sproži kortikoliberin(ang. corticotropin releasing hormone; CRH). ACTH ob vezavi78

na celice v skorji nadledvične žleze sprožiglukokortikoidov.izločanjeTudi gonadotropne celice izločajo dva gonadotropna hormona,folikle stimulirajoči hormon (FSH) in luteinizirajoči hormon(LH). Prožilec je hipotalamični hormon gonadoliberin(gonadotropin releasing hormone; GnRH). Gonadotropinavplivata tako na moške kot ženske spolne žleze.Zadajšnji reženj hipofize izloča dva peptidna hormona, kinastajata v celičnih telesih hipotalamičnih živčnih celic.Oksitocin (OT) proizvajajo celice paraventrikularnega jedra, kise refleksno odzovejo na draženje mehanoreceptorjev v prsihmed dojenjem. Izločanje oksitocina iz zadajšnjega režnjahipofize spodbudi kontrakcijo mišičnoepitelnih celic mlečnihvodov, kar sproži izločanje mleka. Oksitocin prav tako spodbujakrčenje gladkih mišičnih vlaken maternice pri porodu. S tem sepospeši iztis ploda, po porodu pa oksitocinsko spodbujanjenadaljnega krčenja mišic v steni maternice zmanjša izgubo krvi.Antidiuretični hormon (ADH) ali vazopresin nastaja vsupraoptičnem jedru hipotalamusa. Nastajanje in izločanjehormona sprožijo senzorični signali iz lokalnih osmoreceptorjevter kardiopulmonalnih in sistemskih arterijskih baroreceptorjev.Prvi se aktivirajo ob povečani osmolarnosti zunajceličnetekočine, drugi pa se odzovejo na padec arterijskega tlaka alivolumna krvi. ADH spodbuja reabsorpcijo vode iz zbiralc vledvicah ter povečuje periferni upor s konstrikcijo arteriol (glejpoglavje Ledvice).Preglednica 12.1 Hormoni hipofize, njihovi učinki na tarčna tkiva in poglavitni regulatorni hormoni, ki uravnavajo njihovoizločanje.Vir hormonaKaj uravnavaizločanje hormonaceliceHormon(ime in mednarodnakratica)Tarčna tkivaUčinek hormonatiroliberin (TRH)somatostatin (GHIH)tirotropitiroideo stimulirajočihormon (TSH)ščitnica‣ sinteza in izločanješčitničnih hormonov‣kortikoliberin (CRH)kortikotropiadrenokortikotropni hormon(ACTH)skorjanadledvičnice‣ sinteza in izločanjeglukokortikoidovsprednji reženjhipofize(adenohipofiza)gonadoliberin(GnRH)prolaktoliberin (PRH)dopamingonadotropilaktotropifolikle stimulirajoči hormon(FSH)luteinizirajoči hormon (LH)prolaktin (PRL)folikularne celicejajčnikov‣ sinteza in izločanjeestrogenov‣ razvoj foliklamoda ‣ zorenje spermijevfolikularne celicejajčnikovmodamlečne žleze‣ ovulacija‣ tvorba rumenegatelesca‣ izločanjeprogesterona‣ sinteza in izločanjetestosterona‣ spodbuja delovanježleznega tkiva vdojki in nastanekmleka‣somatoliberin(GHRH)somatostatin (GHIH)somatotropirastni hormon (hGH)vse celice‣ rast‣ sinteza beljakovin‣ lipoliza‣zadajšnji reženjhipofize(nevrohipofiza)živčna vlakna izsupraoptičnega jedraživčna vlakna izparaventrikularnegajedraantidiuretični hormon(ADH) ali vazopresinoksitocin (OT)ledvicematernica, mlečnežleze‣ reabsorbcija vode‣ zvečanje volumnakrvi in arterijskegatlaka‣ krčenje gladkihmišic maternice‣ iztiskanje mlekaprostata ‣ krčenje prostate79

12.3 SPOLNE ŽLEZETemeljna regulatorna hormona, ki uravnavata delovanje spolnihžlez sta FSH in LH (preglednica 12.1). Spolni hormoni ovarijevin testisov so pomembni pri razvoju in vzdrževanju sekundarnihspolnih znakov ter normalni reproduktivni funkciji.Pri moških, intersticijske ali Leydigove celice proizvajajoandrogene ali moške spolne hormone. Najpomembnejšiandrogen je testosteron (glej poglavje Fiziologija reprodukcije).Pri ženskah se jajčece razvija v foliklih jajčnikov. Folikli, kiobdajajo jajčno celico, proizvajajo estrogene, posebej estradiol.Po ovulaciji se preostale folikularne celice reorganizirajo vrumeno telesce, ki izloča mešanico estrogenov in progesteron(glej poglavje Fiziologija reprodukcije).12.3 OSTALE ŽLEZE Z NOTRANJIM IZLOČANJEMMed histološko dobro ločljivimi žlezami z notranjim izločanjemsodita še češarika in timus (slika 12.1). Češariko sestavljajopinealociti, ki izločajo melatonin. Pomen melatonina še nidorečen, vpliva pa na ciklus spanja in proces spolnegadozorevanja.Vloga timusa je povezana z razvojem in vzdrževanjemimunskega odziva. Hormon timopoetin pospešuje zorenjelimfocitov T.Histološko slabše opredeljiva tkiva z endokrino funkcijonajdemo v gastrointestinalnem traktu, posteljici, ledvicah tersrcu. Ledvice sproščajo eritropoetin, ki spodbuja nastajanjeeritrocitov v kostnem mozgu ter aktivirajo vitamin D 3 v aktivnoobliko (hormon; glej Presnova Ca 2+ in fosfatov).SlovstvoTortora GJ, Grabowski SR (1996) Principles of anatomy andphysiology. Harper Collins Publishers, New York.Martini FH (1995) Fundamentals of Anatomy and Physiology.Prentice Hall, New Jersey.McGeown JG (1996) Physiology, Churchil Livingstone,NewYork.2. Ščitnico spodbujajoči hormon (TSH) spodbujaa) sintezo in izločanje tiroksinab) izločanje kortizolac) reabsorpcijo vode iz zbiralnih tubulov ledvicč) nastajanje mleka v mlečni žlezid) noben odgovor ni pravilen.3. Prolaktin spodbujaa) delovanje spolnih žlezb) izločanje mleka iz mlečne žlezec) izločanje tiroksinač) izločanje kortizolad) nastajanje mleka v mlečni žlezi.4. Rastni hormon (GH) spodbujaa) izločanje mleka iz mlečne žlezeb) izločanje tiroksinac) delitev celic v kosteh in mehkih tkivih v obdobju rastič) izločanje kortizolad) noben odgovor ni pravilen.5. Antidiuretični hormon (ADH) spodbujaa) delovanje spolnih žlezb) izločanje mleka iz mlečne žlezec) izločanje tiroksinač) reabsorpcijo vode iz zbiralc v ledvicahd) noben odgovor ni pravilen.6. Hormona, ki spodbujata delovanje spolnih žlez staa) oksitocin in ADHb) FSH in LHc) ACTH in TSHč) prolaktin in rastni hormond) noben odgovor ni pravilen.7. Iz sprednjega režnja hipofize se izločajoa) oksitocinb) insulinc) tiroksinč) adrenalind) noben odgovor ni pravilen.8. Iz sprednjega režnja hipofize se izločajoa) rastni hormonb) FSH in LHc) TSHč) prolaktind) ACTH.Kocijančič A (1987) Endokrinologija. Državna založbaSlovenije, Ljubljana.Vprašanja1. Za delovanje endokrinega sistema velja, daa) igra manj pomembno vlogo v uravnavanju notranjegaokolja v organizmu kot to velja za živčni sistemb) so odzivi endokrinega sistema na dražljaje iz okolja vvečini primerov počasnejši od reakcij živčevjac) ima hipotalamus pomembno vlogo v usklajevanjudelovanja živčevja in endokrinega sistemač) vpliv hormonov na lastno izločanje največkrat temeljina mehanizmih negativne povratne zvezed) noben odgovor ni pravilen.80

13 ŽLEZE Z NOTRANJIMIZLOČANJEM - ŠČITNICAMarjan Rupnikkoloidfolikularnacelicajodid213jodtiroglobulineksocitoza endocitoza4T 3 T 4T 3 6T 4jedroT 3T 4T 35transportnabeljakovina v plazmiSlika 13.1 Pomembnejši koraki pri sintezi, skladiščenju insekreciji ščitničnih hormonov. 1) jodid se z aktivnimtransportom prenaša v citoplazmo folikularnih celic 2)oksidacija jodida v jod in eksocitoza tiroglobulina v koloidfolikla 3) jodiranje tiroglobulina, sinteza T 4 in T 3 4) endocitozakoloida 5) presnova koloida, sproščanje T 4 in T 3 v plazmo 6)vezava na transportne beljakovine in počasno sproščanje izplazme v tarčne celice.Ščitnico sestavljajo številni kroglasti folikli. Beljakovinskikoloid sredice foliklov ščitnice pri normalnem delovanju žlezeobdaja kubični epitelij. Folikle izdatno obdajajo kapilare, kiprinašajo hranila in regulatorne hormone, ter sprejemajo njihovesekretorne produkte. Folikli so funkcionalne podenote žleze, vkaterih se sintetizirajo tiroidni hormoni, shranjujejo ter iz njihsproščajo. Ščitnica je edina endokrina žleza, v kateri sesekretorni hormoni kopičijo in se nato postopoma sproščajo.Hormona, ki jih izloča ščitnica, sta trijodotironin intetrajodotironin (tiroksin). Hormona sta ključna pri uravnavanjucelične presnove in posredno pri proizvodnji toplote. Ščitničniali tiroidni hormoni se tvorijo, skladiščijo in sproščajo v večstopnjah. Na večino teh stopenj neposredno deluje hormon TSH(glej poglavje Žleze z notranjim izločanjem - hipotalmus inhipofiza).Za sintezo in skladiščenje ščitničnih hormonov je potrebnaprisotnost joda. Le-ta se kot jodid z aktivnim transportomprenaša v citosol folikularnih celic. Koncentracija v krvniplazmi je 20 do 40 nižja kot v foliklih, kar pomeni, da ščitnicavsebuje večino joda v človeškem organizmu. Pri prehodu izfolikularnih celic v lumen folikla se jodid oksidira v jod.Ščitnični folikli z eksocitozo v lumen prav tako izločajobeljakovino tiroglobulin in jo shranjujejo kot koloid. Velikoaminokislin v tiroglobulinu veže jod. Na tiroglobulin sta vezanatudi T 4 in T 3 . Tiroglubulini se z endocitozo vračajo v folikularnecelice, kjer se T 4 in T 3 odcepita od tiroglubilina. Prosta T 4 in T 3prosto prehajata plazemsko membrano, kjer se ob izločanju vkapilare večinoma vežeta na transportne beljakovine v plazmi(slika 13.1).Večina ščitničnih hormonov v plazmi je vezana na transportnebeljakovine in predstavlja rezervo, tako da le manjši deležnevezanega hormona v plazmi neposredno učinkuje na tarčnecelice. Tiroidni hormoni učinkujejo na praktično vse celicečloveškega organizma, saj brez težav prehajajo celičnomembrano (razpredelnica 13.1). Znotrajcelični receptorji so vceličnem jedru, na površini mitohondrijev in v citoplazmi.Vezava tiroidnih hormonov vpliva na prepisovanje z DNA tersintezo beljakovin. Normalna proizvodnja tiroidnih hormonovdoloča hitrost bazalnega metabolizma celic. Največji vplivimajo tiroidni hormoni na metabolno aktivna tkiva in organe,kot so skeletne mišice, jetra, ledvice. Pomanjkljiva sintezatiroidnih hormonov vodi v hipotiroidizem. Hipotiroidizem pridojenčku vodi v kretenizem, ki ga označujeta pomanjkljivorazvito živčevje in okostje. Pri odraslih se hipotiroidizem odražav letargiji in zmanjšani sposobnosti prilagajanja na znižanotemperaturo okolja.Preveliko izločanje tiroidnih hormonov vodi v hipertiroidizem.Poveča se raven celične presnove, povišata se krvni tlak infrekvenca srčnega utripa. Vpliv na osrednje živčevje privede doobčasnih prehodnih stanj hiperaktivnosti.Razpredelnica 13.1 Hormona ščitnice, njuni učinki na tarčna tkiva in poglavitni dejavniki, ki uravnavajo njuno izločanje.Vir hormonaščitnica(folikularniepitelij)Kaj uravnava izločanjehormona in kako: (↑) ali(↓)Hormon(ime in mednarodnakratica)TSH (↑) tiroksin (T 4 ),trijodotironin (T 3 )Tarčna tkivavečina celicorganizmaUčinek hormona‣ povečuje porabo energijeporabo kisika‣ spodbuja rast‣ spodbuja razvoj živčevja81

