CORINT
EDUCAŢIONAL
Manualul a fost aprobat cu Ordinul ministrului Educaþiei ºi Cercetãrii nr. 4446 din 19.06.2006 în urma evaluãrii calitative organizate de cãtre Consiliul Naþional pentru Evaluarea ºi Difuzarea Manualelor ºi este realizat în conformitate cu programa analiticã aprobatã prin Ordin al ministrului Educaþiei ºi Cercetãrii nr. 3252 din 13.02.2006. Date despre autori: AUREL ARDELEAN — prof. univ. dr. la Universitatea de Vest „Vasile Goldiº” din Arad, autor sau coautor a 300 de lucrãri (culegeri de teste, lucrãri de laborator, manuale de Biologie pentru clasele a V-a ºi a IX-a, cursuri universitare) IONEL ROªU — prof. gr. I la Colegiul Naþional „Elena Ghiba Birta” din Arad, coautor a numeroase lucrãri (manual de Biologie pentru clasa a IX-a, „Anatomie ºi fiziologie umanã” — manual pregãtitor pentru admiterea în învãþãmântul superior ºi altele) CÃLIN ISTRATE — prof. gr. I la Liceul teoretic „Vasile Goldiº” din Arad, coautor a numeroase lucrãri (manual de Biologie pentru clasa a IX-a, „Anatomie ºi fiziologie umanã” — manual pregãtitor pentru admiterea în învãþãmântul superior” ºi altele) Referenþi ºtiinþifici: prof. gr. I Sorina Gavrilescu, Inspectoratul ªcolar Judeþean Arad prof. gr. I Anca Lazea Postelnicu, Colegiul Naþional „Elena Ghiba Birta” ºi „Moise Nicoarã”, Arad Redactor: Rodica Lungu Tehnoredactare computerizatã: Mihaela Dumitru Desene: Petruþa ªerban Coperta: Valeria Moldovan
Descrierea CIP a Bibliotecii Naþionale a României ROªU, IONEL Biologie: manual pentru clasa a XI-a / Ionel Roºu, Cãlin Istrate, Aurel Ardelean. – Bucureºti: Corint Educaþional, 2014 ISBN 978-606-8609-50-8 I. Istrate, Cãlin II. Ardelean, Aurel 57(075.35) 611(075.35) 612(075.35)
Pentru comenzi ºi informaþii, adresaþivã la: Editura CORINT EDUCAÞIONAL – Departamentul de Vânzãri Str. Calea Plevnei nr. 145, sector 6, Bucureºti, cod poºtal 060012 Tel.: 021.319.88.22; 021.319.88.33; 0748.808.083; 0758.225.443 Fax: 021.319.88.66; 021.310.15.30 E-mail:
[email protected] Magazinul virtual: www.grupulcorint.ro ISBN 978-606-8609-50-8
Toate drepturile asupra acestei lucrãri sunt rezervate Editurii CORINT EDUCAÞIONAL, parte componentã a GRUPULUI EDITORIAL CORINT. Tiparul executat la:
Cuvânt înainte Prezentul manual respectã programa de biologie pentru clasa a XI-a, ciclul superior al liceului, aprobatã de cãtre Ministerul Educaþiei ºi Cercetãrii prin ordinul nr. 3252 din 13.02.2006. În elaborarea manualului am pornit de la urmãtoarele considerente: — trebuie sã prezinte relaþii logice de continuitate faþã de materia studiatã în clasa a X-a; — sã asigure informaþia necesarã formãrii conceptului de culturã generalã, baza unei vieþi sãnãtoase; — sã asigure acumularea experienþelor necesare integrãrii pe piaþa muncii; — sã permitã abordarea diferenþiatã a prevederilor programei, în funcþie de filierã, profil ºi specializare; — sã asigure dobândirea competenþelor necesare continuãrii studiilor în învãþãmântul superior; — sã creeze posibilitatea obþinerii unor performanþe superioare. Pentru realizarea obiectivelor propuse, am considerat necesar sã introducem la fiecare capitol scheme ºi imagini necesare unei reactualizãri a principalelor structuri anatomice care stau la baza proceselor fiziologice de studiat. Noþiunile exemplificate pot fi utilizate parþial sau integral, în funcþie de nivelul de cunoºtinþe existent sau dorit. Cunoºtinþele de fiziologie, prezentate conform programei, pot fi ºi acestea abordate diferenþiat atât la nivel de clasã, cât ºi individual. Textul este exemplificat ºi completat cu numeroase imagini ºi tabele ºi cu un glosar cu termeni explicativi. Acestea sunt menite sã susþinã demersul didactic prin crearea posibilitãþii de a face comparaþii, de a stabili ierarhii ºi ordine de mãrime sau de a întãri persistenþa în memorie a noþiunilor prezentate. Informaþia, care uneori poate pãrea complexã faþã de tendinþa de decongestionare a materiei, considerãm cã este necesarã celor care doresc sã obþinã performanþe superioare în scopul accederii în facultãþile unde se practicã examene de admitere. Autorii
Studiazã 1 orã/sãptãmânã: — filiera teoreticã — profilul real, specializarea matematicã — informaticã; — filiera vocaþionalã — profilul artistic, specializarea coregrafie; — profilul sportiv, toate specializãrile; — profilul militar, specializarea matematicã — informaticã; — filiera tehnologicã — profilul resurse naturale ºi protecþia mediului. 2 ore/sãptãmânã: — filiera teoreticã — profilul real, specializarea ºtiinþele naturii. La profilul real, specializarea ºtiinþele naturii, conþinuturile se studiazã integral. La profilul artistic, specializarea coregrafie, conþinuturile se studiazã integral pe parcursul claselor a XI-a ºi a XII-a. La celelalte profile ºi specializãri, cu 1 orã/sãptãmânã, se studiazã numai conþinuturile nemarcate cu asterisc roºu.
3
Bibliografie selectivã Ardelean, A., Roºu, I., Istrate, C., Vaºloban, V. Anatomie ºi fiziologie umanã. Editura Corint, Bucureºti, 1999. Anthony, CP., Kolthoff, N.S. Fondamenti di anatomia e fisiologia dell'uomo. Casa Editrice Ambrosiana, Milano, 1977. Avilla, V.L. Biology a Human Endeavor. Bookmark Publishers, Chula Vista, California, 1992. Baciu, I. Fiziologie. E.D.P., Bucureºti, 1977. Cârmaciu, R., Niculescu, C., Torsan, L. Anatomia ºi fiziologia omului. E.D.P., Bucureºti, 1983. Comoroºan, S., Mitricã, N. Metodele laboratorului clinic. Editura Medicalã, Bucureºti, 1964. Ene, S., Sandu, Gh., Gãmãneci, Gh. Manual pentru clasa a X-a. Editura LVS Crepuscul, Ploieºti, 2005. Fox, S.I. Perspectives on Human Biology. Wm. C. Brown Publishers, Dubuque, 1991. Hãulicã, I. Fiziologie umanã. Editura Medicalã, Bucureºti, 1997. Martin, Elizabeth (ed.) Oxford Dicþionar de Medicinã, ed. a 6-a, Editura ALL, Bucureºti, 2005. Moll, K.J., Moll, M. Atlas de anatomia omului Winterthur, Editura ALL, Bucureºti, 1997. Papilian, V.V., Roºca, Gh.V. Tratat elementar de histologie. Editura Dacia, Cluj-Napoca, 1977. Pora, E. Homeostazia. Editura ªtiinþificã ºi Enciclopedicã, Bucureºti, 1981. Ranga, V., Dimitriu, R. Atlas de anatomia omului. Sistemul nervos central. E.D.P., Bucureºti, 1993. Rusu, V. Dicþionar medical, ed. a II-a, Editura Medicalã, Bucureºti, 2004. Stoica, M., Mihãilescu, I. Lucrãri practice de anatomie ºi fiziologie umanã. E.D.P. Bucureºti, 1981. Titircã, L. Urgenþele medico-chirurgicale. Editura Medicalã, Bucureºti, 2000. Vincent, P. Le Corps humain. Librairie Vuibert, Paris, 1983. *** Atlante di anatomia. Giunti Gruppo Editoriale, Firenze, 2000. ***Lexicon de simptome ºi sindroame. Editura Medicalã, Bucureºti, 1987.
Bibliografie indicatã pentru elevi Ardelean, A., Roºu, I., Istrate, C. Mic atlas de anatomie. Editura Corint, Bucureºti, 2002. Arnau, E. Lumea Invizibilã. O incitantã cãlãtorie în interiorul corpului omenesc. Editura Teora, Bucureºti, 1998. Crãciun, T., Crãciun, V. Mic dicþionar de biologie. Editura Albatros, Bucureºti, 1976. Ioan, C. Biologie în imagini ºi scheme. Editura Studenþeascã, Bucureºti, Vol. I 1998, Vol. II 1999. Pora, E. O cãlãtorie în corpul omului. Editura Ion Creangã, Bucureºti, 1985. Theodorescu, D. Mic atlas de anatomia omului. E.D.P., Bucureºti, 1982. Þibea, F. Anatomia omului. Atlas ºcolar. Editura Corint, Bucureºti, 1999.
4
Cuprins I. ALCÃTUIREA CORPULUI UMAN ............................6
1. PLANURI ªI RAPORTURI ANATOMICE ....................6 1.1. Planuri ºi axe ................................................................6 1.2. Regiuni ºi raporturi anatomice ......................................7 2. NIVELURI DE ORGANIZARE........................................8 Lucrãri practice ..................................................................10
II. FUNCÞIILE FUNDAMENTALE ALE ORGANISMULUI UMAN ............................................11
A. FUNCÞIILE DE RELAÞIE ............................................11 1. SISTEMUL NERVOS ......................................................11 Reactualizare ................................................................11 1.1. Clasificarea sistemului nervos din punct de vedere topografic ºi funcþional ..........................................13 *1.2. Proprietãþile neuronului..............................................14 1.2.1. Clasificarea neuronilor dupã funcþie..................14 1.2.2. Excitabilitatea.....................................................14 1.2.3. Conductibilitatea................................................15 1.2.4. Integrarea ..........................................................15 1.2.5. Sinapsa ..............................................................16 1.3. Sistemul nervos somatic ..............................................17 1.3.1. Funcþia reflexã a sistemului nervos somatic ..................................................................17 *Lucrãri practice ........................................................19 1.3.2. Funcþia de conducere ..........................................20 *1.3.3. Nervii spinali ....................................................23 *1.3.4. Nervii cranieni ..................................................24 1.4. Sistemul nervos vegetativ ............................................26 Noþiuni elementare de igienã ºi patologie ..........................30 *Lucrãri practice..................................................................31 Evaluare ..............................................................................32 2. ANALIZATORII ..............................................................33 Reactualizare................................................................33 2.1. Segmentele unui analizator ..........................................35 2.2. Analizatorul vizual ......................................................36 Lucrãri practice....................................................................40 Evaluare ..............................................................................41 2.3. Analizatorul auditiv......................................................42 2.4. Analizatorul vestibular ................................................43 2.5. Analizatorul cutanat ....................................................45 *2.6. Analizatorul gustativ ..................................................47 *2.7. Analizatorul olfactiv ..................................................48 *2.8. Analizatorul kinestezic ..............................................49 Noþiuni elementare de igienã ºi patologie ..........................50 Lucrãri practice....................................................................51 Evaluare ..............................................................................52 3. GLANDELE ENDOCRINE ............................................53 Reactualizare................................................................53 3.1. Hipofiza ........................................................................54 3.2. Tiroida ..........................................................................55 *3.3. Paratiroidele................................................................56 3.4. Glandele suprarenale ....................................................57 3.5. Pancreasul endocrin......................................................57 *3.6. Epifiza ........................................................................58 *3.7. Timusul ......................................................................58 3.8. Gonadele ......................................................................59 *3.9. Mecanismul general de reglare nervoasã ºi umoralã a secreþiei endocrine ..........................................................60. Disfuncþii endocrine ............................................................61 Evaluare ..............................................................................62 4. MIªCAREA........................................................................63 Reactualizare ................................................................63 *Principiile fizice ale motricitãþii ..............................64 4.1. Sistemul osos................................................................65 4.1.1. Scheletul..............................................................65 4.1.2. Funcþiile sistemului osos ....................................66 4.1.3. Creºterea oaselor ................................................66 *4.1.4. Articulaþiile ......................................................67 *4.1.5. Reparaþia osoasã ..............................................67 Noþiuni elementare de igienã ºi patologie.......................... 68 Evaluare ..............................................................................68 4.2. Sistemul muscular ........................................................69 4.2.1. Principalele grupe de muºchii scheletici ............69 4.2.2. Tipuri de contracþii ............................................70 *4.2.3. Structura fibrei musculare ................................70 *4.2.4. Fiziologia fibrei musculare ..............................71 *4.2.5. Manifestãrile contracþiei musculare..................73
Noþiuni elementare de igienã ºi patologie ..........................73 *Lucrãri practice..................................................................74 Evaluare ..............................................................................76 B. FUNCÞIILE DE NUTRIÞIE ..........................................77 1. DIGESTIA ªI ABSORBÞIA ............................................77 Reactualizare..................................................................77 1.1. Transformãri fizico - chimice ale alimentelor ............79 1.1.1. Digestia mecanicã ..............................................79 1.1.2. Digestia chimicã.................................................80 1.1.3. Absorbþia intestinalã ..........................................81 1.1.4. Fiziologia intestinului gros ................................82 Noþiuni elementare de igienã ºi patologie ..........................84 Lucrãri practice....................................................................85 Evaluare ..............................................................................86 2. CIRCULAÞIA....................................................................87 Reactualizare ............................................................87 2.1. Grupele sangvine........................................................88 2.2. Imunitatea ..................................................................89 *2.3. Hemostaza ºi coagularea sângelui..............................89 2.4. Activitatea cardiacã ....................................................90 2.5. Circulaþia mare ºi micã ..............................................92 Noþiuni elementare de igienã ºi patologie ..........................96 Lucrãri practice....................................................................96 3. RESPIRAÞIA ....................................................................99 Reactualizare ..............................................................99 3.1. Ventilaþia pulmonarã ................................................100 3.2. Volume ºi capacitãþi respiratorii ..............................100 3.3. Schimburile gazoase respiratorii ..............................101 Noþiuni elementare de igienã ºi patologie ........................103 Lucrãri practice..................................................................103 Evaluare ............................................................................104 4. EXCREÞIA ......................................................................105 Reactualizare ..................................................................105 4.1. Formarea urinei ........................................................106 4.2. Eliminarea urinei ......................................................107 4.3. Compoziþia urinei ....................................................107 Noþiuni elementare de igienã ºi patologie ........................108 Lucrãri practice..................................................................108 Evaluare ............................................................................109 5. METABOLISMUL..........................................................110 5.1. Metabolismul intermediar........................................110 5.1.1. Metabolismul glucidic ....................................110 5.1.2. Metabolismul lipidic........................................111 5.1.3. Metabolismul protidic......................................112 5.2. Metabolismul energetic ............................................113 5.3. Nutrimentele ............................................................114 5.3.1. Valoarea energeticã a alimentelor ºi raþia alimentarã 115 *5.4. Vitaminele ................................................................116 Evaluare ............................................................................117 C. FUNCÞIA DE REPRODUCERE..................................118 1. SISTEMUL REPRODUCÃTOR ..................................118 1.1. Sistemul reproducãtor masculin ..............................118 1.2. Sistemul reproducãtor feminin ................................119 2. SÃNÃTATEA REPRODUCERII ................................121 2.1. Planningul familial ..................................................121 2.2. Concepþie ºi contracepþie ..........................................121 2.3. Sarcina ºi naºterea ....................................................122 Noþiuni elementare de igienã ºi patologie ........................123 Evaluare ............................................................................123 D. ORGANISMUL - UN TOT UNITAR ..................124 1. Homeostazia mediului intern ..........................................124 *2. Principalele constante fiziologice ..................................125 *3. Rolul integrator al sistemului nervos ºi endocrin ..........126 Glosar ..............................................................................127
5
ALCÃTUIREA CORPULUI UMAN
I ALCÃTUIREA CORPULUI UMAN 1. PLANURI ªI RAPORTURI ANATOMICE 1.1. PLANURI ªI AXE Plan sagital Plan frontal
Ax transversal Ax sagital
Plan transversal
Pol cranial
Ventral (anterior)
Dorsal (posterior)
Ax longitudinal
Pol caudal
Fig. 1. Planuri ºi axe ale corpului uman.
6
Corpul uman este constituit din patru segmente: cap, gât, trunchi ºi membre. Capul cuprinde neurocraniul (cutia cranianã) ºi viscerocraniul (faþa). Gâtul (regiunea cervicalã) leagã capul de trunchi. Prezintã o regiune cervicalã posterioarã (ceafa) ºi o regiune cervicalã anterioarã (gâtul propriu-zis). Trunchiul este format din torace, abdomen ºi pelvis. Aceste structuri anatomice prezintã la interior cavitatea toracicã, cavitatea abdominalã ºi cavitatea pelvianã. În cele trei cavitãþi se aflã viscerele. Cavitatea toracicã este separatã de cavitatea abdominalã de cãtre diafragmã. Fiecare membru are în componenþa sa centura ºi membrul liber. Centura leagã membrul liber de trunchi. Membrele superioare sunt constituite din centura scapularã ºi membrul liber cu braþ (segment proximal, apropiat de centurã), antebraþ ºi mânã (segment distal, îndepãrtat de centurã). Membrele inferioare sunt constituite din centura pelvianã ºi membrul liber cu coapsa (segmentul proximal), gamba ºi piciorul (segmentul distal). Poziþia segmentelor corpului se descrie în funcþie de elementele de orientare, axe ºi planuri. Axele Axul longitudinal, vertical, în lungimea corpului, are un pol cranial (superior) ºi un pol caudal (inferior). Axul sagital, vertical, anteroposterior, are un pol anterior ºi un pol posterior. Axul transversal, orizontal, are un pol stâng ºi un pol drept. Planurile (fig. 1) Planul sagital împarte corpul în douã jumãtãþi simetrice, stângã ºi dreaptã. Planul frontal împarte corpul în douã pãrþi asimetrice, anterioarã (ventralã) ºi posterioarã (dorsalã). Planul transversal împarte corpul în douã pãrþi asimetrice, una superioarã (cranialã) ºi una inferioarã (caudalã). Se mai utilizeazã termenii: superficial (la suprafaþã), profund (în adâncime), proximal (apropiat) ºi distal (îndepãrtat).
ALCÃTUIREA CORPULUI UMANI 1.2. REGIUNI ªI RAPORTURI ANATOMICE cap (regiunea cefalicã)
craniu (regiunea cranianã)
frunte (regiunea frontalã)
faþã (regiunea facialã)
ureche (regiunea oticã) obraz nas (regiunea nazalã)
ochi (regiunea orbitalã)
gât (regiunea cervicalã) i h u
ºold (regiunea coxalã) regiunea inghinalã pubis (regiunea pubianã)
r
antebraþ (regiunea antebrahialã) încheietura mâinii
spate (regiunea dorsalã)
ombilic burtã (abdomen) pelvis
t
plica cotului
gât (regiunea cervicalã)
umãr
sân (regiunea mamarã)
n
braþ (regiunea brahialã)
ceafã
piept (torace)
c
subþioarã (regiunea axilarã)
gurã (regiunea oralã) bãrbie (menton)
cap (regiunea cefalicã)
palmã
membru superior
cot ºezut (regiunea fesierã)
ºale (regiunea lombarã)
deget mare (police) palmã
degete
dosul palmei
membru inferior
plica genunchiului
coapsã (regiunea femuralã)
gambã
genunchi
gambã
gleznã laba piciorului degete deget mare (hallux)
a
talpã (bolta plantarã)
b
cãlcâi
Regiunile corporale — ventral (a); dorsal (b)
regiunea costalã
regiunea epigastricã
hipocondru
regiunea abdominalã lateralã regiunea ombilicalã regiunea hipogastricã
regiunea iliacã
Regiunile cavitãþii toracice ºi abdominale Fig. 2. Regiunile corpului uman.
7
ALCÃTUIREA CORPULUI UMAN I
2. NIVELURI DE ORGANIZARE stimul
receptor
cale aferentã
conexiune inversã
centru de comandã
cale eferentã
efector
Rãspuns
Fig. 3. Autoreglarea sistemelor biologice.
8
Întreaga materie este organizatã în sisteme. Dintre sisteme, cele mai complexe sunt sistemele vii, sistemele biologice. Un sistem biologic are o organizare specificã, materializatã prin structura ºi funcþia sa ºi prezintã conexiuni interioare ºi cu exteriorul de naturã materialã, energeticã ºi informaþionalã. Însuºirile unui sistem biologic sunt: — caracterul informaþional; — integralitatea; — echilibrul dinamic; — autoreglarea. Caracterul informaþional se referã la faptul cã sistemele biologice moºtenesc un anumit bagaj informaþional, la care se adaugã informaþia proprie dobânditã în relaþiile cu mediul. Integralitatea. Un sistem biologic nu se reduce la suma însiºirilor pãrþilor sale componente, ci prezintã însuºiri structurale ºi funcþionale noi, caracteristice întregului, pe care nu le au pãrþile componente luate izolat. Echilibrul dinamic reprezintã starea staþionarã a sistemului în condiþiile permanentului schimb de substanþã, energie ºi informaþie ale acestuia cu sistemele înconjurãtoare. Autoreglarea este capacitatea de recepþie a informaþiei, de acumulare ºi prelucrare a acesteia, de selecþie a rãspunsului optim ºi de efectuare a rãspunsului adecvat (fig. 3). Existã o ierarhie a sistemelor în funcþie de nivelul fiecãruia de organizare. Orice sistem este alcãtuit din subsisteme — niveluri de organizare inferioare — ºi la rândul sãu este parte componentã a unui sistem mai complex, care reprezintã un nivel de organizare superior. Simplificat, în cazul organismului uman, putem lua în considerare urmãtoarea ierarhie a sistemelor: celulã, þesut, organ, sistem (aparat), organism (fig. 4). Celula este unitatea fundamentalã morfofuncþionalã ºi geneticã a organismelor vii. Ea este capabilã de metabolism, excitabilitate, creºtere, diferenþiere, autoreproducere ºi autoreglare. Toate celulele organismului provin din celula-ou (zigot). În urma proceselor de diferenþiere, care se desfãºoarã pe parcursul dezvoltãrii ontogenetice*, forma celulelor se diversificã în concordanþã cu funcþiile îndeplinite. * Cuvintele marcate cu asterisc sunt definite în glosarul de la sfârºitul manualului.
ALCÃTUIREA CORPULUI UMANI Pe parcursul dezvoltãrii ontogenetice se desfãºoarã o evoluþie cantitativã, materializatã prin creºterea numãrului de celule, ºi o evoluþie calitativã — histogeneza. Histogeneza este procesul de diferenþiere ºi specializare a celulelor, care duce la apariþia celor patru tipuri fundamentale de þesuturi: epitelial, conjunctiv, muscular ºi nervos. Forma de existenþã a celulelor în corpul uman este þesutul. Þesutul este o grupare de celule diferenþiate ºi interdependente, care au aceeaºi structurã ºi îndeplinesc aceeaºi funcþie. Histogeneza este urmatã de asamblarea þesuturilor în organe, organogeneza. În alcãtuirea organelor participã unul sau mai multe tipuri de þesuturi. Aceste þesuturi asigurã atât structura organului respectiv, cât ºi funcþionarea acestuia.
ORGANISM
SISTEM APARAT
*REÞINEÞI Dupã capacitatea de regenerare, þesuturile pot fi: slab specializate, capabile de regenerare (þesuturile epiteliale ºi conjunctive); z puternic specializate, fãrã capacitate de regenerare (þesuturile muscular ºi nervos). Numai celulele nematurizate, embrionare, sunt capabile de diferenþiere. Celulele mature diferenþiate îºi pierd aceastã capacitate. Uneori, în þesuturile epiteliale sau conjunctive rãmân celule nematurizate — celule de tip embrionar —, care se divid haotic ºi produc noi generaþii de celule care nu se mai diferenþiazã. În acest mod pot rezulta tumori maligne*. z
Organele sunt grupãri de þesuturi, identice sau diferite, care acþioneazã împreunã pentru îndeplinirea unei anumite funcþii. Organele care îndeplinesc funcþii similare sunt grupate în sisteme de organe. Un sistem reprezintã un ansamblu de elemente în interdependenþã, care funcþioneazã ca un întreg. Un sistem de organe reprezintã ansamblul de organe care contribuie la realizarea uneia din funcþiile esenþiale care asigurã viaþa organismului uman. Funcþiile organismului uman se pot grupa în: — funcþii „pentru sine”, care asigurã supravieþuirea individului în mediul de viaþã, adicã autoconservarea (funcþii de relaþie ºi funcþii de nutriþie); — funcþii „pentru specie”, care asigurã perpetuarea speciei (funcþia de reproducere).
Cresc: – complexitatea structuralã; – mãrimea unitãþilor; – necesitãþile energetice; – ordinea; – instabilitatea.
Creºte numãrul unitãþilor
ORGAN
ÞESUT
CELULÃ
Fig. 4. Nivelurile de organizare ale sistemului biologic uman.
9
ALCÃTUIREA CORPULUI UMAN
LUCR ÃRI PRACTI CE A. Executaþi corect un preparat microscopic cu celule din mucoasa bucalã. Recoltaþi, cu un ac spatulat, un fragment de mucoasã bucalã prin rãzuirea pereþilor laterali ai cavitãþii bucale. Aºezaþi-l pe o lamã într-o picãturã de carmin acetic sau albastru de metilen. Acoperiþi-l cu o lamelã, apoi observaþi preparatul la microscop, începând cu obiectivul 10x. Apreciaþi în câteva cuvinte calitatea preparatului obþinut, prin comparaþie cu imaginea alãturatã. Desenaþi imaginea din câmpul microscopic ºi identificaþi componentele celulare vizibile. B. Efectuaþi observaþii microscopice pe preparate fixe, cu secþiuni prin þesuturi, existente în laborator. Utilizaþi informaþiile astfel obþinute pentru recunoaºterea þesuturilor din imaginile de mai jos. 2
1
3
4
1._______________ 2._____________________ 3.__________________ 4._____________________ Nominalizaþi criteriile care au stat la baza deciziei. Identificaþi componentele þesuturilor recunoscute. C. Verificaþi-vã cunoºtinþele privitoare la organele corpului ºi raporturile lor anatomice. Utilizaþi planºele ºi mulajele adecvate, existente în laboratorul de biologie, precum ºi imaginea alãturatã, pentru descrierea, în termenii anatomici studiaþi anterior, a topografiei organelor corpului. D. Alte lucrãri recomandate 1. Observaþii microscopice pe secþiuni (preparate fixe) în: piele, segmente ale tubului digestiv, glande, cartilaj, os, vase sangvine, miocard, muºchi scheletic, mãduva spinãrii, scoarþa cerebralã etc. 2. Observaþii microscopice pe preparate proaspete din muºchi striat. 3. Examinarea structurii intestinului subþire proaspãt de porc. 4. Observarea elementelor figurate pe frotiu de sânge. 5. Disecþia inimii de mamifer. 6. Disecþia rinichiului de mamifer. 7. Observaþii macroscopice asupra encefalului de mamifer.
10
ALCÃTUIREA CORPULUI UMANI
II FUNCÞIILE FUNDAMENTALE ALE ORGANISMULUI UMAN A. FUNCÞIILE DE RELAÞIE 1. SISTEMUL NERVOS REACTUALIZARE Organele nervoase sunt formate din þesut nervos (neuroni ºi celule gliale), þesut conjunctiv ºi vase sangvine. Þesutul nervos formeazã atât sistemul nervos central, cât ºi cel periferic.
7 2
5 6
1
Fig. 5. Neuronul: 1. neurilemã; 2. neuroplasmã; 3. nucleu; 4. nucleol; 5. corpusculi Nissl; 6. neurofibrile; 7. dendrite; 8. axolemã; 9. axoplasmã; 10. celule Schwann; 11. teacã de mielinã; 12. strangulaþie Ranvier; 13. teacã Henle; 14. arborizaþie terminalã; 15. butoni terminali; 16. axon; 17. nucleul celulei Schwann; 18. membrana celulei Schwann.
3 4 6 9 17 8
10
10 16
12 11 11 8
6 11 17 10
7
6
12
4 9
13
5
3 2
18 9 12
14
8
15
1
Fig. 6. Structura sistemului nervos central: 1. mãduva spinãrii; 2. bulbul rahidian; 3. puntea; 4. mezencefalul; 5. cerebelul; 6. talamusul; 7. epifiza; 8. hipotalamusul; 9. hipofiza; 10. emisferã cerebralã; 11. girusuri ºi 12. ºanþuri ale emisferelor cerebrale.
11
SISTEMUL NERVOS
Zonele de asociaþie ale neocortexului mai constituie încã un subiect de cercetare pentru fiziologi ºi psihologi, prezentând multe necunoscute care îºi aºteaptã rezolvarea în viitor.
9 FA
10
8
7 P1
Pa
F1
P2
F2 1
5
8 6
10
T1
F3
O1
T2 3
T3
1
A
6
9
Fig. 7. Secþiune în mãduvã. A. Substanþã cenuºie: 1. neuroni somatosenzitivi; 2. neuroni somatomotori; 3. neuroni viscerosenzitivi; 4. neuroni visceromotori; 5. canal ependimar. B. Substanþã albã: 6. cordon anterior; 7. cordon lateral; 8. cordon posterior; 9. fisurã medianã anterioarã; 10. ºanþ median posterior.
Neuronii motori medulari îndeplinesc funcþii de centri nervoºi.
4
5
3
2
7
O3
2
4
B
O2
Fig. 9. Emisfere cerebrale — faþa lateralã: 1. ºanþ lateral Sylvius; 2. arie auditivã; 3. arie de asociaþie auditivã; 4. arie vizualã; 5. arie de asociaþie vizualã; 6. arie somestezicã primarã; 7. arie de asociaþie somestezicã; 8. ºanþul central Rolando; 9. arie motorie; 10. arie premotorie; F1, F2, F3, FA — girusuri ale lobului frontal; PA, P1, P2 — girusuri ale lobului parietal; O1, O2, O3 — girusuri ale lobului occipital; T1, T2, T3. girusuri ale lobului temporal. 1
6
7
1
2 3
2
Fig. 8. Cerebelul: 1. emisfere cerebeloase; 2. vermis.
12
4
5 8
Fig. 10. Emisfere cerebrale — faþa medianã: 1. corpul calos; 2. bulb olfactiv; 3. arii olfactive; 4. conturul paleocortexului; 5. conturul sistemului limbic; 6. trigonul cerebral; 7. girusul corpului calos; 8. ºanþul calcarin.
