Homeostaza II Ćw 4. Piotr Łaszczyca KFZiE, WBiOŚ

Transkrypt

1 Homeostaza II Ćw 4 Piotr Łaszczyca KFZiE, WBiOŚ

2 Składniki pokarmu Składniki budujące ciało i składniki pokarmu PIERWIASTKI - kryteria wyróżnienia grup - kryterium ilościowe niewystarczające Makroelementy: m > 3 % m.c. C, O, H, N, m > 0.1 % m.c. Ca, P, K, S, Na, Cl, Mezoelementy: m = % m.c. Mg, Fe, Mikroelementy: m < % m.c. Mn, Cu, J, Zn, Co, Mo, Se, F,... ZWIĄZKI: woda % m.c. białka % m.c. tłuszczowce % m.c. cukrowce % m.c. skł. mineralne % m.c.

3 Składniki pokarmu SKŁADNIKI EGZOGENNE: - nie będące produktami anabolizmu komórek - powstające poza organizmem, - uzyskiwane wyłącznie z pokarmem, - ew. jako prekursory Aminokwasy: Leu, Ile, Liz, Met, Cys, Fen, Tyr, Tre, Try, Wal Witaminy: A, D, E, K, F B, C, P Witaminy = prekursory koenzymów

4 Większemu gorzej oddychad Nieubłagana geometria V ~ l 3 S ~ l 2 S/V = 1/l V = 1 S = 6 S/V = 6 : 1 V = 8 S = 24 S/V = 3 : 1

5 Większemu gorzej oddychad Dyfuzja im dalej tym wolniej i mniej ds dt D A s mol ilośd przeniesiona [mol] t mol czas dyfuzji [min)] dc dx c wewn ds dt x odległośd D A dp dx c zewn stężenie D [ml / (cm 2 min)] przepuszczalnośd A [mol / dcm 3 ] [cm 2 ] powierzchnia Szybkośd dyfuzji gazu odwrotnie proporcjonalna do pierwiastka z masy molowej O 2-32 ; CO 2-44 Do 2 / Dco 2 = 6,6/5.7 = 1,16

6 Wnioski narzucają się same Zwiększad powierzchnię dyfuzji spłaszczad ciało, tworzyd wyrostki lub wpuklenia Na dużych odległościach zastąpid dyfuzję aktywnym transportem na nośnikach układ krążenia + krew lub hemolimfa z hemoglobiną, hemocyjaniną lub doprowadzid tlen bezpośrednio do miejsca zużycia poprzez system trachealny

7 Definicja operacyjna Co zrobid żeby zmierzyd PPM (BMR) ssaka lub ptaka? Mierzyd: w spoczynku fizycznym postawa ciała minimalizująca wydatek energetyczny w spoczynku umysłowym w warunkach relaksu, lecz nie snu brak stresu, podniecenia etc na czczo godzin lub dłużej jeśli długi pasaż jelitowy w temperaturze termoneutralnej minimalizującej koszt termoregulacji, tj. człowiek w stroju europejskim 20 o C, nago 28 o C

8 Równowaga termiczna PPM = Podstawowa Przemiana Materii KEA = Koszt Energetyczny Aktywności Promieniowanie - 55% Parowanie - 25% Unoszenie - 15% Przewodzenie - 5% w: 20 o C, 60% wilg., 0 m/s 38,2 36,8 KEA PPM 37,8 37,2 Równo-WAGA cieplna organizmu czyli Homeostaza termiczna (w mózgowiu) Przewodzenie Unoszenie Parowanie Promieniowanie

9 Przemiana materii Przeżywalność Termoregulacja i jej koszt Granice tolerancji Zasada Tolerancji Shelforda Pessimum Pejus Optimum Termopreferendum Pejus temperatura Pessimum PPM Koszt termoregulacji temperatura

10 Obszar stabilności Równowaga i jej objawy Tc M Q Temperatura ciała - Tc Ilość ciepła produkowanego - M Ilość ciepła traconego - Q I A II A III II B I B Temperatura otoczenia

11 Rozkład temperatur Gradient termiczny na powierzchni i od powierzchni w głąb ciała człowieka

12 Temperatura odczuwalna Wind Chill Syntetyczne wskaźniki mikroklimatu WC ( o F)= T 35.7 (V 0.16 ) T (V 0.16 ) Wikipedia