Motnje v delovanju ščitnice so pogosto povezane z golšavostjo,ki pa jo lahko opazimo tako pri hipo- kot hipertiroidizmu. Prigolšavosti, ki jo povzroča hipotiroidizem, se zaradi pomanjkanjajodida v prehrani, ob neprekinjeni stimulaciji z TSH,tiroglobulin zgolj kopiči v foliklih, ki tako močno nabreknejo.Golšavost pa se pojavi tudi pri hipertiroidizmu, naprimer priGravesovi bolezni, ki pa je dedna avtoimunska bolezen in je nepovzroča malnutricija.SlovstvoTortora GJ, Grabowski SR (1996) Principles of Anatomy andPhysiology. Harper Collins Publishers, New York.Martini FH (1995) Fundamentals of Anatomy and Physiology.Prentice Hall, New Jersey.McGeown JG (1996) Physiology, Churchil Livingstone,NewYork.Vprašanja1. Za ščitnico je značilno, daa) je za pravilno delovanje potreben jodb) se v njej ščitnični hormoni kopičijoc) vanjo jodid vstopa s preprosto difuzijoč) izloča pretežno TSHd) vsebuje 20 - 40 krat več jodida kot krvna plazma.2. Ščitnica izločaa) TSHb) prolaktinc) T 3 in T 4č) jodidd) noben odgovor ni pravilen.3. Na tarčne celice učinkujejo ščitnični hormoni, kia) so vezani na transportne beljakovineb) prosti v plazmi.Vežejo se na receptorjec) na plazmalemič) v jedrud) na mitohondrijih.4. T 3 in T 4a) sta hormona nadledvične žlezeb) spolna hormonac) trijodotironin in tiroksinč) določata hitrost bazalnega metabolizmad) noben odgovor ni pravilen.82

hipotalamuskortikoliberin14 ŽLEZE Z NOTRANJIMIZLOČANJEM - NADLEDVIČNAŽLEZAMarjan RupnikACTHhipofizaEndokrina funkcija skorje nadledvične žleze se močno razlikujeod funkcije sredice žleze (razpredelnica 14.1). Skorja ima 3 poSKORJAaldosteronkortizolandrogeniSREDICALEDVICAZona glomerulozaZona fascikulataZona retikularisnadledvičnažlezakortizoltarčno tkivoSlika 14.2 Uravnavanje izločanja glukokortikoidov. Primerkompleksne negativne povratne zveze.zgradbi in funkciji različne plasti, zona glomeruloza, zonafascikulata, zona retikularis. V sredici nadledvičnice sokromafine celice (slika 14.1). Iz skorje se izločajomineralokortikoidi (MC, aldosteron), glukokortikoidi (GC,kortizol, kortikosteron) in androgeni.Slika 14.1 Zgradba nadledvične žleze.Razpredelnica 14.1 Hormoni nadledvične žleze, njihovi učinki na tarčna tkiva in poglavitni dejavniki, ki uravnavajo njihovoizločanje.Vir hormonaskorjazonaglomerulozaKaj uravnava izločanjehormona in kako: (↑) ali(↓)angiotenzin II (↑)Hormon(ime in mednarodnakratica)mineralokortikoidi (MC),predvsem aldosteronzona fascikulata ACTH (↑) glukokortikoidi (GC),kortizol (hidrokortizon),kortikosteron, kortizonTarčna tkivaUčinek hormonaledvice ‣ povečuje reabsorbcijo Na +v ledvičnih tubulusih‣ povečuje izgube K + vledvičnih tubulusihvečina celic ‣ sprošča aminokisline izskeletnih mišic, PMK izmaščevja, pospešujejoglukoneogenezo jetrih,pospešuje lokalnonabiranje maščob‣ imunosupresivni učinkizona retikularis androgeni ‣ spodbujanje moškihznačilnostisredica‣celice C simpatična aktivacija adrenalin, noradrenalin večina celic ‣ povečana srčna aktivnost,preganglionarnih vlakenzvišan krvni tlak, razpad(↑)glikogena, zvišanakoncentracija glukoze vkrvi, sproščanje PMK izmaščevja83

Poglavitni mineralokortikoid je aldosteron. Izločanjealdosterona se poveča ob aktivaciji renin-angiotenzinskegasistema (glej poglavje Ledvice) in ob zvečani koncentraciji K + vplazmi (hiperkaliemija). Učinkuje na tarčne celice v ledvicah inpoveča reabsorpcijo Na + , kar spodbuja zadrževanje vode vtelesu, prav tako pa se poveča izločanje K + .Povečana koncentracija hormona ACTH v plazmi spodbujacelice v zoni fascikulati, ki izločajo glukokortikoide.Glukokortikoidi so steroidni hormoni, ki pospešijo katabolizembeljakovin in maščob ter stimulirajo glukoneogenezo. Poglavitniglukokortikoid je kortizol. Izločanje glukokortikoidov jeuravnava negativna povratna zveza. Izločeni glukokortikoidiimajo zaviralni učinek na izločanje kortikoliberina izhipotalamusa in ACTH iz sprednjega režnja hipofize (slika14.2). Glukokortikoidi imajo poleg učinkov na celično presnovotudi druge funkcije. Pomagajo prebroditi stres ter delujejoprotivnetno.Kromafine celice sredice nadledvičnice ob stresu izločajoadrenalin in noradrenalin.SlovstvoTortora GJ, Grabowski SR (1996) Principles of anatomy andphysiology. Harper Collins Publishers, New York.Martini FH (1995) Fundamentals of Anatomy and Physiology.Prentice Hall, New Jersey.McGeown JG (1996) Physiology. Churchil Livingstone,NewYork.Kocijančič A (1987) Endokrinologija. Državna založbaSlovenije, Ljubljana.Vprašanja1. Endokrina funkcija skorje nadledvične žlezea) je enaka endokrini funkcijib) se močno razlikuje od endokrine funkcije sredicenadledvične žleze.V sredici žleze nastaja(jo)c) glukokortikoidič) aldosterond) adrenalin.2. Adrenokortikotropni hormon (ACTH) spodbujaa) delovanje spolnih žlezb) izločanje mleka iz mlečne žlezec) izločanje tiroksina iz ščitniceč) izločanje kortizola iz skorje nadledvične žlezed) noben odgovor ni pravilen.3. Glukokortikoidia) so androgenib) se izločajo iz zone fascikulatec) se izločajo iz zone retikularisč) nastajajo v kromafinih celicahd) imajo imunosupresivne učinke.4. Adrenalina) je hormonb) izločajo androgenic) se izloča iz kromafinih celicč) se izloča pri stresud) je hormon trebušne slinavke.84