SISTEMUL NERVOS 1.1. CLASIFICAREA SISTEMULUI NERVOS DIN PUNCT DE VEDERE TOPOGRAFIC ªI FUNCÞIONAL Sistemul nervos îndeplineºte douã funcþii esenþiale: integrarea organismului în mediul înconjurãtor ºi coordonarea activitãþii tuturor þesuturilor, organelor ºi sistemelor care constituie organismul. Sistemul nervos, din punct de vedere morfologic ºi funcþional, este constituit din douã componente: sistemul nervos al vieþii de relaþie ºi sistemul nervos vegetativ. Sistemul nervos al vieþii de relaþie — SN somatic* — asigurã legãtura dintre organism ºi mediul extern, transformând excitaþiile, în funcþie de natura ºi intensitatea stimulilor, în senzaþii, reacþii de apãrare sau de adaptare. Sistemul nervos somatic cuprinde sistemul nervos central ºi sistemul nervos periferic (fig. 11). 1. Sistemul nervos central — SNC — este format din encefal ºi mãduva spinãrii. a. Encefalul cuprinde: — emisferele cerebrale; — diencefalul (talamus, epitalamus, metatalamus, hipotalamus); — cerebelul; — trunchiul cerebral (bulb rahidian, puntea lui Varolio, mezencefal). b. Mãduva spinãrii. Encefalul ºi mãduva spinãrii formeazã axul cerebrospinal sau nevraxul. 2. Sistemul nervos periferic este format din ganglioni nervoºi ºi nervi . Din punct de vedere al localizãrii, deosebim nervi cranieni ºi nervi spinali. Din punct de vedere funcþional, nervii sunt senzitivi, motori sau micºti. Sistemul nervos al vieþii vegetative — SNV — regleazã ºi coordoneazã activitatea organelor interne: nutriþia, respiraþia, circulaþia, excreþia etc. Sistemul nervos vegetativ cuprinde: — centri nervoºi situaþi în SNC; — ganglioni nervoºi ºi nervi. În componenþa sistemului nervos vegetativ intrã SNV simpatic ºi SNV parasimpatic. Ambele formaþiuni au o porþiune situatã în sistemul nervos central (constituitã din centri nervoºi vegetativi) ºi o porþiune perifericã, ce cuprinde ganglioni nervoºi ºi nervi vegetativi sau fibre vegetative în componenþa altor nervi.
Cele douã componente ale sistemului nervos, în permanentã conexiune morfo-funcþionalã, realizeazã unitatea organismului ºi legãtura sa cu mediul ambiant. Sistemul nervos este un sistem unitar de organe care realizeazã ºi regleazã funcþiile senzitive, motorii ºi psihice ale organismului în raport cu condiþiile variabile ale mediului. 1
2
5
1
6
3
4
2
3 4
11
7
8 10 A
9 B
Fig. 11. A. Componentele sistemului nervos: 1. encefalul; 2. mãduva spinãrii; 3. ganglioni nervoºi; 4. nervi. B. Regiunile mãduvei spinãrii ºi plexurile unor nervi spinali: 1. regiunea cervicalã; 2. regiunea toracicã; 3. regiunea lombarã; 4. regiunea sacralã; 5. plexul cervical; 6. plexul brahial; 7. plexul lombar; 8. plexul sacral; 9. plexul coccigian; 10. filum terminale; 11. coada de cal.
13
SISTEMUL NERVOS *1.2. PROPRIETÃÞILE NEURONULUI Neuronul este unitatea structuralã ºi funcþionalã a sistemului ºi þesutului nervos, capabilã de excitabilitate, conductibilitate ºi integrare (vezi fig.5). 1.2.1. Clasificarea neuronilor dupã funcþie Dupã funcþie, neuronii se grupeazã în: senzitivi, motori ºi de asociaþie (vezi fig. 7). a. Neuronii senzitivi sau receptori sunt neuronii pseudounipolari din ganglionii spinali, cu dendrita lungã, care trimit impulsuri de la receptorii specifici pentru sensibilitatea exteroceptivã* ºi proprioceptivã* (neuroni somatosenzitivi) ºi sensibilitatea visceroceptivã* (neuroni viscerosenzitivi). b. Neuronii motori sunt neuroni multipolari de dimensiuni mari, cu axon lung (neuronii motori din scoarþa cerebralã sau din substanþa cenuºie medularã). Ei determinã contracþia musculaturii scheletice (neuronii somatomotori) ºi a celei netede (neuronii visceromotori). c. Neuronii de asociaþie sau intercalari sunt neuroni de dimensiuni mici, care realizeazã legãtura dintre neuronii senzitivi ºi neuronii motori. Dendritele ºi axonii neuronilor constituie fibrele nervoase. Influxul nervos circulã centripet prin dendrite ºi centrifug prin axon. Fibrele nervoase pot fi amielinice, cu conducere din aproape în aproape, ºi mielinice, cu conducere saltatorie, rapidã. Fibrele mielinice prezintã trei teci (vezi fig. 5). A
K+
Membranã
Na+
B
Interior Exterior
Membranã
Interior
Fig. 12. A. Rolul pompei ionice în polarizarea membranei celulare. B. Potenþialul de repaus.
14
1.2.2. Excitabilitatea Excitabilitatea este proprietatea fundamentalã a unor celule vii (celule nervoase, musculare, glandulare etc.) de a reacþiona specific la acþiunea unor stimuli ºi se manifestã prin depolarizarea membranei (tab. 1). Tab. 1. Comparaþie între potenþialele de membranã ale diferitelor tipuri de celule Potenþial de repaus
Potenþial de acþiune
Fibra muscularã striatã scheleticã
–70 … –90 mV
30–40 mV
Fibra miocardicã ventricularã
– 90 mV
30 mV
Fibra muscularã netedã
– 50 … –60 mV
35 mV
0–100 mV
30–40 mV
Celulã
Neuronul
Exterior
Pompã ionicã
anioni organici
Teaca Schwann este formatã din celule gliale rãsucite în jurul fibrei. Între celulele Schwann se aflã strangulaþiile Ranvier*. Datoritã rãsucirii celulelor gliale în jurul fibrelor ºi expulzãrii citoplasmei acestora spre exterior, rezultã o suprapunere de membrane care formeazã teaca de mielinã, cu rol trofic, de protecþie ºi izolator. Teaca Henle acoperã la exterior fibra nervoasã în întregime, este de naturã conjunctivã ºi are rol de apãrare.
Polarizarea electricã a membranei (potenþialul de membranã). De o parte ºi de alta a membranei se gãsesc cationi difuzibili (Na+, K+), anioni difuzibili (Cl–) ºi nedifuzibili (organici). Anionii organici, macromoleculele proteice, se aflã în citoplasmã. În repaus, anionii Cl– predominã la exterior, respinºi de cei proteici. Repartiþia predominant la exterior a cationilor Na+ ºi predominant la interior a celor K+ se datoreazã pompei ionice (fig. 12. A). Acest sistem de transport activ expulzeazã permanent ºi rapid Na+ din celulã ºi introduce lent K+. Na+ acumulat la exterior încarcã pozitiv suprafaþa externã a membranei. Partea internã rãmâne încãrcatã negativ datoritã anionilor proteici, care predominã, chiar dacã existã ºi ioni K+. Potenþialul de membranã se datoreazã semipermeabilitãþii* acesteia ºi
SISTEMUL NERVOSI transportului activ al ionilor. Efectul acestor procese este repartiþia inegalã a ionilor pe cele douã feþe ale membranei. Potenþialul de membranã poate fi: de repaus sau de acþiune. Potenþialul de repaus. Starea membranei, caracterizatã prin dispunerea sarcinilor pozitive la exterior ºi a celor negative la interior, constituie potenþialul de repaus (fig. 12. B). Potenþialul de acþiune. Orice variaþie energeticã din mediul înconjurãtor (mecanicã, electricã, termicã, chimicã etc.) poate constitui un stimul sau un excitant. Acþiunea stimulilor externi asupra membranei celulare determinã modificãri fizico-chimice, care genereazã excitaþia. Depolarizarea, adicã inversarea stãrii de polarizare electricã, se datoreºte creºterii permeabilitãþii membranei pentru Na+ la locul acþiunii stimulului. Pãtrunderea Na+ modificã dispunerea sarcinilor electrice ºi genereazã potenþialul de acþiune (fig. 13: A, B). Inversarea sarcinilor electrice dureazã un timp extrem de scurt, deoarece permeabilitatea membranei pentru Na+ scade rapid, pompa ionicã reintrã în funcþiune ºi se restabileºte potenþialul de repaus. Fenomenul poartã numele de repolarizare. 1.2.3. Conductibilitatea Dacã intensitatea stimulului atinge o valoare prag sau o depãºeºte, excitaþia se propagã pe toatã suprafaþa membranei sub forma unei unde de depolarizare. Propagarea undei de-a lungul membranei constituie conductibilitatea celularã. Sarcinile electrice negative se comportã ca un catod ºi atrag sarcinile pozitive, creând curenþi locali care determinã deplasarea undei de depolarizare din aproape în aproape (fig. 13: B, C, D). În cazul fibrelor nervoase mielinice, teaca de mielinã se comportã ca un izolator, care determinã polarizarea ºi depolarizarea numai la nivelul strangulaþiilor Ranvier*, unde aceasta este întreruptã. Acest tip de deplasare a undei de depolarizare se numeºte conducere saltatorie. Intensitatea minimã a unui excitant necesarã pentru a produce un rãspuns poartã numele de prag. Dacã experimental se utilizeazã ca excitant curentul electric, valoarea prag se numeºte reobazã. Excitanþii sub valoarea prag nu produc rãspunsuri prin depolarizare. Pentru orice stimul care are sau depãºeºte valoarea prag, depolarizarea ºi conducerea excitaþiei se desfãºoarã cu aceeaºi intensitate. Acest mod unic de apariþie
stimul
+ + + + + + + + + + + + + A
–––––––––––––––– membranã polarizatã curenþi locali
–––– + + + + + + + + + B
+ + + + + –––––––––– depolarizare
membranã polarizatã curenþi locali
+ + + + + ––––– + + + + + C
–––– + + + + + –––– repolarizare depolarizare
polarizare
+ + + + + + + + D
–––––––––– + + + + + repolarizare
depolarizare
Fig. 13. Potenþialul de acþiune ºi conducerea excitaþiei: A. potenþial de repaus; B, C, D. conducere din aproape în aproape.
ºi conducere a excitaþiei constituie legea „tot sau nimic”. Stimularea repetatã cu excitanþi subliminali poate produce totuºi excitaþie, datoritã procesului de sumaþie (însumare a modificãrilor repetate de depolarizare). Excitabilitatea depinde ºi de timpul necesar unui stimul pentru a produce un rãspuns (timp util), dar ºi de bruscheþea cu care stimulul acþioneazã asupra membranei. La creºterea lentã a intensitãþii stimulului, membrana se adapteazã ºi celula nu mai rãspunde printr-o nouã depolarizare. 1.2.4. Integrarea Prin relaþiile neuro-neuronale ºi neuroefectoare, realizate prin sinapse, celulele nervoase realizeazã atât legãtura funcþionalã între structurile organismului (integrare internã), cât ºi adaptarea acestuia la condiþiile externe mereu schimbãtoare (integrarea în mediu).
15
SISTEMUL NERVOS 1.2.5. Sinapsa Sinapsele reprezintã legãturile morfofuncþionale de contiguitate* dintre neuroni. O sinapsã cuprinde trei componente (fig. 14): — componenta presinapticã este reprezentatã de butonul terminal al axonului, în care se gãsesc mitocondrii ºi vezicule cu mediator chimic (acetilcolinã, adrenalinã sau noradrenalinã); — fanta sinapticã este spaþiul sinaptic de 200–300 Å*, cuprins între membrana presinapticã a butonului terminal ºi cea postsinapticã; — componenta postsinapticã poate fi membrana diferenþiatã a unei dendrite (sinapsã axodendriticã), a unui corp neuronal (sinapsã axosomaticã) sau a unei fibre musculare (sinapsã neuromuscularã sau placã motorie). Prin intermediul sinapselor neuroneuronale se realizeazã o reþea de recepþie, conducere, stocare ºi integrare a informaþiilor, în vederea elaborãrii unor rãspunsuri reflexe sau voluntare. Aceste rãspunsuri sunt transmise prin intermediul sinapselor neuroefectoare la muºchi ºi glande, determinând reacþii de apãrare ºi adaptare a organismului la condiþiile variabile ale mediului. Etapele transmiterii sinaptice (fig. 15) sunt: — sinteza mediatorului chimic; — stocarea mediatorului în veziculele sinaptice; — eliberarea mediatorului în fanta sinapticã, în cantitate proporþionalã cu frecvenþa impulsurilor; — acþiunea mediatorului asupra membranei postsinaptice (creºterea permeabilitãþii); — apariþia potenþialului postsinaptic excitator (dacã în celulã pãtrunde Na+), sau a potenþialului postsinaptic inhibitor (când pãtrunde Cl–, ce determinã hiperpolarizarea membranei); — inactivarea enzimaticã a mediatorului. Datoritã succesiunii acestor procese apare întârzierea sinapticã de 0,5–1 ms. Circulaþia unidirecþionalã a impulsului nervos de-a lungul unui ºir de neuroni este determinatã de dispunerea veziculelor sinaptice numai în butonii terminali ai axonilor. În unele structuri (miocard, muºchi viscerali etc.) se descriu „sinapse electrice”, fãrã mediatori chimici ºi cu circulaþie probabil bidirecþionalã a influxului nervos.
16
1
2 3 4
5
Fig. 14. Sinapsã axodendriticã: 1 - axon; 2 - buton terminal; 3 - vezicule sinaptice; 4 - fantã sinapticã; 5 - dendritã. A
1 2 4
3
Ca2+
5 B
6
1
7
2
8
3
4
9 5
10
Fig. 15. Mecanismele transmiterii sinaptice. A. Etape: a - pãtrunderea calciului; b - acþiunea mediatorului asupra receptorului; c - reabsorbþia mediatorului neutilizat; d - reabsorbþia mediatorului inactivat;1. neurofibrile; 2. veziculã sinapticã; 3. mitocondrie; 4. influx nervos; - receptori. B. Mecanism: 1. veziculã sinapticã; 2. membranã presinapticã; 3. fantã sinapticã; 4. membranã postsinapticã; 5. receptor; 6. acetilcolinã; 7. colinesterazã; 8. colinã; 9. acetat; 10. acþiunea mediatorului membranei postsinaptice.
SISTEMUL NERVOS 1.3. SISTEMUL NERVOS SOMATIC Sistemul nervos îºi desfãºoarã activitatea prin acte reflexe cu centri nervoºi situaþi în substanþa cenuºie din diferitele segmente ale nevraxului, pe baza informaþiilor transmise prin fibrele nervoase din constituþia nervilor ºi din substanþa albã a sistemului nervos central. 1.3.1. Funcþia reflexã a sistemului nervos somatic Actul reflex este reacþia de rãspuns a organismului la acþiunea unui excitant, din mediul extern sau intern, asupra unui receptor. Suportul anatomic al actului reflex este arcul reflex (fig.16). Arcul reflex are urmãtoarele componente: — receptorul (proprioceptor, exteroceptor), care poate fi o formaþiune specializatã, un corpuscul sau o dendritã a unui neuron senzitiv; — calea aferentã, reprezentatã de prelungirile neuronilor senzitivi din ganglionii spinali sau din ganglionii omologi ai nervilor cranieni; — centrul reflex, reprezentat de neuronii motori medulari sau de centrii nervoºi din trunchiul cerebral, cerebel sau cortex, care genereazã impulsuri; — calea eferentã, axonii neuronilor motori medulari ºi fibrele motorii ale nervilor cranieni; — efectorul, muºchi scheletic. Conducerea influxului nervos prin arcul reflex se face în sens unic. *Funcþia reflexã a mãduvei spinãrii La nivelul mãduvei se închid: a. Reflexele monosinaptice. Se mai numesc reflexe miotatice sau osteotendinoase (de extensie). Arcul lor reflex este constituit din doi neuroni (reflexul rotulian, ahilian etc.). b. Reflexele polisinaptice. Se mai numesc reflexe de flexie sau reflexe nociceptive*, de rãspuns la acþiunea unui stimul nociv (exemplu: o înþepãturã, o loviturã etc.). Arcul reflex are cel puþin un neuron intercalar. *Funcþia reflexã a trunchiului cerebral În centrii nervoºi din substanþa cenuºie a trunchiului cerebral, situaþi în bulb, punte ºi mezencefal, se închid urmãtoarele reflexe somatice: — reflexe de tuse, strãnut, deglutiþie ºi vomã (în bulbul rahidian); — reflexe de supt, clipire ºi masticaþie (în punte); — reflexe de reglare a miºcãrilor ºi a alternanþei somn-veghe (în substanþa neagrã din mezencefal);
— reflexe de diminuare a tonusului muscular (în nucleul roºu din mezencefal); — reflexe de orientare a capului în funcþie de sursa de luminã (în coliculii cvadrigemeni superiori) sau în funcþie de sursa de zgomot (în coliculii cvadrigemeni inferiori din mezencefal). *Funcþia reflexã a cerebelului Din punct de vedere funcþional, cerebelul prezintã trei componente cu vechime filogeneticã diferitã: arhicerebelul, paleocerebelul ºi neocerebelul. a. Arhicerebelul sau lobul floculonodular, formaþiunea cea mai veche, îndeplineºte funcþia de reglare a echilibrului. Primeºte aferenþe vestibulare ºi proprioceptive inconºtiente. Lezarea arhicerebelului determinã pierderea echilibrului, dar nu afecteazã precizia miºcãrilor comandate de scoarþã. 1
A
4
2 3
6
7
8 10
B
5 9
13 11
12
Fig. 16. Arcul reflex medular: A. Structura nervului spinal: 1 - mãduva spinãrii; 2 - rãdãcinã posterioarã; 3 - ganglion spinal; 4 - receptor tegumentar; 5 - muºchi striat; 6 - trunchi mixt; 7 - rãdãcinã anterioarã; 8 - neuron de asociaþie; B. Arcul reflex spinal: 9 - receptori; 10 - cale aferentã; 11 - centru reflex; 12 - cale eferentã; 13 - efector.
17
SISTEMUL NERVOS b. Paleocerebelul, format din nucleii cerebeloºi, are rol în menþinerea tonusului muscular (alãturi de nucleul roºu, substanþa reticulatã ºi scoarþa cerebralã). El acþioneazã prin intermediul fasciculelor vestibulospinale ºi rubrospinale medulare. Extirparea paleocerebelului determinã creºterea tonusului muscular, iar excitarea determinã scãderea tonusului muscular. c. Neocerebelul, formaþiune nouã filogenetic, este constituit din emisferele cerebeloase ºi nucleul dinþat. Este caracterizat prin prezenþa cortexului cerebelos format din trei straturi celulare. Cel mai important este stratul mijlociu, ganglionar, format din celule piriforme* Purkinje. Neocerebelul asigurã coordonarea miºcãrilor fine comandate de scoarþa cerebralã, diminuând sau întãrind aceste comenzi ºi determinând astfel armonizarea activitãþii diferitelor grupe musculare. Extirparea neocerebelului este urmatã de pierderea capacitãþii de execuþie a miºcãrilor fine, tulburãri în mers ºi atonie. Extirparea totalã a cerebelului este compatibilã cu viaþa, funcþiile sale fiind preluate progresiv de cãtre cortex. Extirparea totalã, experimentatã la animale, determinã lipsa tonusului muscular (atonie), incapacitatea de a pãstra poziþia verticalã (astazie) ºi diminuarea capacitãþii de efort fizic (astenie).
diþionat (EN) ºi unul condiþionat (EC) (fig. 17). Mecanismul formãrii unui reflex condiþionat constã în stabilirea unei legãturi funcþionale temporare între focarele de excitaþie corticalã ale celor doi excitanþi care coincid, EN ºi EC. Excitaþia este procesul cortical activ, care provoacã, menþine sau intensificã activitatea nervoasã. Are un efect pozitiv asupra organismului. Inhibiþia este, de asemenea, un proces activ care se manifestã prin diminuarea sau încetarea unor activitãþi corticale. Excitaþia se poate transforma în inhibiþie ºi invers, proces de mobilitate denumit dinamicã corticalã. În cadrul dinamicii corticale deosebim: iradierea, concentrarea ºi inducþia reciprocã. Iradierea constã în extinderea excitaþiei sau a inhibiþiei dintr-o zonã corticalã în zone vecine legate funcþional de prima. Mãrimea procesului de iradiere depinde de intensitatea stimulului. Concentrarea este un proces activ, opus fenomenului de iradiere. El constã în revenirea excitaþiei sau inhibiþiei la zona iniþialã. Inducþia reciprocã constã în faptul cã un focar de excitaþie provoacã inhibiþie în jurul lui, în timp ce un focar de inhibiþie provoacã în jurul lui o zonã de excitaþie. Ea tinde sã limiteze extinderea excitaþiei sau a inhibiþiei, iar din aceastã interdependenþã rezultã un echilibru funcþional între cele douã procese.
centru vizual cortical
emisferã cerebralã
*Funcþia reflexã a scoarþei cerebrale La baza activitãþii corticale stau actele reflexe necondiþionate ºi condiþionate. Reflexele necondiþionate, înnãscute ºi comune tuturor indivizilor, sunt constante ºi invariabile. Arcurile lor reflexe existã de la naºtere ºi se închid la nivele inferioare ale nevraxului. Unele reflexe necondiþionate sunt simple (clipit, tuse, strãnut, secreþie salivarã etc.), altele sunt complexe (lanþuri de reflexe) ºi stau la baza formãrii instinctelor (alimentar, de reproducere, de apãrare, matern etc.). Reflexele condiþionate, dobândite în cursul vieþii, sunt temporare ºi individuale. Arcurile lor reflexe se închid la nivelul cortexului. Reflexele condiþionate se formeazã pe baza celor necondiþionate, prin coincidenþa repetatã în timp a doi excitanþi, unul necon-
18
excitant condiþionat ochi limbã excitant necondiþionat
hipotalamus VII, IX, X formaþiune reticulatã centru secretor bulbar
glande salivare
VII, IX
Fig. 17. Arcuri reflexe necondiþionate ºi condiþionate de salivaþie.
SISTEMUL NERVOS Formarea de reflexe condiþionate reprezintã un mecanism elementar al învãþãrii numit condiþionare clasicã (pavlovistã). El are la bazã asocierea cunoºtinþelor ºi deprinderilor ce urmeazã a fi însuºite, cu stimularea unor centri din sistemul limbic ºi diencefal. Stimularea centrului recompensei, când animalul de experiment executã corect actul învãþat, ºi a centrului pedepsei, când animalul greºeºte sau refuzã sã înveþe, grãbesc procesul de însuºire de noi cunoºtinþe. Acest mod de învãþare, bazat pe recompensã ºi
pedeapsã, poartã numele de condiþionare operantã. Este valabil ºi în cazul învãþãrii umane. Substratul elementar al învãþãrii este reprezentat de conexiunile sinaptice al cãror numãr creºte odatã cu vârsta ºi cu acumularea de noþiuni noi. Învãþarea este influenþatã de factorii ambianþi, de prezenþa unor stimuli suplimentari ºi de o motivaþie corespunzãtoare. Capacitatea de învãþare depinde nu numai de condiþionare, ci ºi de nivelul de inteligenþã, ca însuºire cognitivã.
*LUCRÃRI PRACTICE În funcþie de timpul avut la dispoziþie, un experiment se realizeazã pe baza unei fiºe de lucru ºi se finalizeazã printr-un referat întocmit de cãtre experimentator ºi pãstrat în portofoliul individual sau al grupei de lucru. Ambele materiale trebuie sã cuprindã: tema lucrãrii, obiectivul urmãrit, principiul lucrãrii, materialele necesare, tehnica de lucru, concluzii. Experimentul de mai jos poate servi drept exemplu. 1. Tema lucrãrii: reflexele medulare somatice. 2. Obiectivul lucrãrii: demonstrarea legilor reflexelor. 3. Principiul lucrãrii. Activitatea reflexã medularã se desfãºoarã conform urmãtoarelor legi: a) Legile lui Pflüger: legea localizãrii; legea unilateralitãþii; legea simetriei; legea iradierii; legea generalizãrii. b) Legea coordonãrii (Ch. Richet). 4. Materiale: broaºte decerebrate, stative, soluþii de acid acetic sau acid clorhidric, cu diferite concentraþii. 5. Tehnica de lucru. Verificarea experimentalã a acestor legi se realizeazã pe broascã decerebratã. Dupã trecerea ºocului operator (5–10 min) ºi restabilirea tonusului muscular, se atârnã broasca într-un stativ vertical. Se introduce degetul piciorului posterior drept în soluþii de concentraþii diferite, crescânde, de acid, b d f spãlându-se piciorul cu apã între încercãri ºi lãsând intervale de 10 minute între acestea. Pe mãsura desfãºurãrii experimentului, completaþi tabelul urmãtor. Identificaþi figurile corespunzãtoare legilor enumerate ºi stabiliþi arcurile reflexe implicate: 1. unilateral; 2. controlateral; 3, 4. intersegmentar. a
Concentraþii de acid CH3COOH 1%
HCl
Manifestãrile musculare
b
c
d
e
Legile reflexelor corespunzãtoare
5%
2,5%
10%
5%
15%
15%
20%
glacial
30%
6. Concluzii: Pe mãsura creºterii intensitãþii stimulului aplicat, se amplificã ºi rãspunsul organismului, datoritã implicãrii unui numãr crescând de neuroni situaþi în arii tot mai extinse ale mãduvei.
19
SISTEMUL NERVOS 1.3.2. Funcþia de conducere Funcþia de conducere a mãduvei spinãrii Are ca substrat anatomic substanþa albã constituitã în fascicule ascendente ºi descendente. Substanþa albã, aflatã la exteriorul mãduvei, este formatã din fibre nervoase mielinice. Coarnele substanþei cenuºii delimiteazã în substanþa albã trei perechi de cordoane: anterioare, posterioare ºi laterale. În interiorul cordoanelor se delimiteazã fascicule (tracturi) ascendente ºi descendente (fig. 18). Fasciculele ascendente sunt senzitive, iar cele descendente sunt motorii . În afara acestor fibre lungi, în substanþa albã medularã existã ºi fibre scurte, de asociaþie, care fac legãtura între diferitele segmente ale mãduvei (fascicule intersegmentare).
A
Emisfere cerebrale
Talamus Mezencefal Cerebel Punte 3
Bulb
1 Mãduvã 2
3
6
4
B
Emisfere cerebrale
Talamus
8 5
9 2 1
7
9 11
12
Mezencefal Cerebel
10
Punte
*Fig. 18. Tracturile substanþei albe medulare: A. Ascendente: 1. spinotalamic anterior; 2. spinotalamic lateral; 3. spinobulbare; 4. spinocerebelos direct; 5. spinocerebelos încruciºat. B. Descendente: 6. piramidal încruciºat; 7. piramidal direct; 8. rubrospinal; 9. tectospinal; 10. olivospinal; 11. vestibulospinal; 12. reticulospinal.
a. Cãile ascendente medulare sunt cãile sensibilitãþii. z Cãile sensibilitãþii exteroceptive (fig.19 A) sunt cãi specifice, lungi, cu proiecþie corticalã: — sensibilitatea tactilã grosierã — protopaticã, difuzã, este condusã prin fasciculul spinotalamic anterior; — sensibilitatea tactilã finã, epicriticã, este condusã la cortex prin fasciculele spinobulbare Goll ºi Burdach; — sensibilitatea termicã ºi dureroasã este condusã prin fasciculul spinotalamic lateral.
20
Bulb 6 4 Mãduvã 5
*Fig. 19. Cãi ascendente. A. Cãile sensibilitãþii exteroceptive: 1. fascicul spinotalamic anterior; 2. fascicul spinotalamic lateral; 3. fascicule spinobulbare. B. Cãile sensibilitãþii proprioceptive — fasciculele spinocerebeloase: 4. direct; 5. încruciºat; 6. fascicule spinobulbare.
*Stabiliþi pe figurile 19 A ºi B numãrul neuronilor care constituie aceste cãi. Comparaþi dispunerea fibrelor ºi traseul acestora.
SISTEMUL NERVOS z Cãile sensibilitãþii proprioceptive (fig. 19 B) sunt cãi specifice cu proiecþie corticalã sau subcorticalã: — sensibilitatea proprioceptivã inconºtientã este condusã prin fasciculul spinocerebelos direct (Flechsig), pentru partea inferioarã a corpului, ºi prin fasciculul spinocerebelos încruciºat (Gowers) pentru partea superioarã a trunchiului ºi pentru membrele superioare; — sensibilitatea proprioceptivã conºtientã este condusã prin fasciculele spinobulbare, cu proiecþie corticalã. z Cãile sensibilitãþii interoceptive sunt cãi nespecifice. Sensibilitatea interoceptivã este condusã prin fasciculele spinotalamice, alãturi de sensibilitatea tactilã, termicã ºi dureroasã, precum ºi prin substanþa reticulatã medularã. b. Cãile descendente sunt cãi ale motilitãþii, voluntare ºi involuntare. z Cãile motilitãþii voluntare. Motilitatea voluntarã este condusã prin fasciculele piramidale (corticospinale): direct ºi încruciºat (fig. 20). Ambele cãi pornesc din cortex ºi ajung la motoneuronii somatici medulari. Prin axonii acestora, influxul nervos se distribuie la musculatura scheleticã, determinând contracþii musculare conºtiente. z Cãile motilitãþii involuntare. Motilitatea involuntarã, automatã, este condusã prin cãile extrapiramidale (fig. 21), cu origine în trunchiul cerebral. În substanþa albã medularã se formeazã fasciculele: — rubrospinale, cu originea în nucleii roºii din mezencefal; — vestibulospinale, din nucleii vestibulari bulbari; — tectospinale, din coliculii cvadrigemeni din mezencefal; — olivospinale, din nucleii olivari bulbari; — reticulospinale, din substanþa reticulatã a trunchiului cerebral. Nucleii de origine ai acestor fascicule sunt subordonaþi cortexului. Controlul cortexului asupra nucleilor de origine ai cãilor extrapiramidale se realizeazã prin intermediul corpilor striaþi (ganglionii bazali) de la baza emisferelor. Motilitatea automatã are rol în menþinerea tonusului muscular ºi a echilibrului, în activitatea reflexã medularã, în coordonarea miºcãrilor ºi în realizarea unor activitãþi umane complexe (mersul, scrisul, condusul maºinii, cântatul la instrumente, înotul etc.). Atât cãile ascendente, cât ºi cãile descendente piramidale trimit colaterale la nucleii trunchiului cerebral ºi la substanþa reticulatã a acestuia.
Emisfere cerebrale
Talamus Corpi striaþi Mezencefal Cerebel Punte Bulb 1 2
Mãduvã
*Fig. 20. Cãile piramidale: 1. fascicul piramidal direct; 2. fascicul piramidal încruciºat. Emisfere cerebrale
Talamus Corpi striaþi Mezencefal Cerebel Punte Bulb 1 2 3 Mãduvã 4
*Fig. 21. Cãile extrapiramidale: 1. fascicul tectospinal; 2. fascicul rubrospinal; 3. fascicul olivospinal; 4. fascicul vestibulospinal.
Stabiliþi pe figurile 20 ºi 21 numãrul neuronilor care intrã în constituþia acestor cãi ºi dispunerea lor. Localizaþi sinapsele ºi descrieþi fiecare cale.
21
SISTEMUL NERVOS SINTEZ|: C|ILE MEDULARE Cãi descendente
Cãi ascendente Localizare
Tracturi z
Cordoane posterioare
z z
Cordoane laterale
Localizare
fascicule spinobulbare (Goll ºi Burdach)
Cordoane posterioare
spinotalamice laterale spinocerebeloase — directe (Flechsig) — încruciºate (Gowers)
Cordoane laterale
Cordoane anterioare Cordoane anterioare
z
spinotalamice anterioare
*Funcþia de conducere a trunchiului cerebral Funcþia de conducere a trunchiului cerebral este realizatã prin fibrele ascendente ºi descendente descrise la mãduvã, prin fibrele transversale din punte ºi prin fibrele proprii care leagã între ei diferiþi nuclei. Aceste fibre conduc impulsurile de la mãduvã la cortex ºi invers, între nucleii trunchiului sau între nuclei ºi mãduvã sau cortex. Cerebelul este conectat la trunchiul cerebral prin trei perechi de pedunculi cerebeloºi. Pedunculii cerebeloºi inferiori leagã cerebelul de bulb, pedunculii cerebeloºi mijlocii leagã cerebelul de punte, iar pedunculii cerebeloºi superiori leagã cerebelul de mezencefal. Ei sunt constituiþi din fibre aferente ºi eferente.