13 Sterowanie Wychłodzenie skóry zimno, brr! ZIMNO Obniżenie temperatury krwi w podwzgórzu Nagrzanie ciała uff! gorąco GORĄCO Podwyższenie temperatury krwi w podwzgórzu Sprzężenia zwrotne Regulacja hormonalna: NA, ACTH kortyzol, T 3 /T 4 Regulacja nerwowa - autonomiczna: zmiany ukrwienia, pocenie, stroszenie włosów - somatyczna postawa ciała, termogeneza drżeniowa ziajanie Regulacja behawioralna - unikanie, ukrywanie, - wykorzystanie własności środowiska Stres K ORTYKOLIBERYNY (CRH) K ORTYKOTROPINY ACTH KORA NADNERCZY K ORTYZOLU WĄTROBA i inne narządy TYLNE PODWZGÓRZE Ośrodek produkcji i zachowania ciepła PRZYSADKA MÓZGOWA Cz. przednia T YROLIBERYNY (TRH) T YROTROPINY (TSH) TARCZYCA T YROKSYNY (T 3 /T 4 ) MIĘŚNIE PRZYWŁOSOWE dawniej futro ŚRÓDMÓZGOWIE Ośr. Termogenezy Drżeniowej RDZEŃ KRĘGOWY Rogi boczne N EURONY SYMPATYCZNE RDZEŃ NADNERCZY N ORADRENALINY (NA) NACZYNIA SKÓRNE rumieniec mrozu RDZEŃ KRĘGOWY Rogi przednie M OTONEURONY PRZEDNIE PODWZGÓRZE Ośrodek utraty ciepła BEHAWIOR! MIĘŚNIE SZKIELETOWE NACZYNIA SKÓRNE PIEŃ MÓZGU Ośrodki krążeniowe RDZEŃ KRĘGOWY Rogi boczne N EURONY SYMPATYCZNE Rozszerzenie Gorąca różowa skóra Promieniowanie GRUCZOŁY POTOWE Nasilenie przemiany Termogeneza bezdrżeniowa Skurcz Stroszenie futra Gęsia skórka Zwężenie Zimna skóra Okresowo rozszerzenie Drżenie i Wzrost napięcia Szczękanie zębami Wydzielanie potu Chłodzenie Parowanie Produkcja i Zachowanie Ciepła Utrata Ciepła

14 Woda w organizmie Przedziały wodne w organizmie Woda Całkowita (TBW) 52-63% mc dorosłego, do 90% mc dziecka Wewnątrzkomórkowa (ICF) 50% TBW Zewnątrzkomórkowa (ECF) osocze, płyn tkankowy, chłonka Transkomórkowa (TCF) płyn mózgowo-rdzeniowy, śródgałkowy, jam ciała (opłucna, stawy ) soki trawienne

15 Bilans wodny Elementy bilansu wodnego (dobowo na przykładzie człowieka ) Straty Zyski Parowanie - z powierzchni ciała (0,5 l) - z narządów oddechowych (0,3 l) Wchłanianie przez powierzchnię ciała - z wody - z powietrza - z podłoża (0) Kał (0,1-0,2 l) Woda w pokarmie (ok. 0,3 l) Mocz (1,5 l) Picie (ok. 1,5 l) Inne wydzieliny (np. mleko ) Woda metaboliczna (ok. 0,7 l) Razem: 2,5 l Razem: 2,5 l

16 Regulacja Utrata wody wskutek np. pocenia Utrata krwi Wygląda koszmarnie ale to tylko zwykłe ujemne sprzężenia zwrotne Hormony: Wazopresyna Renina - Angiotensyna Aldosteron Tyroksyna ANP BARORECEPTORY WOLUMORECEPTORY UKŁAD WSPÓŁCZULNY PRAGNIENIE SERCE Reakcja presyjna Zwężenie Wzrost ukrwienia odżywczego nerki PODWZGÓRZE Wzrost stosunku stężeń Na/K w osoczu krwi WAZOPRESYNY NACZYNIA OPOROWE KORA NADNERCZY Wzrost przepuszczalności kanalików dla wody Wzrost resorpcji wody Obniżenie ciśnienia i objętości krwi Wzrost stosunku stężeń Na/K w moczu wtórnym w kanalikach dalszych ALDOSTERONU Uwalnianie RENINY Aktywacja ANGIOTENSYNOGENU ANGIOTENSYNA aktywna Zwężenie Obniżenie filtracji Wzrost resorpcji Na Wzrost utraty K Obniżenie ciśnienia krwi w tętniczkach doprowadzających nerki APARAT PRZYKŁĘBUSZKOWY NEFRONÓW W NERCE TĘTNICZKI DOPROWADZAJĄCE NERKI OSZCZĘDZANIE WODY