dveh drugih oblikah: vezan (s šibkimi elektrostatskimi vezmi)na beljakovine, predvsem na albumin (41%) in vezan na manjšeorganske anione, kot je n.pr. citrat (10%).15 PRESNOVA KALCIJA INFOSFATOVZoran GrubičFosfatni anion se v plazmi nahaja v dveh oblikah: ena jemonohidrogen fosfat (HPO 4 -2 ), druga pa dihidrogen fosfat(H 2 PO 4 -1 ). Prvega je približno štirikrat več kot drugega.Razmerje se spreminja glede na pH krvi, ker ta kemijska dvojicadeluje kot pufer.kapilaraosteoblastiPresnova kalcija in fosfatov v organizmu je tesno povezana sfunkcijo treh hormonov: hormona D, parathormona inkalcitonina. Ti hormoni uravnavajo presnovo kalcija in fosfatovpredvsem prek svojih učinkov v treh organih oziroma tkivih:črevesni sluznici, kosteh in ledvicah. Na tem mestu bomoosvetlili mehanizme tega uravnavanja.15.1 PROMET KALCIJA IN FOSFATOV VORGANIZMUNa dan zaužijemo s hrano okrog 1 g kalcija (0,5 - 1,5 g) inpribl. 1,5 g (0,6 – 2,0 g), fosfatov pri čemer vsebujejo največkalcija mlečni izdelki. Okoli devet desetin zaužitega kalcija seizloči s fecesom, ena desetina pa se ga absorbira prek sluzniceprebavne cevi. Del absorbiranega kalcija se porabi za stalnopotekajoč proces izmenjave kostnine, del pa se ga izloči skoziledvice. Podobno usodo ima v organizmu tudi fosfat, le da stanjegova absorbcija kot tudi izločanje urejeni nekoliko drugače.15.2 OBLIKE, V KAKRŠNIH SE KALCIJ IN FOSFATINAHAJAJO V ORGANIZMUKostninaNajveč kalcija je v organizmu naloženega v kostnini. Ta jesestavljena iz dveh komponent: prva, organska komponenta, jeorganski matriks, katerega 90% tvorijo kolagenska vlakna,ostalih 10% pa t.i. osnovna substanca (iz proteoglikanov inhondroitin sulfata). Druga, anorganska komponenta, je kalcijevhidroksiapatit, kompleksna spojina z naslednjo formulo:Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 .Kostnina je tako podobna armiranemu betonu, kjer organskimatriks predstavlja armaturo, kalcijev hidroksiapatit pa beton,ki daje trdnost. Kostnino izdelujejo osteoblasti, ki se potem, kose z njo obdajo, imenujejo osteociti. Ti izdelujejo organskimatriks, sodelujejo pa tudi pri pripravi kalcijevegahidroksiapatita v obliko, ki je primerna za vezavo na organskimatriks. To vezavo imenujemo mineralizacija kostnine.Kostnina ni nespremenljivo, mrtvo tkivo, ampak se vseskoziobnavlja. Poleg osteocitov in predvsem osteoblastov, ki joneprestano nalagajo, najdemo v kostnini še drug tip celic. To sovečje, večjedrne celice, imenovane osteoklasti, njihova nalogapa je razgrajevanje kostnine (slika 15.1). Delovanje obeh vrstcelic je normalno uravnoteženo, tako da je množina razgrajenekostnine enaka množini novo nastale.PlazmaKoncentracija celokupnega kalcija v krvi je okrog 2,4 mmol/l;približno polovica tega kalcija (1,2 mmol/l) je v obliki prostega,dvovalentnega kationa , ki je edina oblika, v kakršni lahko kalcijizvaja svoje fiziološke učinke. V plazmi se nahaja kalcij še vkostninaosteoklastaSlika 15.1 Nekateri pomembnejši elementi histološke zgradbekosti.Znotrajcelični prostorDel kalcija se v organizmu nahaja tudi znotraj celic.Koncentracija kalcija v citoplazmi je več kot 1000 krat manjšaod koncentracije v izvencelični tekočini in je uravnavana naposeben način. V znotrajceličnem prostoru najdemo tudisorazmerno visoko koncentracijo fosfatov. V tem poglavju jegovora le o kalciju in fosfatih, ki se nahajajo zunaj celice,medtem ko se z regulacijo znotrajceličnih koncentracij teh ionovne ukvarjamo.15.3 MEHANIZMI URAVNAVANJA KONCENTRACIJKALCIJA IN FOSFATOV V KRVIZa človeški organizem je normalna koncentracija kalcijevegakationa v krvi življensko pomembna. Odkloni, tako navzgor kottudi navzdol, vodijo do patoloških stanj, ki se lahko končajo tudismrtno.Pred hipokalciemijo nas branita predvsem dva hormona: prvi jehormon D (1,25-dihidroksiholekalciferol), ki v organizmunastaja s hidroksilacijo vitamina D 3 v jetrih in ledvicah, drugipa parathormon. Obramba pred hiperkalciemijo je nalogakalcitonina, vendar ta obramba v praksi nima prav velike vloge,saj odsotnost izločanja kalcitonina, do kakršnega pride npr. priodstranitvi ščitnice, kjer so celice, ki ga izločajo, ne vodi dobolezenskih stanj.Hormon DHormon D (1,25-dihidroksiholekalciferol), ki so ga zaradiugotovitve , da dodatek njegovega prekurzorja k prehrani otrokaozdravi rahitis, uvrstili med vitamine, je pravi predstavniksteroidnih hormonov. V tem besedilu ga zato imenujem hormonD, za njegove prekurzorje v sintezi pa uporabljamo izrazvitamin D oz D 3 . V primerjavi z ostalimi hormoni ima toposebnost, da se ne sintetizira v eni sami vrsti celic, kisestavljajo neko endokrino žlezo, ampak poteka njegova sinteza85

od 7-dehidroholesterola, ki je surovina za njegov nastanek, do1,25-dihidroksiholekalciferola, ki je njegova končna infiziološko aktivna oblika, kar v treh tkivih:‣ v koži, kjer pod vplivom ultravijoličnih žarkov iz 7-dehidroholesterola nastane holekalciferol, imenovan tudivitamin D 3 ;‣ v jetrih, kjer iz holekalciferola nastane 25-hidroksiholekalciferol in‣ v ledvicah, kjer iz 25- hidroksiholekalciferola nastane 1,25- dihidroksiholekalciferolSinteza hormona D je uravnavana. Posebej si je treba zapomniti,da zadnjo stopnjo v njegovi sintezi, ki poteka v ledvicah,pospešuje parathormon. Vitamin D 3 je možno v organizemvnesti tudi s hrano. Da bi preprečili njegovo morebitnopomanjkanje, ga pri otrocih, ki ga zaradi svoje rasti rabijonajveč, rutinsko dodajajo hrani.Najpomembnejša funkcija hormona D je pospeševanjeabsorbcije kalcija iz prebavne cevi v kri. To svojo funkcijoopravlja hormon D tako, da v celicah črevesne sluznicespodbuja sintezo prenašalne beljakovine, brez katere se kalcij nemore prenesti iz črevesnega lumna na drugo stran sluznice, vkri. Kadar je kalcija v krvi premalo, zaznajo to celice vparatireoidnih žlezah in povečajo izločanje parathormona. Tapospeši sintezo hormona D v ledvicah, ta pa prek opisanegamehanizma pospešuje absorpcijo kalcija vse dokler se ponovnone vzpostavi normalna koncentracija kalcija v krvi, in ko sezaradi tega preneha izločati parathormon.ParathormonTo je hormon, ki je po kemični strukturi polipeptid in ki gaizločajo celice obščitničnih žlez. To so štiri majhne žleze, ki sopri človeku priraščene na zadnja stranska predela ščitničnežleze. Dražljaj za izločanje parathormona je znižanakoncentracija kalcija, ki jo ta hormon popravlja prek svojihučinkov na ledvice, kosti in črevesno sluznico. Pri tem so učinkina prva dva od naštetih organov neposredni, medtem ko delujeparathormon na celice črevesne sluznice posredno, prek svojegavpliva na sintezo hormona D (glej zgoraj). Nekateri učinkiparathormona se pokažejo že po nekaj minutah, drugi, predvsemučinki na osteoklaste, pa pridejo do izraza šele po nekaj urah inse polno izrazijo šele po nekaj tednih ali mesecih.V ledvicah ima, poleg že omenjenega pospeševanja sintezehormona D, parathormon še dva pomembna učinka: pospešujereabsorbcijo kalcijevih ionov in izločanje fosfatnih ionov (slika15.2). Na ta način parathormon dviguje koncentracijo kalcija vkrvi, obenem pa preprečuje, da bi prišlo do prevelikekoncentracije fosfatov v krvi, ki grozi zaradi reabsorbcijekostnine, ki jo prav tako pospešuje parathormon.Na kosti deluje parathormon na dva načina. V prvi fazi svojegadelovanja pospešuje reabsorbcijo tistega dela kostnine, ki senahaja tik ob membrani osteocitov. Med membrano in kostninoje zelo ozek prostor, napolnjen s t.i kostno vodico, v kateri sokalcijevi ioni. Ti se pod vplivom parathormona začnejoprenašati na drugo stran osteocita, od koder nato prek kapilarnestene vstopijo v krvni obtok. Ti učinki so vidni že v nekajminutah. Po nekaj urah pa se začno kazati dolgoročnejši učinkidelovanja parathormona, katerih osnovni mehanizem jepospeševanje delovanja osteoklastov, torej celic, ki soodgovorne za razgrajevanje kostnine. Po daljšem času se povečatudi število osteoklastov, kar še okrepi učinke parathormona-1kalcij [mmol l ]2.402.352.301.21.00.80 1 2 3 4 5 6ureinjekcijaparathormonakalcijfosfatl-1fosfat [mmol ]Slika 15.2 Spremembe koncentracij kalcija in fosfatov v krvi petur po injiciranju parathormona.KalcitoninKalcitonin je polipeptidni hormon, ki se izloča izparafolikularnih celic v ščitnični žlezi kot odgovor na zvišanokoncentracijo kalcija v krvi. Naloga kalcitonina je znižati tokoncentracijo do normalnih vrednosti. Celice, ki izločajokalcitonin, pa so sorazmerno malo občutljive na spremembe vkoncentraciji kalcija, tako da se merljive koncentracijekalcitonina v krvi pojavijo šele ob zelo visokih koncentracijahkalcija. Zaradi tega, pa tudi zato, ker odsotnost kalcitoninskegaodgovora ne povzroča bolezenskih stanj, danes menijo, dakalcitonin ne igra pomembne vloge v uravnavanju kalcija včloveškem organizmu. Sicer pa deluje ta hormon pomehanizmih, ki so obratni tistim, ki smo jih srečali priparathormonu; upočasni dejavnost že obstoječih osteoklastov, inupočasni nastajanje novih.SlovstvoGuyton AC, Hall JE (1994) Textbook of medical physiology. WBSaunders, Philadelphia.Shoback DM, Strewler GJ (1997) Disorders of the Parathyroidsand Calcium Metabolism. In: McPhee SJ, Lingappa VR,Ganong WF, Lange JD (eds) Pathophysiology of Disease, AnIntroduction to Clinical Medicine. Appleton and Lange,Stamford.Vprašanja1. Od naštetih hranil ima(jo) največ kalcijaa) zelenjavab) sadjec) mlečni izdelkič) žitni izdelkid) perutnina86

2. Sinteza hormona D se v človeškem organizmu začnea) v kostehb) v kostnem mozguc) v kožič) v črevesni sluznicid) v jetrih.3. V končno, fiziološko aktivno obliko, se hormon D presnoviva) kostehb) kožic) jetrihč) ledvicahd) črevesni sluznici.4. Hormon D pomaga pri vzdrževanju normalne koncentracijekalcija v krvi predvsem tako, daa) pospeši reabsorpcijo kalcija iz kostnineb) pospeši reabsorbcijo kalcija prek črevesne sluznicec) poveča aktivnost osteoklastovč) nalaga kalcijeve kristale v ledvicahd) nalaga kristale fosfata v ledvicah.5. Največ kalcija se v organizmu nahajaa) v krvib) v kostehc) v ledvicahč) v jetrihd) v možganih.6. V plazmi se nahaja kalcij normalnoa) kot prost kationb) kot prost anionc) v obliki kompleksa med kalcijem in beljakovinoč) kot kalcijev hidroksiapatitd) v obliki kompleksa med kalcijem in manjšimiorganskimi anioni.7. Največ fosfatov najdemo v plazmi v oblikia) dihidrogen fosfatab) monohidrogen fosfatac) kalcijevega hidroksiapatitač) kompleksa med fosfatom in beljakovinod) kompleksa med hormonom D in fosfatom.8. Parathormon je po kemični strukturia) steroidb) polipeptidc) ogljikov hidratč) nukleinska kislinad) anorganska sol.9. Kalcitonin je po kemični strukturia) steroidb) polipeptidc) ogljikov hidratč) nukleinska kislinad) anorganska sol.87