1 3
2
Fig. 22. Legãturile corticale: 1. fibre comisurale; 2. fibre de asociaþie; 3. fibre de proiecþie.
22
z z z z
piramidale încruciºate rubrospinale vestibulospinale laterale reticulospinale
piramidale directe tectospinale vestibulospinale mediale z olivospinale; reticulospinale z z z
*Funcþia de conducere a diencefalului În alcãtuirea diencefalului intrã talamusul, metatalamusul, epitalamusul ºi hipotalamusul (vezi fig. 6). a. Talamusul, prin nucleii care intrã în structura sa, constituie o staþie de releu pentru fibrele ascendente provenite de la mãduvã, bulb ºi cerebel în drumul lor spre cortex. Fac excepþie fibrele olfactive, vizuale ºi auditive, care nu au releu talamic. Nucleii talamici prezintã conexiuni talamo-corticale, talamo-striate (cu corpii striaþi), talamo-cerebeloase, talamo-bulbare ºi talamo-hipotalamice. Datoritã multiplelor conexiuni, talamusul reprezintã un centru de integrare a impulsurilor nervoase ascendente. b. Metatalamusul, format din corpii geniculaþi, reprezintã o staþie de releu pe calea fibrelor optice (care fac staþie în corpii geniculaþi laterali) ºi pe calea fibrelor auditive (care fac staþie în corpii geniculaþi mediali). Din corpii geniculaþi, fibrele nervoase se despart spre cortex ºi spre coliculii cvadrigemeni. *Funcþia de conducere a emisferelor cerebrale
1 3
Tracturi
Substanþa albã din interiorul emisferelor cerebrale, care reprezintã 60% din masa emisferelor, este constituitã din fibre de asociaþie, fibre comisurale ºi fibre de proiecþie ascendente (senzitive) ºi descendente (motorii). Între zonele corticale existã numeroase fibre de legãturã care asigurã unitatea funcþionalã a cortexului (fig. 22). Datoritã acestora, stimularea zonelor senzitive determinã rãspunsuri motorii sau vegetative adecvate, realizând o unitate senzitivo-motorie.
SISTEMUL NERVOS *1.3.3. Nervii spinali Nervii spinali se desprind din mãduva spinãrii. Sunt constituiþi din fibre nervoase, vase sangvine ºi þesut conjunctiv. Nervii spinali prezintã rãdãcini, trunchi ºi ramuri (fig. 23). Rãdãcina posterioarã este senzitivã. Ea este formatã din dendritele ºi axonii neuronilor din ganglionul spinal aflat pe traiectul ei. Dendritele sunt conectate cu receptorii tegumentari din muºchi, tendoane ºi articulaþii, ºi cu visceroceptorii. Axonii fac sinapsã cu neuronii senzitivi din substanþa cenuºie medularã. Rãdãcina anterioarã, motorie, este constituitã din axonii neuronilor motori medulari. Fibrele somatomotorii transmit impulsuri musculaturii scheletice, iar cele visceromotorii, musculaturii viscerale. Trunchiul nervului spinal este mixt. Ramurile sunt: dorsalã, ventralã, meningialã, comunicantã albã ºi comunicantã cenuºie. Distribuþia nervilor spinali Existã 31 de perechi de nervi spinali micºti: 8 perechi cervicali, 12 perechi toracali (dorsali), 5 perechi lombari, 5 perechi sacrali ºi o pereche coccigieni. Cu excepþia nervilor toracali, care se distribuie metameric* intercostal, ceilalþi nervi spinali formeazã plexuri*: cervical, brahial, lombar, sacrat ºi coccigian (vezi fig. 11 B). Din plexul brahial se desprind nervii membrelor superioare. Din plexul lombar se desprind nervii femurali iar din plexul sacrat se desprind nervii ruºinoºi ºi sciatici.Zonele tegumentului inervate de perechile de nervi spinali poartã numele de dermatoame.
2
1
4
6
5
9 8 3
7
10
11
12
Fig. 23. Rãdãcinile ºi ramurile nervului spinal: 1. rãdãcinã senzitivã; 2. ganglion spinal; 3. rãdãcinã motorie; 4. trunchi; 5. ramurã meningialã; 6. ramurã dorsalã; 7. ramurã ventralã; 8. ramurã comunicantã cenuºie; 9. ramurã comunicantã albã; 10. ganglion simpatic paravertebral; 11. ganglion visceral; 12. organ visceral. —— fibre somatosenzitive —— fibre viscerosenzitive —— fibre somatomotorii —— fibre visceromotorii
SINTEZÃ: RAMURILE ªI ROLUL NERVILOR SPINALI Ramuri
Fibre
Rol
Dorsalã
— senzitive — motorii — vegetative
— sensibilitatea spatelui — contracþia musculaturii spatelui — contracþia musculaturii netede din tegument
Ventralã
— senzitive — motorii — vegetative
— sensibilitatea regiunii anterioare a corpului — contracþia musculaturii anterioare — contracþia musculaturii netede din tegument
Meningialã
— vegetative
— inervaþia meningelor spinale
Comunicantã cenuºie
— vegetative
— legãtura cu ganglionii paravertebrali — sensibilitatea ºi motilitatea visceralã
Comunicantã albã
— vegetative
— legãtura cu ganglionii paravertebrali — contracþia musculaturii netede din tegument
23
SISTEMUL NERVOS *1.3.4. Nervii cranieni Nervii cranieni sunt analogi nervilor spinali, împreunã cu care formeazã sistemul nervos periferic. Ei sunt în numãr de 12 perechi (tab. 2. ºi fig. 24.). Nervii cranieni se pot grupa dupã funcþii în: senzitivi, motori ºi micºti. Nervii cranieni senzitivi (I, II, VIII) sunt constituiþi numai din fibre senzitive, aferente, care conduc excitaþiile de la telereceptori* — mucoasa olfactivã (I), retinã (II), organul Corti ºi receptorii statici din urechea internã (VIII) — la centrii nervoºi corespunzãtori din scoarþa cerebralã. Alte amãnunte despre nervii cranieni senzitivi veþi afla la studiul analizatorilor ale cãror segmente intermediare le constituie aceºtia.
I
VI
II III
Nervii cranieni motori (III, IV, VI, XI, XII) sunt constituiþi numai din fibre motorii, axoni ai neuronilor din nucleii motori ai trunchiului cerebral. Ei determinã motilitatea voluntarã la nivelul musculaturii somatice a capului sau motilitatea involuntarã la nivelul musculaturii netede, prin fibre vegetative motorii (III). Nervii cranieni micºti (V, VII, IX, X) sunt constituiþi atât din fibre somatosenzitive ºi viscerosenzitive, cât ºi din fibre somatomotorii ºi visceromotorii.
a b c
IV V
VII VII IX
a b
X XI
XII
Fig. 24. Nervii cranieni: I - olfactivi; II - optici; III - oculomotori; IV - trohleari; V - trigemeni, a - ramurã oftalmicã, b - ramurã maxilarã, c - ramurã mandibularã; VI - abducens; VII - faciali; VIII - vestibulocohleari, a - ramurã vestibularã, b - ramurã cohlearã (acusticã); IX - glosofaringieni; X - vagi; XI - accesori; XII - hipogloºi. —— fibre senzitive —— fibre motorii —— fibre vegetative
24
SISTEMUL NERVOS II
1 2 3 4
III IV V
5
VI VII VIII IX X
6 7
XI XII
8 9 10
Nervii cranieni prezintã o origine realã ºi una aparentã. Originea realã se aflã în nucleii din trunchiul cerebral pentru fibrele motorii somatice ºi vegetative ºi în ganglionii de pe traiectul lor pentru fibrele senzitive. Originea aparentã reprezintã zona în care fibrele nervilor motori sau micºti pãrãsesc trunchiul cerebral, respectiv zona în care intrã în trunchiul cerebral fibrele senzitive. Excepþie fac perechile I ºi II care nu aparþin trunchiului cerebral (fig. 25). Fig. 25. Trunchiul cerebral ºi originea aparentã a nervilor cranieni: Faþa anterioarã: II–XII. nervii cranieni; 1. chiasmã opticã; 2. hipofizã; 3. hipotalamus; 4. peduncul cerebral; 5. puntea lui Varolio; 6. bulb rahidian; 7. olive bulbare; 8. decusaþia piramidalã; 9. mãduva spinãrii; 10. nerv spinal. Tab. 2. Nervii cranieni, tipuri ºi teritorii inervate
Perechea
Tipul
Organele inervate
I olfactivi
senzitivi — epiteliul olfactiv din cavitatea nazalã
II optici
senzitivi — retina globului ocular
III oculomotori
motori
— muºchii extrinseci ai globului ocular: drept inferior, drept superior, drept intern, oblic inferior, prin fibrele motorii somatice — muºchii intrinseci ai globului ocular: muºchii circulari ai irisului ºi ai corpului ciliar, prin fibrele vegetative motorii
IV trohleari
motori
— muºchiul oblic superior al globului ocular
V trigemeni
micºti
— tegumentul feþei ºi dinþii prin ramurile senzitive oftalmicã, maxilarã ºi prin fibrele senzitive ale ramurii mandibulare — muºchii masticatori prin fibrele motorii ale ramurii mandibulare
VI abducens
motori
— muºchiul drept extern al globului ocular
VII faciali
micºti
— papilele gustative din cele douã treimi anterioare ale mucoasei linguale, prin fibrele senzitive — muºchii mimicii prin fibrele motorii — glandele salivare (sublinguale ºi submandibulare) ºi glandele lacrimale prin fibrele vegetative motorii
VIII vestibulocohleari
senzitivi — organul Corti din urechea internã prin ramura acusticã — receptorii statici din urechea internã prin ramura vestibularã
IX glosofaringieni
micºti
— papilele gustative din treimea de la baza limbii prin fibrele senzitive — unii muºchi ai faringelui prin fibrele motorii — glandele salivare parotide prin fibrele vegetative motorii — mucoasa faringianã ºi cea de la baza limbii prin fibrele senzitive
X vagi
micºti
— unii muºchi ai laringelui prin fibrele motorii somatice; — majoritatea viscerelor toracice ºi abdominale prin fibrele vegetative senzitive ºi motorii
XI accesori
motori
— muºchii sternocleidomastoidian ºi trapez
XII hipogloºi
motori
— muºchii limbii
25
SISTEMUL NERVOS 1.4. SISTEMUL NERVOS VEGETATIV Sistemul nervos vegetativ — SNV — coordoneazã ºi regleazã funcþiile organelor interne. Sistemul nervos vegetativ este constituit din douã componente: SNV simpatic ºi SNV parasimpatic (fig. 27). Ambele inerveazã aceleaºi organe, având de cele mai multe ori efecte antagonice. Din aceastã dublã acþiune rezultã tonusul neurovegetativ, care asigurã echilibrul dinamic al funcþiilor vitale. Sistemul nervos simpatic Componenta centralã a sistemului nervos simpatic este reprezentatã de centrii nervoºi aflaþi în coarnele laterale medulare, unde ajung axonii neuronilor aferenþi din viscere: centrii pupilodilatatori din mãduva cervico-dorsalã, vasomotori, pilomotori ºi sudorali din mãduva dorsalã. Componenta perifericã este reprezentatã de lanþurile ganglionare paravertebrale (22–25 de perechi de ganglioni uniþi prin ramuri interganglionare), plexurile viscerale (celiac, mezenteric superior, mezenteric inferior ºi hipogastric) ºi plexurile intramurale*. Cãile 1
2 3 5 4 6 8
1
2
4 3
7
5
6 8
Fig. 26. Tipuri de cãi motorii simpatice: 1. coarne laterale;2. rãdãcinã motorie; 3. ramurã comunicantã albã; 4. ramurã comunicantã cenuºie; 5. ganglion din lanþul simpatic paravertebral; 6. ganglion previsceral; 7. glandã medulosuprarenalã; 8. organe viscerale. —— neuroni preganglionari (fibre mielinice) – – – neuroni postganglionari (fibre amielinice)
26
eferente sunt constituite din doi neuroni. Sinapsa dintre neuronii preganglionari ºi neuronii postganglionari se face într-una din aceste formaþiuni nervoase, de regulã cât mai aproape de mãduvã (fig. 26). Sistemul nervos parasimpatic Sistemul nervos parasimpatic are douã componente centrale, care sunt localizate în trunchiul cerebral ºi în mãduva sacratã. a. Parasimpaticul cranian. În trunchiul cerebral se aflã: nucleul accesor al oculomotorului (III), de unde provin fibrele parasimpatice ale oculomotorului, nucleii salivator superior ºi lacrimal, de unde iau naºtere fibrele parasimpatice ale facialului (VII), nucleul salivator inferior, de unde pornesc fibrele parasimpatice ale glosofaringianului (IX) ºi nucleul dorsal al vagului (X), care reprezintã originea fibrelor parasimpatice vagale. b. Parasimpaticul sacrat. Acesta îºi are originea în segmentele medulare sacrate S2–S4. Componenta perifericã a SNV parasimpatic este constituitã, de asemenea, din doi neuroni, dar, spre deosebire de SNV simpatic, neuronul preganglionar face sinapsã cu neuronul postganglionar în pereþii organelor inervate sau în apropierea acestora.
Centrii vegetativi se pot grupa în: centri de comandã (cei din mãduvã, bulb ºi mezencefal) ºi centri de integrare (cei din formaþiunea reticulatã, hipotalamus ºi cortex). Sistemul nervos simpatic se distribuie difuz în pereþii organelor, spre deosebire de sistemul nervos parasimpatic care se distribuie în teritorii limitate. Plexurile intramurale conþin atât fibre simpatice, cât ºi fibre parasimpatice. Unele formaþiuni ganglionare au atât funcþii de staþii de releu, cât ºi funcþii de centri reflecºi.
SISTEMUL NERVOS glandã lacrimalã ganglion ciliar
iris muºchi ciliari
ganglion pterigopalatin VII IX ganglion submandibular X ganglion otic
glande submandibulare ºi sublinguale
plãmâni
III
glandã parotidã
bronhii
mezencefal
iris muºchi ciliari
punte glandã parotidã
bulb
glande sublinguale ºi submandibulare
ganglion cervical superior ganglion cervical mijlociu ganglion cervical inferior
plex pulmonar
T1 inimã plex cardiac
ficat
marele nerv splanhnic
pancreas intestin subþire
ganglion celiac
colon ascendent
medulo-suprarenalã nervul splanhnic mic
rinichi ureter
colon descendent
T12 L1
vezicã urinarã
splinã
stomac
colon sigmoid
nervul splanhnic lombar
rect
ganglion mezenteric superior ganglion mezenteric inferior
plex hipogastric
plex hipogastric organe genitale nervi pelvici
S2
lanþ ganglionar simpatic paravertebral
parasimpatic — linie roºie simpatic — linie albastrã fibre preganglionare — linie continuã fibre postganglionare — linie punctatã
Sistemul nervos vegetativ parasimpatic Fig. 27. Sistemul nervos vegetativ: ------------ sistemul nervos vegetativ simpatic
Sistemul nervos vegetativ simpatic ––––––– sistemul nervos vegetativ parasimpatic
27
SISTEMUL NERVOS Efecte ale stimulãrii simpaticului ºi parasimpaticului Sistemul nervos vegetativ, la fel ca sistemul nervos somatic, îºi desfãºoarã activitatea prin acte reflexe, având ca substrat anatomic arcuri reflexe vegetative. Sistemul nervos vegetativ are ºi un important rol integrator, prin armonizarea funcþiilor vitale ºi prin asigurarea mecanismelor homeostatice. Centrii nervoºi vegetativi realizeazã: — integrarea vegetativã propriu-zisã (simpaticoparasimpaticã) prin acþiunea antagonistã a celor douã sisteme (exemplu: reflexele pupilare); — integrarea somato-vegetativã, prin întrepãtrunderea unor funcþii vegetative cu manifestãri ale vieþii
de relaþie (exemplu: contracþia musculaturii striate, manifestare somaticã, este însoþitã de vasodilataþie, manifestare vegetativã); — integrarea neuro-endocrinã (exemplu: stimularea secreþiei hipofizare de cãtre centrii vegetativi hipotalamici). În tabelul 3 sunt redate asemãnãrile ºi deosebirile funcþionale dintre componentele sistemului nervos vegetativ. Principalii centri nervoºi vegetativi sunt localizaþi în mãduva spinãrii, în trunchiul cerebral, în diencefal (hipotalamus) ºi în sistemul limbic de la baza emisferelor cerebrale.
Tab. 3. Acþiunea sistemului nervos vegetativ asupra organelor efectoare Efectori Muºchi radiari ai irisului
Efectele SNV simpatic z
contracþie - dilatarea pupilei
Muºchi circulari ai irisului Muºchi ciliari radiari
— z
Efectele SNV parasimpatic — z
contracþie - micºorarea pupilei
relaxare - vedere la distanþã
Muºchi ciliari circulari
—
— z
contracþie - vedere de aproape
Bronhii
z
bronhodilatator
z
contracþie - vedere de aproape
Inima
z
cardioaccelerator
z
cardiomoderator
Vase coronare
z
coronaroconstricþie
z
coronarodilatator
Vase din tegument
z
vasoconstricþie
z
vasodilataþie
Vase din muºchi
z
vasoconstricþie
z
vasodilataþie
Vase din creier
z
vasoconstricþie
z
vasodilataþie
Stomac ºi intestin
z
diminuarea tonusului ºi motilitãþii z constricþia sfincterelor
z
Vezica urinarã
z
relaxarea muºchiului vezical z contracþia sfincterului vezical intern
z
Glande lacrimale
—
creºterea tonusului ºi motilitãþii z relaxarea sfincterelor contracþia muºchiului vezical z relaxarea sfincterului vezical intern z
vasodilataþie, secreþie glandularã abundentã
Glande salivare
z
secreþie redusã de salivã vâscoasã
z
secreþie abundentã de salivã apoasã
Glande gastrice ºi intestinale
z
inhibarea secreþiei
z
stimularea secreþiei
28
SISTEMUL NERVOS *Reflexele medulare vegetative. Se închid în coarnele laterale ale substanþei cenuºii medulare. Receptorii sunt interoceptori, iar efectorii sunt glande sau muºchi viscerali. Exemple de reflexe medulare vegetative: pupilodilatator, cardioaccelerator, vasomotor, de sudoraþie, pilomotor, de micþiune, de defecaþie ºi sexuale. *Reflexele vegetative care se închid în trunchiul cerebral: reflexele de salivaþie pentru glandele parotide, reflexele respiratorii ºi cardiovasculare (în bulb); reflexele lacrimale ºi de salivaþie pentru glandele sublinguale ºi submandibulare (în punte); reflexele pupilare fotomotorii ºi de acomodare la distanþã (în mezencefal). *Funcþiile hipotalamusului. Hipotalamusul, centru de integrare vegetativã, îndeplineºte urmãtoarele funcþii: — menþinerea constantã a temperaturii corpului prin termogenezã* ºi termolizã*;
— reglarea metabolismului intermediar ºi hidric; — reglarea secreþiei adenohipofizare ºi, prin aceasta, a sistemului endocrin; — reglarea aportului alimentar ºi hidric (a senzaþiilor de foame, sete, saþietate); — reglarea funcþiilor respiratorii ºi cardiovasculare; — reglarea funcþiilor sexuale; — intervine în stãrile emoþionale, de comportament ºi de stres; — coordonarea alternanþei stãrilor de veghe ºi somn. Hipotalamusul este conectat cu trunchiul cerebral, talamusul, paleocortexul ºi neocortexul. Hipotalamusul, cea mai importantã regiune a diencefalului, constituie împreunã cu sistemul limbic o unitate funcþionalã. Rolul sãu esenþial de control ºi integrare a funcþiilor vegetative îndreptãþeºte numele de „creier vegetativ” care i-a fost dat.
Tab. 4. Comparaþie între arcul reflex simpatic ºi arcul reflex parasimpatic Arcul reflex
SNV simpatic
Receptori
z z z
Cãi aferente
z
Centri nervoºi
z
Baroreceptori Chemoreceptori Osmoreceptori din viscere
Efectori
z z z
Baroreceptori Chemoreceptori Osmoreceptori din viscere
Neuroni pseudounipolari din ganz Neuroni din ganglionii nervilor cranieni VII, IX, X ºi glionii spinali fibre ale parasimpaticului sacrat z Fasciculele spinotalamice ºi substanþa reticulatã medularã Centri nervoºi situaþi în: – coarnele laterale medulare – hipotalamus – sistemul limbic
Cãi eferente
SNV parasimpatic
Fibre visceromotorii din nervii spinali – constituite din doi neuroni: un neuron preganglionar scurt ºi un neuron postganglionar lung – sinapsa în ganglionii paravertebrali sau viscerali – mediatori chimici: adrenalina ºi noradrenalina
z
z
muºchi netezi viscerali: – miocard – glande
Centri nervoºi situaþi în: – mãduva sacratã (parasimpaticul sacrat) – nuclei din trunchiul cerebral (parasimpaticul cranian); – hipotalamus – sistemul limbic
z
Fibre visceromotorii ale nervilor cranieni III, VII, IX, X – constituite din doi neuroni: un neuron preganglionar lung ºi un neuron postganglionar scurt – sinapsa în peretele organului sau în apropierea lui
z
– mediator chimic: acetilcolina z
Muºchi netezi viscerali: – miocard – glande
29
SISTEMUL NERVOS NOÞIUNI ELEMENTARE DE IGIENÃ ªI PATOLOGIE Pentru menþinerea stãrii de sãnãtate a organismului, este necesarã cunoaºterea cauzelor care determinã îmbolnãvirea, a posibilitãþilor de identificare a diferitelor boli ºi mai ales a mãsurilor de prevenire a acestora. BOLI
CAUZE
Meningitã Diverse: infecþioase, toxice, — inflamaþia meningelor alergice, factori fizici, factori chimici
SIMPTOME
PREVENIRE
Febrã, dureri de cap, vãrsãturi, stare generalã alteratã, fotofobie, sensibilitate cutanatã exageratã, înþepenirea cefei
Adoptarea unui regim raþional de activitate ºi odihnã, evitarea factorilor naturali nocivi — frig sau cãldurã excesive, curenþi de aer, intemperii etc.
Encefalitã — inflamaþia þesutului nervos cerebral
Infecþioase, virotice ºi bacte- Febrã, dureri de cap, vãrsãturi, Evitarea înþepãturilor unor riene stare generalã alteratã, fotofobie, insecte transmiþãtoare, în sensibilitate cutanatã exageratã, special þânþarii înþepenirea cefei, dureri musculare, tulburãri ale funcþiilor cerebrale motorii (paralizii, pareze) ºi tulburãri psihice
Hemoragie cerebralã — ieºirea sângelui din vasele cerebrale în þesuturi ºi cavitãþi (accident vascular cerebral)
Ruperea vaselor de sânge cerebrale la bolnavii cu tensiune arterialã crescutã, sau în traumatisme
Comã z Urmare a unor grave — stare patologicã de suferinþe ale centrilor inhibiþie profundã a acti- nervoºi superiori z Poate fi stadiul final al vitãþii nervoase supeunor boli grave ale sistemurioare lui nervos central z Accidente, intoxicaþii
Paloare, agitaþie, hipotensiune, accelerarea pulsului ºi ritmului respirator, senzaþia de sete, dureri de cap, vãrsãturi, comã
Evitarea consumului de alcool ºi cafea, evitarea consumului de tutun ºi droguri
Pierderea cunoºtinþei, a z Evitarea surmenajului, a sensibilitãþii ºi motricitãþii activitãþii nervoase excesive, voluntare, cu pãstrarea funcþiilor a supãrãrilor ºi conflictelor fundamentale — circulaþia ºi de orice fel z O viaþã echilibratã din toarespiraþia te punctele de vedere
Convulsii Apar ca simptome în diferite Succesiuni de contracþii muscu— simptome ale unor boli: epilepsie, tetanie, iste- lare involuntare, locale sau genboli ºi nu o boalã în sine rie, intoxicaþii, otrãviri, stãri eralizate febrile la copii ºi sugari
LIGA ROMÂNÃ PENTRU SÃNÃTATE MINTALÃ CENTRUL DE RESURSE
30
A N X I E T A T E A
SISTEMUL NERVOS
LUCRÃRI PRACTICE * 1. Demonstrarea reflexelor osteotendinoase Reflexul osteotendinos rotulian este un reflex medular proprioceptiv monosinaptic, care poate fi demonstrat prin lovirea tendonului de sub rotulã, cu un ciocãnel de cauciuc sau cu muchia palmei, din poziþia picior peste picior. Se produce o miºcare reflexã bruscã de extensie a gambei. Reflexul osteotendinos ahilian, reflex medular proprioceptiv monosinaptic, se poate declanºa prin lovirea tendonului lui Achille atunci când piciorul este îndoit în unghi drept ºi gamba se sprijinã pe un scaun. Se manifestã prin contracþia muºchilor gemeni ºi extensia labei piciorului 2. Observaþii microscopice asupra fibrelor nervoase Se spinalizeazã o broascã ºi se izoleazã nervii sciatici. Se secþioneazã segmente de 2 cm lungime care se aºazã pe lame de sticlã în câte o picãturã de ser fiziologic. Un capãt al segmentului de nerv se þine fix, în timp ce înveliºul conjunctiv al acestuia se disociazã longitudinal cu ajutorul unui ac de disecþie. Fibrele nervoase din constituþia nervului se îndepãrteazã apoi cu atenþie unele de altele în lateral, cu ace, pentru a le izola unele de altele. Preparatul astfel obþinut se etaleazã pe o lamã microscopicã, se coloreazã cu soluþie de albastru de metilen, apoi se acoperã cu lamela. Excesul de colorant se îndepãrteazã cu hârtie de filtru care se aplicã pe marginile lamelei. La microscopul optic se localizeazã în câmp preparatul cu obiectivul 10x, apoi cu obiectivul 40x. Se pot observa numeroase fibre nervoase, teaca Schwann, mielina ºi strangulaþiile Ranvier.
* 3. Demonstrarea reflexului pupilar Se pregãtesc patru sticle de ceas cu ser fiziologic. Se spinalizeazã douã broaºte. De la fiecare, cu atenþie, se extirpã ambii ochi ºi se pun în ser, câte unul în fiecare sticlã de ceas. Câte un ochi din fiecare pereche serveºte ca martor, iar ceilalþi doi pentru experiment. În serul fiziologic al primului ochi de experiment se adaugã adrenalinã sau atropinã, iar în serul celui de-al doilea se adaugã acetilcolinã sau pilocarpinã. Se comparã ochii pereche ºi se constatã cã: — ochiul tratat cu adrenalinã sau atropinã are pupila mãritã — midriazã (datoritã contracþiei muºchilor radiari ai irisului); — ochiul tratat cu pilocarpinã sau acetilcolinã are pupila micºoratã — miozã (datoritã contracþiei muºchilor circulari ai irisului). Adrenalina ºi acetilcolina, substanþe farmaceutice ºi în acelaºi timp mediatori chimici, au acþiune simpaticomimeticã, prima, ºi parasimpaticomimeticã, a doua. Celelalte douã substanþe au efecte similare. 4. Observaþii asupra encefalului de mamifer Se utilizeazã creier proaspãt de porc, miel etc., adus de la abator. Se observã întâi morfologia externã a pãrþii dorsale ºi apoi a pãrþii ventrale. Se identificã unele dintre componente: bulbul rahidian, puntea lui Varolio, coliculii cvadrigemeni, cerebelul, emisferele cerebrale, rãdãcinile unor nervi cranieni. Se efectueazã apoi secþiuni prin bulb, cerebel ºi prin emisferele cerebrale ºi se observã modul în care sunt distribuite substanþa albã ºi substanþa cenuºie în aceste organe.
31
SISTEMUL NERVOS EVALUARE
A. Încercuiþi literele corespunzãtoare rãspunsurilor corecte: 1. Dendritele conduc influxul nervos: 4. Hipotalamusul: a. centrifug; a. este situat deasupra talamusului; b. centripet; b. intervine în reglarea stãrilor emoþionale; c. eferent; c. regleazã metabolismul hidric; d. aferent. d. are legãturi nervoase cu hipofiza. 2. Emisferele cerebrale: 5. Arhicerebelul: a. sunt formate numai din substanþã cenuºie; a. participã la reglarea miºcãrilor fine; b. sunt formate numai din substanþã albã; b. are rol important în reglarea tonusului muscular; c. sunt legate între ele prin substanþã albã; c. prin extirparea sa determinã pierderea echilid. prezintã în interior nuclei de substanþã cenuºie. brului; 3. Nervii cranieni: d. primeºte informaþii prin cãile sensibilitãþii a. sunt în numãr de douãsprezece perechi; proprioceptive inconºtiente. b. din perechile II, III, IV, VI inerveazã muºchii 6. Sistemul nervos simpatic: globului ocular; a. contractã muºchii circulari ai irisului; c. au în structura lor rãdãcini, trunchi ºi cinci b. contractã muºchii radiari ai irisului; ramuri; c. relaxeazã sfincterele digestive; d. au în constituþie fibre nervoase motorii, senzid. inhibã secreþia glandelor digestive gastrice ºi tive ºi vegetative. intestinale. B. Notaþi, în spaþiile libere din faþa cãilor nervoase din coloana I, literele din dreptul fasciculelor nervoase corespunzãtoare din coloana II: Coloana I Coloana II _____1. Cãile sensibilitãþii exteroceptive a. fasciculele spinocerebeloase b. fasciculele spinobulbare _____2. Cãile sensibilitãþii proprioceptive c. fasciculele olivospinale conºtiente d. fasciculele rubrospinale _____3. Cãile motilitãþii voluntare e. fasciculele spinotalamice _____4. Cãile motilitãþii involuntare f. fasciculele piramidale C. Scrieþi în coloana din dreapta cifrele formaþiunilor nervoase corespunzãtoare funcþiilor enumerate: 1 2
8 3 7 6
5
__________sediul reflexelor pupilare __________centru al reflexelor salivare __________coordonarea miºcãrilor fine __________reglarea tonusului muscular __________reglarea motilitãþii voluntare __________reglarea activitãþii endocrine __________staþie de releu pe cãile ascendente exteroceptive __________analiza informaþiilor venite pe cãile ascendente
4
D. Analizaþi figura 27 ºi stabiliþi provenienþa fibrelor simpatice ºi parasimpatice care inerveazã fiecare dintre organele prezentate. Descrieþi traseul acestora. Comparaþi fibrele preganglionare ºi postganglionare simpatice, care inerveazã glandele suprarenale, cu fibrele simpatice care inerveazã celelalte organe.
32
ANALIZATORII
2. ANALIZATORII REACTUALIZARE 2 4
2
1 3
12
1
11
7
A
ochi miop
corectarea miopiei cu lentile divergente
1
10
2 5
9
c o rp v itro s
6
8
ochi hipermetrop
Fig. 28. Secþiune sagitalã prin globul ocular: 1. scleroticã; 2. muºchi drept superior; 3. coroidã; 4. corp ciliar; 5. pata galbenã; 6. nerv optic; 7. pata oarbã; 8. retinã; 9. cristalin; 10. iris; 11. umoare apoasã; 12. cornee.
12 14
4
C astigmatism datorat neregularitãþii corneei
astigmatism datorat deformãrii cristalinului
Fig. 29. Defectele vederii ºi corectarea lor: 1. ochiul normal; 2. defect de sfericitate.
13
5
corectarea hipermetropiei cu lentile convergente
B
15
18 1
2 3 4 5 3
1 2
6
6
17
10 7
16 8
9
11
Fig. 30. Structura urechii. A. Urechea externã: 1. pavilion; 2. conduct auditiv. B. Urechea medie: 3. timpan; 4. ciocan; 5. nicovalã; 6. scãriþã; 7. fereastrã ovalã; 8. os temporal; 9. fereastrã rotundã; 10. camerã timpanicã; 11. trompa lui Eustachio. C. Urechea internã: 12. canale semicirculare osoase; 13. utriculã; 14. saculã; 15. rampã vestibularã; 16. rampã timpanicã; 17. cohlee; 18. nerv vestibulo-cohlear.
7 8
9 10
Fig. 31. Secþiune transversalã prin cohlee: 1. rampã vestibularã; 2. membranã Reissner; 3. canal cohlear; 4. membranã tectoria; 5. cilii celulelor senzoriale; 6. organ Corti; 7. membranã bazilarã; 8. rampã timpanicã; 9. ganglion spiral Corti; 10. ramurã cohlearã a nervului VIII.
33
ANALIZATORII 26
1 2
25
Utilizând imaginile alãturate, reamintiþi-vã structura principalilor analizatori ale cãror funcþii vor fi studiate în continuare.
3 4
24 23
5 7
22
4
21
8
20
3
6
19
5
18 2 17 16 15 1
9
6
10 7
11 12 13
14
Fig. 32. Structura pielii: epiderm (1-5): 1, 2. straturi cornoase; 3. strat granulos; 4. strat poliedric; 5. strat bazal; 6. derm; 7. zonã papilarã; 8. zonã reticularã; 9. hipoderm; 10. arterã; 11. nerv vegetativ; 12. venã; 13. adipocite; 14. glomerulul glandei sudoripare; 15. corpuscul Pacini; 16. nerv senzitiv; 17. canal excretor; 18. folicul pilos; 19. rãdãcina firului de pãr; 20. glandã sebacee; 21. muºchi erector; 22. terminaþii nervoase libere; 23. corpuscul Meissner; 24. papilã dermicã; 25. por; 26. fir de pãr.
Fig. 34. Localizarea mucoasei olfactive: 1. fosã nazalã; 2. cornet nazal superior; 3. mucoasã olfactivã; 4. bulb olfactiv; 5. os etmoid; 6. coane; 7. boltã palatinã. 2 1
3
8
1 7 2 3 4
6 5
5 4
Fig. 33. Mugure gustativ: 1. por gustativ; 2. cili; 3. celule senzoriale; 4. celule de susþinere; 5. fibre nervoase.
34
Fig. 35 Secþiune prin cavitatea bucalã: 1. palatul dur; 2. palatul moale; 3. limbã; 4. nerv glosofaringian; 5. nerv facial; 6. mandibulã; 7. dinte; 8. buzã.
ANALIZATORII Sistemul nervos îºi deplineºte rolul de integrare a organismului în mediul înconjurãtor ºi de coordonare a funcþiilor organelor interne pe baza informaþiilor recepþionate atât din mediul extern, cât ºi din mediul intern. Structurile anatomice care realizeazã aceste funcþii se numesc analizatori. Analizatorii sunt sisteme complexe care recepþioneazã, conduc ºi transformã excitaþiile primite în senzaþii adecvate.
2.1. SEGMENTELE UNUI ANALIZATOR Analizatorii sunt constituiþi din 3 segmente: periferic, intermediar ºi central. a. Segmentul periferic, receptorul, este o celulã sau un grup de celule specializate pentru recepþionarea modificãrii unui anumit tip de energie care reprezintã excitantul specific.
Dupã teritoriul de recepþie a excitanþilor, receptorii se clasificã în: exteroceptori, proprioceptori ºi interoceptori. În tabelul 5 este prezentatã clasificarea receptorilor dupã natura excitantului.
Tab. 5 Clasificarea receptorilor dupã natura excitantului Receptori – mecanoreceptori – termoreceptori – algoreceptori – chemoreceptori – electromagnetici
Dupã distanþa de la care acþioneazã excitantul, receptorii pot fi: de contact (tactili, gustativi etc.) ºi de distanþã (auditivi, olfactivi etc.). Specializarea receptorilor favorizeazã diferenþierea stimulilor din mediu ºi mãrirea gradului de excitabilitate pentru stimulul specific. Receptorii pot fi liberi (terminaþii nervoase libere, butonate ºi corpusculi) sau pot fi incluºi în formaþiuni anatomice, constituind organe de simþ. Ei diferã structural de la un analizator la altul, dar întotdeauna transformã acþiunea stimulului în potenþial de receptor specific, apoi în potenþial de acþiune, influx nervos nespecific. Stimulul adecvat determinã creºterea permeabilitãþii pentru Na+ a membranei celulei receptoare ºi apariþia potenþialului de receptor care nu se supune legii „tot sau nimic”. Valoarea potenþialului de receptor variazã în funcþie de intensitatea excitantului. Potenþialul de receptor apare numai dacã excitantul atinge un prag de excitare (valoarea minimã a stimulului), un prag de timp (durata minimã a variaþiei excitantului), un prag de suprafaþã (suprafaþa minimã pe
Stimuli – atingere, presiune, lovire,distensie – diferenþe de temperaturã – orice excitant care produce dureri (leziuni celulare) – modificarea concentraþiilor unor substanþe – radiaþii electromagnetice luminoase
care acþioneazã) ºi un prag de diferenþiere (diferenþa minimã a intensitãþii existente între doi sau mai mulþi stimuli). Potenþialul de receptor determinã variaþii ale potenþialului de repaus al dendritei neuronului cu care celula receptoare este conectatã. Dacã variaþia atinge sau depãºeºte valoarea prag, se genereazã potenþialul de acþiune, conform legii „tot sau nimic”. Spre deosebire de potenþialul de receptor, care variazã în funcþie de intensitatea excitantului, la nivelul fibrei nervoase se manifestã numai modularea frecvenþei potenþialului de acþiune condus. b. Segmentul intermediar, calea aferentã, este constituit din neuroni pseudounipolari din ganglionii spinali, care se continuã cu tracturile ascendente medulare, sau din neuroni senzitivi ai nervilor cranieni. Cãile aferente trimit colaterale la nuclei ai trunchiului cerebral. c. Segmentul central este reprezentat de ariile corticale unde informaþiile, sub formã de salve de influx nervos, sunt transformate în senzaþii specifice dupã procese de analizã ºi sintezã (vezi fig. 9).
35
ANALIZATORII 2.2. ANALIZATORUL VIZUAL Cea mai mare parte a informaþiilor din mediul exterior este recepþionatã prin vãz. Vederea are un rol esenþial în adaptarea la mediu, în orientarea spaþialã, în menþinerea echilibrului ºi în activitãþile specific umane. 10 9 8 7 7 6 5
4 3 2 1
Fig. 36. Straturile retinei: 1. pigmentar; 2. conuri ºi bastonaºe; 3. limitantã externã; 4. granular extern; 5. plexiform extern; 6. neuroni bipolari; 7. plexiform intern; 8. neuroni multipolari; 9. fibre optice; 10. limitantã internã.
A
B
C
Fig. 37. Procesul de convergenþã în diferite zone ale retinei: A . retina perifericã; B. macula lutea; C. fovea centralis.
36
Segmentele analizatorului vizual a. Segmentul receptor al analizatorului vizual îl constituie retina, tunica internã a globului ocular. Retina este constituitã din zece straturi celulare (fig. 36). Stratul profund, format din celule pigmentare, are funcþii de protecþie ºi metabolice, asigurând sinteza pigmenþilor fotosensibili. Al doilea strat cuprinde celulele fotosensibile cu conuri ºi bastonaºe. Celulele cu conuri, aproximativ 7 milioane/retinã, predominã în pata galbenã (macula lutea) ºi constituie în exclusivitate fovea centralis, zona cu acuitate* vizualã maximã. Pigmentul fotosensibil este iodopsina. Celulele cu conuri au rol important în vederea diurnã, în perceperea culorilor ºi a formelor. Celulele cu bastonaºe, aproximativ 130 milioane/retinã, sunt mai numeroase la periferie, mai puþine în pata galbenã ºi lipsesc din fovea centralis. Pigmentul fotosensibil al acestora este rodopsina. Celulele cu bastonaºe asigurã vederea la luminã slabã, vederea nocturnã. La nivelul stratului neuronilor bipolari ºi al stratului neuronilor multipolari din retinã se manifestã procesul de convergenþã (fig. 37). La nivelul foveei centralis, unde se aflã exclusiv celule cu conuri, nu se manifestã convergenþã. Un neuron multipolar, împreunã cu neuronii bipolari care converg la acesta ºi cu celulele fotoreceptoare care converg la neuronul bipolar formeazã o unitate funcþionalã. Acuitatea vizualã depinde de structura unitãþilor funcþionale asupra cãrora acþioneazã lumina.
Analizaþi unitãþile funcþionale din figura 37 ºi determinaþi cãreia dintre ele îi corespunde acuitatea vizualã maximã.
ANALIZATORII b. Segmentul de conducere. Primul neuron al cãii optice este reprezentat de celulele bipolare din retinã. Dendritele acestora sunt conectate cu celulele fotoreceptoare. Al doilea neuron al cãii îl constituie celulele multipolare retiniene. Axonii lor formeazã nervii optici. Fibrele acestora se încruciºeazã parþial în chiasma opticã, apoi continuã sub numele de tracturi optice pânã la corpii geniculaþi laterali metatalamici unde fac sinapsã cu al treilea neuron. Axonii neuronilor metatalamici de releu au proiecþie corticalã (fig. 38). Din corpii geniculaþi se desprind colaterale spre nucleii nervilor cranieni III, IV, VI, spre mãduva cervico-dorsalã, spre coliculii cvadrigemeni superiori. Acestea constituie cãile reflexelor optice de orientare, adaptare ºi acomodare. c. Segmentul central este localizat în lobii occipitali ai emisferelor cerebrale, de o parte ºi de alta a scizurii calcarine, unde se aflã aria opticã primarã. În jurul acesteia existã zona de asociaþie vizualã, care determinã realizarea noþiunii de spaþiu, necesarã în orientare ºi recunoaºtere, ºi asigurã memoria vizualã (vezi fig. 9). Analizaþi componentele celor trei segmente ale cãilor de conducere ºi stabiliþi efectul încruciºãrii fibrelor la nivelul chiasmei optice.
1
13
2
14 12
3 4 5
11 10
6
9
7
8
Fig. 38. Cãile de conducere ale analizatorului vizual: 1. câmp vizual; 2. glob ocular; 3. nerv optic; 4. chiasmã opticã; 5. tract optic; 6. corpi geniculaþi laterali; 7. bandeletã opticã; 8. arie vizualã; 9. punte; 10. coliculi cvadrigemeni; 11. nuclei ai nervilor cranieni III, IV, VI; 12. fibrã vegetativã preganglionarã (III); 13. fibrã vegetativã postganglionarã (III); 14. ganglion ciliar.
Fiziologia analizatorului vizual Analizatorul vizual permite recunoaºterea formei, mãrimii, culorii, luminozitãþii, miºcãrii obiectelor ºi aprecierea distanþelor. În corelaþie cu analizatorii acustic, vestibular ºi kinestezic, realizeazã orientarea în spaþiu ºi menþinerea echilibrului. Proiectarea imaginii pe retinã se datoreazã aparatului optic (vezi fig. 28). Aparatul optic cuprinde medii transparente. — Corneea transparentã este nevascularizatã, bogat inervatã prin terminaþii nervoase libere. — Umoarea apoasã din camera anterioarã este un lichid transparent, secretat permanent de procesele ciliare ºi drenat prin sistemul venos.
— Cristalinul este o lentilã biconvexã, transparentã, învelitã într-o capsulã — cristaloida. Este situat în spatele irisului ºi legat de corpul ciliar prin ligamentul suspensor. Nu este vascularizat ºi nici inervat. — Corpul vitros este un gel transparent. El umple cavitatea posterioarã a globului ocular între cristalin ºi retinã. Aparatul optic, prin procese de refracþie, adaptare la intensitatea luminii ºi acomodare la distanþã, asigurã focalizarea razelor de luminã la 24 mm înapoia cristalinului, pe direcþia axului optic, pe pata galbenã. Imaginea formatã pe retinã dupã o triplã refracþie este realã, mai micã ºi rãsturnatã (fig. 39 b).
37
ANALIZATORII a
Reamintiþi-vã de la fizicã în ce condiþii apare refracþia luminii ºi precizaþi fenomenul în cazul mediilor transparente ale ochiului. Procesul vederii este descris în mai multe faze, care, în realitate, se desfãºoarã concomitent.
b
A B’ A’ B
Fig. 39. Acomodare la distanþã: a - de peste 6 m; b - sub 6 m.
a. Reflexul de convergenþã constã în miºcarea concomitentã a celor doi ochi, având ca urmare modificarea poziþiei axelor optice ºi reperarea corectã a obiectelor în spaþiu, indiferent de distanþa pânã la obiect ºi de poziþia acestuia (fig. 40). Câmpurile vizuale ale celor doi ochi se suprapun parþial. Zona de suprapunere formeazã câmpul de vedere binocularã. Prin analiza corticalã ºi diferenþierea impulsurilor din câmpurile de vedere monocularã ºi binocularã, la care se adaugã impulsurile proprioceptive de la muºchii extrinseci în timpul reflexelor de convergenþã, se asigurã aprecierea distanþelor faþã de obiecte. Fiecare ochi vede obiectul sub un unghi diferit, generând vederea stereoscopicã, în relief. Precizaþi muºchii extrinseci ai fiecãrui glob ocular, care realizeazã orientarea ochilor în sus, în jos, la stânga ºi la dreapta (tab. 6). Tab. 6. Musculatura extrinsecã a globului ocular
p
Muºchi extrinseci
– drepþi: superior, inferior ºi – fibrele somatice ale ocumedial (intern) lomotorului (III) – oblic inferior
β
α
p´
α
p´´
Fig. 40. Schema procesului de convergenþã: α – unghi de rotaþie; β – unghi de convergenþã; p’ ºi p’’ – proiecþii pe retinã.
38
Inervaþie
– drept lateral (extern)
– nervul abducens (VI)
– oblic superior
– nervul trohlear (IV)
b. Adaptarea la intensitatea luminii se realizeazã prin douã categorii de procese: reacþia pupilarã ºi adaptarea fotochimicã. z Reacþia pupilarã. Irisul regleazã reflex (prin variaþia diametrului pupilar) cantitatea de luminã proiectatã pe retinã. Stimulul este lumina, receptorul este retina, cãile aferente sunt somatice, iar cãile eferente sunt vegetative, simpatice ºi parasimpatice (tab. 7). z Adaptarea fotochimicã. La proiectarea luminii pe retinã, pigmenþii fotosensibili scad cantitativ, fiind descompuºi în cantitate direct proporþionalã cu intensi-
ANALIZATORII tatea acesteia. La trecerea de la luminã la întuneric, adaptarea dureazã 30–40 de minute, timp în care se resintetizeazã pigmenþii ºi scade pragul de excitabilitate al celulelor fotoreceptoare. La întuneric creºte cantitatea de pigmenþi depozitatã, ceea ce are ca urmare scãderea pragului de excitabilitate al celulelor receptoare. Deci, adaptarea la trecerea de la întuneric la luminã se petrece mai rapid (maxim 3–4 min).
Tab. 7. Comparaþie între arcurile reflexe de miozã ºi midriazã
c. Acomodarea la distanþã (fig. 39 a ºi 41) este realizatã reflex prin acþiunea muºchilor circulari ºi radiari ai corpului ciliar, care mãresc sau micºoreazã convexitatea feþei anterioare a cristalinului.
Centru nervos
z
Cale eferentã
z
Efector
z
muºchi circulari ai irisului
z
Efect
miozã
midriazã
Aceste procese duc la modificarea unghiurilor de refracþie a razelor luminoase. Atunci când muºchiul ciliar circular este relaxat, ligamentul suspensor, tensionat de muºchii radiari, menþine cristalinul aplatizat, realizându-se adaptarea pentru vederea la distanþã. La contracþia muºchilor circulari, determinatã de parasimpatic, ligamentul suspensor se relaxeazã, cristalinul se bombeazã, favorizând vederea obiectelor apropiate (tab. 8). d. Stimularea retinei constã în excitarea receptorilor retinieni de cãtre radiaþiile luminoase. z Lumina strãbate celulele retiniene pânã la stratul pigmentar ºi este absorbitã de pigmenþii fotosensibili din celulele cu bastonaºe ºi conuri. Celulele receptoare sunt stimulate de radiaþii cuprinse între 390 ºi 770 nm*. z Scindarea pigmenþilor fotosensibili, sub influenþa luminii, în retinol (derivat al vitaminei A) ºi opsinã, cu eliberare de energie. Aceste procese determinã creºterea permeabilitãþii membranei celulelor receptoare pentru sodiu ºi apariþia potenþialului de receptor. z Transformarea potenþialului de receptor în potenþial de acþiune, care este condus sub formã de influx nervos modulat de cãtre celulele bipolare. z Refacerea pigmenþilor, proces de sintezã în care un rol important îl deþine vitamina A.
Stimulul
Intensitatea luminii
Receptor
z
retina
Cale aferentã
z
z nerv
z
z tract
z
nerv optic tract optic z colaterale
optic optic z colaterale
nucleu accesor al z coarnele laterale oculomotorului medulare fibre parasimpati- z fibre simpatice ce ale oculomotoru- din ganglionii cervilui cali muºchi radiari
Tab. 8 Comparaþie între arcurile reflexe de acomodare la distanþã Stimulul
Claritatea luminii
Receptor
z
retina
Cale aferentã
z
z nerv
z
z tract
z
nerv optic tract optic z colaterale
retina
optic optic z colaterale
Centru nervos
z
nucleu accesor al z coarnele laterale oculomotorului cervicodorsale
Cale eferentã
z
Efector
z
Efect
bombarea cristalin- aplatizarea cristaliului – vedere de nului – vedere la apraope distanþã
fibre parasimpati- z fibre simpatice ce ale oculomotoru- din ganglionii cervilui cali muºchi circulari z muºchi radiari ciai ciliari liari
∞
a
6m 2
1 ∞
Fig. 41. Limitele acomodãrii: A. ochi emetrop; B. ochi miop; C. ochi hipermetrop; a. distanþã minimã a vederii clare; b. distanþã maximã a vederii clare; 1. vedere clarã fãrã acomodare; 2. distanþa vederii clare cu acomodare; 3. distanþa vederii neclare.
retina
b
2
1 2
B
3
a
∞
A 3 a
3
C
39
ANALIZATORII Pentru a provoca excitaþia, razele luminoase trebuie sã posede o energie suficientã ºi sã acþioneze un timp suficient de îndelungat. Celulele cu bastonaºe au pragul de excitabilitate ºi puterea de rezoluþie scãzute. Celulele cu conuri recepþioneazã stimuli luminoºi cu intensitate mare (au prag de excitabilitate ridicat), dar înregistreazã culoarea, detaliile ºi contururile. Teoria tricromaticã Young – Helmholtz considerã cã celulele cu conuri, pentru vedere cromaticã, trebuie sã aibã cel puþin trei tipuri de pigmenþi pentru
culorile fundamentale: roºu, verde, albastru. Dacã aceste trei substanþe fotosensibile sunt descompuse uniform, se percepe culoarea albã. Prin descompunerea lor inegalã se percep celelalte culori. Vederea este un proces îndeplinit proporþional de cele douã tipuri de celule fotoreceptoare, în funcþie de condiþiile de luminozitate. Sensibilitatea retinei depinde de natura luminii, intensitatea ºi durata iluminãrii, dimensiunea sursei de luminã, zona retinianã luminatã ºi suprafaþa acesteia.
REÞINEÞI 1. Lipsa vitaminei A din alimentaþie determinã tulburãri ale vederii prin diminuarea sintezei de pigmenþi fotosensibili (hemeralopia*, numitã popular „orbul gãinilor”). 2. Dacã frecvenþa stimulilor depãºeºte 40/s, are loc fuziunea imaginilor, fãrã a percepe discontinuitatea, datoritã persistenþei imaginilor pe retinã. Pe acest principiu se bazeazã cinematografia.
LUCRÃRI PRACTICE 1. Determinarea câmpului vizual Se deseneazã pe tablã roza vânturilor, cu centrul la nivelul pupilei unui elev aºezat la 15 cm de tablã. Elevul trebuie sã priveascã permanent, cu un singur ochi, centrul de întretãiere a liniilor. Un alt elev miºcã o cretã albã, pe fiecare linie, de la exterior spre centru. Când primul elev distinge culoarea albã, se marcheazã punctul respectiv. Se repetã operaþiunea pe toate liniile. Prin unirea punctelor determinate pe toate liniile, se obþine câmpul vizual al ochiului respectiv pentru culoarea albã. Folosind cretã de alte culori, se poate determina câmpul vizual pentru fiecare culoare în parte. Se repetã experimentul ºi pentru celãlalt ochi. *2. Disecþia globului ocular Descriem cea mai simplã metodã de disecþie a globului ocular, accesibilã tuturor elevilor, ºi utilã în acelaºi timp în procesul de cunoaºtere. Se utilizeazã ochi de vitã, obþinuþi de la abator. Se curãþã globul ocular pânã la tunica externã rezistentã, sclerotica, de culoare albã. Se face o incizie a tunicilor pe linia ecuatorialã, evitând spargerea corpului vitros. Se continuã incizia pânã la separarea celor douã jumãtãþi. În jumãtatea posterioarã se observã retina de culoare neagrã, pata galbenã ºi pata oarbã. Se analizeazã consistenþa ºi transparenþa corpului vitros. Se desprinde sclerotica de pe jumãtatea anterioarã a ochiului, împreunã cu corneea. Umoarea apoasã se scurge. Acum se observã irisul cu pupila. Irisul se desprinde ºi se etaleazã pe o placã de sticlã. Se observã cristalinul ºi corpul ciliar. Se desprinde cristalinul, se observã forma de lentilã biconvexã, consistenþa ºi transparenþa sa. Se poate încerca citirea unui text folosind cristalinul ca lentilã.
40
ANALIZATORII * 3. Demonstrarea reflexului pupilar Un elev stã trei minute cu ochii acoperiþi cu palmele în faþa unei surse de luminã. La îndepãrtarea palmelor, privindu-i pupilele, se constatã cã acestea, iniþial mãrite în întuneric, la luminã se micºoreazã treptat. La întuneric s-a produs midriazã, la luminã s-a produs miozã. Dacã la repetarea experimentului se descoperã un singur ochi în faþa sursei de luminã, la compararea cu ochiul rãmas acoperit se constatã o reacþie pupilarã uniformã pentru ambii ochi. Se demonstreazã astfel cã efectul constrictor este identic, sub acþiunea sinergicã a parasimpaticului. *4. Evidenþierea petei oarbe Pe o bucatã de carton de culoare albã se deseneazã o cruciuliþã ºi un cerc negru, la circa 6 centimetri distanþã între ele. Cu ochiul stâng închis, se priveºte cu ochiul drept cruciuliþa aºezatã în stânga. Cruciuliþa se va vedea clar, iar cercul negru se va vedea difuz. Apropiindu-se treptat cartonul de ochi, privind permanent cruciuliþa, se constatã cã, la circa 15 cm distanþã de ochi, cercul negru nu se mai vede de loc. La aceastã distanþã, imaginea cercului negru proiecteazã pe retinã în zona în care lipsesc celulele fotoreceptoare, numitã pata oarbã, ºi deci nu se formeazã imaginea.
EVALUARE 1. Cunoscând faptul cã daltonismul este o maladie ereditarã determinatã de o genã recesivã heterozomalã, argumentaþi de ce boala se transmite cu preponderenþã la un anumit sex ºi care este acesta. 2. Argumentaþi utilizarea anumitor tipuri de lentile pentru corectarea defectelor oculare, utilizând cunoºtinþele de opticã (vezi fig. 29). 3. Ce efecte are pierderea elasticitãþii cristalinului la bãtrâni, asupra procesului de acomodare? Determinaþi tipurile de lentile necesare pentru corecþie. 4. De ce la pacienþii, cãrora li se înlocuieºte cristalinul cu o lentilã artificialã, procesul de acomodare nu se realizeazã? 5. Comparaþi structura globului ocular cu structura unui aparat fotografic. 6. Încercaþi sã explicaþi iluziile optice generate de imaginile de mai jos.
41
ANALIZATORII 2.3. ANALIZATORUL AUDITIV Din punct de vedere funcþional, analizatorul auditiv ºi analizatorul vestibular sunt independenþi, dar anatomic, receptorii ambilor analizatori se aflã în urechea internã, iar cãile de conducere sunt ramuri ale aceluiaºi nerv cranian (VIII). Tab. 9. Alcãtuirea urechii interne Labirintul osos
Labirintul membranos
z
cu perilimfã
z
cu endolimfã
z
vestibulul osos
z
utricula ºi sacula
z
canalele semicirculare osoase
z
canalele semicirculare membranoase
z
cohleea (melcul osos)
z
canalul cohlear (melcul membranos)
1
3
2
4
3 4
6
5
4
Fig. 42. Organul Corti: 1. membranã tectoria; 2. cili; 3. celule senzoriale; 4. celule de susþinere; 5. dendrite ale neuronilor din ganglionul spiral; 6. membranã bazilarã. 7
5
3
4
2 1 6
Fig. 43. Cãile de conducere ale analizatorului auditiv: 1. ganglion Corti; 2. nuclei cohleari bulbari; 3. lemniscuri laterale; 4. coliculi cvadrigemeni inferiori; 5. corpi geniculaþi mediali metatalamici; 6. SAA; 7. talamus.
42
Segmentele analizatorului auditiv a. Segmentul receptor se aflã în urechea internã (tab. 9; vezi fig. 30). Cohleea este un canal rãsucit în jurul unui ax, columela. Din columelã se desprinde lama spiralã osoasã, pe toatã lungimea canalului. Aceasta ºi membrana bazilarã care o continuã împart canalul spiral în douã rampe: vestibularã (comunicând cu vestibulul) ºi timpanicã (comunicând cu fereastra rotundã) (vezi fig. 31). Rampele comunicã între ele prin helicotremã, orificiu situat în vârful melcului. Canalul cohlear are peretele inferior constituit din lama spiralã ºi membrana bazilarã, iar peretele superior din membrana Reissner. În canalul cohlear, pe membrana bazilarã, se aflã organul Corti, receptorul auditiv (fig. 42). Celulele senzoriale ciliate din structura sa sunt dispuse de o parte ºi de alta a tunelului Corti, medial pe un rând, lateral pe 2–4 rânduri. Ele sunt însoþite de celule de susþinere. Cilii celulelor senzoriale, dupã ce strãbat membrana reticulatã, sunt în contact cu membrana tectoria. Baza celulelor senzoriale este conectatã cu dendrite ale neuronilor din ganglionul spiral Corti aflat în columelã. b. Segmentul de coducere are primul neuron în ganglionul Corti. Axonii acestuia formeazã ramura cohlearã a nervului cranian VIII. Deutoneuronii cãii se aflã în nucleii cohleari din bulb. Axonii acestora se încruciºeazã parþial, formând douã fascicule ascendente ºi fac sinapsã cu cel de al treilea neuron în corpii geniculaþi mediali din metatalamus. Colaterale se desprind spre coliculii cvadrigemeni inferiori, spre nucleul facialului, spre nucleul oculomotorului, spre substanþa reticulatã ºi spre cerebel (fig. 43). c. Segmentul central se aflã în girul temporal superior (vezi fig. 9). Fiecare organ Corti proiecteazã bilateral.
ANALIZATORII Fiziologia analizatorului auditiv Analizatorul acustic capteazã, recepþioneazã undele sonore ºi creeazã senzaþia auditivã. Urechea umanã percepe sunete între 16 ºi 20 000 de vibraþii/secundã (Hz). Undele sonore sunt captate de pavilion, concentrate în conductul auditiv ºi conduse spre membrana timpanicã, a cãrei vibraþie o determinã. Sistemul de oscioare din urechea medie (ciocanul, nicovala ºi scãriþa) preia vibraþiile, le amplificã sau le atenueazã ºi le transmite membranei ferestrei ovale. Miºcãrile acesteia determinã deplasarea oscilatorie a perilimfei prin rampa vestibularã, helicotremã, apoi prin rampa timpanicã pânã la fereastra rotundã, care asigurã menþinerea constantã a presiunii perilimfei. Oscilaþiile perilimfei determinã oscilaþii ale membranei bazilare pe care se aflã organul Corti ºi ale endolimfei, mãrind sau micºorând distanþa dintre celulele receptoare ºi membrana tectoria (variaþii de contact). În urma presiunii exercitate de membrana tectoria asupra cililor ºi a deplasãrii organului Corti faþã de aceasta, se realizeazã stimularea celulelor receptoare. În urma stimulãrii, apar potenþialele microfonice de receptor, care sunt preluate ºi transmise prin fibrele cãii de conducere.
La frecvenþe înalte, vibreazã membrana bazilarã de la baza melcului, iar la frecvenþe joase vibreazã membrana bazilarã de la vârf. Amplitudinea vibraþiei este direct proporþionalã cu intensitatea stimulului. Acuitatea auditivã maximã este între 1 000–4 000 Hz. Pragul auditiv mãsurat în decibeli* este zero. Urechea umanã percepe sunete între 0 ºi 140 dB. Peste aceastã valoare este afectat organul Corti. Localizarea sursei sonore se realizeazã datoritã diferenþei de timp în perceperea biauricularã* a sunetelor. Intervalul minim necesar perceperii direcþiei sunetelor este 0,1–0,6 ms. Aprecierea direcþiei sursei sonore se face prin miºcãri ale capului ºi prin analiza spaþialã vizualã.
REÞINEÞI În mediile poluate sonor este indicatã folosirea unor mijloace de protecþie acusticã. Funcþia auditivã prezintã o deosebitã importanþã socialã în comunicarea interumanã.
2.4. ANALIZATORUL VESTIBULAR Segmentele analizatorului vestibular a. Segmentul receptor. Se aflã în labirintul membranos al urechii interne. Canalele semicirculare membranoase sunt dispuse în trei planuri, la 45o unul faþã de celelalte, ºi se deschid în utriculã. Deschiderile sunt în numãr de cinci, deoarece douã dintre canalele semicirculare se unesc. Fiecare canal are la un capãt o dilatare, numitã ampulã, în care se aflã crestele ampulare (fig. 44). Crestele ampulare sunt constituite din celule receptoare ciliate ºi celule de susþinere. Cilii celulelor receptoare sunt înglobaþi într-o masã gelatinoasã, numitã cupulã (fig. 45. A). Maculele din utriculã ºi saculã au acelaºi tip de epiteliu senzorial. În masa gelatinoasã care acoperã cilii se aflã granule calcaroase, otolitele. Maculele constituie aparatul otolitic (fig. 45. B).
6
1 5
7
2 3 4
8
Fig. 44. Dispunerea receptorilor vestibulari: 1. canale semicirculare membranoase; 2. ampule; 3. utriculã; 4. saculã; 5. ganglion Scarpa; 6. ramurã vestibularã a nervului VIII; 7. ramurã cohlearã a nervului VIII; 8. ganglion Corti.
43
ANALIZATORII A
Crestele ampulare ºi maculele sunt receptorii analizatorului vestibular. Crestele ampulare sunt receptori ai echilibrului dinamic, iar maculele sunt receptori ai echilibrului static ºi ai acceleraþiei liniare. Celulele lor receptoare sunt conectate cu dendrite ale neuronilor din ganglionii Scarpa.