Leydigove celice v modu proizvajajo moški spolni hormon,testosteron.16 FIZIOLOGIJA REPRODUKCIJEMara Bresjanac16.1 DOLOČITEV SPOLAGenetski spol zarodka je določen s spolnima kromosomoma, kiju prispevata jajčece in semenčica. V primeru, da sta spolnakromosoma zigote x in y, se bo "moški" gen na kromosomu yizrazil že v razvoju nezrelih spolnih žlez v moda. Moda izločajotestosteron, ki spodbudi razvoj ostalih notranjih in zunanjihmoških spolnih organov. Poleg tega izločajo še eno pomembnosnov (t.i. Müllerjevo inhibitorno snov), ki zavre razvoj maternicein vagine. Normalno oblikovanje moških spolnih organov jetorej ključno odvisno od endokrine funkcije mod medintrauterinim razvojem. V odsotnosti ustreznih učinkov gena nakromosomu y se primitivne gonade razvijejo v jajčnike,razvijejo pa se tudi ostali ženski spolni organi.16.2 RAZVOJ SEKUNDARNIH SPOLNIHZNAČILNOSTIPuberteta je obdobje intenzivne rasti in razvoja popolne spolnefunkcije, ki se prične v zgodnjih najstniških letih, pri deklicah vpovprečju leto ali dve prej kot pri dečkih. V tem obdobju serazvijejo tudi sekundarne spolne značilnosti: sramnaporaščenost pri obeh spolih, dojke pri deklicah, povečajo semoda in penis pri dečkih, spremeni se glas pri dečkih, pojavi setudi poraščenost obraza in telesa, uveljavi se spolno značilnarazporeditev telesnega maščevja. Delež telesnega maščevja igrapomembno vlogo v pričetku menstrualnega ciklusa (glej spodaj)pri deklicah. Prav zato hudi telesni napori ali stradanje prideklicah lahko povzročijo velike zakasnitve v nastopumenstruacije.Sprožilni dejavnik za pričetek pubertete najverjetneje izvira izhipotalamusa. Pri obeh spolih je namreč ena prvih spremembpovečanje plazemskih koncentracij gonadotropinov: hormona,ki spodbuja razvoj jajčnega folikla (folikle stimulirajoči hormon,FSH) in luteinizirajočega hormona (LH). Izločanje obehhormonov iz hipofize je pod nadzorom posebnega dejavnika izhipotalamusa, gonadoliberina (angl. gonadotropin-releasinghormone, GnRH). LH in FSH spodbudita jajčnike in moda, dapričnejo razvijati spolne celice in da povečajo izločanje spolnihhormonov.16.3 URAVNAVANJE SPOLNE FUNKCIJE PRIČLOVEKUMoškiMoška spolna žleza je modo (testis). Normalno se modo vzadnjem mesecu razvoja v maternici spusti v mošnjo (scrotum).Ta dokončni položaj mod je pomemben za delovanje modpredvsem zaradi temperature, ki je v mošnji za približno 2 - 3°Cnižja od temperature telesnega jedra. Takšna temperatura jeoptimalna za nastanek semenčic (spermijev; spermatogeneza).Uravnavanje moške spolne funkcije je v osnovi zelo podobnouravnavanju ženske spolne funkcije (slika 16.1). Hipotalamusuravnava izločanje hipofiznih gonadotropinov, ti pa spodbujajospermatogenezo (FSH) in sintezo testosterona v modu (LH).Tudi testosteron spodbuja nastajanje spermijev, poleg tega pa ponačelu negativne povratne zanke zavira sproščanjegonadotropinov iz hipofize in GnRH iz hipotalamusa.Poglavitne naloge testosterona v telesu moškega so:‣ spodbujanje diferenciacije in rasti moških spolnih organovin spermatogeneze‣ razvoj sekundarnih moških spolnih značilnosti v puberteti‣ spodbujanje rasti okostja in skeletnih mišic‣ pospešitev bazalne presnove‣ vplivi na vedenje in spolni nagon.FSHSertolijevacelicaspermatogenezaGnRHLHLeydigovacelicatestosteronhipotalamussprednjahipofizatestisSlika 16.1 Uravnavanje moške spolne funkcije.ŽenskeŽenska spolna žleza je jajčnik (ovarij), ki proizvaja jajčeca inženske spolne hormone, estrogene (predvsem estradiol) terprogesteron.Menstrualni ciklusV reproduktivnem obdobju se ženski spolni organi cikličnospreminjajo, dolžina ciklusa pa je v povprečju okrog 28 dni.Ciklus najpogosteje opredeljujemo glede na spremembe vjajčnikih (ovarijski ciklus, ki ga sestavljata folikuarna in lutealnafaza) ali po spremembah v sluznici maternice (endometrijskiciklus, ki ga delimo v proliferativno in sekretorno fazo),velikokrat pa govorimo kar o menstrualnem ciklusu. V sredivsakega ciklusa, ko je maternična sluznica zadebeljena in bogatas hranivi za sprejem oplojenega jajčeca, se iz jajčnika navadnoizvrže eno samo jajčece.Uravnavanje menstrualnega ciklusa ima skupne temeljneznačilnosti z uravnavanjem moške spolne funkcije. Hipotalamusuravnava izločanje hipofiznih gonadotropinov (slika 16.2), ti paspodbujajo zorenje folikla, v katerem se razvije jajčece (FSH),in sintezo hormonov v jajčniku (LH). V prvi polovici ciklusa(folikularna faza), LH uravnava izločanje androgenov izspecializiranih celic folikla (celice teke), ki jih druga vrsta celic(celice granuloze) uporablja za sintezo estrogenov. LH je tudiodgovoren za nastop ovulacije (slika 16.3), ko folikel dozori, inza spremembo ostankov folikla v rumeno telesce (corpusluteum), ki je začasen a zelo pomemben vir progesterona inestrogena za začetek nosečnosti, v primeru, da pride do89

oploditve jajčeca. Tudi za menstrualni ciklus velja, da jeizločanje hormonov uravnavano po načelu negativne povratnezanke. Zanimivo pa je, da nastop ovulacije povzroči ravno zelovelika koncentracija estrogena, ki sproži nenaden porastizločanja LH. To je eden redkih primerov v fiziologiji, kjernormalni regulacijski mehanizmi prehodno delujejo po načelupozitivne povratne zanke.Ženski spolni hormoni se v mnogih funkcijah medsebojnodopolnjujejo. Poglavitne naloge estrogenov so:‣ spodbujanje razvoja ženskih sekundarnih spolnihznačilnosti‣ vpliv na sluznico maternice, da vzdržuje nosečnost pooploditvi‣ spodbujanje razvoja dojk med nosečnostjoPoglavitne naloge progesterona:‣ ustvarjanje razmer v maternici, ki ohranjajo nosečnost‣ spodbujanje razvoja dojk v puberteti in med nosečnostjoFSHcelicegranulozeestrogeniGnRHcelicetekeandrogenFOLIKULARNA FAZALHovulacijahipotalamussprednjahipofizarumenotelesceovarijprogesteronin estrogeniLUTEALNA FAZASlika 16.2 Uravnavanje ovarijskega ciklusa, ki ga delimo vfolikularno in lutealno fazo. Polne črte in znak + pomenijostimulacijo, prekinjene črte in znak – pa inhibicijo. V jajčnikuvsebuje folikel dve vrsti celic: celice granuloze in teke.gonadotropnihormoniFSHLHplazemskakoncentracijačas (dnevi)0 14 28ovulacijaovarialniprogesteronhormoniestrogenplazemskakoncentracijaendometrijski ciklusendometrijčas (dnevi)0 14 28Slika 16.3 Značilnosti faz menstrualnega ciklusa. Prikazane so ciklične spremembe v plazemski koncentraciji gonadotropnihhormonov (zgoraj) in hormonov jajčnika (na sredini) ter (shematsko) sočasne spremembe v višini in izgledu endometrija maternice.MenopavzaS staranjem so menstruacije čedalje manj redne in pogoste inkončno povsem prenehajo okoli 50. leta. Temu pravimomenopavza, obdobje, za katero je značilen konec reproduktivnesposobnosti, zaradi prenehanja nastajanja novih foliklov. Sintezain izločanje estrogena se močno zmanjšata, zaradi česarpostopno usihajo tista tkiva, ki so izrazito odvisna od teh90hormonov, npr. dojke, spolovilo in koža. Prizadeto je tudiokostje (lahko se razvije osteoporoza).NosečnostPričetek nosečnosti je trenutek oploditve jajčeca, (normalen)konec pa ob koncu poroda. Normalno traja okoli 38 tednov, todatežave glede določitve trenutka oploditve so vzrok, da računi

navadno slonijo na datumu začetka zadnje menstruacije.Štejemo, da traja približno 40 tednov.Oploditev se po navadi zgodi v zunanji tretjini jajcevoda,predvsem zaradi velike razlike v hitrosti potovanja jajčeca insemenčic. Od nekaj sto milijonov semenčic jih le nekaj tisočpride do jajčeca, kemične spremembe v njegovi ovojnici, ki sedogodijo po uspešnem stiku prve semenčice s plazmalemojajčeca pa onemogočijo vstop drugim semenčicam. Po oploditvise dokonča druga meiotska delitev jajčeca (glej učbenikbiologije za srednje šole), genetski material (kromosomi) obehhaploidnih (vsebujočih le po en kromosom od vsakega para)gamet pa se zlije v diploidno zigoto.Zigota se prične deliti in oblikuje se majhna kroglica iz celic, kipo 3 - 4 dneh iz jajcevodov pride do maternične votline. Vnadaljnjih 3 - 4 dneh se iz nje razvije t.i. blastocista, ki imazunanji ovoj iz trofoblastnih celic (iz njih se bo razvil zarodkovdel posteljice), votlino in notranji skupek celic, iz katerega se borazvil sam zarodek. Sprva se blastocista prehranjuje s hranili iztekočine v maternični votlini, kamor se iz sluznice, bogate zglikogenom, sproščajo hranila. Kmalu pa je to premalo zanadaljni razvoj. Zato se vgnezdi (implantira) v sluznicomaternice in se prehranjuje s hranili, sproščenimi medrazgradnjo okolnega tkiva. Po nekaj tednih je tudi to premalo inrazvije se posteljica (placenta), ki skrbi za prehrano zarodka (inštevilne druge funkcije) vse do poroda.Naloge posteljice so:‣ izmenjava hranil in plinov‣ odstranjevanje odpadnih produktov zarodkove presnove‣ delna zaščita pred nevarnimi snovmi (npr. mikrobi), kikrožijo v materinem obtoku‣ pomembna endokrina vloga (izločanje estrogenov,progesterona, itd.)Zato da se nosečnost lahko ohrani, so potrebne velike plazemskekoncentracije estrogenov in progesterona. Kmalu po vgnezdenjublastociste začne nastajajoča posteljica izločati horionskigonadotropin (angl. human chorionic gonadotropin, hCG). Tahormon deluje podobno LH in vzdržuje rumeno telesce, kiizloča čedalje več estrogenov in progesterona (slika 16.4).Ugotavljanje nosečnosti z urinskimi testi sloni na ugotovitviprisotnosti hCG. Največje koncentracije doseže hCG okoli 6.tedna, zatem pa padejo in ostanejo majhne do konca nosečnosti.Kljub delni regresiji rumenega telesca koncentracije estrogenovin progesterona naraščajo, saj jih čedalje bolj prispevaposteljica.koncentracija v plazmihCGestrogenprogesteron1 2 3 4 5 6 7 8 9čas [meseci]oploditevSlika 16.4 Hormoni nosečnosti.porodSpremembe, ki jih nosečnost povzroči pri nosečniciNosečnost vpliva na celoten organizem nosečnice:‣ jutranja slabost (najverjetneje posledica porasta hCG)pogosto traja prve tri mesece;‣ minutni volumen srca se poveča do 40% nad normalo že dopribližno 20. tedna;‣ volumen krvi se poveča za približno 20%, predvsem vdrugi polovici nosečnosti;‣ zaradi prispevka zarodkove presnove se povečata takocelotna poraba kisika kot nastajanje ogljikovega dioksida;minutni volumen dihanja se poveča za približno 20%;‣ reabsorpcija NaCl in vode v ledvicah se poveča;‣ povečajo se prehrambene potrebe; če česa primanjkuje, jenosečnica bolj prizadeta kot zarodek (npr. pri pomanjkanjukalcija dobi zarodek potrebno količino z demineralizacijomaterinih kosti);‣ poveča se telesna teža, delno zaradi teže zarodka, posteljicein amnijske tekočine, povečanja dojk in povečanja telesnemase nosečnice, približno 2/3 od povečane telesne teže pazavzema zadrževanje tekočine v telesu;‣ ena najbolj izrazitih sprememb v nosečnosti je povečanjematernice. Iz pribljižno 30 g težkega organa nerodnicedoseže maternica ob koncu nosečnosti težo 1000 g. To jepredvsem posledica hipertrofije (povečanja gmoteobstoječih celic), delno pa tudi hiperplazije (nastajanjanovih celic) mišičnega sloja (miometrija). Dodatno k temuprispeva tudi povečanje elastičnega vezivnega tkivamaternične stene.PorodNormalen konec nosečnosti je rojstvo otroka. Porod se pričnespontano okoli 40. tedna. Normalno ga delimo v tri faze:1. Prva faza traja 8 - 24 ur. Med tem časom se ustjematerničnega vratu močno razširi, krčenje maternice paspusti vodilni plodov del, ki je normalno glavica, v porodnikanal. Nateg materničnega vratu sproži izločanje hormonaoksitocina iz zadnjega režnja hipofize, kar dodatnospodbudi krčenje maternice. Ta novi primer pozitivnepovratne zanke (glej uravnavanje menstrualnega ciklusa,zgoraj) je vzrok čedalje močnejšega, daljšega inpogostejšega krčenja maternice med porodom.2. Druga faza traja 30 - 90 min. Prične se s popolno dilatacijoustja materničnega vratu, konča pa se s porodom ploda.Raztezanje nožnice sproži krčenje mišic trebušne stene.Zato se poveča tlak v trebušni votlini, kar prispeva k iztisuploda. Zaželeno je soupadanje zavestnih naporov porodnices spontanimi materničnimi krčenji.3. Tretja faza traja 15 - 30 min. Predstavlja jo porodposteljice. Pri tem krčenje maternice ohranja izgube krvinormalno pod 500 ml.Porodu sledi dramatičen padec plazemskih koncentracijestrogenov in progesterona zaradi izgube posteljice in usihanjarumenega telesca. Zato postopno tudi maternica usahne donormalne velikosti.Mehanizmi, ki privedejo do pričetka poroda, so še vednonepopolno razumljeni. Med drugim pa vemo, da:‣ oživčenje maternice ni nujno za pričetek in potek poroda;‣ izločanje estrogenov iz posteljice se glede na izločanjeprogesterona proti koncu nosečnosti precej poveča, karprecej povečuje vzdražnost miometrija, izločanje obeh vrsthormonov se nenadoma zmanjša tik pred pričetkomporoda;‣ proti koncu nosečnosti se močno poveča občutljivostmiometrija za oksitocin, ki že v majhnih koncentracijah91