2 1 3 4
b. Segmentul de conducere al analizatorului are protoneuronii în ganglionii Scarpa. Axonii acestora formeazã ramura vestibularã a nervului VIII ºi fac sinapsã cu deutoneuronii în nucleii vestibulari din bulb. De aici fibrele se despart în cãi directe ºi colaterale. Calea directã are al treilea neuron în talamus, iar axonii acestuia proiecteazã în cortex. Cãile colaterale sunt: fasciculul vestibulo-spinal (cale motorie extrapiramidalã), fasciculul vestibulo-cerebelos, prin arhicerebel spre nucleul roºu ºi formaþiunea reticulatã, fasciculul vestibulo-nuclear, spre nucleii nervilor cranieni III, IV, VI (fig. 46).
5
6 B
1 2 3
c. Segmentul central nu este bine precizat. Diferiþi autori îl plaseazã fie în girusul temporal superior, fie în girusul parietal ascendent. 4
6
5
Fig. 45. A. Creastã ampularã: 1. creastã; 2. cupula; 3. cili; 4. celule receptoare; 5. celule de susþinere; 6. fibre nervoase. B. Maculã: 1. cili; 2. otolite; 3. substanþã gelatinoasã; 4. celule de susþinere; 5. celule receptoare; 6. fibre nervoase.
6
5 2 3 4
1
Fig. 46. Cãi de conducere ale analizatorului vestibular: 1. ganglion Scarpa; 2. nucleu vestibular; 3. spre cerebel; 4. fascicul vestibulo-spinal; 5. nucleii nervilor cranieni III, IV, VI; 6. prin talamus spre cortex.
44
Fiziologia analizatorului vestibular Menþinerea poziþiei este asiguratã prin modificãri ale tonusului muscular, care determinã pãstrarea proiecþiei centrului de greutate al corpului în poligonul de sprijin format de tãlpile picioarelor. Crestele ampulare sunt stimulate de accelerarea sau încetinirea miºcãrilor de rotaþie ale capului ºi ale corpului. Rotirea capului determinã deplasarea endolimfei din canalul semicircular aflat în planul miºcãrii. Endolimfa, în deplasare contrarã direcþiei de miºcare, antreneazã cupula. Aceasta stimuleazã cilii celulelor receptoare care descarcã permanent impulsuri. La începutul miºcãrilor orizontale, verticale sau de rotaþie, frecvenþa acestora creºte. Pe baza lor se desfãºoarã reflexele labirintice de acceleraþie, care determinã contracþii ale muºchilor cefei, corpului ºi membrelor numite reflexe de echilibru sau statokinetice. În cazul maculelor, gravitaþia face ca otolitele sã exercite permanent presiune asupra cililor. În funcþie de poziþia capului se modificã ºi modul de acþiune a otolitelor asupra cililor, generând presiune sau tensiune. De aici pornesc reflexele de poziþie sau statice, în funcþie de poziþia capului sau de acceleraþia miºcãrii liniare. Modificãrile poziþiei capului influenþeazã
ANALIZATORII poziþia corpului (postura). Reflexele care determinã postura se numesc reflexe statice sau posturale. Împreunã cu analizatorul vestibular, în reacþiile de redresare posturalã mai sunt implicaþi analizatorii cutanat, kinestezic ºi vizual, cerebelul ºi nuclei ai nervilor cranieni III, IV ºi VI.
Distrugerea labirintului determinã iniþial tulburãri grave ale echilibrului static ºi dinamic. Dupã o perioadã de timp intervin mecanisme compensatorii proprioceptive, vizuale ºi cutanate care preiau unele funcþii ale labirintului ºi determinã corectarea poziþiei corpului.
2.5. ANALIZATORUL CUTANAT Analizatorul cutanat are rol în integrarea organismului în mediu ºi în apãrarea activã a acestuia, prin reacþiile adaptative generate pe baza excitaþiilor prelucrate de SNC ºi transformate în senzaþii tactile, termice ºi dureroase. Segmentele analizatorului cutanat a. Segmentul periferic este reprezentat de receptorii tactili, termici ºi dureroºi situaþi în diferitele straturi ale pielii. Pielea este organul conjunctivo-epitelial, care acoperã integral suprafaþa organismului. Pielea este constituitã din trei straturi: epiderm, derm ºi hipoderm (fig. 32). — Epidermul este un þesut epitelial pluristratificat keratinizat aºezat pe o membranã bazalã. — Dermul este un þesut conjunctiv dens. La contactul cu membrana bazalã prezintã numeroase cute, numite papile dermice.
— Hipodermul este un þesut conjunctiv lax, cu grupuri de adipocite*, rezerva de grãsime subcutanatã a organismului. Amprentele digitale, utilizate în criminalisticã, reprezintã imaginea dispunerii specifice a papilelor dermice digitale, caracteristice fiecãrui individ. În piele se aflã producþiile acesteia: pãrul cu muºchii erectori, glandele sebacee ºi sudoripare, precum ºi receptorii sensibilitãþilor cutanate specifice. În tabelul 10 este redatã distribuþia receptorilor, rolul lor ºi stimulii la care reacþioneazã.
Tab. 10. Principalele tipuri de receptori cutanaþi Sensibilitate
Tip de receptori
Receptori
Localizare
z
tactilã finã
z
mecanorceptori
z
corpusculi – Meissner – Merkel
z
z
tactilã grosierã
z
mecanorceptori
z
corpusculi – Golgi – Ruffini – Vater-Pacini
z
z
termicã
z
termoreceptori
z
corpusculi – Krause – Ruffini z terminaþii nervoase libere
terminaþii nervoase libere
z
z
dureroasã
z
algoreceptori
z
papile dermice z foliculi piloºi
Stimuli z
deformãri uºoare ale tegumentului (atingere)
z
presiune, deformare ºi întindere a tegumentului
z
derm hipoderm z corneea globului ocular
z
z
z
rece cald (diferenþe de temperaturã)
epiderm, foliculi piloºi, cornee
z
hipoderm
nespecifici, care determinã leziuni celulare
45
ANALIZATORII b. Segmentul de conducere. Cãile aferente au fost descrise la funcþia de conducere a mãduvei ºi la nervii cranieni. În cazul fasciculelor spinobulbare, axonilor deutoneuronilor din bulb li se alãturã ºi fibrele senzitive ale trigemenului (V). c. Segmentul central al analizatorului cutanat este localizat în girusul postcentral din lobul parietal (ariile somestezice) (vezi fig. 9; fig. 47). Proiecþiile tactilã, termicã ºi dureroasã, dintr-o anumitã regiune a corpului, se amestecã în aceeaºi zonã a scoarþei de pe emisfera opusã. Revedeþi cãile ascendente medulare care intrã în constituþia segmentului de conducere al analizatorului cutanat ºi precizaþi rolul nervului trigemen în sensibilitaþile tactilã, termicã ºi dureroasã la nivelul capului.
pronunþatã prezintã zonele pãroase, pulpa degetelor ºi buzele. Sensibilitatea tactilã presionalã este determinatã de apãsare, iar receptorii specifici sunt situaþi în profunzimea tegumentului. Douã sau mai multe excitaþii tactile aplicate simultan sunt recepþionate numai dacã distanþa dintre punctele excitate este suficient de mare. Fenomenul poartã numele de discriminare tactilã. Sensibilitatea termicã este neuniformã pe suprafaþa tegumentului. Receptorii pentru rece sunt mai numeroºi decât cei pentru cald. Intensitatea senzaþiei depinde de mãrimea suprafeþei excitate ºi de diferenþa de temperaturã dintre tegument ºi excitant. Sensibilitatea dureroasã, determinatã de excitanþi care produc leziuni celulare, se manifestã mai intens la
Fiziologia analizatorului cutanat
nivelul degetelor, buzelor ºi vârfului limbii. La durerea
Pielea are funcþia de protecþie împotriva agenþilor
tegumentarã se manifestã o mare capacitate de dis-
externi, de excreþie (prin glandele sudoripare), de termoreglare (prin vasodilataþie, vasoconstricþie perifericã ºi secreþie sudoralã), de depozitare a lipidelor ºi funcþia de organ de simþ, prin receptorii pe care îi conþine. Sensibilitatea tactilã finã, epicriticã sau de atingere, este determinatã de excitanþi care produc deformãri uºoare ale tegumentului. Sensibilitate tactilã mai
criminare, deoarece aceeaºi zonã a pielii poate fi inervatã de mai mulþi neuroni. Durerea visceralã poate fi determinatã ºi de distensia unui organ. Algoreceptorii sunt mai rari în viscere, motiv pentru care durerea visceralã nu se poate localiza precis. Pe baza informaþiilor din mediul extern, se creeazã senzaþii care permit recunoaºterea dimensiunilor, formei, greutãþii ºi consistenþei unui corp, a vibraþiilor, a diferenþelor de temperaturã ºi a unor agenþi nocivi.
2 3 4 1
Pe aceastã bazã se pot elabora comenzi adecvate,
5
care au ca rezultat reacþia de adaptare a organismului. 6 7
8 9
10 11 12 13
Analizatorul cutanat, împreunã cu analizatorul kinestezic, asigurã determinarea poziþiei ºi deplasãrii unor segmente corporale în raport cu altele. Datoritã conducerii pe aceleaºi cãi medulare a sensibilitãþilor dureroase somatice ºi viscerale, durerea somaticã este însoþitã de reacþii vegetative (accelerare a ritmului cardiac, secreþie sudoralã etc.), iar durerea
Fig. 47. Reprezentarea graficã a proiecþiei corticale în girusul postcentral, aria somestezicã primarã a sensibilitãþii generale a corpului (homunculus senzitiv).
46
visceralã este însoþitã de reflexe somatice (contracþia musculaturii abdominale etc.).
ANALIZATORII *2.6. ANALIZATORUL GUSTATIV Analizatorul gustativ recepþioneazã ºi prelucreazã excitaþiile determinate de proprietãþile chimice ale substanþelor sapide* solubile care intrã în contact cu mucoasa bucalã. Segmentele analizatorului gustativ a. Segmentul receptor este reprezentat de mugurii gustativi (vezi fig. 33), rãspândiþi în întreaga mucoasã bucofaringianã ºi în mucoasa lingualã. Într-un mugure gustativ existã 5–20 celule senzoriale cu cili, care reprezintã formaþiunile receptoare. În mucoasa lingualã, mugurii gustativi pot fi grupaþi în papile gustative (fig. 48). Papilele circumvalate* formeazã la baza limbii „V”-ul lingual, cele fungiforme* sunt rãspândite pe vârful ºi marginile anterioare ale limbii, iar cele foliate* pe marginile posterioare ale limbii (fig. 49. A). b. Segmentul de conducere. De la polul bazal al celulelor receptoare pornesc fibrele senzitive ale nervilor cranieni VII, IX ºi X. Nervul facial inerveazã primele 2/3 ale limbii, glosofaringianul treimea posterioarã, iar vagul, restul mugurilor gustativi pânã la epiglotã. Protoneuronii cãilor sunt situaþi în ganglionii nervilor cranieni VII, IX ºi X. Dendritele acestora sunt conectate cu celulele receptoare. Deutoneuronii se aflã în nucleul solitar din bulb, unde converg fibrele senzitive ale celor trei nervi cranieni. Axonii acestora, dupã încruciºare, fac sinapsã cu cel de-al treilea neuron în talamus. c. Segmentul central este reprezentat de aria gustativã, situatã la baza girusului parietal ascendent, unde se integreazã sensibilitatea gustativã cu cea tactilã, termicã ºi dureroasã a limbii, transmisã prin fibrele trigemenului (V) (vezi fig. 9 ºi fig. 47). Fiziologia analizatorului gustativ Gustul contribuie la aprecierea calitãþii alimentelor ºi la declanºarea secreþiilor digestive. Deosebim patru tipuri de senzaþii gustative: acru, sãrat, dulce ºi amar. Ariile linguale ale diferitelor gusturi au localizare specificã, deci mugurii gustativi dobândesc o anumitã specializare (fig. 49. B). Pragul de excitabilitate gustativã este diferit pentru fiecare substanþã. Cea mai mare sensibilitate se manifestã pentru substanþele amare. Intensitatea senzaþiei depinde de concentraþia substanþei dizolvate, de numãrul receptorilor excitaþi ºi de temperatura soluþiei. Analizatorul gustativ, la fel ca ºi cel olfactiv, se adapteazã la acþiunea îndelungatã a unui excitant.
1
2 3 4
Fig. 48. Papilã gustativã: 1. suprafaþa limbii; 2. muguri gustativi; 3. fibre nervoase; 4. glande secretoare.
5 4 6
7 1
9 10
2
11
8
12 3
Fig. 49. A. Distribuþia pe limbã a tipurilor de papile: 1. papile circumvalate; 2. papile filiforme; 3. papile fungiforme; 4. rãdãcina limbii; 5. epiglotã; 6. amigdalã palatinã; 7. amigdalã lingualã; 8. corpul limbii. B. Localizarea gusturilor: 9. amar; 10. acru; 11. sãrat; 12. dulce.
47
ANALIZATORII *2.7. ANALIZATORUL OLFACTIV Analizatorul olfactiv recepþioneazã ºi prelucreazã informaþiile referitoare la proprietãþile chimice ale unor substanþe odorante, aflate la o anumitã distanþã faþã de organism. Segmentele analizatorului olfactiv a. Segmentul receptor este format din epiteliul olfactiv, constituit din celule receptoare (chemoreceptori de distanþã) ºi din celule de susþinere incluse în mucoasa olfactivã. Mucoasa olfactivã are o suprafaþã de 2–3 cm2 ºi este dispusã în regiunea superioarã a foselor nazale (vezi fig. 34). Celulele receptoare sunt neuroni bipolari senzitivi. Dendritele acestora prezintã butoni olfactivi de la care pleacã 6–8 cili olfactivi receptori, care depãºesc celulele de susþinere ºi pãtrund în mucusul secretat de celulele glandulare ale mucoasei olfactive (fig. 50). b. Segmentul de conducere. Axonii neuronilor olfactivi, care constituie protoneuronul cãii, strãbat în mãnunchiuri lama ciuruitã a etmoidului ºi pãtrund în 14 13
12 11 10
9 8 7 6
1 5 4 3 2
Fig. 50. Structura mucoasei olfactive ºi cãile olfactive: 1. epiteliu olfactiv; 2. substanþã odorantã; 3. mucus; 4. cili olfactivi; 5. buton olfactiv; 6. neuron bipolar olfactiv; 7. celulã de susþinere; 8. celulã bazalã; 9. þesut conjunctiv; 10. glandã mucoasã; 11. nerv olfactiv; 12. lama ciuruitã a etmoidului; 13. celule mitrale; 14. bulb olfactiv.
48
cutia cranianã, formând nervii olfactivi cu traseu pânã la bulbii olfactivi. Aici fac sinapsa cu celulele mitrale, care reprezintã deutoneuronii cãii olfactive. Axonii acestora se despart: o parte trec în bulbul controlateral, iar cealaltã parte formeazã tracturile* olfactive, care se proiecteazã în cortex. c. Segmentul central este reprezentat de paleocortexul olfactiv, aria de proiecþie primarã a aferenþelor olfactive (vezi fig. 10). Fiziologia analizatorului olfactiv Analizatorul olfactiv are rol în aprecierea calitãþii aerului, prevenind pãtrunderea în organism a unor substanþe nocive. Împreunã cu analizatorul gustativ, analizatorul olfactiv intervine în aprecierea calitãþii alimentelor ºi în declanºarea secreþiei salivare. Stimulii specifici ai analizatorului olfactiv sunt reprezentaþi de substanþele volatile, care ajung la receptori odatã cu aerul inspirat. Substanþele volatile sunt recepþionate numai dupã dizolvarea lor în pelicula de mucus. Pentru a putea fi recepþionate, aceste substanþe trebuie sã aibã o concentraþie egalã sau superioarã pragului de excitabilitate. Pragul de excitabilitate reprezintã cantitatea minimã de substanþã odorantã capabilã sã provoace senzaþia de miros. Acesta variazã în funcþie de natura substanþelor. Intensitatea senzaþiei olfactive este proporþionalã cu concentraþia substanþei odorante în aer ºi depinde de urmãtorii factori: gradul de solubilitate a particulelor în lichidul care acoperã mucoasa, umiditatea mucoasei, vârsta ºi starea fiziologicã a organismului. Dacã substanþele odorante persistã un timp mai îndelungat, apare fenomenul de adaptare. Calea olfactivã este formatã numai din doi neuroni, protoneuronul fiind chiar celula receptoare. Inflamarea mucoasei nazale în afecþiuni respiratorii scade sensibilitatea olfactivã.
ANALIZATORII *2.8. ANALIZATORUL KINESTEZIC Analizatorul kinestezic* informeazã SNC despre poziþia ºi miºcarea în spaþiu a corpului ºi a segmentelor sale, precum ºi despre gradul de contracþie a muºchilor. Pe baza acestor informaþii, prelucrate de centrii nervoºi superiori, apar senzaþiile posturale ºi de miºcare ºi se elaboreazã comenzi care determinã tonusul muscular ºi contracþiile musculare adecvate diferitelor miºcãri. a. Segmentul periferic al analizatorului kinestezic este constituit din proprioceptori situaþi în muºchi, tendoane, aponevroze, capsule articulare, periost ºi pericondru. Numele ºi repartiþia proprioceptorilor este redatã în tabelul 11. Organele tendinoase Golgi (fig. 51. A) sunt stimulate de creºterea tensiunii în tendoane, determinatã de contracþia muscularã. Corpusculii Vater-Pacini au ca stimul presiunea exercitatã asupra formaþiunilor structurale în care se gãsesc. Ei sunt sensibili la miºcãri rapide ºi la vibraþii. Terminaþiile nervoase libere din articulaþii ºi muºchi sunt numai receptori ai durerii ºi nu proprioceptori. Cei mai importanþi proprioceptori sunt fusurile neuromusculare (fig. 51. B). Acestea sunt constituite din grupe de 2–10 fibre intrafusale, cu rol senzitivomotor, situate între fibrele musculare obiºnuite (extrafusale) ºi paralel cu acestea. Extremitãþile fibrelor intrafusale pot fi prinse pe tendoane ºi fibre extrafusale, sau numai pe fibre extrafusale. O fibrã intrafusalã are extremitãþi striate contractile ºi o porþiune centralã necontractilã, mai voluminoasã, cu mai mulþi nuclei ºi fãrã miofibrile. Inervaþia senzitivã a fusului este formatã din terminaþii primare spiralate, situate în zona centralã, ºi terminaþii secundare, fibre „în buchet”, situate la extremitãþile zonei centrale. Terminaþiile primare, cu conducere rapidã, sunt stimulate de gradul de întindere a muºchiului. Inervaþia motorie, proprie capetelor contractile ale fibrelor intrafusale, este reprezentatã de fibre nervoase cu originea în neuronii motori gamma medulari, spre deosebire de fibrele extrafusale care sunt inervate de neuronii motori alfa medulari. b. Segmentul de conducere cuprinde: — cãile nervoase ale sensibilitãþii proprioceptive inconºtiente, cu rol în activitatea reflexã de contracþie tonicã a muºchilor, reprezentate de fasciculele spinocerebeloase;
— cãile sensibilitãþii proprioceptive conºtiente, reprezentate de fasciculele spinobulbare, la care se adaugã aferenþe cerebelo-corticale. c. Segmentul central îl reprezintã ariile senzitivomotorii corticale, care mãrginesc ºanþul central, unde are loc analiza informaþiilor aduse pe cãile sensibilitãþii proprioceptive conºtiente ºi transformarea lor în senzaþii ºi acþiuni motorii tonice corective. Tab. 11. Distribuþia proprioceptorilor Proprioceptori
Localizare
Organe tendinoase Golgi
În tendoane ºi ligamente
Corpusculi Vater-Pacini
În tendoane, capsule articulare, fascii musculare, ligamente, periost, pericondru
Fusuri neuromusculare
Printre fibrele musculare 6 7 8 9
1
1
2
2
3 4 5
3
A
B
Fig. 51. A. Organe tendinoase Golgi: 1. fibrã senzitivã; 2. capsulã conjunctivã; 3. fibre de colagen. B. Fus neuromuscular: 1. fibre musculare extrafusale; 2. capsulã conjunctivã a fusului; 3. fibrã intrafusalã; 4. terminaþii nervoase spiralate; 5. fibre în buchet; 6, 7. fibre senzitive; 8. fibre eferente gamma; 9. fibre eferente alfa.
49
ANALIZATORII
NOÞIUNI ELEMENTARE DE IGIENÃ ªI PATOLOGIE BOLI
CAUZE
SIMPTOME
PREVENIRE
Cataractã — opacifierea cristalinului
Consecutivã unor boli ca diabetul, artrita, arterioscleroza, de obicei la vârste înaintate
Tulburãri de vedere (vedere dublã sau multiplã, „musculiþe zburãtoare”), colorarea în alb sau cenuºiu a pupilei
z
Otitã — inflamaþie a urechii externe sau medii (cea mai frecventã)
Infecþie microbianã sau viroticã
Dureri locale, scãderea auzului, febrã, frisoane, stare generalã alteratã
z
Menþinerea în stare de curãþenie a urechii externe
Micoze — afecþiuni datorate unor ciuperci
Ciuperci parazite care atacã Erupþii cutanate, mâncãrime, pielea ºi anexele sale (pãr, roºeaþã, inflamaþii locale, aspect unghii) sau unele organe microscopic caracteristic interne (de exemplu plãmânii)
z
Acnee — afecþiune a pielii
Tulburãri funcþionale sau leziuni ale glandelor sebacee datorate cel mai des unui dezechilibru hormonal (acnee juvenilã)
Herpes
Infecþie viroticã ce apare în Apariþia pe pielea feþei a unor boli infecþioase (pneumonie, vezicule mici grupate în buchet, gripã, meningite) sau în pe fond de roºeaþã localã intoxicaþii alimentare
Respectarea regulilor de igienã a pielii: baie generalã regulatã, spãlare pe mâini cu apã ºi sãpun înainte de masã ºi dupã utilizarea toaletei, folosirea unei îmbrãcãminþi igienice, folosirea prosopului individual, evitarea contactului direct cu persoane bolnave
Piodermite — afecþiuni ale pielii ºi mucoaselor
Infecþii bacteriene (cu stafilococi sau streptococi), supurative
z
Respectarea regulilor de igienã nazalã, evitarea frigului ºi a curenþilor
Respectarea regulilor de igienã a vederii z Evitarea oboselii oculare, a privitului îndelungat la TV, folosirea ochelarilor Glaucom Creºterea tensiunii intra-ocu- Reducerea câmpului vizual, de soare ºi a ochelarilor de — boalã a ochiului lare dureri oculare intense, tulburãri protecþie la locul de de vedere pânã la orbire, pupile muncã, dupã caz de culoare galben-verzuie z Evitarea factorilor naturali Conjunctivitã Infecþioasã sau alergicã Inflamarea pleoapelor, roºeaþã în nocivi (frig, vânt etc.) — inflamaþie a conjuncjurul ochilor, secreþie lacrimalã z Evitarea înotului în ape tivei globului ocular abundentã, senzaþie de corp poluate strãin în ochi
Rinite Infecþie viroticã — inflamaþii ale mucoasei nazale (guturai)
50
Creºterea secreþiei glandelor sebacee (seboree), puncte negre, „coºuri”, abcese ale pielii, erupþii, mai ales pe pielea feþei
Abcese, furuncule, foliculite*, inflamarea ganglionilor limfatici din apropierea zonei afectate Strãnut, secreþie nazalã apoasã ºi abundentã, stare subfebrilã
ANALIZATORII
LUCRÃRI PRACTICE
1. Evidenþierea sensibilitãþii tactile a. Receptorii tactili au o densitate diferitã pe suprafaþa tegumentului, ceea ce determinã grade de acuitate diferite pe tegumentul diverselor regiuni corporale. Pentru a determina densitatea receptorilor tactili, se pot utiliza compasul ºi rigla. Pe suprafaþa tegumentului dintr-o zonã aleasã, se aplicã cele douã vârfuri ale compasului cu deschidere minimã. Se repetã operaþia, mãrind progresiv distanþa între vârfuri, pânã când elevul (cu ochii închiºi), pe care se face experimentul, anunþã cã simte distinct ambele vârfuri ale compasului. Se noteazã regiunea corporalã ºi distanþa dintre vârfurile compasului mãsuratã pe riglã. Se executã experimentul pe spate, obraji, frunte, palmã, dosul mâinii, buze, bãrbie, antebraþ, coapsã, vârful limbii etc. ºi se noteazã distanþele. Cu cât distanþa dintre cele douã puncte este mai mare, cu atât acuitatea tactilã este mai scãzutã. b. Cu vârful unui creion, se traseazã o cifrã pe tegumentul din diferite regiuni corporale. Elevul pe care se efectueazã experimentul va recunoaºte cifra acolo unde acuitatea tactilã este ridicatã.
2. Evidenþierea sensibilitãþii termice Senzaþia de cald sau rece se produce atunci când pielea vine în contact cu un corp a cãrui temperaturã este mai ridicatã, respectiv mai scãzutã decât temperatura proprie. Cele mai sensibile regiuni tegumentare la cald ºi rece sunt obrajii, dosul mâinilor etc., acolo unde densitatea corpusculilor este mai mare. Intensitatea senzaþiei de cald sau rece depinde ºi de mãrimea suprafeþei asupra cãreia acþioneazã agentul termic. Acest lucru se poate demonstra folosind douã vase în care se aflã apã la aceeaºi temperaturã, 40°C. Într-un vas se introduce un deget, iar în al doilea se introduce mâna în totalitate. Elevul care efectueazã experimentul va avea senzaþia cã apa în care a introdus mâna este mai caldã decât cea în care a introdus numai degetul.
3. Evidenþierea amprentelor
Amprentele digitale reprezintã imaginea dispunerii specifice a papilelor dermice digitale. Ele reprezintã o caracteristicã a fiecãrui individ ºi un criteriu de identificare în criminalisticã. În laborator se pot evidenþia amprentele utilizând o tuºierã semiumedã ºi o coalã de hârtie albã. Dupã amprentare, se pot face comparaþii ºi se poate evidenþia unicitatea acestora.
*4. Harta gustului
Pentru evidenþierea specializãrii receptorilor gustativi, se folosesc mici tampoane de vatã îmbibate în soluþii de diferite substanþe (zahãr, glucozã, sare de bucãtãrie, oþet, sare amarã etc.). Cu ajutorul unei pense se aplicã pe rând, pe limba unui elev, tampoanele de vatã, întâi în zona centralã, apoi pe laturi ºi spre baza limbii ºi apoi spre vârf. Subiectul va indica de fiecare datã senzaþia de gust obþinutã. Se vor remarca atât diferenþele de sensibilitate faþã de diferitele substanþe, cât ºi gradul diferit de sensibilitate gustativã la diferiþi elevi. Se poate determina un fel de „hartã” a gustului. Folosind soluþii cu concentraþii diferite, se poate determina pragul minim de sensibilitate gustativã.
*5. Recunoaºterea diferitelor substanþe dupã miros
Se folosesc sticluþe cu substanþe odorante (benzen, toluen, parfumuri, esenþe etc.) pe care subiectul sã le perceapã printr-o inspiraþie profundã sau prin inspiraþii scurte ºi repetate (adulmecare). Se dã apoi pentru inspirat o cantitate crescutã de substanþã odorantã ºi, dupã un timp, subiectul va declara cã nu mai simte mirosul respectiv. Înlocuind substanþe odorantã, subiectul va declara cã simte mirosul noii substanþe. Pentru aprecierea mirosurilor unor alimente, se procedeazã astfel: se dã unui elev sã mãnânce un mãr aromat ºi i se cere sã spunã dacã îi simte mirosul specific. Se observã cã, mestecând mãrul, el expirã aerul din gurã prin coane spre cavitãþile nazale unde se aflã receptorii olfactivi. Folosind soluþii cu concentraþii diferite, se poate determina pragul minim de sensibilitate olfactivã.
*6. Proba Romberg
Pentru aprecierea echilibrului static ºi dinamic, procedaþi în felul urmãtor: un elev stã drept, cu braþele alipite de corp ºi cu tãlpile aºezate una înaintea celeilalte, având cãlcâiul unui picior alipit de vârful celuilalt picior ºi închide ochii. În cazul unei deficienþe vestibulare pe o parte a corpului, se produce balansarea corpului spre partea respectivã.
51
ANALIZATORII EVALUARE A. Încercuiþi literele corespunzãtoare rãspunsurilor corecte: 1. Analizatorii: a. asigurã integrarea organismului în mediu; b. transformã senzaþiile în excitaþii specifice; c. recepþioneazã informaþii din mediu; d. conduc excitaþiile la centrii nervoºi. 2. Analizatorul gustativ are urmãtoarele funcþii: a. aprecierea calitãþii alimentelor; b. aprecierea calitãþii aerului; c. declanºarea secreþiilor digestive; d. încãlzirea aerului expirat. 3. Adaptarea la luminã dureazã circa: a. 30–40 secunde; b. 3–4 minute; c. 30–40 minute; d. timp nelimitat. 4. În piele sunt localizaþi receptorii urmãtoarelor sensibilitãþi, cu o excepþie: a. sensibilitatea termicã; b. sensibilitatea tactilã finã; c. sensibilitatea olfactivã; d. sensibilitatea dureroasã.
5. Urmãtoarele structuri reprezintã medii transparente, cu o excepþie: a. corneea; b. umoarea apoasã; c. irisul; d. cristalinul. 6. Sunt componente ale analizatorului vestibular cu o excepþie: a. crestele ampulare; b. timpanul; c. canalele semicirculare membranoase; d. aparatul otolitic. 7. Teoria tricromaticã stabileºte drept culori fundamentale urmãtoarele: a. roºu, alb, albastru; b. alb, gri, negru; c. roºu, galben, albastru; d. roºu, verde, albastru. 8. Fac parte din segmentul de conducere al analizatorului kinestezic: a. fasciculul spinocerebelos direct; b. fasciculele spino-bulbare; c. fasciculul vestibulo-spinal; d. fasciculul spino-cerebelos încruciºat.
B. Probleme de rezolvat 1. Argumentaþi folosirea anumitor tipuri de lentile pentru corectarea defectelor oculare, utilizând cunoºtinþele de opticã. 2. Ce efecte are pierderea elasticitãþii cristalinului la bãtrâni, asupra procesului de acomodare? Determinaþi tipurile de lentile necesare pentru corecþie. 3. De ce, la pacienþii cãrora li se înlocuieºte cristalinul cu o lentilã artificialã, procesul de acomodare nu se realizeazã? 4. Comparaþi structura globului ocular cu structura unui aparat fotografic. 5. Enumeraþi structurile globului ocular prin care trec razele de luminã pânã la retinã.
6. Identificaþi principalele surse de poluare sonorã din localitatea dumneavoastrã. 7. Argumentaþi influenþa poluãrii sonore asupra desfãºurãrii activitãþilor zilnice. 8. Determinaþi rolul fiziologic al trompei lui Eustachio. 9. Stabiliþi efectele distrugerii accidentale unilaterale a labirintului. 10. Cunoaºteþi reflexele de redresare a organismului la oprirea bruscã a unui vehicul. Explicaþi mecanismele fiziologice care se desfãºoarã ºi rolul analizatorului vestibular în iniþierea acestora. 11. Indicaþi calea vibraþiilor sonore din mediul extern pânã la receptorul specializat.
C. Alcãtuiþi un eseu cu tema „Echilibrul static ºi dinamic al organismului uman”. Repere: segmentele nevraxului ºi analizatorii implicaþi în menþinerea echilibrului, evidenþiind modalitãþile de acþiune ale fiecãruia.
52
GLANDELE ENDOCRINE
3. GLANDELE ENDOCRINE REACTUALIZARE Glandele endocrine (glandele cu secreþie internã; fig. 52) formeazã sistemul endocrin al organismului. Sistemul endocrin cuprinde: — glande endocrine propriu-zise: hipofiza, epifiza, tiroida, paratiroidele, timusul, glandele suprarenale; — glande mixte (glande cu secreþie internã ºi externã): pancreasul, gonadele; — glande endocrine temporare: placenta. Produºii de secreþie ai glandelor endocrine sunt hormonii. Tab. 12. Topografia glandelor endocrine
1 2
3 4
Glande endocrine
Localizare
A. Glande propriu-zise
5
Epifizã
— în partea dorsalã a diencefalului
Hipofizã
— la baza diencefalului
Tiroidã
— în partea anterioarã a gâtului
Paratiroide
— în partea dorsalã a tiroidei
Timus
— retrosternal
Suprarenale
— la polii superiori renali
6
7
B. Glande mixte Pancreas
— sub stomac
Gonade
— în partea inferioarã a abdomenului
8
C. Glande temporare Placentã
— intrauterin
Fig. 52. Glandele endocrine: 1. epifiza; 2. hipofiza; 3. tiroida; 4. paratiroidele; 5. timusul; 6. glandele suprarenale; 7. pancreasul; 8. gonadele (ovarele la femei, la bãrbaþi — testiculele).
53
GLANDELE ENDOCRINE Unitatea funcþionalã a organismului se realizeazã prin acþiunea conjugatã a sistemului nervos ºi a sistemului endocrin. Sistemul endocrin cuprinde totalitatea glandelor cu secreþie internã din organism. Glandele endocrine au în structura lor epitelii secretorii ale cãror celule îºi varsã produºii, numiþi hormoni, direct în sânge. Hormonii sunt substanþe active cu acþiune specificã reglatoare a metabolismului celular. Prin acþiunea lor, la distanþã de locul sintezei, hormonii contribuie la dezvoltarea ºi funcþionarea normalã a organismului. Sistemul endocrin poate fi considerat ca un sistem morfo-funcþional complex, coordonat de sistemul nervos, având rolul de a armoniza, pe cale umoralã, activitatea organelor interne. Astfel, se realizeazã integrarea activitãþii organelor interne în ansamblul funcþiilor organismului. Toate organele interne au o dublã reglare: nervoasã ºi umoralã.
3.1. HIPOFIZA Hipofiza (glanda pituitarã) are dimensiunile unui bob de fasole ºi masa de 0,5 g. Este localizatã la baza encefalului, în ºaua turceascã a osului sfenoid. Ea este formatã din trei lobi: lobul anterior (75% din masa glandei), lobul mijlociu (2%), ambele de origine epitelialã, constituind adenohipofiza, ºi lobul posterior (23%), de origine ectodermicã, neurohipofiza. Hipofiza este legatã de hipotalamus prin tija pituitarã, care cuprinde sistemul circulator port hipotalamohipofizar Popa–Fielding ºi tractul hipotalamo-hipofizar. Prin sistemul port, factorii de eliberare ºi inhibare din nucleii hipotalamici mijlocii ajung în adenohipofizã. Prin tractul hipotalamo-hipofizar, produºii de neurosecreþie* ai nucleilor hipotalamici anteriori ajung la neurohipofizã (fig. 53). 5
4 6
3
2 1
Fig. 53. Hipofiza: 1. lob anterior; 2. lob mijlociu; 3. lob posterior; 4. tijã hipofizarã; 5. neuroni hipotalamici; 6. sistem porthipofizar.
REÞINEÞI Legãturile structurale ºi funcþionale dintre hipotalamus ºi hipofizã demonstreazã unitatea funcþionalã neuro-endocrinã.
54
a. Lobul anterior este constituit din cordoane celulare, care formeazã epiteliul secretor al glandei. Acesta cuprinde celule specifice pentru fiecare dintre hormonii secretaþi. Adenohipofiza secretã hormonul somatotrop ºi hormonii glandulari tropi. z Hormonul somatotrop (STH), hormonul de creºtere, are ca acþiune principalã stimularea creºterii armonioase a întregului organism. De asemenea, intervine în dezvoltarea celulelor, activeazã transportul aminoacizilor în celule ºi stimuleazã sinteza tisularã a proteinelor, cu efect asupra creºterii oaselor, muºchilor ºi viscerelor*. Intensificã oxidarea lipidelor, asigurând energia necesarã sintezei proteice. Are efect de cruþare a glucidelor ºi, deci, rol hiperglicemiant. Stimuleazã secreþia glandelor mamare. Hipersecreþia de STH înainte de pubertate determinã gigantismul, iar dupã pubertate produce acromegalia.Hiposecreþia de STH determinã la copii nanismul hipofizar. Secreþia de STH este stimulatã de hipoglicemie ºi de diverse solicitãri ale organismului.
GLANDELE ENDOCRINE z Hormonii glandulari tropi. — Hormonul adrenocorticotrop sau corticotropina (ACTH) stimuleazã creºterea, dezvoltarea ºi activitatea secretorie a glandelor corticosuprarenale. Hipersecreþia de ACTH determinã hipertrofierea* corticosuprarenalei ºi hipersecreþie de hormoni ai acesteia, având ca urmare tulburãri metabolice. — Hormonul tireotrop sau tireotropina (TSH) stimuleazã creºterea, dezvoltarea ºi secreþia de hormoni ai glandei tiroide. — Hormonii gonadotropi controleazã funcþiile gonadelor* feminine ºi masculine. De asemenea, controleazã secreþia glandelor mamare la femeie. Ei sunt: — hormonul foliculostimulant (FSH) care determinã la femei creºterea ºi maturarea foliculilor ovarieni ºi secreþia hormonilor estrogeni*, iar la bãrbaþi stimuleazã dezvoltarea tubilor seminiferi ai testiculelor ºi spermatogeneza; — hormonul luteinizant (LH), care determinã la femei ovulaþia ºi apariþia corpului galben de sarcinã, iar la bãrbaþi stimuleazã secreþia hormonilor androgeni*. — Hormonul luteotrop (LTH) sau prolactina stimuleazã la femei secreþia corpului galben ºi secreþia lactatã. Nu se cunoaºte acþiunea lui la bãrbaþi.
b. Lobul mijlociu (intermediar) al hipofizei secretã hormonul melanocitostimulant (MSH). Acesta stimuleazã sinteza de melaninã în melanocite*, cu rol în procesele de pigmentare a pielii. c. Lobul posterior este constituit din axoni ai neuronilor din nucleii hipotalamici anteriori ºi celule gliale. Neurohipofiza constituie un depozit de hormoni produºi de hipotalamusul anterior. z Hormonii neurohipofizari sunt vasopresina ºi ocitocina. — Hormonul antidiuretic (ADH) sau vasopresina contribuie la menþinerea volumului normal al lichidelor extracelulare în organism, prin stimularea absorbþiei de apã la nivel renal. Deci, are efect antidiuretic, prin reducerea cantitãþii de urinã eliminatã. Secretat în doze mari determinã vasoconstricþie (acþiune vasopresoare generalã) ºi hipertensiune arterialã, dar are ºi efecte metabolice (hiperglicemie*). De asemenea, stimuleazã ºi peristaltismul* intestinal. — Ocitocina favorizeazã naºterea, prin stimularea contracþiilor musculaturii netede a uterului gravid, ºi alãptarea, prin stimularea contracþiei celulelor mioepiteliale ale canalelor galactofore din glandele mamare.
3.2. TIROIDA Tiroida este cea mai mare glandã cu secreþie internã din organism, având masa de circa 30 g. Ea este situatã în partea anterioarã a gâtului, în dreptul cartilajului laringian al cãrui nume îl poartã. Tiroida este formatã din doi lobi laterali uniþi între ei prin istmul tiroidian. Structural, prezintã un parenchim glandular format din celule epiteliale grupate în foliculi*. Aceºti foliculi conþin la interior un coloid, tireoglobulina, care este forma de depozitare a hormonilor tiroidieni (fig. 54). Tiroida este bogat vascularizatã ºi inervatã. Inervaþia vegetativã are numai funcþii vasomotorii. Hormonii tiroidieni, derivaþi iodaþi ai tirozinei aflatã în structura tireoglobulinei, sunt tiroxina ºi triiodotironina. Aceºti hormoni au efecte identice, dar mai rapide ºi mai puternice în cazul triiodotironinei. Acþiunea lor în organism este complexã: — au efect calorigen, manifestat prin creºterea metabolismului bazal (MB), a consumului de oxigen ºi a oxidãrilor celulare; — controleazã, împreunã cu hormonul somatotrop, creºterea ºi diferenþierea celularã;
— intensificã eliminãrile de azot din organism ºi catabolismul proteic; — reduc depozitele lipidice prin activarea lipolizei; — intensificã absorbþia intestinalã de glucozã ºi catabolismul glucidic, determinând hiperglicemie; — stimuleazã activitatea gonadelor; — menþin, împreunã cu prolactina, secreþia lactatã. Hipofuncþia tiroidianã determinã efecte variate în funcþie de vârstã. La copii determinã nanismul tiroidian, cu dezvoltare fizicã ºi psihicã redusã pânã la cretinism. La adulþi determinã mixedemul.
55
GLANDELE ENDOCRINE 3
2 1
4
La populaþiile din zonele montane, cu ape sãrace în iod, apare guºa endemicã. Combaterea se face prin administrarea de tablete ce conþin iod ºi sare iodatã. Hiperfuncþia tiroidianã determinã boala BasedowGraves, frecventã mai ales la femei.
REÞINEÞI 5
Fig. 54. Folicul tiroidian — secþiune: 1. epiteliu folicular; 2. celulã parafolicularã; 3. capilar sangvin; 4. membranã bazalã; 5. tireoglobulinã.
În afecþiunile tiroidiene în care apare guºa, alãturi de tratamentul medicamentos, se practicã ºi extirparea chirurgicalã parþialã a glandei.
*3.3. PARATIROIDELE Paratiroidele sunt patru glande mici situate în partea posterioarã a tiroidei (fig. 55). Hormonii secretaþi au rol în menþinerea echilibrului fosfocalcic al organismului. Ei sunt: parathormonul (PTH) ºi calcitonina.
1 2
3
4
Fig. 55. Glandele paratiroide: 1. glotã; 2. os hioid; 3. glandã tiroidã; 4. glande paratiroide.
REÞINEÞI Paratiroidele sunt indispensabile vieþii, chiar dacã masa lor totalã este de numai aproximativ 80 mg. Extirparea lor experimentalã la animale duce la moarte prin paralizia muºchilor respiratori.
56
a. Parathormonul are ca acþiuni principale creºterea calcemiei*, prin eliminarea calciului în lichidul extracelular, ºi scãderea fosfatemiei*, prin eliminarea pe cale renalã a fosforului. Astfel, se produce demineralizarea osoasã, prin stimularea activitãþii osteoclastelor. b. Calcitonina, secretatã ºi de cãtre tiroidã, are acþiune antagonicã parathormonului, prin scãderea calcemiei ºi creºterea fosfatemiei, determinând mineralizarea normalã a oaselor. În cazul funcþionãrii normale a paratiroidelor, existã un echilibru dinamic între producerea de parathormon ºi cea de calcitoninã. Reglarea acestuia se face pe cale umoralã, în funcþie de echilibrul fosfocalcic sangvin, independent de factorii nervoºi. Creºterea calcemiei determinã secreþia de calcitoninã, iar scãderea ei, secreþia de parathormon. Extirparea paratiroidelor duce la grave tulburãri metabolice, datorate lipsei calciului din organism, cunoscute sub numele de tetanie.
GLANDELE ENDOCRINE 3.4. GLANDELE SUPRARENALE Suprarenalele sunt o pereche de glande situate la polii superiori ai rinichilor (vezi fig. 52). Fiecare glandã are o zonã corticalã, corticosuprarenala, dispusã la periferie (80% din masa glandei), care înconjoarã complet zona medularã, medulosuprarenala (20%). Cele douã zone diferã din punct de vedere embriologic, anatomic ºi funcþional. a. Corticosuprarenala (CSR), de origine mezodermicã, la fel cu gonadele, secretã trei categorii de hormoni steroizi, pe bazã de colesterol: mineralocorticoizi, glucocorticoizi ºi sexosteroizi. z Mineralocorticoizii au ca reprezentant principal aldosteronul, cu rol în reglarea metabolismului mineral. El determinã reabsorbþia Na+, retenþia apei ºi eliminarea K+ la nivelul tubilor distali ºi colectori ai nefronilor. Astfel, se menþin echilibrul acido-bazic ºi presiunea osmoticã* normalã a mediului intern. Hipersecreþia hormonilor mineralocorticoizi determinã absorbþie suplimentarã de Cl– ºi HCO3– iar hiposecreþia determinã acidozã*. z Glucocorticoizii, reprezentaþi de cortizol, intervin în metabolismul intermediar al glucidelor. Ei stimuleazã gluconeogeneza (sinteza glucidelor din aminoacizi sau lipide la nivel hepatic). Activeazã catabolismul proteic, cu excepþia celui din celulele hepatice. Intervin ºi în metabolismul lipidic, prin mobilizarea acizilor graºi din þesutul adipos. Cresc eliminãrile de azot. Glucocorticoizii sunt utilizaþi în tratarea unor afecþiuni, având un rol antiinflamator.
z Hormonii sexoizi (sexosteroizi) sunt asemãnãtori celor secretaþi de gonade, a cãror acþiune o completeazã, contribuind ºi ei la apariþia ºi dezvoltarea caracterelor sexuale secundare. Acestea diferenþiazã cele douã sexe (dezvoltarea specificã a musculaturii, depunerile lipidice, pilozitatea caracteristicã, timbrul vocal etc.). b. Medulosuprarenala (MSR) are origine ectodermicã, la fel cu ganglionii simpatici. Ea secretã hormoni cu acþiune identicã celei a SNV simpatic. Aceºtia sunt: adrenalina (circa 80%) ºi noradrenalina (circa 20%). Ei reprezintã ºi mediatorii chimici ai SNV simpatic. Acþiunile lor principale se manifestã la nivelul metabolismului, determinând: — glicogenolizã* ºi hiperglicemie; — mobilizarea grãsimilor din depozite ºi catabolizarea acizilor graºi; — la nivelul sistemului circulator, tahicardie, vasoconstricþie ºi hipertensiune; — relaxarea musculaturii netede a pereþilor tubului digestiv, contracþia sfincterelor ºi inhibarea majoritãþii secreþiilor digestive; — la nivelul sistemului nervos produc alertã corticalã, anxietate* ºi fricã.
3.5. PANCREASUL ENDOCRIN Pancreasul endocrin este reprezentat de insulele lui Langerhans (1–2% din masa pancreasului), aºezate între acinii glandulari ai pancreasului exocrin. Aceste insule sunt formate din douã tipuri de celule: celule alfa (20%), care secretã glucagonul, ºi celule beta (75 %), care secretã insulina. a. Insulina este principalul hormon hipoglicemiant al organismului. Insulina acþioneazã în direcþia creºterii gradului de utilizare a glucozei în celule, a depunerii glucozei sub formã de glicogen ºi a transformãrii glucidelor în lipide. Stimuleazã sinteza de proteine. Hiposecreþia de insulinã produce diabetul zaharat. În acest caz, medicii recomandã regim alimentar adec-
vat ºi administrarea de insulinã în stadiile avansate ale bolii. Acumularea de corpi cetonici în organism, ca urmare a tulburãrilor metabolice, duce la comã diabeticã ºi chiar la moarte, în lipsa unui tratament adecvat. Hipersecreþia de insulinã produce hipoglicemie însoþitã de slãbirea forþei fizice, de tulburãri ale activitãþii nervoase ºi chiar de comã.
57
GLANDELE ENDOCRINE b. Glugaconul, secretat ºi de duoden, are efecte opuse insulinei, determinând hiperglicemie prin glicogenolizã hepaticã (nu ºi muscularã), intensificarea gluconeogenezei* din aminoacizi ºi scãderea utilizãrii celulare a glucozei, cu accentuarea lipolizei. Împreunã cu hormonii medulosuprarenalieni, glucagonul este unul din principalii hormoni hiperglicemianþi ai organismului.
REÞINEÞI ªcoala româneascã de endocrinologie este recunoscutã pe plan mondial datoritã contribuþiei unor savanþi de renume, ca: N. Paulescu, C.I. Parhon, St. Milcu, Gr.T. Popa, Ana Aslan. Primul extract de insulinã a fost realizat de cãtre savantul român N. Paulescu (1921).
*3.6. EPIFIZA Epifiza, numitã ºi glanda pinealã datoritã formei sale asemãnãtoare cu un con de pin, este un organ al diencefalului, cu funcþie endocrinã. Epifiza este localizatã în partea posterioarã a diencefalului (epitalamus). Funcþia epifizei este incomplet cunoscutã. Hormonul sãu principal, melatonina, are acþiune inhibitoare asupra glandelor sexuale (funcþia antigo-
nadotropã) ce explicã involuþia* epifizei dupã pubertate. De asemenea, acþioneazã ºi asupra axului hipotalamo-hipofizo-corticosuprarenalian. Melatonina are ºi efecte metabolice. Epifiza are legãturi funcþionale cu retina globului ocular, stimulii luminoºi determinând, prin intermediul nervilor simpatici, scãderea sintezei de melatoninã.
*3.7. TIMUSUL 7
Timusul este în principal un organ limfoid, situat înapoia sternului (fig. 56). El involueazã dupã pubertate. Extractul de timus, aºa-zisul hormon timic, are efecte antigonadotrope (ca ºi hormonii epifizari), dar ºi de stimulare a mineralizãrii osoase, deci are rol în creºtere. Celulele timice, numite timocite, provin din mãduva osoasã, de unde migreazã apoi pe cale sangvinã în organele limfoide (ganglioni limfatici, splinã, timus). Limfocitele T, originare din mãduva hematogenã ºi diferenþiate în timus, participã în procesele de imunitate celularã, fiind specializate în pãstrarea memoriei imunitare.
1 2
6
3
3
5 4
Fig. 56. Timus la nou-nãscut: 1. tiroidã; 2. arterã carotidã; 3. plãmâni; 4. pericard; 5. timus; 6. venã jugularã; 7. trahee.
Sistemul endocrin mai cuprinde ºi celule producãtoare de hormoni locali, rãspândite în organism. Acestea constituie sistemul endocrin difuz sau paracrin. În tabelul urmãtor sunt prezentaþi câþiva dintre hormonii locali ºi funcþiile lor principale. Hormoni locali
Funcþii principale
Histamina, serotonina
— stimuleazã musculatura visceralã, participã în reacþiile imunitare
Renina, angiotensina
— determinã contracþia arteriolelor ºi creºterea presiunii arteriale
Gastrina, enterogastronul, secretina, colecistokinina, pancreozimina
— intervin în reglarea ºi coordonarea activitãþilor motorii ºi secretorii digestive
Prostaglandinele
— moduleazã activitãþile celulare
58
GLANDELE ENDOCRINE 3. 8. GONADELE Gonadele sunt glande mixte care îndeplinesc douã funcþii: producerea de gameþi, spermatogeneza ºi ovogeneza (funcþie exocrinã) ºi secreþia de hormoni (funcþie endocrinã). Ambele funcþii sunt controlate de hormonii gonadotropi ai hipofizei anterioare. Sunt glande cu secreþie mixtã, exocrinã ºi endocrinã. Structura ºi funcþia lor exocrinã vor fi studiate la capitolul „funcþia de reproducere”. Funcþia endocrinã a testiculului Secreþia de hormoni androgeni* se datoreazã celulelor interstiþiale. Principalul hormon androgen este testosteronul, sintetizat din colesterol. Hormonii androgeni stimuleazã creºterea ºi dezvoltarea gonadelor masculine, asigurã dezvoltarea ºi menþinerea caracterelor sexuale secundare (anumite particularitãþi somatice, vocea, pilozitatea, dezvoltarea musculaturii ºi a scheletului, distribuirea stratului adipos) ºi au un efect anabolic asupra protidelor. Activitatea testicularã este reglatã de hormonii gonadotropi hipofizari, iar activitatea hipofizei este reglatã de cãtre nivelul testosteronului plasmatic printr-un mecanism de feed-back, care acþioneazã atât asupra hipotalamusului, cât ºi asupra hipofizei.
Funcþia endocrinã a ovarului Hormonii estrogeni* sunt sintetizaþi de celulele foliculare în timpul maturãrii, de corpul galben ºi de placentã în timpul sarcinii, iar în cantitãþi mici ºi de cãtre corticosuprarenale ºi testicul. Acþioneazã asupra gonadelor feminine, stimulând proliferarea mucoasei uterine ºi apariþia caracterelor sexuale secundare. Progesteronul este secretat de corpul galben, de corticosuprarenale ºi de cãtre placentã în timpul sarcinii. Acþiunea lui constã în modificarea secretorie a mucoasei uterine. Secreþia hormonalã ovarianã este controlatã de hormonii gonadotropi hipofizari, în funcþie de concentraþia sangvinã a hormonilor ovarieni. FSH controleazã maturaþia folicularã ºi secreþia de estrogeni, iar LH provoacã ovulaþia, controleazã activitatea corpului galben ºi secreþia de progesteron.
SINTEZÃ: ACÞIUNILE PRINCIPALE ALE HORMONILOR ASUPRA METABOLISMULUI SUBSTANÞELOR ORGANICE Metabolismul
Proteic
Hormonii
Glucidic
Lipidic
Hormoni anabolizanþi
STH aldosteron insulinã hormoni sexuali
STH insulinã hormon epifizar
insulinã hormoni sexuali
Hormoni catabolizanþi
ACTH cortizol hormoni tiroidieni glucagon
hormoni tiroidieni glucagon adrenalinã noradrenalinã cortizol
STH glucagon hormoni tiroidieni cortizol adrenalinã noradrenalinã
ACÞIUNILE PRINCIPALE ALE HORMONILOR ASUPRA METABOLISMULUI MINERAL Acþiunea
H2O
Ca
P
Na
K
N
Cl
Retenþie
ADH aldosteron
STH parathormon
STH calcitoninã
STH aldosteron
STH
STH
aldosteron
calcitoninã
parathormon
Eliminare
aldosteron
cortizol hormoni tiroidieni
59
GLANDELE ENDOCRINE *3.9. MECANISMUL GENERAL DE REGLARE NERVOASÃ ªI UMORALÃ A SECREÞIEI ENDOCRINE Reglarea secreþiei endocrine se realizeazã prin mecanisme neuro-umorale. În cazul adenohipofizei, reglarea secreþiei de hormoni tropi se realizeazã printr-un mecanism umoral de tip feed-back negativ, în care rolul cel mai important îl are hipotalamusul. Acesta secretã factori specifici, hormoni de eliberare sau de inhibare, pentru fiecare hormon adenohipofizar. Secreþia hipotalamicã este influenþatã, la rândul ei, direct pe cale nervoasã, prin stimuli de la sistemul limbic, sau reflex, prin stimuli de la receptori.
Prin echilibrul dinamic al acestor mecanisme rezultã funcþionarea normalã a hipofizei ºi a glandelor endocrine controlate de hipofizã: tiroidã, corticosuprarenale, gonade. Dacã luãm ca exemplu glanda tiroidã, reglarea secreþiei tiroidiene se face printr-un mecanism de feed-back hipotalamo-hipofizo-tiroidian, similar cu cel al tuturor glandelor endocrine controlate de hipofizã (fig. 57).
EMO}II, STRES
SISTEM NERVOS
RECEPTORI
+
+
HIPOTALAMUS
+
+ HORMON DE ELIBERARE
HORMON DE INHIBARE
+
HORMON DE DEPOZITARE
– ADENOHIPOFIZ|
+ –
NEUROHIPOFIZ|
HORMON TROP
+ –
HORMON ELIBERAT
GLAND|
+ – HORMONI AI DIFERITELOR GLANDE Fig. 57. Reglarea secreþiei de hormoni hipofizari ºi ai glandelor controlate de hipofizã.
Dacã luãm ca exemplu secreþia endocrinã a pancreasului, glandã care nu este controlatã de cãtre hipofizã, reglarea secreþiei de insulinã se face direct, prin impulsuri parasimpatice vagale, ºi printr-un mecanism de feed-back, în funcþie de nivelul glicemiei (pancreasul îºi desfãºoarã funcþiile secretorii de hormoni ºi dupã întreruperea conexiunilor nervoase). Secreþia de glucagon este stimulatã de hipoglicemie ºi inaniþie*. În condiþiile unui aport de glucide scãzut, glucagonul determinã creºterea glicemiei prin gluconeogenezã*.
60
Reglarea secreþiei medulosuprarenalelor se face prin mecanisme neuro-umorale în care intervine sistemul simpatic. Stresul ºi suprasolicitãrile (efort fizic, frig, tensiune nervoasã etc.) stimuleazã secreþia medulosuprarenalei. În stãri de stres cu care organismul este obiºnuit, creºte secreþia de noradrenalinã, iar în cele neobiºnuite creºte secreþia de adrenalinã. În acest fel, medulosuprarenala exercitã un rol important în adaptarea organismului la agresiuni externe sau interne.
GLANDELE ENDOCRINE DISFUNCÞII ENDOCRINE DISFUNCÞII
CAUZE
SIMPTOME
Nanismul hipofizar
Hiposecreþia hormonului somatotrop Creºtere insuficientã în înãlþime, cu dezvoltare fizicã proporþionalã ºi intelect normal
Caºexia hipofizarã
Deficienþa funcþionalã a hipofizei cu Scãdere extremã în greutate, dispariþia stratului adipos, tulburãri metabolice profunde, în atrofie muscularã, anemie, adinamie*, astenie, hipertensiune unele boli cronice*
Gigantismul
Hipersecreþia hormonului somato- Dezvoltare fizicã anormalã, cu talie mare (peste 2 metri) ºi creºtere exageratã a extremitãþilor trop înainte de pubertate
Acromegalia
Hipersecreþia hormonului somato- Creºterea exageratã a extremitãþilor membrelor, a oaselor feþei, a mandibulei, a limbii ºi buzelor, a unor trop dupã pubertate viscere, ºi tulburãri de metabolism
Diabetul insipid
Leziuni ale hipotalamusului sau ale Pierdere masivã de apã prin urinã, fãrã eliminare de gluhipofizei care determinã hiposecreþia cozã (poliurie), ºi sete continuã (polidipsie) de vasopresinã
Boala Basedow-Graves
Hipersecreþia hormonului tireotrop
Mixedemul
Hiposecreþia de hormoni tiroidieni la Reducerea metabolismului bazal, edem* mucos, piele uscatã ºi îngroºatã, cãderea pãrului, scãderea capacitãþii adulþi de învãþare ºi memorare
Nanismul tiroidian
Hiposecreþia de hormoni tiroidieni la Încetinirea dezvoltãrii fizice (piticism) ºi psihice (cretinism) copii
Guºa endemicã
Lipsa iodului în apa potabilã din Hipertrofierea glandei tiroide (guºã) însoþitã de hiposecreþie hormonalã diferite regiuni geografice
*Tetania
Extirparea accidentalã a paratiroide- Convulsii ale musculaturii scheletice, spasme ale muslor ce duce la scãderea calciului în culaturii digestive ºi laringiene, irascibilitate, stãri de confuzie ºi halucinaþii, sensibilitate sporitã la frig, organism unghii friabile, cãderea pãrului ºi a dinþilor
paratiroidianã
*Boala Recklinghausen Hipersecreþia de parathormon (osteoza paratiroidianã) Sindromul Cushing
Creºterea metabolismului bazal, slãbire accentuatã, iritabilitate crescutã, tahicardie*, hipertensiune, exoftalmie*, hiperfagie* cu scãdere în greutate, guºã
Creºterea eliminãrii de fosfor din organism ºi retenþia de calciu în þesuturi, care duce la neoformaþii osoase ºi leziuni ale majoritãþii oaselor
Hipersecreþia de hormoni glucocor- Obezitate, hipertensiune arterialã, diabet consecutiv ticoizi
*Sindromul androgenital Leziuni nervoase ale diencefalului, Obezitate ºi insuficienta dezvoltare a organelor sexuale însoþite de dereglarea funcþiei hipofi- la bãieþi zare, sau hipersecreþia de hormoni sexosteroizi corticosuprarenalieni la adolescenþi
Un rol important, în prevenirea apariþiei unor boli endocrine cu transmitere ereditarã, îl joacã sfaturile genetice ºi diagnoza prenatalã.
61
GLANDELE ENDOCRINE DISFUNCÞII
CAUZE
SIMPTOME
*Boala Addison
Hiposecreþia de aldosteron în insufi- Scãderea capacitãþii de efort, pierderi masive de sãruri cienþa globalã a corticosuprarenalei ºi apã, hipotensiune arterialã
*Boala Conn
Hipersecreþia de aldosteron
Retenþie masivã de sare ºi apã în organism, edeme, hipertensiune arterialã
Diabetul zaharat Incapacitatea de a metaboliza gluci- Hiperglicemie, glicozurie*, poliurie, polidipsie, poli(boalã metabolicã produsã dele, determinatã în principal de hi- fagie*. Netratat, poate duce la comã diabeticã ºi moarte. de o disfuncþie endocrinã) posecreþia de insulinã
EVALUARE A. Alãturaþi glandelor endocrine din coloana I, literele din dreptul hormonilor pe care îi secretã, aflaþi în coloana II. I II 1. Hipofiza___________________________ a. aldosteronul 2. Tiroida____________________________ b. glucagonul 3. Corticosuprarenala___________________ c. ACTH 4. Medulosuprarenala___________________ d. adrenalina 5. Pancreasul endocrin__________________ e. tiroxina 6. Ovarul_____________________________ f. progesteronul g. calcitonina B. Încercuiþi rãspunsurile corecte. 3. Hiposecreþia de vasopresinã determinã: 1. Hormonii: a. diabetul zaharat; a. sunt produºi ai glandelor endocrine; b. diabetul insipid; b. sunt produºi ai glandelor exocrine; c. mixedemul; c. acþioneazã la locul sintezei lor; d. sindromul Cushing. d. sunt eliberaþi în sânge. 4. Hormonii care stimuleazã sinteza proteinelor sunt: 2. Neurohipofiza depoziteazã: a. hormonii tiroidieni; a. hormon antidiuretic; b. hormonul somatotrop; b. hormoni gonadotropi; c. insulina; c. ocitocinã; d. testosteronul. d. insulinã. C. Determinaþi afecþiunile endocrine ale persoanelor din imaginile de mai jos. Funcþiile cãror glande sunt afectate ºi în ce mod?
A
B
C
D
D. Un pacient se prezintã la medic acuzând slãbire ºi urinãri dese. Analizele medicale relevã prezenþa glucozei în urinã. Poate fi o disfuncþie endocrinã? Argumentaþi rãspunsul.
62
SISTEMUL OSOS
4. MIªCAREA REACTUALIZARE A
C
5
}
4
}
2 8 3 1
12 6
3 4
11 10
8 1
7
2 3
9
2
5 3 2
6
4
4
4
B
7
Fig. 58. Forma ºi structura oaselor: A. os lung; B. os lat; C. os scurt: 1. periost; 2. os compact; 3. mãduvã galbenã; 4. os spongios; 5. cartilaj articular; 6. epifizã; 7. diafizã; 8. cavitate medularã; 9. corp vertebral; 10. orificiu vertebral; 11. arc vertebral; 12. apofize. 1
Fig. 60. Secþiune în muºchi striat: 1. epimisium; 2. perimisium; 3. endomisium; 4. vase sangvine; 5. fibre musculare; 6. sarcolemã; 7. axoni ai neuronilor motori; 8. fascicul.
3
2
A
5
1
4
3
B Fig. 61. Unitãþi motorii.