lahko izzove močne, koordinirane kontrakcije maternice inse uporablja za sproženje poroda;‣ pritisk plodovega vodilnega dela na vrat maternice inraztezanje maternične stene z rastočim plodom ob koncunosečnosti dodatno povečujeta vzdražnost miometrija.Zaporedje dogodkov, ki krepijo kontrakcije maternice medporodom do iztisa ploda, je še en primer normalnega biološkegaprocesa, ki deluje po načelu pozitivne povratne zveze: raztezanjematerničnega vratu sproži močnejše krčenje maternice, ki še boljraztegne maternični vrat, kar dodatno spodbudi močnejšekrčenje miometrija.13.4 FIZIOLOGIJA PLODAPrehajanje snovi med materino in plodovo krvjo vposteljiciRast ploda v maternici je zelo hitra in potrebuje v vsemintrauterinem obdobju stalen in naraščajoč dotok hranil skoziveliko stično površino, ki jo med materino in plodovo krvjo delaposteljica. Primeri snovi, ki iz materinega krvnega obtokaprehajajo v plodovo kri s preprosto difuzijo, so O 2 , voda inNaCl. Za nekatere druge (npr. Ca 2+ ), ki se v plodovi krvinahajajo v večji koncentraciji kot v materini, obstajajo posebniprenašalni mehanizmi. Plazemske beljakovine ne prehajajoskozi posteljico, pač pa jih plod sam sintetizira iz aminokislin, kijih dobi od matere. Maščobe pa plod tvori delno iz ogljikovihhidratov (glej poglavje Presnova), delno pa iz privzetihmaščobnih kislin in glicerola.Posteljica ne zavira prehajanja monomernih protiteles IgG odmatere k plodu, kar po eni strani prispeva k pasivni imunostiploda za nekatere infekte, ki jih je prebolela mati. Takšnaimunost je seveda prehodna, traja namreč le do propadapridobljenih specifičnih protiteles. Po drugi strani pa jeprehajanje IgG protiteles iz materinega krvnega obtoka vplodovo kri podlaga za nevarno zlepljanje plodovih eritrocitov sprotitelesi senzibilizirane matere pri inkompatibilnosti ploda inmatere glede na eritrocitni antigen Rh. Eritrociti zato razpadejo,plodu grozi huda zlatenica, edemi in smrt (lat. erytroblastosisfoetalis). Večja protitelesa, kot so npr. IgM, normalno neprehajajo skozi posteljico.Velika večina zdravil ima majhno molekulsko maso in nipresenetljivo, da mnoga zlahka prehajajo v plodovo kri, kar je vnekaterih primerih zelo nevarno.Plodov krvni obtokPlod prejema kisik iz materine krvi skozi posteljico (slika16.5A). Kri v popkovnih venah (dovodnih žilah iz posteljice zaplodov krvni obtok) je 80% nasičena s kisikom. Ta kri potuje doplodovih jeter, ki jih deloma obide skozi venski vod (lat. ductusvenosus) in teče naravnost v spodnjo votlo veno. Ostala kri greskozi jetra in po jetrnih venah v spodnjo votlo veno, zaradiprimešanja deoksigenirane krvi iz jeter pa je povprečnanasičenost krvi s kisikom v spodnji votli veni le še okoli 67%.Ob vstopu krvi v srce ima značilna anatomska zgradbaplodovega srca pomembno vlogo pri usmeritvi toka krvi. Večjidel krvi gre naravnost iz spodnje votle vene skozi desnipreddvor in ovalno odprtino (lat. foramen ovale) v levipreddvor. Manjši del, ki se mu pridruži tudi deoksigenirana kriiz zgornje votle vene, pa gre iz desnega preddvora v desni prekatin od tu v pljučno deblo (lat. truncus pulmonalis). V nerazpetihin nepredihanih plodovih pljučih je upor proti toku krvi zelovelik, tlak v pljučnem deblu pa je za več mm Hg večji kot vaorti, zato gre večji del krvi iz pljučnega debla skozi arterioznivod (lat. ductus arteriosus, Botallov vod) v aorto.Povzetek glavnih značilnosti plodovega krvnega obtoka:‣ levi in desni prekat sta vezana vzporedno in ne zaporednokot velja za krvni obtok odraslega človeka (slika 16.5A);‣ levi prekat iztisne približno za 20% več krvi v časovnienoti kot desni. To omogočajo povezave med pljučnim insistemskim obtokom, skozi katere kri delno “obide” pljuča,v katerih je upor proti toku krvi večji kot v plodovemsistemskem krvnem obtoku.Poporodne spremembe v krvnem obtoku novorojencaPo porodu povzroči podvezanje popkovnice nenaden porastupora v krvnem obtoku. Hkrati je prekinjena izmenjava plinovmed novorojenčevo in materino krvjo v posteljici, ki se še nirodila. To povzroči porast pCO 2 in padec pO 2 . Skupaj sta ti dvespremembi (po učinku enakovredni zadušitvi, asfiksiji) močnaspodbuda za vdih. Tako je normalno prvo dejanje novorojencazaporedje globokih vdihov, ki razpnejo pljuča in omogočijozačetek samostojne oksigenacije krvi v pljučih s kisikom izvdihanega zraka.Prvi vdihi povzročijo tudi izrazit padec tlaka v prsnem košu inpribližno 80% zmanjšanje upora v pljučnem krvnem obtokunovorojenca v primerjavi s plodom. Zato se zmanjša tlak vpljučnem deblu in pade pod vrednosti tlaka v aorti, tako da tikpo rojstvu kri teče skozi delno odprt Botallov vod v nasprotnismeri: iz aorte v pljučno deblo (slika 16.5B). Kmalu, v enemdnevu ali dveh, se ta vod zapre in med velikima arterijamaostane samo tanka vezivna povezava.AplacentaBCteloteloteloovalnaodprtinalevo srcelevo srcelevo srcearterijskivodarterijskivodpljučapljučapljučadesno srcedesno srcedesno srceSlika 16.5 Krvni obtok ploda, novorojenca in odraslega človeka.Za razlago glej besedilo.Še hitreje, v nekaj minutah po rojstvu, se zaradi sprememb vtlakih med levim in desnim preddvorom zapre tudi ovalno okno.V plodovem razvoju je ta povezava omogočala velik tok krvi izspodnje votle vene, skozi desni v levi preddvor, saj je bil tlak vtem manjši kot v desnem srcu. Padec upora v pljučnem obtoku92

azpetih in predihanih pljuč pri novorojencu pa povzroči obrat:tlak v desnem preddvoru je zdaj za več mm Hg manjši kot vlevem. Sprva je listič zaklopke, ki pokriva ovalno odprtino vlevem preddvoru, le prislonjen na pretin med preddvoroma,pozneje pa se pri večini ljudi dokončno zraste z njim.Tako se v nekaj dneh po porodu dihala in krvni obtoknovorojenca povsem prilagodijo potrebam samostojnegaživljenja kopenskega bitja (slika 16.5C).SlovstvoMcGeown JG (1996) Physiology, Churchil Livingstone,NewYorkVprašanja7. Med naloge posteljice sodijoa) izmenjava hranil in plinovb) popolna zaščita ploda pred škodljivimi dejavniki izokoljac) endokrina funkcijač) odstranjevanje odpadnih produktov fetalne presnove.8. Po rojstvu se v krvnem obtoku novorojenca odvijejonaslednje spremembea) močno pade upor v sistemskem krvnem obtokub) pade upor v pljučnem krvnem obtokuc) kri steče skozi Botallov vod v smeri iz pljučnega deblav aortoč) kri steče skozi Botallov vod v smeri iz aorte v pljučnodeblod) odpre se defekt v prekatnem pretinue) zapre se foramen ovale.1. Za gamete pri človeku velja, daa) so to edine celice z diploidnim številom kromosomovv telesub) nastajajo nove gamete pri obeh spolih skozi vseživljenjec) nastajajo iz matičnih celic z enostavno mitotskodelitvijoč) ne vsebujejo jeder in mitohondrijevd) noben odgovor ni pravilen.2. Pubertetaa) sovpada s povečanjem plazemske koncentracijegonadotropinovb) je obdobje, ko se razvijejo primarne spolne značilnostic) je obdobje, ko se razvijejo sekundarni spolni znakič) se v povprečju začne leto ali dve prej pri dečkih kotpri deklicahd) pri deklicah z zelo nizko telesno težo in premajhnimdeležem maščevja v telesu lahko nastopi z zamudo.3. Moški spolni hormonia) nastajajo izključno v modihb) povzročajo pojav sramnih dlak pri deklicahc) spodbujajo izločanje gonadotropinovč) so substrat za sintezo estrogenov v granuloznih celicahjačnega foliklad) noben odgovor ni pravilen.4. Za ovarijski ciklus velja, daa) ga delimo na proliferativno in sekretorno fazob) ga uravnavata gonadotropina FSH in LH, ki ju izločahipofizac) se v posameznem ciklusu vedno razvije le po enprimarni folikelč) ga delimo na folikularno in lutealno fazod) se med ovulacijo iz jajčnika sprosti oplojeno jajčece.5. V nosečnosti lahko pri materi ugotovimo naslednjenormalne spremembea) občuten padec telesne teže v tretjem trimesečjub) povečan volumen krvi in povečan minutni volumensrcac) upočasnjena bazalna presnovač) zmanjšan minutni volumen dihanjad) noben odgovor ni pravilen.6. Funkcije testosterona pri moškem soa) vplivi na vedenje in spolni nagonb) upočasnitev bazalne presnovec) spodbujanje rasti okostja in skeletnih mišicč) razvoj sekundarnih moških spolnih znakov v pubertetid) zaviranje spermatogeneze.93

17.3 URAVNAVANJE DELOVANJA KRVNIH OBTOČILMED NAPOROM17 FIZIOLOGIJA TELESNEGANAPORAMara BresjanacTelesni napor lahko za našo obravnavo opredelimo kot stanje,ko organizem opravlja zunanje delo. Kljub temu, da je zaizvajanje zunanjega dela potrebna predvsem ustrezna aktivnostskeletnih mišic, telesni napor v določeni meri terja prilagoditevcelotnega organizma in to različno glede na vrsto, intenzivnostin trajanje dela.17.1 PROIZVAJANJE ENERGIJE ZA MIŠIČNO DELOZato, da skeletna mišica opravlja zunanje delo, potrebujeenergijo (slika 17.1). Neposredni vir energije za mišično krčenjeprispeva hidroliza ATP. Zaloge ATP v mišici zadoščajo le zapribližno 10 zgibkov, zato se morajo sproti obnavljati.Kratkoročno se ATP obnavlja z refosforiliranjem ADP zvisokoenergijskim fosfatom, ki ga prispeva razgradnjakreatinfosfata, posebne skladiščne oblike visokoenergijskegafosfata v mišici. Zaloge kreatinfosfata v mišici lahko zadoščajoza zelo kratkotrajne (nekaj sekund trajajoče) napore. Daljšinapori zahtevajo druge vire za obnovo ATP. Iz zalog glikogenav mišici se odceplja glukoza, ki med glikolizno razgradnjo dopiruvata proizvede neto 2 mola ATP na mol glukoze. Vrazmerah, ko za mišično presnovo ni na voljo dovolj O 2(anaerobna presnova), se piruvat v mišici reducira do mlečnekisline (laktat). Če bi bila mišica za pridobivanje ATP odvisnale od anaerobne glikolize lastnih zalog glukoze, bi glikogen vmišici sicer zadoščal tudi za desetine minut trajajoče napore,toda čezmerno kopičenje laktata v mišici bi povzročilo padec pHv citosolu, kar bi zavrlo krčenje mišice. Kadar je za mišičnopresnovo na voljo O 2 (aerobna presnova, npr. pri zmerniobremenitvi) se piruvat iz glikolize v nadaljnjih encimskihreakcijah v mitohondrijih razgradi do CO 2 in H 2 O, pri tem pa sesintetizira še dodatnih 34 molov ATP na mol glukoze, ki jevstopila v glikolizo. Skupaj je tako z oksidativno razgradnjomola glukoze v mišični celici nastalo 36 molov ATP, kar lahko -ob neprekinjenem dotoku hranil - vzdržuje dolgotrajno mišičnodelo.17.2 AVTOREGULACIJA PRETOKA KRVI SKOZIMIŠICOZa aerobno presnovo v delujoči mišici je torej potrebno, da je navoljo ustrezen dotok O 2 in hranil. Za to je potreben ustrezenpretok krvi, za kar poskrbi mišica sama: pretok skozi mišico jepredvsem odvisen od lokalnega žilnega upora, ki je v mirovanjuvelik, zaradi česar je pretok krvi skozi mirujočo mišicorazmeroma majhen. Ob začetku mišičnega dela se prično izmišičnih celic sproščati produkti anaerobne presnove, kizmanjšujejo tonus arteriol, kar povzroči vazodilatacijo in padecupora, in prekapilarnih sfinktrov, kar olajša izmenjavo snoviprek kapilarne membrane. Temu pojavu pravimo avtoregulacijapretoka, saj aktivno tkivo samo lokalno uravnava pretok sspreminjanjem upora.Ker je pri telesnem naporu, ki zajame vse telo (npr. tek,plavanje) aktivnih veliko mišic, bi lahko zaradiavtoregulacijskega zmanjšanja upora v njih arterijski tlaknevarno padel. To se normalno ne zgodi, saj je uravnavanjearterijskega tlaka učinkovito. Na začetno zmanjšanjearterijskega tlaka se v nekaj sekundah odzovejo baroreceptorji(glej poglavje Srce in krvna obtočila). Zmanjšana frekvencaproženja AP v aferentnih vlaknih iz baroreceptorjev zmanjšainhibicijo vazomotoričnega centra v podaljšani hrbtenjači, ki sezato aktivira, kar poveča simpatično stimulacijo srca: povečatase frekvenca in utripni volumen srca, kar pomeni, da se povečačrpalna sposobnost srca.Hkrati se zaradi simpatičnih učinkov na žile (1) močno povečaupor v tistih delih krvnih obtočil, ki za akutno preživetje nisoključnega pomena: prebavila, ledvice, koža (prehodno, glejspodaj), in (2) zožijo se vene, kar zmanjša njihovo vlogo"rezervoarja" krvi v obtočilih, kri se iztisne proti srcu, poveča sevenski priliv. Povečanje venskega priliva skupaj z zvečanočrpalno sposobnostjo srca poveča minutni volumen srca, kilahko doseže 5 do 6-krat večjo vrednost od normalne.Selektivno povečanje upora v delu obtočil skupaj z zvečanjemMVS, kljub padcu upora v mišicah, povzroči povečanjearterijskega tlaka (slika 17.2). Če je zvečanje arterijskega tlakazadostno za normalen pretok skozi vitalne organe in delujočemišice, se takšno stanje ohranja med trajanjem telesnega napora.Zmožnost za aerobni telesni napor je torej ključno opredeljena ssposobnostjo, da se minutni volumen srca prilagodi potrebamcelotnega organizma.17.4 KRITJE POTREB PO KISIKU ZA AEROBNOPRESNOVO V AKTIVNIH MIŠICAHZato, da je povečanje pretoka krvi skozi delujoče mišiceučinkovito za vzdrževanje mišičnega dela, mora biti v arterijskikrvi vseskozi dovolj O 2 . Telesni napor je povezan z izrazitimpovečanjem pljučne ventilacije, ki pokriva potrebe aktivnegaorganizma po izmenjavi plinov v pljučih. Zato v razmerahzmerne telesne aktivnosti na zmerni nadmorski višini, kljubpovečani porabi kisika, oksigenacija krvi ni kritični dejavnik zatrajanje telesnega napora, saj je pri normalnem delovanju dihalin normalnem pO 2 v vdihanem zraku arterijska kri polnonasičena s kisikom. Obenem delujoča mišica poveča svojprivzem O 2 iz krvi: k temu prispeva več dejavnikov, ki lokalno,v delujoči mišici, zmanjšujejo afiniteto Hb do O 2 oziromaspodbujajo oddajanje O 2 s Hb. To sta predvsem (1) znižan pH vzunajcelični tekočini delujoče mišice in (2) lokalno zvečanatemperatura (glej sliko 4.10). Zaradi povečanega oddajanja O 2 sHb se arteriovenska razlika v vsebnosti O 2 v delujoči mišiciizrazito poveča. Poleg povečanega oddajanja O 2 iz krvi jepomembna sposobnost njegovega privzema. V mišici se nahajamioglobin (Mb), hemoglobinu podoben pigment. Nasprotno odHb, ki ima sigmoidno krivuljo odvisnosti nasičenosti s O 2 odpO 2 (glej poglavje Dihanje), je ustrezna krivulja Mb strma inpomaknjena v levo (slika 17.3), kar pomeni, da je pri istihvrednostih pO 2 afiniteta Mb za kisik dosti večja kot afiniteta Hbza kisik: Mb bo od Hb “rad” prevzel O 2 .95

A. ATP, KOT NEPOSREDEN VIR ENERGIJEkemičnaenergijaATPzaloga:~ 5 μmol/g mišiceADPtoplotaP izaloga omogoča10 kontrakcijkontrakcija+ mehansko deloB. REGENERACIJA ATPzaloga:~ 25 μmol/gmišiceCrPCrADPATPkratkotrajninapor1. razgradnja kreatin fosfataglikogenzaloga:~ 100 μmol/gmišiceglukozaANAEROBNOglukoza-6-P 1ATP1ATPneto izkoristek2 mol ATP/mol glukoze3 mol ATP/mol glukoza-6-P4ATPdaljši intenzivennaporβ−oksidacija maščob2. anaerobnaglikoliza2piruvata 2laktatJETRA IN SRCEAEROBNO6CO 22acetil-CoAcitratniciklus6O 2dihalnaverigaHO 2skupni neto izkoristek36 mol ATP/mol glukoze34ATPdolgotrajennapor963. oksidacija glukozeSlika 17.1 Energija za mišično delo.