2
Fig. 59. Þesutul osos. A. Þesut osos spongios: 1. areole cu mãduvã hematogenã; 2. trabecule; 3. osteocite. B. Þesut osos compact: 1. canal Havers cu vase sangvine; 2. sistem Havers; 3. osteocite; 4. lamele osoase concentrice; 5. sistem interhaversian.
63
SISTEMUL OSOS *Principiile fizice ale motricitãþii Corpul uman poate fi considerat ca un sistem mecanic, alcãtuit dintr-un ansamblu de elemente componente (regiunile corporale) cu legãturi între ele (articulaþiile). Acestea acþioneazã unele asupra altora cu anumite forþe ale sistemului (forþe musculare). Sub acþiunea acestor forþe, diverse pãrþi ale organismului pot efectua miºcãri relative unele faþã de altele. Miºcãrile pot fi parþiale (ale unor segmente corporale) sau totale (de deplasare a întregului corp). Structurile anatomice care stau la baza activitãþilor motrice ale organismului constituie sistemul locomotor. Sistemul locomotor este alcãtuit din sistemul osos (partea pasivã) ºi sistemul muscular (partea activã). Poziþia de echilibru stabil a corpului uman este cea de ortostatism. Condiþia realizãrii acestui echilibru este ca perpendiculara coborâtã din centrul de greutate al corpului, care se aflã în regiunea abdominalã, anterior vertebrelor lombare, sã cadã în interiorul poligonului de susþinere format de tãlpile picioarelor în contact cu solul. Echilibrul postural* se realizeazã prin acþiunea antagonistã a douã grupe de muºchi scheletici aflaþi în partea anterioarã, respectiv posterioarã, a trunchiului ºi membrelor inferioare. Muºchii scheletici sunt fixaþi pe suporturile dure, osoase, care servesc ca pârghii pentru menþinerea echilibrului ºi realizarea diferitelor miºcãri. În organismul uman sunt prezente toate cele trei ordine clasice de pârghii cunoscute de la fizicã (fig. 62): — pârghia de ordinul I — acþioneazã la realizarea echilibrului capului pe coloana vertebralã; — pârghia de ordinul II — la nivelul articulaþiei labei piciorului, acþioneazã în timpul mersului; — pârghia de ordinul III — la articulaþia cotului, acþioneazã la ridicarea unor greutãþi.
E
E
R R E
R
F
F
F R
R E
F
E
R
E
F
Fig. 62. Exemple de pârghii în organismul uman. F – punct de sprijin; R – rezistenþã; E – forþã.
64
F
SISTEMUL OSOS 4.1. SISTEMUL OSOS Þesuturile conjunctive dure formeazã oasele. Oasele sunt organe rezistente ºi elastice, cu forme ºi structuri variabile, în funcþie de dispunerea lor ºi de rolul îndeplinit. Totalitatea oaselor formeazã sistemul osos. Osul este unitatea morfo-funcþionalã a sistemului osos. Oasele, împreunã cu articulaþiile formeazã scheletul. 4.1.1. Scheletul Scheletul (fig. 63) reprezintã suportul morfologic ºi funcþional al muºchilor striaþi scheletici, împreunã cu care constituie sistemul locomotor. Scheletul cuprinde peste 200 de oase, grupate dupã regiunile corporale. a. Scheletul capului cuprinde douã regiuni: neurocraniul ºi viscerocraniul (fig. 64). — Neurocraniul (cutia cranianã) este constituit din oase perechi (temporale ºi parietale) ºi oase neperechi (frontal, etmoid, sfenoid ºi occipital). — Viscerocraniul (oasele feþei) cuprinde: maxilarul, mandibula, oasele zigomatice, nazale ºi lacrimale. b. Scheletul trunchiului cuprinde: coloana vertebralã, coastele ºi sternul. — Coloana vertebralã este constituitã din vertebre care diferã ca formã, mãrime ºi numãr, pe regiuni: regiunea cervicalã din 7 vertebre (primele douã se numesc atlas ºi axis), regiunea toracicã din 12 vertebre, regiunea lombarã din 5 vertebre, regiunea sacratã din 5 vertebre sudate (sacrum) ºi regiunea coccigianã din 4–5 vertebre reduse (coccis). — Coastele, în numãr de 12 perechi, se grupeazã în: coaste adevãrate (perechile de la I la VII), coaste false (perechile VIII, IX ºi X) ºi coaste flotante (perechile XI ºi XII). — Sternul este osul pieptului, la care se articuleazã coastele I–X prin intermediul cartilajelor costale. Regiunea toracicã a coloanei vertebrale împreunã cu coastele ºi sternul formeazã cutia toracicã. c. Scheletul membrelor superioare cuprinde: — centura scapularã, formatã din omoplat ºi claviculã; — membrul liber, format din humerus, radius ºi ulna, carpiene, metacarpiene ºi falange. Fig. 63. Scheletul: 1. frontal; 2. zigomatic; 3. mandibulã; 4. coloanã vertebralã; 5. coxale; 6. claviculã; 7. omoplat; 8. stern; 9. coaste; 10. humerus; 11. ulnã; 12. radius; 13. carpiene; 14. metacarpiene; 15. falange; 16. femur; 17. patelã; 18. tibie; 19. fibulã; 20. tarsiene; 21. metatarsiene; 22. falange.
1 2 3 6 7
8 9 4
10 11
5
12
13
15 14
16 17 18 19
20 21 22
65
SISTEMUL OSOS 2 1
5 7 5 4 3 8
6
9 10
Fig. 64. Scheletul capului: 1. frontal 2. parietal; 3. temporal; 4. occipital; 5. etmoid; 6. sfenoid; 7. nazal; 8. maxilar; 9. mandibulã; 10. hioid.
2
3
{
{
1 4 6
5
7
d. Scheletul membrelor inferioare cuprinde: — centura pelvianã, formatã din douã oase coxale care, împreunã cu osul sacrum ºi coccisul, alcãtuiesc bazinul; — membrul liber, format din: femur, patela (rotula), tibia ºi fibula, tarsiene, metatarsiene ºi falange. Forma oaselor. Oasele se împart dupã formã în: oase lungi, oase late ºi oase scurte (vezi fig. 58). Structura oaselor. Oasele sunt constituite din þesut osos compact ºi spongios (vezi fig. 59), cãrora li se alãturã diferite alte tipuri de þesut conjunctiv (fibros, reticulat), vase sangvine ºi fibre nervoase. 4.1.2. Funcþiile sistemului osos Sistemul osos îndeplineºte trei funcþii principale: a. funcþia mecanicã: de susþinere a þesuturilor moi ale organismului; de locomoþie, constituind componentele pasive ale sistemului locomotor ºi sistemul de pârghii pe care acþioneazã muºchii; de protecþie a unor organe vitale (creier, inimã, plãmâni etc.). b. funcþia metabolicã: depozit de sãruri minerale; la nivelul oaselor se desfãºoarã continuu procese de fixare sau mobilizare a substanþelor minerale. c. funcþia hematopoieticã: formarea elementelor figurate ale sângelui în mãduva osului spongios. 4.1.3. Creºterea oaselor În primele faze ale dezvoltãrii embrionare, scheletul este constituit din membrane conjunctive ºi cartilaj hialin. Din cea de a patra sãptãmânã, încep procesele de osificare, iar oasele cresc în lungime, lãþime ºi grosime pânã în jurul vârstei de 25 de ani. Procesul de osificare a membranelor conjunctive ºi a cartilajelor se numeºte osteogenezã. a. Creºterea în lungime se realizeazã în cartilajele de creºtere dintre epifizele* ºi diafiza* oaselor lungi, prin procese de condrogenezã* ºi de osteogenezã. Rezultã os spongios ºi os compact (fig. 65). b. Creºterea în grosime se desfãºoarã simultan cu creºterea în lungime, prin activitatea periostului*. Este un proces de osificare de membranã.
Fig. 65. Zone de creºtere osoasã: 1. cartilaj articular; 2. epifizã; 3. diafizã; 4. os spongios; 5. os compact; 6. cartilaj de creºtere; 7. foiþa osteogenã a periostului.
66
SISTEMUL OSOS *4.1.4. Articulaþiile
1
Articulaþiile sunt formaþiuni structurale de legãturã dintre oase. În funcþie de mobilitatea pe care o permit, ele se clasificã în: fixe, mobile ºi semimobile. a. Articulaþiile fixe nu permit miºcarea sau permit miºcãri reduse (exemple: articulaþiile oaselor cutiei craniene, articulaþiile osului coxal etc.). b. Articulaþiile mobile permit miºcãri de flexie, extensie, abducþie, rotaþie sau miºcãri combinate. Capetele oaselor au cartilaje articulare hialine. Între ele existã o cavitate articularã cu lichid sinovial. La unele articulaþii, în cavitatea articularã existã discuri sau meniscuri articulare din cartilaj fibros (fig. 66). c. Articulaþiile semimobile permit mobilitate redusã, suprafeþele articulare fiind aproape plane (exemplu: articulaþiile dintre corpurile vertebrelor).
*4.1.5. Reparaþia osoasã La maturitate cartilajele de creºtere ºi periostul îºi înceteazã activitatea. În caz de fracturã, periostul se reactiveazã, asigurând sudarea oaselor prin formarea de calus* (fig. 67). Fig. 67. Etapele procesului reparator: A. Os fracturat: 1. hematom*; B. Formarea calusului: 2. intern; 3. extern; C. Sudarea osului.
3
2
6 5
3
4
1
Fig. 66. Structura articulaþiei mobile de tip sinovial: 1. periost; 2. cartilaj articular; 3. os; 4. membranã sinovialã; 5. capsula fibroasã; 6. cavitate sinovialã. 1
2 3
A
B
C
SINTEZÃ: SCHELETUL SCHELET neurocraniu CAP
TRUNCHI
MEMBRE SUPERIOARE
MEMBRE INFERIOARE
REGIUNE – oase perechi – oase neperechi
viscerocraniu coloanã vertebralã – cervicalã – toracicã – lombarã – sacralã – coccigianã coaste stern – manubriu, corp, apendice xifoid centura scapularã membrul liber – braþ – antebraþ – mânã centura pelvianã – coxale membrul liber
– coapsã – gambã – picior
OASE – temporale, parietale – frontal, etmoid, sfenoid, occipital – maxilar, mandibulã, zigomatice, nazale, lacrimale – 7 vertebre – 12 vertebre – 5 vertebre – 5 vertebre sudate – 4–5 vertebre – 12 perechi
– omoplat, claviculã – humerus – radius, ulna – carpiene, metacarpiene, falange – ilion, ischion, pubis – femur – tibia, fibula – tarsiene, metatarsiene, falange
67
SISTEMUL OSOS NOÞIUNI ELEMENTARE DE IGIENÃ ªI PATOLOGIE BOLI Deformãri osoase
CAUZE
SIMPTOME
Carenþã de vitamina D, rahitism (deformare nedureroasã ºi simetricã în zonele de creºtere) la copii z Reumatism deformant z
PREVENIRE
Deformãri ale oaselor
z
Regim alimentar bogat în vitamine ºi sãruri minerale z Condiþii igienice de locuit z Viaþã în aer liber (apã, aer, soare)
Fracturi z Accidente (de circulaþie 50%), politraumatisme z ruperea oaselor ca urmare a unor traumatisme — fracturã deschisã — fracturã închisã
z
Dureri locale, echimoze*, deformarea regiunii, impotenþã funcþionalã, mobilitate anormalã z La formele deschise: leziuni, hemoragie, capetele osoase aparente
z
Entorse z Miºcãri bruºte, necontrolate, cãderi, accidente z leziuni produse la nivelul unei articulaþii de muncã, de circulaþie sau de sport prin efectuarea unor miºcãri dincolo de limitele fiziologice, fãrã a fi urmate de o deplasare osoasã permanentã
z
Echimoze, inflamarea articulaþiei, durere localã foarte intensã, impotenþã funcþionalã z Leziuni ale þesuturilor moi din jurul articulaþiei
z
Luxaþii z deplasare permanentã a extremitãþilor osoase dintr-o articulaþie
z
Echimoze, dureri locale, mobilitate anormalã, uneori paralizii
*Boli reumatismale
z
Stare generalã alteratã, transpiraþii, inflamarea dureroasã a articulaþiilor, VSH* crescut. Pot duce la îmbolnãvirea inimii (endocarditã reumatismalã), pleurezie, nefritã
z Infecþii cu streptococi, afecþiuni ale sistemu- inflamaþii articulare de lui locomotor (în spe- naturã alergicã, ca urmare a amigdalitei netratate cial ale articulaþiilor) z reumatismul poliarticular acut este frecvent la copii ºi tineri z
Respectarea regulilor de protecþie a muncii ºi de circulaþie
Respectarea regulilor de protecþie a muncii ºi de circulaþie z Fortificarea organismului prin exerciþii fizice z Antrenament pregãtitor de încãlzire în cazul sportivilor
z
Evitarea frigului ºi a umezelii, îmbrãcãminte ºi încãlþãminte corespunzãtoare anotimpului, înlãturarea focarelor de infecþie (dentare, amigdaliene etc.)
EVALUARE Încercuiþi literele corespunzãtoare rãspunsurilor corecte: 1. Din cutia cranianã fac parte oasele: 3. Membrul superior se articuleazã la trunchi prin: a. frontal; c. mandibula; a. omoplat; c. centura pelvianã; b. temporale; d. parietale. b. stern; d. clavicula. 2. Articulaþia cotului este o: 4. Sistemul osos are urmãtoarele funcþii: a. articulaþie fixã; a. element ectiv al miºcãrii; b. articulaþie mobilã; b. susþinere; c. articulaþie semifixã; c. component pasiv al sistemului locomotor; d. articulaþie semimobilã. d. depozit de sãruri minerale.
68
SISTEMUL MUSCULAR 4.2. SISTEMUL MUSCULAR Totalitatea muºchilor din organism formeazã sistemul muscular. Muºchii reprezintã aproximativ 40% din greutatea corpului. Dupã locul pe care îl ocupã în organism ºi funcþia îndeplinitã, muºchii se clasificã în: muºchi scheletici (somatici) ºi muºchi viscerali. MUªCHII SCHELETICI Muºchii scheletici constituie componentele active ale sistemului locomotor. Sunt muºchi striaþi voluntari. Contracþia acestora se efectueazã la comanda directã a sistemului nervos central. Muºchii scheletici menþin poziþia corpului prin contracþii tonice (tonus muscular*) ºi asigurã deplasarea prin contracþii rapide determinate de impulsurile provenite de la sistemul nervos. 4.2.1. Principalele grupe de muºchi scheletici Dupã poziþia în organism, muºchii somatici se împart în: muºchii capului, gâtului, trunchiului ºi membrelor (fig. 68). Muºchii capului sunt: muºchii mimicii, muºchi cutanaþi grupaþi în jurul orificiilor orbitale, nazale ºi orificiului bucal (orbicularul buzelor), muºchii masticatori (maseteri ºi temporali), muºchii limbii ºi muºchii extrinseci ai globului ocular. Muºchii gâtului sunt: pielosul gâtului, muºchii sternocleidomastoidieni ºi hioidieni. Muºchii trunchiului sunt: muºchii spatelui ºi ai cefei (trapez, marele dorsal), muºchii toracelui (pectorali, dinþaþi, intercostali, diafragma) ºi muºchii abdomenului (drept abdominal, oblici). Muºchii membrului superior sunt: muºchii umãrului (deltoid), muºchii braþului (biceps ºi triceps brahial), muºchii antebraþului (pronatori ºi supinatori ai antebraþului, flexori ºi extensori ai degetelor) ºi muºchii mâinii. Muºchii membrului inferior sunt: muºchii fesieri; muºchii coapsei (croitor, cvadriceps femural, biceps femural, adductori ai coapsei), muºchii gambei (gastrocnemian, pronatori ºi supinatori ai piciorului, flexori ºi extensori) ºi muºchii piciorului (extensori ai degetelor ºi plantari*). Fig. 68. Muºchi scheletici. A. Vedere anterioarã: 1. frontal; 2. orbicularul ochilor; 3. orbicularul buzelor; 4. sternocleidomastoidian; 5. deltoid; 6. marele pectoral; 7. biceps brahial; 8. dinþat anterior; 9. oblic extern; 10. drept abdominal;11. croitor; 12. cvadriceps femural; 13. adductor lung; 14. muºchii anteriori ai gambei; 27. vast medial. B. Vedere dorsalã: 15. trapez; 16. marele dorsal; 17. triceps brahial; 18. muºchii antebraþului; 19. fesier; 20. biceps femural; 21. semitendinos; 22. semimembranos; 23. adductorii coapsei; 24. gastrocnemieni; 25. soleari; 26. tendonul lui Achille.
A
B
B
1 2 3 4
15 5
5 6 7
17
8
16
9 10
9 18
18 19
13 11 12 27
14
23 21 20 22
24 25
26
69
SISTEMUL MUSCULAR 4.2.2. Tipuri de contracþii Principala formã de manifestare a activitãþii musculare este contracþia. Existã trei tipuri de contracþie muscularã: izometricã, izotonicã ºi auxotonicã. a. Contracþia izometricã este contracþia în care lungimea muºchiului rãmâne constantã, dar se modificã tensiunea acestuia. Este caracteristicã musculaturii posturale. Nu produce lucru mecanic, ci cãldurã. b. Contracþia izotonicã este acea contracþie în care tensiunea muºchiului rãmâne constantã, dar variazã lungimea. Este caracteristicã majoritãþii muºchilor scheletici. Realizeazã lucru mecanic ºi produce miºcare.
c. Contracþia auxotonicã este aceea în care variazã atât lungimea, cât ºi tensiunea muºchiului. În activitatea obiºnuitã, muºchiul trece prin faze de contracþie izometricã, izotonicã ºi auxotonicã, iniþierea oricãrei contracþii fiind de obicei izometricã. Dupã acþiunea lor principalã, muºchii pot fi clasificaþi în: flexori ºi extensori; abductori ºi adductori; supinatori ºi pronatori; circulari (sfinctere) etc. Acelaºi muºchi poate determina una sau mai multe miºcãri ale unor segmente corporale (exemplu: tricepsul brahial poate determina adducþia, rotaþia ºi extensia braþului).
*4.2.3. Structura fibrei musculare Þesutul muscular striat scheletic este alcãtuit din fibre musculare striate, cu contracþie voluntarã rapidã. Acesta formeazã muºchii scheletici, musculatura limbii, a faringelui, a treimii superioare a esofagului ºi a unor sfinctere*. H
4
A
5
6 4
1
1
2 7
}
B 10
6 12
3
}
13
7
9
8 11 4
Fig. 69. A. Structura unei miofibrile; B. Dispunerea reticulului sarcoplasmic ºi a sistemului tubular în fibra muscularã; 1. disc clar; 2. disc întunecat; 3. bandã H; 4. membranã Z; 5. fibre de miozinã; 6. fibre de actinã; 7. sarcomer; 8. reticul sarcoplasmic; 9. sistem tubular; 10. sarcolemã; 11. sarcoplasmã; 12. mitocondrii; 13. miofibrile.
70
Fibrele musculare striate sunt celule alungite, de 1 mm–12 cm lungime ºi 20–100 Å diametru. Ele sunt alcãtuite din sarcolemã, sarcoplasmã ºi numeroºi nuclei situaþi periferic. Sarcolema conþine organite comune (mitocondrii, reticul sarcoplasmic etc.) ºi un sistem tubular specific, derivat din sarcolemã, cu rol important în contracþie. Reticulul sarcoplasmic ºi acest sistem tubular realizeazã cuplarea excitaþiei cu contracþia. Organitele specifice fibrei musculare striate sunt miofibrilele, elemente contractile aºezate în sarcoplasmã. Vãzute la microscopul optic au aspect eterogen, o alternanþã de discuri (benzi) clare ºi întunecate situate la acelaºi nivel în toate miofibrilele, dând aspectul dungat (striat) specific fibrei musculare striate. Discurile clare sunt strãbãtute de membrana Z, iar discurile întunecate de o zonã clarã, zona H. Segmentul cuprins între douã membrane Z constituie sarcomerul, unitatea morfofuncþionalã a miofibrilei (fig. 69). La microscopul electronic, miofibrilele apar alcãtuite din douã tipuri de miofilamente: groase (cu diametrul de 100 Å), formate din miozinã, cuprinse în discurile întunecate, ºi miofilamente subþiri (cu diametrul de 50 Å), formate din actinã, solidarizate de membrana Z ºi intercalate între miofilamentele groase.
SISTEMUL MUSCULAR *4.2.4. Fiziologia fibrei musculare Proprietãþile fundamentale ale muºchilor sunt: elasticitatea, plasticitatea, excitabilitatea ºi contractilitatea. a) Elasticitatea. Reprezintã proprietatea muºchiului striat scheletic de a reveni la forma iniþialã, dupã încetarea acþiunii forþei care a determinat extensia sa. b) Plasticitatea. Reprezintã proprietatea muºchilor netezi viscerali de a-ºi menþine constantã tensiunea la diferite grade de distensie. c) Excitabilitatea. În repaus, sarcolema fibrei musculare este polarizatã. Potenþialul de membranã al fibrei striate este de –80 … –100 mV. Acþiunea unui stimul fizic, chimic, electric sau in situ* numai a influxului nervos produce depolarizarea sarcolemei. Între stimularea fibrei musculare sau a muºchiului în totalitate ºi apariþia contracþiei existã un interval de timp de 1 ms, numit perioadã de latenþã. Influxul nervos, venit prin fibrele motorii, este transmis fiecãrei celule musculare din cadrul unitãþilor motorii prin intermediul plãcii motorii. Placa motorie sau sinapsa neuromuscularã are ca mediator chimic acetilcolina. Mediatorul determinã depolarizarea sarcolemei ºi producerea potenþialului de placã, care se rãspândeºte prin sistemul tubular de membrane ºi apoi prin reticulul sarcoplasmic al celulei musculare. Durata de propagare a undei de depolarizare de-a lungul fibrei este de 2–5 ms la viteza de 12 m/s. În acest interval de timp, fibra se aflã în perioada refractarã, ceea ce înseamnã cã, dacã frecvenþa stimulilor este ridicatã, fibra nu va putea rãspunde la fiecare dintre aceºti stimuli. În cazul muºchilor viscerali, excitantul nu mai este influxul nervos, ci depolarizarea spontanã a unora dintre fibre. Plãcile motorii lipsesc. Transmiterea influxului de la o celulã la alta se face prin punþile existente între celule. d) Contractilitatea. Reprezintã proprietatea muºchiului de a rãspunde prin contracþie la acþiunea unui stimul. Contracþia se desfãºoarã în mai multe faze: — eliberarea Ca2+ din reticulul sarcoplasmic datoritã depolarizãrii membranei acestuia ºi creºterii permeabilitãþii ei. Aceastã fazã reprezintã cuplarea excitaþiei cu contracþia; — cuplarea actinei cu miozina ºi formarea actomiozinei, proces de activare favorizat de Ca2+;
— scindarea ATP-ului produs prin oxidare aerobã în ciclul Krebs*, datoritã acþiunii enzimatice a complexului actomiozinic (fig. 70); — faza de contracþie constã în scurtarea formaþiunilor contractile ale sarcomerelor, prin alunecarea filamentelor de actinã printre cele de miozinã, mecanism glisant* de apropiere a discurilor întunecate, cu consum energetic (fig. 71). Dureazã între 10 ºi 40 ms; — faza de relaxare constã în repolarizarea membranelor ºi reintroducerea, cu consum energetic, a Ca2+ în reticulul sarcoplasmic, deci reinstalarea stãrii de repaus.
ATP = ADP + P + energie de contracþie
ATP
ADP
enzime
AMP + ATP
enzime
creatinã + ATP
2 ADP
ADP + CP
ADP
glicogen
ATP
acid piruvic
acid lactic
ATP
ADP O2
CO2 + H2O
Fig. 70. Schema proceselor energetice din muºchi. (CP = creatinfosfat)
71
SISTEMUL MUSCULAR A
1
3
4
2
4
4
B
6 5
C
C6H12O6 + 6 O2 = 6 CO2 + 6 H2O + 38 ATP
7
Fig. 71. Etapele contracþiei unei miofibrile: A. miofibrilã relaxatã; B. contracþie; C. contracþie maximã: 1. disc clar; 2. disc întunecat; 3. zona H; 4. membrana Z; 5. actinã; 6. miozinã; 7. sarcomere.
A
C
B
frecvenþa stimulilor
Fig. 72. A. Secusã muscularã; B, C. Contracþii tetanice: incompletã (B) ºi completã (C). Tab. 13. Raportul dintre durata contracþiei ºi durata relaxãrii Muºchi
Contracþie
striat scheletic
Relaxare
30–40 ms
150 ms
striat cardiac
0,3 s
0,5 s
neted visceral
4s
15 s
Tab. 14. Raportul dintre ATP-ul produs prin oxidare anaerobã ºi cel produs prin oxidare aerobã Oxidarea
%
anaerobã
5%
aerobã
95%
ATP produs/mol glucozã 2 moli ATP 34 moli ATP
Tab. 15. Variaþia unor parametri în repaus ºi în contracþie Parametri
În repaus
În activitate
Consum oxigen/min
250 ml
3750 ml
Debit circulator/min
5l
25 l
Debit respirator/min
8l
120–160 l
Datoria de oxigen
0
12–15 l
72
La o excitaþie, muºchiul rãspunde printr-o contracþie simplã, secusa muscularã. Aceasta se întâlneºte rar în organism. Durata acesteia diferã în funcþie de tipul de muºchi (tab. 13 ºi fig. 72 A). Contracþiile unice sau repetate de scurtã duratã utilizeazã energia produsã în repaus prin oxidarea celularã a substanþelor energetice ºi acumulatã sub formã de ATP ºi creatinfosfat (CP). Creatinfosfatul asigurã, pe termen scurt, refacerea ATP.
CP + ADP = ATP + creatinã Stimularea repetatã a muºchiului în faza de relaxare determinã apariþia contracþiilor tetanice, incomplete sau complete, în funcþie de frecvenþa stimulilor (fig. 72 B, C). Acestea predominã în activitatea motorie a organismului. Efortul muscular de lungã duratã (peste un minut) epuizeazã rezervele de ATP ºi CP, dupã care se intensificã respiraþia celularã mitocondrialã, care asigurã energia necesarã. În acest caz, oxigenul este insuficient, motiv pentru care oxidarea glucozei se realizeazã în cea mai mare parte anaerob (tab. 14); se creeazã o „datorie de oxigen” ºi o acumulare de acid lactic, toxic pentru muºchi (tab. 15). C6H12O6 + 2 ATP = 2 C3H6 O3 (acid lactic) + 4 ATP
Perioada de refacere. Dupã efort, procesele oxidative se mai pãstreazã intense o perioadã necesarã refacerii rezervelor de ATP ºi CP ºi metabolizãrii acidului lactic. Acum plãmânii pot asigura necesarul de O2, deci respiraþia celulelor musculare este integral aerobã. Spunem cã în aceastã perioadã se achitã „datoria de oxigen”. C6H12O6 + 6 O2 = 6 CO2 + 6 H2O + 38 ATP ACID LACTIC + O2 = CO2 + H2O + ENERGIE
SISTEMUL MUSCULAR *4.2.5. Manifestãrile contracþiei musculare Forþa contracþiei. Fibra muscularã se supune legii „tot sau nimic”, dar muºchiul „in situ*” are contracþie gradatã. Gradarea se realizeazã prin creºterea numãrului unitãþilor motorii activate, în funcþie de intensitatea ºi frecvenþa stimulilor. Forþa de contracþie este maximã când intrã în activitate toate fibrele muºchiului respectiv ºi variazã între 3,6 ºi 10 kg/cm2. Manifestãrile termice ale contracþiei. Energia chimicã eliberatã în timpul contracþiei este convertitã circa 30% în lucru mecanic ºi circa 70% în energie caloricã. Muºchii sunt principalii generatori de cãldurã, atât prin tonusul muscular, cât ºi prin contracþii mici ºi frecvente numite frisoane, declanºate în mod reflex la expunerea la frig. Deosebim o cãldurã de repaus, componentã a termogenezei, degajatã tot timpul de muºchi, ºi o cãldurã de activitate, eliberatã în timpul contracþiei (fig. 73). Tonusul muscular este starea de contracþie permanentã, dar parþialã, a musculaturii. În fiecare moment, un mic numãr de fibre musculare din totalul fibrelor unui muºchi se aflã în contracþie ºi determinã o stare de uºoarã tensiune a musculaturii, caracteristicã pentru starea de veghe. a b
c
5
6
4
32 1
7
Fig. 73. Secusa ºi manifestãrile termice ale contracþiei: 1. semnal electric; 2. înregistrarea potenþialului de acþiune; 3. miogramã; 4. variaþia energiei calorice produse anaerob (a), aerob (b) ºi în repaus (c); 5. perioada de latenþã; 6. perioada de contracþie; 7. perioada de relaxare.
Prin contracþia succesivã a unor grupe de fibre se asigurã permanenþa tonusului muscular, cu rol esenþial în menþinerea posturii normale, în mimicã, în termoreglare etc. Tonusul muscular, fenomen de naturã reflexã, este menþinut de impulsuri provenite de la SNC prin nervii motori, pe baza informaþiilor primite de la proprioceptori. Asigurarea poziþiei normale a corpului se realizeazã prin contracþii tonice posturale. Tonusul postural este un proces reflex complex, controlat de SNC ºi realizat prin acþiunea unor grupe musculare tensoare ºi extensoare, agoniste ºi antagoniste, cu participarea unor pârghii osteoarticulare. Locomoþia ºi ortostatismul sunt rezultatul activitãþii fiziologice conjugate a componentelor biomecanice pasive (sistemul osteoarticular) ºi active (sistemul muscular), a receptorilor, nervilor ºi centrilor nervoºi. Realizarea actului locomotor presupune succesiunea unor evenimente informaþionale ºi efectoare: mesaj senzitiv, mesaj motor reflex sau voluntar, contracþie muscularã ºi mobilizarea componentelor osteoarticulare. Grupele de muºchi agoniºti ºi antagoniºti acþioneazã într-o anumitã succesiune ºi sincronizare, realizatã reflex sau voluntar, cu menþinerea proiecþiei centrului de greutate în poligonul de sprijin al corpului. În cazul eforturilor musculare de mare intensitate, se instaleazã hipoxia*.
NOÞIUNI ELEMENTARE DE IGIENÃ ªI PATOLOGIE Forþa muscularã Forþa muscularã depinde de proprietãþile morfofuncþionale ale muºchilor ºi de intensitatea stimulilor. Muºchii lungi dezvoltã o forþã mai mare decât muºchii scurþi. Forþa unui muºchi depinde de suprafaþa de secþiune a fibrelor sale. Cu cât suprafaþa este mai mare, cu atât forþa acestuia este mai mare. Efortul prelungit diminueazã forþa de contracþie, ca urmare a apariþiei oboselii musculare. REÞINEÞI Fenomenele secundare ale oboselii musculare, cunoscute sub denumirea de febrã muscularã, se înlãturã tot prin activitate muscularã ºi nu prin repaus total.