18017.5 VIRI HRANIL ZA MIŠIČNO DELOMVS UV Fr(l/min) (ml) (utrip/min)140100601101009015105180sistolični tlakZa telesni napor mora biti na voljo dovolj mišičnih hranil.Vemo, da so za vzdrževanje mišičnega dela poleg mišičnegaglikogena, potrebne tudi glukoza iz jeter in proste maščobnekisline. Delež teh hranil, ki prispeva k nastanku energije zamišično delo pa je odvisen od trajanja in intenzivnosti napora.Sprva je najpomembnejši vir glikogen v sami mišici, ta senajhitreje razgrajuje v prvih minutah. Z naraščanjem pretokaskozi mišico ob nadaljevanju mišičnega dela pa postanejo vsebolj pomembni drugi viri: glukoza iz krvi (iz jetrnega glikogena)in proste maščobne kisline pri daljšem naporu (10 - 40 minut)predstavljajo skupaj okrog 80% vseh virov energije za mišičnodelo. S podaljševanjem napora proste maščobne kislineprispevajo vse večji delež energije. Povečano privzemanjeglukoze v mišice se nadaljuje tudi po koncu napora - obnavljajose zaloge glikogena.Pa(mm Hg)140100srednji arterijski tlak17.6 LEDVIČNA FUNKCIJA IN URAVNAVANJETELESNIH TEKOČIN MED NAPOROMTPRPoraba O 2AV razlikaO 2(mm Hg/ml/min)(ml/min)(ml/dl)600,0140,0100,00616008000151050diastolični tlak0 50 100 150delo (W)Slika 17.2 Krvna obtočila med telesnim naporom. Prikazane sonekatere poglavitne količine, ki se pri telesnem naporuspreminjajo.% nasičenosti100806040200BAA HbB mioglobin20 40 60 80 100 120pO (mm Hg)2Slika 17.3 Disociacijsik krivulji hemoglobina (Hb) inmioglobina za kisik. Razlika med krivuljama kaže, da je prienakem parcialnem tlaku kisika (v širokem razponu pO 2 )mioglobin bolj nasičen s kisikom kot hemoglobin.Med naporom se zmanjšata nastajanje in tok seča. To povzročitazmanjšanje pretoka krvi skozi ledvice zaradi vazokonstrikcije(kar zmanjša glomerularno filtracijo, reabsorpcija v tubulusihpobere več filtrata, zato se zmanjša tok seča), kot tudineposredni učinek simpatične stimulacije na izločanje renina izledvic. Renin namreč sproži mehanizme (nastanek angiotenzinain izločanje aldosterona, glej poglavje ledvice), ki zadržujejo solin vodo v telesu. Zato, kljub obilni izgubi tekočine in soli spotenjem, normalno lahko vzdržujemo potreben volumen krvi.17.7 TERMOREGULACIJA MED MIŠIČNIMNAPOROMVelik del (75 - 80%) presnovne energije se v aktivni mišicisprosti v obliki toplote, namesto da bi se porabila za mišičnokontrakcijo. Zato naraste tako temperatura v mišicah kot tuditemperatura krvi, ki teče skoznje. Pri daljšem telesnem naporuse temperatura jedra lahko dvigne za nekaj stopinj (npr. rektalnatemperatura pri maratoncih dosega tudi 41°C). Kot smo žeugotovili v odstavku o uravnavanju delovanja krvnih obtočilmed naporom, je za povečanje pretoka skozi aktivne mišicesprva potrebna tudi izrazita vazokonstrikcija v koži. V nasprotjus tem je pri daljšem naporu za ohranjanje telesne temperaturepotrebno povečano oddajanje toplote in zato tudi povečan pretokskozi kožo (glej poglavje o uravnavanju telesne temperature).Poveča se potenje in izhlapevanje znoja. Učinkovitost oddajanjatoplote skozi kožo je odvisna tudi od zunanjih dejavnikov(temperature, vlage). Včasih lahko povezava intenzivnegatelesnega napora z neugodnimi zunanjimi dejavniki za oddajanjetoplote pripelje do čezmernega segrevanja organizma in razvojat.i. toplotne kapi (glej poglavje Povečana telesna temperatura).17.8 TRENING IN UČINKI REDNE TELESNE VADBENi dolgo tega, kar je človeštvo krivilo prav telesni napor, ki jebil nujen za preživetje vsakega posameznika, za njegovo slabozdravje in počutje. Dandanes, ko je za velik del prebivalstva zaobstoj potrebno razmeroma malo izrazitih telesnih naporov in koza prenekatero zdravstveno težavo lahko pripišemo del vzrokovtelesni neaktivnosti, so postali zelo očitni in zaželeni koristniučinki rednega telesnega napora. Kakšni pa so učinki rednetelesne vadbe?Redni telesni napori ustrezne intenzivnosti vplivajo na delovanjecelotnega organizma. Učinki treninga se kopičijo in iz poskusovvemo, da je za povečano aerobno vzdržljivost potrebnih vsaj 2097

minut telesne vadbe vsaj trikrat tedensko. Pri tem je potrebnopreseči neko minimalno intenziteto napora: 60% maksimalnegaprivzema kisika za posameznika ali 60% njegove maksimalnesrčne frekvence. Različne vrste vadbe vplivajo različno narazvoj motoričnih spretnosti, mišične moči in vzdržljivosti.V mišicah lahko opazimo naslednje poglavitne učinke rednevadbe:‣ mišice hipertrofirajo,‣ poveča se gostota kapilar v mišicah,‣ poveča se vsebnost oksidativnih encimov zaradipomnožitve mitohondrijev v mišicah,‣ poveča se vsebnost mioglobina.5. Med telesnim naporom je presnova v organizmua) zmanjšanab) zvečana.Zato je tudi nastajanje toplotec) zmanjšanoč) zvečano.Telesna vadba vpliva tudi na srce: zmanjša se frekvenca srcatako v mirovanju kot tudi pri naporu, kar pomeni, da trenirančlovek lahko doseže ustrezno povečanje minutnega volumna vvečji meri s povečanjem utripnega volumna in ne predvsem spovečanjem frekvence.Ne nazadnje omenimo vsaj še koristne učinke redne telesnevadbe na splošno počutje, ki so dobro znani vsakomur, ki setovrstnih naporov ne brani.SlovstvoÅstrand PO, Rodahl K (1970) Textbook of work physiology.McGraw-Hill. New York.Vprašanja1. Neposredni vir energije za mišično delo jea) glukoza iz jeterb) stalen dotok prostih maščobnih kislin po krvic) kreatin fosfat v mišicič) ATP v mišicid) glikogen v mišici.2. Za zagotavljanje ustreznega dotoka O 2 in hranil inodplavljanja CO 2 v aktivni mišici je predvsem pomembnoa) spreminjanje upora v pljučnem krvnem obtokub) da je upor v žilah aktivne mišice konstantenc) da se upor v žilah aktivne mišice spreminja glede nakoncentracijo presnovnih produktovč) da je MVS konstantend) da je skupni periferni upor konstanten.3. Minutni volumen srca se med telesnim naporoma) povečab) zmanjšac) ne spremeni,zato kerč) se povečata črpalna sposobnost srca in venski prilivd) se poveča periferni upor in pade arterijski krvni tlak.4. Kritje potreb zmerno aktivne mišice po kisiku je učinkovitozaradia) olajšanega oddajanja O 2 s hemoglobina v aktivnimišici zaradi lokalno zvečanega pCO 2 in zvečanetemperatureb) manjše afinitete mioglobina za kisik kot je afinitetahemoglobina za kisikc) večje afinitete mioglobina za kisik kot je afinitetahemoglobina za kisikč) zvečanega pretoka krvi skozi delujočo mišicod) zmanjšane alveolarne ventilacije med naporom.98

Molekularne teorijeSTARANJEMarko Kreft in Robert ZorecOPREDELITEV STARANJA IN STAROSTIStaranje organizma se kaže kot postopno propadanje njegovezgradbe in pešanje funkcije. Razvije se s časom, povzročizmanjšanje adaptacijske sposobnosti organizma in zvečaverjetnost smrti. Kljub temu, da se proces staranja dejanskoprične že z oploditvijo jajčeca, starost opredelimo kot obdobjeposameznika, ki traja od petinšestdesetega leta starosti do smrti.Ta opredelitev ni povezana z biološkimi temelji staranja, temvečje plod socialnih norm, ki so povezane z upokojevanjem ljudi.GERIATRIJA IN GERONTOLOGIJAVeč ved se ukvaraja s staranjem. Zdravstvene vidike staranjaproučuje geriatrija. Njen temeljni cilj je s preventivnimi ukrepi,in s starostniku prilagojenim zdravljenjem ohraniti fizično,psihično in socialno stabilnost tudi v pozni življenjski dobi. Tacilj se tesno dotika dela fizioterapevta. Gerontologija pa je veda,ki raziskuje biologijo staranja, ukvarja se z mehanizmi, ki sopovezani s staranjem. Človek je edino živo bitje, ki skušazavestno upočasniti svoje staranje. Pri tem je pomembnorazumeti biološke temelje tega univerzalnega procesa, in prektega mehanizme, ki pospešijo ali zavrejo proces staranja.TEORIJE O STARANJUO vzrokih staranja je veliko pogledov in razlag. Podedovanidejavniki in tisti iz okolja vplivajo na potek staranja. Razlagestaranja so pogosto osredotočene na posamične strukture infunkcionalne spremembe na molekularni, celični ali sistemskiravni. V zadnjem času pa se uveljavlja mnenje, ki temelji naevolucijski teoriji.Evolucijska teorijaPo tej teoriji se organizmi starajo, ker se s starostjo zmanjšujejoselekcijski pritiski. V dodatno pojasnilo velja poudariti, da je zavsako biološko vrsto (vključno s človekom) ugodno in hkrativitalnega pomena ohraniti vrsto. Temelj selekcijskih pritiskov jepreživetje vrste. Zato se pri organizmih med evolucijo izberejotisti mehanizmi (evolucijska selekcija), ki omogočajo, da imajoodrasli osebki plodne potomce. Obdobje življenja, ki jepovezano s starostjo torej ni pomembno (ni selekcijskegapritiska), zato mehanizmi, ki ohranjajo vitalnost staregaorganizma, niso tako dovršeni. Zaradi tega se nekateri genilahko izrazijo do take mere, da je njihov učinek lahko škodljiv.Zaradi teh mehanizmov naj bi se s starostjo pogosteje pojavljalenaprimer katarakta, Alzheimerjeva bolezen, ateroskleroza, indruge bolezni.Temelj teh teorij je, da razlagajo staranje s pojavljanjemsprememb na molekularni ravni, kar pa je tesno povezano tudi sceličnim staranjem (glej spodaj). Molekularne spremembe vorganizmu so verjetno posledica zmanjšane intenzivnostidelovanja na celični ravni. Tako se na primer zmanjšaintenzivnost proizvodnje nekaterih beljakovin (pogosto so toencimi), s tem pa se zmanjša tudi intenzivnost popravljalnihmehanizmov na ravni DNA, translacije in postranslacijskihprocesov. Pri tem se intenzivnost nekaterih mutagenihdejavnikov ne zmanjša (ionizirajoče sevanje ozadja), zato seštevilo poškodb v celici povečuje s staranjem.Celične teorijeTemelj teh teorij je, da se organizem stara, ker se celice starajo.Dejavnike, ki so pri tem pomembni, uvrščamo v dve skupini:med endogene in eksogene.Med endogene dejavnike staranja uvrščamo genski programstaranja (predvidevajo obstoj genov, ki določajo dolgoživostobstoja celic). Če fibroblaste izoliramo iz dojenčka, se ti lahkopodvojujejo 60-krat, pri starem človeku pa le 40 krat. Pribolnikih s t.i. Wernerjevim sindromom (pospešeno staranje) pase fibroblasti v razmerah in vitro podvojujejo le 30 krat. Vzrokiza tako različno sposobnost podvajanja fibroblastov sonepoznani. Dolgoživost podvajanja je lahko posledica aktivacijespecifičnih genov, ki določajo staranje. Lahko je to posledicaspremembe ali izgube genov, ki spodbujajo razraščanje celic, alipa indukcije genov, ki inhibirajo razraščanje celic.Med razloge za različno dolgoživost celic nekateri omenjajohipotezo telomernih skrajšav. Telomere so konci kromosomovevkariontskih celic in sestojijo iz DNA in beljakovin. Pripodvajanju DNA kromosomskih koncev ne pomnožuje encimpolimeraza, ki je sicer zadolžena za podvojevanje DNA. Topočnejo posebni encimi telomeraze (drugo ime je reverznatranskriptaza, specifična za telomerno področje). Če se tiokvarijo, ali pa jih sploh ni dovolj, se telomere krajšajo, krajšatise prične cel kromosom. S tem pa se iz genoma izgubljajo genimed podvojevanjem DNA. Dolžina telomernih regij je posebejdolga pri spermijih in pri celicah zarodka, s staranjem pa setelomera kromosomov krajša. Rakave celice se lahkopodvojujejo v nedogled. Njihova »nesmrtnost« naj bi bilapovezana prav z mehanizmi, ki bi preprečevali izgubotelomernih regij kromosomov s podvajanjem med staranjemcelice.Po drugi strani eksogeni dejavniki tudi prispevajo k staranjucelice in vplivajo na molekularne spremembe celičnih sestavin(glej Molekularne teorije). Staranje pospešujejo poškodbe, kinastanejo med pretirano rabo celice (povečana obremenitev).Poškodbe nastanejo zaradi prostih radikalov, ki nastanejo zaradiionizirajočega sevanja in presnovne aktivnosti celice(mikrosomi, mitohondriji). Obremenitev celice s prostimiradikali blažijo mehanizmi, v katerih sodelujejo antioksidanti(npr. vitamin E in A), in encimi, ki inaktivirajo proste radikale.S staranjem pa se učinkovitost teh mehanizmov zmanjšuje. Vprid tej teoriji naj navedemo, da se v starih celicah (predvsem vjetrih, nevronih in v srčnih celicah) kopiči pigment lipofuscin.To je netoksičen pigment, ki nastane s peroksidacijo lipidov.Prosti radikali poškodujejo tudi DNA. V enem dnevu naj bi sezaradi tega spremenilo približno 10000 nukleotidnih baz nacelico. Reparativni mehanizmi navadno zmorejo napakepopraviti, a učinkovitost teh se s staranjem slabša, zato se v staricelici kopiči okvarjena DNA. Iz poškodovane genske zasnovenastanejo nefunkcionalne beljakovine ali pa sploh ne.99

Med staranjem se lahko bolj pogosto pojavljajo spremembeznotrajceličnih in zunajceličnih beljakovin tudi zaradi drugihprocesov. Med te spada neencimska glikacija, ki se kaže vspremenjeni funkciji in povečani nagnjenosti beljakovin kagregaciji. To naj bi bil pomemben patofiziološki mehanizemnastanka mikrocirkulacijskih sprememb pri sladkorni bolezni(glej istoimensko poglavje). S tem procesom povezujejo tudinastanek starostne sive mrene v očesu (senilna katarakta).Omeniti moramo tudi, da se med staranjem spremeni izražanjebeljakovin, ki sodelujejo pri nespecifičnem odgovoru napoškodbo. To so beljakovine, ki jih skupno poimenujemobeljakovine HSP (iz angl. heat-shock proteins). Če je celicaizpostavljena nespecifičnemu stresu (termične, radiacijske indruge poškodbe), se prične intezivna sinteza teh beljakovin.Njihova vloga je povezana s preprečevanjem denaturacije drugihbeljakovin in delujejo tako kot kalupi, ki spremljajo drugebeljakovine (angl./fr. chaperon, slov. spremljevalec). V ostarelicelici je izražanje teh beljakovin med nespecifičnim stresomzmanjšano.Sistemske teorijePraktično vsi organi in organski sistemi se s starostjo spremenijov svoji strukturi in v delovanju. Temelj sistemskih teorij je, darazlagajo staranje predvsem kot posledico sprememburavnavanja fizioloških količin.‣ Nevroendokrina teorija staranjaŠtevilne vitalne funkcije so uravnavane preknevroendokrinega sistema. S starostjo intenzivnosturavnavanja fizioloških količin peša, kar se kaže v manjšinadzorni funkciji živčevja in s tem zmanjšani funkcijitarčnih organov. Značilni primer je povezan z izločanjemrastnega hormona. Izločanje tega hormona je pod nadzoromhipotalamičnega sproščujočega hormona. Sproščanjerastnega hormona je povečano ob telesnem naporu. Dnevnose izločanje tega hormona spreminja, največ se ga sprosti vzačetku noči. Na tarčnem tkivu rastni hormon pospešisintezo beljakovin, poveča vstopanje aminokislin v celice.Rastni hormon mobilizira maščobne kisline iz maščevja,spodbuja njihovo razgradnjo za pridobivanje energije inspodbuja izločanje insulina. S starostjo se povprečnakoličina sproščenega rastnega hormona zmanjša. S tempojavom nekateri razlagajo relativno povečanje maščevja vtelesu starega človeka. S starostjo se zmanjšuje tudi deležmišičnine.‣ Imunološka teorija staranjaS starostjo se obrambna sposobnost imunskega sistemamočno zmanjša in s tem se poveča dovzetnost za okužbe.Slabljenje imunskega odgovora je povezano s starostnoinvolucijo timusa. Temelj staranja bi naj bil torej povezan spešanjem imunskega sistema. Zaradi izgube toleranceimunskega sistema se s starostjo tudi veča številoavtoprotiteles.SKLEPISorazmerno povečevanje populacije starejših ljudi v zahodnihdružbah zaradi podaljševanja povprečne življenjske dobe,povečuje tudi izdatke iz skladov za zdravstveno in socialnovarstvo. Kako zmanjšati probleme, ki so povezani z boleznimistarostnikov? Velik del sredstev se v razvitem svetu namenjaraziskavam temeljnih mehanizmov staranja. Kljub velikemunapredku v znanosti se zdi povsem gotovo, da telesnenesmrtnosti ni mogoče doseči.Starost je kljub nepriviligiranemu biološkemu položajupomembna v človeški družbi zaradi drugih stališč: na primerzaradi tega, ker je starost povezana z modrostjo. Omeniti veljatudi dejstvo, da se delež populacije ljudi, ki so starejši od 65 letav razvitih družbah povečuje, s tem pa se povečuje tudiekonomsko breme za celotno družbo. To je izjemnega pomenaza načrtovanje zdravstvene in socialne politike.SlovstvoMartin GM, Mian IS (1997) New mice for old questions. Nature390:18.Cotran R S, Kumar V, Robbins SL (1994) Pathologic Basis ofDisease. WB Saunders.Zakian VA (1996) Telomeres: Beginning to Understand the End.Science 270:1601.Sharma R (1988) Theories of Aging. In: Physiological basis ofaging and geriatrics. Timiras PS, (ed.) MacMillan, New York.Weindruch R (1996) Caloric restriction and aging. Sci.American.Vprašanja1. Starost jea) bolezenb) življenjsko obdobje posameznika po 50 letuc) življenjsko obdobje posameznika po 55 letuč) življenjsko obdobje posameznika po 60 letud) življenjsko obdobje posameznika po 65 letu.2. Vzroke staranja lahko pojasnimoa) z evolucijsko neprivilegiranostjo starostib) z molekularnimi spremembamic) s spremembami na celični ravnič) z iztirjenostjo na sistemski ravnid) s pojavom bolezni.3. Telomera je sestavni dela) mišičnega vlaknab) kromosomac) mitohondrijač) lizosoma.4. Med staranjem se telomerea) skrajšujejob) podaljšujejozaradi poškodb encimac) telomerazeč) polimeraze.5. Sistemske teorije razlagajo, da se starost razvije zaradimotenj uravnavanja va) nevroendokrinem sistemub) imunskem sistemuc) nastanku delitvenega vretenač) zaradi motenj pri ovulaciji.100

ODGOVORI NA VPRAŠANJAstr 6.1(a,c,č,d)2(a,b,č,d)3(b,č,d)4(b,č,d)5(a,c,č,d)6(b,c,d)7(b,c,d)8(a,č)str 7.9(a,b,c)10(b)11(b,c,č,d)12(b,č)str 12.1(b,č,d)2(b,d)3(a,b,c,č,d)4(b,c,č)5(b,č)6(b,d)7(b)8(c,č)str 13.9(a,č)10(č)11(b,č,d)12(b)13(a,b,č,d)str 23.1(b,c)2(b,c,č)3(b)4(b)5(a,b,c,č,d)6(b)7(c,č)str 24.8(b)9(b)10(c)11(a,b,c,č)12(č)13(a,č)14(a,b,d)15(b,č)16(d)str 34.1(a,č)2(a,d)3(c,d)4(č)5(a,c)6(c,d)7(a)8(a)9(a,b)10(b,c)11(c)12(a,č)str 39.1(a,b,c,d)2(a,č)3(c)4(a,c)5(a,b)6(b,c)7(a,b,č,d)8(a,b,c,č,d)9(a,b,c,č,d)10(a,c,č,d)str 40.11(c)12(č)13(c,d)14(a,b,c)15(c)str 42.1(a,č)2(b,d)3(b,č)4(a,d)str 43.5(b,č)6(a,d)7(a,c,d)8(c)str 49.1(b,c,d)2(a,c,č)3(b,c,č,d)4(a,c,d)5(č)str 50.6(a,b,c,č,d)7(b,č)str 54.1(c)2(a,c,d)3(b,č)4(b)5(b,c,d)6(a,č)7(c,č,d)8(c)9(b,c)10(b)11(a,c,č,d)12(b)13(c)14(a,d)15(b,č,d)str 55.16(a)str 59.1(č,d)2(b,c,d)3(a,c,č)4(b)5(b,č,d)6(b,d)7(c)8(b)str 60.9(a,č,d)10(b,č)11(a,d)12(b,d)13(a.č)str 66.1(b)2(a,b)3(c,d)str 67.4(a,d)5(a,b)6(a,b,c,č,d)7(a,b,c)8(a,b,c,č,d)9(a,č)10(a,c,č,d)11(b,c)12(a,c,č,d)13(a,c)14(b,d)15(a,c,č)str 74.1(b,č)2(b,c)3(b)4(b)str 75.5(d)6(c)7(b,č)8(a)9(c,č,d)10(b,č)11(b)12(a,b,c,č,d)13(c,č)14(d)15(a,d)16(c)str 80.1(b,c,č)2(a)3(d)4(c)5(č)6(b)7(d)8(a,b,c,č,d)str 82.1(a,b,d)2(c)3(b,č)4(c,č)str 84.1(b,d)2(č)3(b,d)4(a,c,č)str 86.1(c)str 87.2(c)3(č)4(b)5(b)6(a,c,d)7(b)8(b)9(b)str 93.1(d)2(a,c,d)3(b,č)4(b,č)5(b)6(a,c,č)7(a,c,č)8(b,č,e)str 98.1(č)2(c)3(a,č)4(a,c,č)5(b,č)str 100.1(d)2(a,b,c,č)3(b)4(a,c)5(a,b)207