73
SISTEMUL MUSCULAR Oboseala muscularã Oboseala muscularã constã în reducerea temporarã a capacitãþii funcþionale a muºchilor în urma desfãºurãrii unor activitãþi prelungite sau excesive. Se datoreazã scãderii randamentului energetic, acumulãrii de acid lactic, lipsei de oxigen, epuizãrii substanþelor macroergice (ATP, CP), a glucozei ºi epuizãrii mediatorilor chimici la nivelul plãcilor motorii. Alte cauze ale oboselii musculare sunt stresul, munca în medii poluate (chimic, fonic etc.). Oboseala muscularã se manifestã prin diminuarea forþei musculare, scãderea excitabilitãþii, alungirea fazei de relaxare care poate ajunge la contracturã fiziologicã, prin dispariþia relaxãrii, însoþitã uneori de dureri musculare. Întinderi ºi rupturi musculare Întinderile musculare sunt lezãri ale muºchiului ºi ale tendonului acestuia produse în urma unor accidente, unor miºcãri bruºte de rãsucire, unor eforturi musculare exagerate, oboselii musculare sau unor poziþii vicioase. Rupturile fibrelor musculare apar de obicei ca urmare a unor eforturi musculare intense, mai frecvente în activitãþile sportive (de exemplu în alergãri de vitezã). Simptomele principale sunt durerile locale intense, tumefierea ºi învineþirea zonei afectate. Dintre modalitãþile de prevenire amintim: regimul de viaþã echilibrat, o alimentaþie sãnãtoasã ºi, mai ales, „încãlzirea” muscularã prealabilã prin exerciþii fizice pregãtitoare. *Distrofii musculare Distrofia muscularã progresivã este o boalã muscularã cu evoluþie lentã, care afecteazã mai ales copii ºi adolescenþi. Aceastã maladie geneticã se caracterizeazã prin atrofii* musculare simetrice, mai ales ale musculaturii membrelor ºi prin scãderea pânã la dispariþie a sensibilitãþii musculare.
*LUCRÃRI PRACTICE *Evidenþierea proprietãþilor muºchiului scheletic Proprietãþile muºchilor striaþi sunt: elasticitatea, excitabilitatea ºi contractilitatea. 1. Contractilitatea muºchiului striat Îndepãrtaþi tegumentul de pe membrele unei broaºte spinalizate. Excitaþi întâi muºchiul gastrocnemian. Se produce extensia piciorului. Dacã excitaþi muºchiul fibular situat pe partea anterioarã, se produce flexia piciorului. Rezultã cã aceºti doi muºchi sunt antagoniºti. Dacã la un muºchi gastrocnemian se îndepãrteazã pe o micã porþiune membrana conjunctivã ºi apoi se excitã cu câte o picãturã de acid clorhidric ambii gastrocnemieni, se constatã cã se produce contracþie numai în muºchiul cu þesutul conjunctiv îndepãrtat. Dacã sunt excitaþi electric, ambii muºchi se contractã. Gãsiþi explicaþia acestui fenomen. 2. Elasticitatea ºi extensibilitatea muscularã Izolaþi muºchiul gastrocnemian. Pe tendonul lui Achille aplicaþi douã legãturi cu aþã; cea distalã se conecteazã cu un taler pe care aºezaþi greutãþi. Atârnaþi muºchiul de o barã metalicã a unui stativ, legând arti-
74
culaþia tibiofemuralã. Introduceþi în tendon, între cele douã noduri, un ac lung cu rol de indicator. Pe o riglã plasatã vertical în dreptul acului, citiþi cu câþi milimetri se alungeºte muºchiul. Dacã se mai adaugã greutãþi, se constatã cã muºchiul se întinde la început mai mult ºi apoi deloc, deºi se mai adaugã greutãþi. Se scot greutãþile pe rând ºi se noteazã cu cât se scurteazã muºchiul. Se constatã cã revenirea este mai intensã, când se reduce mult din tracþiunea exercitatã asupra muºchiului. Elasticitatea muºchiului amortizeazã efectul miºcãrilor rapide ºi împiedicã eventualele rupturi musculare în timpul contracþiilor bruºte. Datoritã elasticitãþii, muºchiul îºi recapãtã forma ºi dupã o eventualã comprimare. 3. Excitabilitatea Excitabilitatea este proprietatea specificã muºchiului de a reacþiona faþã de excitanþi prin contracþie. Folosiþi muºchi prelevat cu 2–3 zile înainte de experiment, þinut la temperaturã scãzutã (2–3°), timp în care se produce degradarea structurilor nervoase intrinseci. Excitaþi electric întâi nervul ºi apoi muº-
SISTEMUL MUSCULAR chiul. Veþi obþine rãspuns numai la excitarea directã. Experienþa pune în evidenþã excitabilitatea muscularã. 4. Contracþiile izotonice ºi izometrice În orice contracþie se produce o tensiune mai mare sau mai micã, tensiune care poate fi întovãrãºitã sau nu de scurtarea muºchiului. Contracþia unui muºchi, cu scurtarea maximã ºi în care tensiunea nu variazã, este contracþia izotonicã. Când contracþia unui muºchi se face fãrã sã se poatã scurta ºi rãmâne la aceeaºi lungime, contracþia este izometricã. Aceasta se dezvoltã cu tensiune maximã. Se poate evalua intensitatea tensiunii maxime care se dezvoltã în timpul unei contracþii izometrice, cunoscând valoarea greutãþii minime pe care un om nu o mai poate ridica. De exemplu, în sala de sport, un elev ridicã 20 kg, dar nu mai poate ridica 21 kg. Aceasta este valoarea cea mai micã pe care nu o poate ridica. Cu toatã stimu-
A
B
C
Fig. 74. Înscrierea ºi reprezentarea graficã a oboselii musculare: A. dispozitiv de înregistrare; B. ergogramã în condiþii normale de irigare sangvinã; C. ergogramã dupã aplicarea garoului.
larea voliþionalã, nu poate realiza un lucru mecanic peste capacitatea totalã de lucru de care dispune organismul sãu. 5. Secusa Contracþia determinatã experimental de acþiunea unicã a unui excitant se numeºte secusã. Aceasta poate fi analizatã în intensitate ºi în timp prin înregistrarea miºcãrii efectuate. Traseul obþinut este o miogramã. Tehnica de înregistrare necesitã aparate speciale (fig. 74). Secusa se înscrie într-o curbã la care deosebim trei perioade : de latenþã (0,01 s), de contracþie (0,04 s) ºi de relaxare (0,05 s). În total contracþia unicã dureazã 0,1 s (vezi fig. 73). 6. Contracþiile musculare fuzionate Excitaþi muºchiul gastrocnemian cu o frecvenþã micã. Veþi obþine un numãr egal de secuse. Dacã excitaþi cu o frecvenþã mai mare, relaxarea se întrerupe ºi muºchiul se contractã din nou obþinându-se o stare de contracþie cu perioade parþiale de relaxare care se înscriu sub formã de platou dinþat. Aceasta aste starea de contracþie tetanicã incompletã (vezi fig. 72 B). Creºteþi frecvenþa excitaþiilor, astfel ca acestea sã acþioneze în timp ce muºchiul este în stare de contracþie. Se observã cã starea de relaxare nu se mai iniþiazã deloc. Muºchiul este contractat în mod permanent, atât timp cât dureazã excitaþiile. Aceasta este contracþia tetanicã completã, care se înscrie sub formã de platou continuu (vezi fig. 72 C). Contracþiile musculare fuzionate sau tetanice sunt determinate de acþiunea repetatã a unui stimul cu o frecvenþã de cel puþin 30/s. În organism muºchii scheletici sunt menþinuþi în stare de contracþie tetanicã tot timpul cât aceºtia efectueazã o activitate motorie. Impulsurile transmise din centrii nervoºi au frecvenþe de 200–300/s. Odatã cu suprimarea impulsurilor înceteazã ºi starea de contracþie tetanicã. 7. Oboseala muscularã Oboseala muscularã se înregistreazã la om cu ajutorul ergografului (fig. 74 A) utilizând contracþiile muºchiului flexor al degetului mijlociu al mâinii. Ritmul contracþiilor trebuie sã fie de aproximativ 30 pe minut. Pe mãsura instalãrii oboselii, amplitudinea contracþiilor înregistrate scade (fig. 74 B). În cazul unei slabe irigaþii sangvine, oboseala muscularã se instaleazã mai rapid (fig. 74 C).
75
SISTEMUL MUSCULAR EVALUARE A. Alegeþi rãspunsurile corecte. 1. Organitele specifice ale celulei musculare sunt: a. mitocondriile; b. fibrele musculare; c. miofibrilele; d. nucleii. 2. Contracþie involuntarã au: a. muºchiul striat scheletic; b. muºchiul neted visceral; c. muºchiul striat de tip cardiac; d. miocardul. 3. Proprietãþile muºchilor striaþi sunt: a. elasticitatea; b. plasticitatea; c. excitabilitatea; d. contractilitatea.
4. Contracþia muscularã unicã se numeºte: a. contracþie tetanicã; b. contracþie tetanicã incompletã; c. secusã; d. contracþie tetanicã completã. 5. Starea de contracþie permanentã ºi parþialã a muºchilor se numeºte: a. contracþie izometricã; b. contracþie izotonicã; c. secusã; d. tonus muscular. 6. Datoria de oxigen se produce: a. în perioada de refacere muscularã; b. în efortul muscular de lungã duratã; c. la epuizarea rezervelor de ATP ºi CP; d. în oxidarea aerobã a ATP.
B. Ordonaþi corect evenimentele care duc la realizarea unui act locomotor. 1. _______________________________ a. contracþia muscularã; 2. _______________________________ b. mesaj motor; 3. _______________________________ c. mesaj senzitiv; 4. _______________________________ d. analizã corticalã; 5. _______________________________ e. mobilizarea componentelor osteoarticulare; 6. _______________________________ f. realizarea deplasãrii; 7. _______________________________ C. În timpul contracþiei musculare, o parte din energia rezultatã prin oxidare se transformã în cãldurã — cãldurã de contracþie. Cum vã explicaþi producerea de cãldurã ºi dupã încetarea efortului muscular? D. Unul dintre fenomenele secundare oboselii musculare este cunoscut sub denumirea de febrã muscularã. Explicaþi cauzele apariþiei acesteia ºi stabiliþi cel mai eficient mod de înlãturare. E. Notaþi, în faþa segmentelor corporale din tabelul de mai jos, literele corespuzãtoare oaselor ºi muºchilor care fac parte din segmentele respective: Segment corporal
Oase
Muºchi
_______1. braþ
a) tibia
e) humerus
i) pectorali
m) gastrocnemieni
_______2. coapsã
b) stern
f) femur
j) intercostali
n) croitor
_______3. gambã
c) radius
g) fibula
k) cvadriceps femural
o) biceps brahial
_______4. torace
d) coaste
h) ulna
l) triceps brahial
p) biceps femural
F. Antrenamentele ºi exerciþiile repetate duc la realizarea unor activitãþi fizice cu o cheltuialã mai micã de energie. Comparaþi efortul depus la învãþarea mersului pe bicicletã, a înotului, a patinajului etc., cu efortul necesar dupã ce aceste activitãþi au fost învãþate ºi se desfãºoarã în mod automat.
76
DIGESTIA ªI ABSORBÞIA
B. FUNCÞIILE DE NUTRIÞIE Prin funcþiile de nutriþie se realizeazã schimburile de substanþe ºi energie dintre organism ºi mediu, precum ºi transformãrile din interiorul organismului.
1. DIGESTIA ªI ABSORBÞIA REACTUALIZARE Sistemul digestiv cuprinde totalitatea organelor în care se realizeazã digestia alimentelor ºi absorbþia nutrimentelor. În tubul digestiv au loc prelucrarea mecanicã, fizicã ºi chimicã a alimentelor, absorbþia lor ºi eliminarea resturilor nedigerate. Glandele anexe contribuie prin secreþiile lor la procesele de digestie (fig. 75). Sistemul digestiv a. Tubul digestiv cuprinde: — cavitatea bucalã cu: — limba, — dinþii — faringele; — esofagul; — stomacul; — intestinul subþire: — duoden, — jejun, — ileon; — intestinul gros: — cecum cu apendice, — colon ascendent, — colon transvers, — colon descendent, — colon sigmoid, — rect; — orificiul anal. b. Glandele anexe ale tubului digestiv sunt: — glandele salivare: — parotide, — sublinguale, — submandibulare; — ficatul; — pancreasul exocrin.
1 6 7 8 9
2 3 4 5
10 11 20 21
12 13 14 15 16
22 23
17 18
24 19
Fig. 75. Sistemul digestiv: 1. cavitate bucalã; 2. buze; 3. dinþi; 4. glandã salivarã sublingualã; 5. glandã submandibularã; 6. glandã parotidã; 7. limbã; 8. faringe; 9. esofag; 10. stomac; 11. colon transvers; 12. pancreas; 13. duoden; 14. jejun; 15. ileon; 16. colon descendent; 17. colon sigmoid; 18. rect; 19. anus; 20. ficat; 21. vezicã biliarã; 22. colon ascendent; 23. cecum; 24. apendice.
77
DIGESTIA ªI ABSORBÞIA Formula dentiþiei definitive. I
5
1
3 2 2 1 ; C ; PM ; M 2 3 2 1
6 7
2
2 3
8 9 10 11
1
4 5
10
6
3
12 7 8 9
11 13
12
14
13
4
Fig. 76. Structura unui dinte: 1. coroanã; 2. col; 3. rãdãcinã; 4. vase sangvine; 5. smalþ; 6. dentinã; 7. gingie; 8. pulpã; 9. cement; 10. canal dentar; 11. alveolã; 12. ligament; 13. orificiul apical; 14. nerv.
Fig. 78. Secþiune în mucoasa intestinalã: 1. vilozitãþi intestinale; 2. epiteliu cilindric unistratificat; 3. capilare sangvine; 4. capilar limfatic (chilifer); 5. þesut conjunctiv; 6. glande intestinale; 7. venulã; 8. arteriolã; 9. vas limfatic; 10. tunicã mucoasã; 11. tunicã submucoasã; 12. tunicã muscularã; 13. tunicã seroasã. 16
1
6 7
2
15 1
8 9
3 4
2 10
3
5
4 5 11
14 13
14 11
10 8 9 7
12
Fig. 77. Structura stomacului: 1. esofag; 2. cardia; 3. corpul stomacului; 4. curbura micã; 5. duoden; 6. fundul stomacului; 7. tunicã seroasã; 8. musculaturã longitudinalã; 9. musculaturã circularã; 10. musculaturã oblicã; 11. curbura mare; 12. pliuri ale mucoasei; 13. antrul piloric; 14. pilor.
78
6
13 12
Fig. 79. Cãi biliare extrahepatice: 1. canal hepatic drept; 2. canal cistic; 3. vezicã biliarã; 4. duoden; 5. ampulã hepatopancreaticã; 6. sfincter Oddi; 7. capul pancreasului; 8. canal pancreatic (Wirsung); 9. corpul pancreasului; 10. coada pancreasului; 11. pancreas; 12. canal accesor (Santorini); 13. canal coledoc; 14. canal hepatic comun; 15. canal hepatic stâng; 16. ligament.
DIGESTIA ªI ABSORBÞIA 1.1. TRANSFORMÃRI FIZICO - CHIMICE ALE ALIMENTELOR ÎN TUBUL DIGESTIV Digestia alimentelor este un proces unitar care începe în cavitatea bucalã ºi se terminã în intestin. Pentru a putea fi absorbite prin mucoasa intestinalã, alimentele suferã transformãri mecanice ºi chimice. 1.1.1. Digestia mecanicã Digestia mecanicã presupune desfãºurarea a trei categorii de fenomene: — transformarea alimentelor ingerate sub formã de fragmente relativ mari ºi solide, în particule mici ºi moi, uºurând digestia chimicã; — amestecarea conþinutului tubului digestiv cu sucurile digestive, proces care favorizeazã transformãrile chimice ºi absorbþia; — progresia (transportul) alimentelor de-a lungul tubului digestiv ºi eliminarea resturilor nedigerate. De calitatea digestiei mecanice depinde desfãºurarea corespunzãtoare a digestiei chimice ºi a absorbþiei intestinale. În cavitatea bucalã, sub acþiunea dinþilor, limbii ºi a muºchilor masticatori are loc masticaþia, care reduce dimensiunea particulelor alimentare, le amestecã cu saliva ºi contribuie la formarea bolului alimentar. Masticaþia reprezintã un act reflex învãþat. La nounãscut existã miºcãri de expulzie a alimentelor introduse în gurã ºi nu de masticaþie. Bolul alimentar urmeazã a fi înghiþit, proces denumit deglutiþie, în trei timpi: – timpul bucal, voluntar, în care bolul alimentar este împins în faringe; – timpul faringian, voluntar, în care bolul este împins în esofag; – timpul esofagian, în care prin contracþii peristaltice* involuntare, bolul se deplaseazã spre cardia. REÞINEÞI: Conexiunile centrilor deglutiþiei cu centrii respiratori bulbari fac posibilã oprirea respiraþiei în timpul deglutiþiei (fig. 80).
1 4
2
5 6
7 3
8
Fig. 80. Deglutiþia: 1. fose nazale; 2. limbã; 3. laringe; 4. cale respiratorie; 5. vãl palatin; 6. epiglotã; 7. cale digestivã; 8. esofag.
În stomac se desfãºoarã miºcãri tonice, de umplere a stomacului, are loc depozitarea temporarã a alimentelor în funcþie de consistenþa lor, precum ºi miºcãri peristaltice de amestec cu sucul gastric, care duc la formarea chimului gastric. Acesta va fi evacuat lent ºi fracþionat în duoden prin miºcãri peristaltice de evacuare. Contracþiile ritmice „în gol” ale musculaturii gastrice determinã senzaþia de foame. În intestinul subþire au loc miºcãri de segmentare (de amestec), miºcãri peristaltice lente ºi rapide de propulsie a conþinutului spre colon, precum ºi miºcãri pendulare ale porþiunilor intestinale libere (jejun ºi ileon). Sub acþiunea lor se realizeazã amestecul chimului gastric cu sucurile intestinale, uºurarea contactului cu mucoasa intestinalã în vederea absorbþiei ºi transportul conþinutului, numit chil intestinal, spre colon. Dupã absorbþie, chilul intestinal trece prin valvula ileocecalã în cecum ºi apoi în colon. În colon este supus unor contracþii lente, segmentare, de amestec ºi unor contracþii peristaltice „în masã”. Aceste miºcãri favorizeazã absorbþia apei ºi a unor sãruri minerale, împingerea conþinutului colic spre rect ºi formarea materiilor fecale, care vor fi eliminate prin orificiul anal, proces denumit defecaþie.
79
DIGESTIA ªI ABSORBÞIA 1.1.2. Digestia chimicã Cuprinde transformãrile chimice pe care le suferã substanþele alimentare în timpul tranzitului lor prin tubul digestiv. Aceste transformãri de tip hidrolitic se datoresc acþiunii substanþelor prezente în sucurile digestive (tab. 16). Tab. 16. Sucurile digestive Compoziþia chimicã ºi alte Locul acþiunii proprietãþi
Acþiunile principale
Saliva Glandele salivare
— apã 99,5% cavitatea bucalã — substanþe minerale (faringe, (KCl, NaCl, bicarbonaþi) esofag, stomac) — substanþe organice: amilaza salivarã, mucinã, lizozim — pH = 6–7 — cantitate: 1,5 l/24 ore
— pregãtirea alimentelor pentru digestie — formarea bolului alimentar — excreþia unor substanþe toxice (uree) ºi virusuri — favorizarea vorbirii — digestia chimicã a amidonului preparat — acþiune antisepticã (prin lizozim) — favorizarea acþiunii receptorilor gustativi — menþinerea echilibrului hidric
Sucul gastric Glandele gastrice
— apã 99% — substanþe minerale (HCl, cloruri, fosfaþi) — substanþe organice: enzime proteolitice, enzime lipolitice ºi mucinã — pH = 1,5 — cantitate: 1,5 l/24 ore
HCl: activarea enzimelor proteolitice; pregãtirea proteinelor pentru digestie; acþiune antisepticã Enzimele: — digestia chimicã a proteinelor — digestia chimicã slabã a lipidelor emulsionate Mucina: protecþia mecanicã ºi chimicã a mucoasei gastrice faþã de acþiunea autodigestivã a HCl ºi pepsinei
Sucul pancreatic Pancreasul exocrin
— apã 99 % — substanþe minerale (bicarbonat de sodiu) — substanþe organice: enzime proteolitice, glicolitice ºi lipolitice — pH = 8,5 — cantitate: 1,5 l/24 ore
intestin subþire Bicarbonatul de sodiu: — neutralizarea chimului gastric Enzimele: — digestia chimicã a proteinelor, glucidelor ºi lipidelor
Bila Ficatul
— apã 97% — substanþe minerale — substanþe organice: sãruri biliare, mucinã, fosfolipide, colesterol, pigmenþi biliari — pH = 7–8 — cantitate: 0,8 l/24 ore
intestin subþire Sãrurile biliare: — emulsionarea lipidelor — favorizarea absorbþiei lipidelor ºi vitaminelor liposolubile prin formarea de micelii hidrosolubile cu acizii graºi — stimularea peristaltismului intestinal Pigmenþii biliari: — dau coloraþia materiilor fecale
Sucul intestinal Glandele intestinale
— apã — sãruri minerale: NaHCO3 — substanþe organice: mucinã, enzime proteolitice, glicolitice ºi lipolitice — pH = 7,5–8,5 — cantitate: 2–3 l/24 ore
intestin subþire Bicarbonatul de sodiu: — neutralizarea chimului gastric Enzimele: — desãvârºirea digestiei chimice a proteinelor, a glucidelor ºi a lipidelor
Denumirea ºi glanda
80
stomac (duoden)
DIGESTIA ªI ABSORBÞIA *Acþiunea enzimelor digestive Enzimele sucurilor digestive scindeazã substanþele alimentare complexe pânã la compuºi simpli uºor absorbabili, numiþi principii alimentare sau nutrimente (tab. 17). Tab. 17. Acþiunea enzimelor din sucurile digestive Sucuri digestive
Substanþe alimentare digerate
Produºi rezultaþi
Salivã — Amilazã salivarã (ptialinã) — amidon preparat
— maltozã
Suc gastric — Pepsinã — Labferment (la sugari) — Gelatinazã — Lipazã gastricã
— proteine — lapte — gelatinã — lipide emulsionate (din lapte, friºcã etc.)
— peptide — lapte coagulat — gelatinã hidrolizatã — glicerol ºi acizi graºi
Bilã (nu conþine enzime)
— lipide neemulsionate
— lipide emulsionate
Suc pancreatic — Tripsinã, chimotripsinã — Carbopeptidaze — Elastazã — Amilazã pancreaticã — Lipazã pancreaticã
— proteine nedigerate în stomac ºi peptide — peptide — proteine fibroase — amidon — lipide emulsionate
— tripeptide ºi dipeptide — aminoacizi — proteine fibroase hidrolizate — maltozã — glicerol ºi acizi graºi
Suc intestinal — Peptidaze — Dizaharidaze: — maltazã — lactazã — zaharazã — Lipazã intestinalã
— tripeptide ºi dipeptide — dizaharide: — maltozã — lactozã — zaharozã — lipide
— aminoacizi — monozaharide: — glucozã (2 molecule) — glucozã + galactozã — glucozã + fructozã — glicerol ºi acizi graºi
1.1.3. Absorbþia intestinalã Absorbþia este un proces fiziologic complex prin care produºii de digestie, apa, sãrurile minerale ºi vitaminele trec prin mucoasa intestinalã ºi ajung în mediul intern. 90% din procesele de absorbþie se desfãºoarã la nivelul mucoasei intestinului subþire, care are adaptãri structurale ºi funcþionale importante: epiteliu unistratificat, valvule conivente, vilozitãþi intestinale cu irigaþie sangvinã ºi limfaticã bogatã, microvili la polul apical al celulelor (vezi fig. 78; fig. 81). Suprafaþa activã realã de absorbþie intestinalã este de peste 250 m2. Procese de absorbþie reduse au loc ºi la nivelul cavitãþii bucale, stomacului (pentru alcool ºi unele medicamente) ºi intestinului gros (pentru apã, sãruri minerale ºi unele vitamine). Mecanismele prin care se realizeazã absorbþia sunt active ºi pasive.
a. Mecanismele active sunt mecanisme de transport activ, cu consum de energie, selective, care se desfãºoarã împotriva gradientului* de concentraþie (un fel de pompe chimice). b. Mecanismele pasive sunt: — difuziunea substanþelor de la o concentraþie mare la concentraþie mai micã; — osmoza, adicã trecerea soluþiilor de la presiune osmoticã micã la presiune osmoticã mai mare, prin membrana semipermeabilã pe care o constituie mucoasa intestinalã; — pinocitoza, adicã înglobarea unor picãturi de lichid ºi transportul lor prin mucoasa intestinalã, sub forma veziculelor de pinocitozã, spre mediul intern. Mecanismele pasive sunt favorizate de creºterea presiunii din interiorul anselor intestinale ºi de miºcãrile vilozitãþilor intestinale.
81
DIGESTIA ªI ABSORBÞIA Absorbþia proteinelor se face sub formã de aminoacizi, în prima parte a intestinului subþire, prin mecanisme active ºi selective la polul intern al celulelor mucoasei ºi prin mecanisme pasive de difuziune, de la polul extern (bazal) al acestora în sânge. Dupã absorbþie, aminoacizii trec în vena portã. La sugari, proteinele ºi anticorpii din laptele matern (colostru) pot fi absorbite nedigerate, prin pinocitozã. Prin absorbþia proteinelor ºi a anticorpilor din lapte matern se asigurã sugarilor imunitate la anumite boli, pânã la formarea anticorpilor proprii. Absorbþia glucidelor se face sub formã de monozaharide la nivelul jejunului, prin mecanisme pasive (pentru pentoze: ribozã etc.) ºi active (pentru hexoze: glucozã, fructozã etc.). Absorbþia glucozei necesitã consum de energie provenitã din degradarea celularã a ATP-ului. Transportul activ al glucozei se poate face ºi cu ajutorul unui „transportor”, sistem enzimatic ce asigurã transportul comun al glucozei ºi Na+ din intestin în sânge. În final, glucoza este transportatã prin vena portã la ficat.
Absorbþia lipidelor se face în prima parte a intestinului subþire, sub trei forme: — prin pinocitozã pentru mici picãturi de grãsimi nedigerate; — prin difuziune, pasiv, pentru glicerol, care este hidrosolubil. — prin complexe de micelii hidrosolubile, formate de acizii graºi insolubili ºi colesterol cu sãrurile biliare. Aceste complexe, numite chilomicroni, se desfac la nivelul celulelor epiteliului intestinal în acizi graºi, care refac trigliceridele, iar sãrurile biliare se reîntorc la ficat prin sistemul port (circuitul hepato-enterohepatic de economisire a sãrurilor biliare). Glicerolul urmeazã calea sistemului port hepatic, iar trigliceridele sunt preluate de cãtre sistemul limfatic. Absorbþia apei ºi a sãrurilor minerale se face la nivelul intestinului subþire ºi al intestinului gros. Apa se absoarbe pasiv, maximul de absorbþie fiind în colon. Na+ se absoarbe activ, antrenând absorbþia pasivã a Cl–. Ca2+ ºi P3+ se absorb activ, sub influenþa vitaminei D ºi a parathormonului. Fe2+ se absoarbe activ. Absorbþia vitaminelor se face în funcþie de solubilitatea lor: vitaminele hidrosolubile (complexul B, vitamina C) se absorb pasiv, iar vitaminele liposolubile (A, D, K) se absorb similar lipidelor, prin formarea de complexe cu sãrurile biliare, ºi ajung apoi pe cale portalã la ficat. În urma proceselor de absorbþie din intestinul subþire rezultã chilul intestinal, de consistenþã lichidã, care trece prin valvula ileocecalã spre cecul intestinal. 1.1.4. Fiziologia intestinului gros La nivelul intestinului gros se desfãºoarã activitãþi secretorii, motorii ºi de absorbþie. În urma acestora, chilul intestinal lichid este transformat în materii fecale solide, de consistenþã moale (excremente). Aici au loc ºi procese de fermentaþie ºi putrefacþie datorate florei bacteriene intestinale, nepatogene, dar nu se desfãºoarã procese de digestie chimicã.
Fig. 81. Aspectul microscopic al epiteliului absorbant din intestinul subþire.
82
Activitatea secretorie. Se rezumã la producerea de mucus, cu rol în formarea ºi progresia materiilor fecale de-a lungul colonului.
DIGESTIA ªI ABSORBÞIA Absorbþia. La nivelul intestinului gros se absorb apã ºi sãruri minerale. Se mai pot absorbi unele vitamine (complexul B, vitamina K) ºi unele medicamente. Procesele de fermentaþie. Au loc în prima parte a intestinului gros, datoritã florei bacteriene aerobe, formatã în principal din bacili coli ºi lactici, care acþioneazã asupra glucidelor nedigerabile (celuloza), scindându-le pânã la monozaharide ºi apoi pânã la acid lactic. Aceastã florã de fermentaþie sintetizeazã ºi unele vitamine indispensabile din complexul B ºi vitamina K. Procesele de putrefacþie. Se desfãºoarã în partea a doua a colonului transvers ºi în colonul sigmoid, prin acþiunea florei bacteriene anaerobe asupra compuºilor proteici nedigeraþi, sub control cortical, determinând decarboxilarea ºi dezaminarea acestora.
Rezultã amoniac, care se absoarbe în sânge ºi este dus la ficat, unde este neutralizat sub formã de uree. Mai rezultã amine (putresceina, cadaverina) ºi substanþe toxice (indol, scatol, crezoli, hidrogen sulfurat etc.), care dau mirosul caracteristic materiilor fecale. Materiile fecale rezultate în urma acestor procese conþin circa 90% resturi alimentare ºi 10% mucus, epitelii descuamate, leucocite, corpuri ale bacteriilor de fermentaþie ºi putrefacþie. Din 1 000 ml de chil intestinal se formeazã zilnic circa 150 g de materii fecale. Defecaþia. Eliminarea materiilor fecale se numeºte defecaþie. Defecaþia este un act reflex controlat voluntar. La defecaþie participã musculatura tubului digestiv ºi alte grupe de muºchi striaþi aflaþi sub control cortical.
SINTEZÃ: TABEL RECAPITULATIV AL DIGESTIEI CHIMICE Alimente Sucuri digestive Salivã Amilazã salivarã Suc gastric Labferment Pepsinã (+ HCl) Suc pancreatic Tripsinã ºi chimotripsinã Carboxipeptidaze Amilazã Lipazã (+sãruri biliare)
Glucide zaharozã amidon lactozã
Lipide
Proteine
trigliceride
cazeinogen alte lipide
maltozã cazeinã polipeptide polipeptide aminoacizi maltozã monogliceride glicerol+ acizi graºi
Suc intestinal Peptidaze Dizaharidaze:
aminoacizi Maltazã glucozã Zaharazã glucozã+ fructozã Lactazã glucozã+ galactozã
glicerol+ acizi graºi
Lipazã Nutrimente
alte proteine
hexoze
monogliceride glicerol, acizi graºi
aminoacizi
83
DIGESTIA ªI ABSORBÞIA NOÞIUNI ELEMENTARE DE IGIENÃ ªI PATOLOGIE BOLI
CAUZE
SIMPTOME
PREVENIRE
Carie dentarã — leziune a dinþilor care duce la formarea unor cavitãþi
De origine microbianã, chimicã sau mecanicã
Leziuni ale smalþului dentar ºi dureri locale atunci când leziunea ajunge la pulpa dentarã Distrugerea progresivã a substanþelor dure ale dinþilor
Stomatitã — inflamaþie a mucoasei bucale
Infecþioase, alergice, toxice, hormonale
Roºeaþã, leziuni ulceroase, greutãþi în masticaþie ºi deglutiþie, stare generalã alteratã
Faringitã — inflamaþie a mucoasei faringiene
Microbiene sau virotice
Greutãþi la înghiþire, dureri ºi roºeaþã în Evitarea frigului, curentului ºi gât, rãguºealã umezealii
Respectarea regulilor de igienã bucalã: — spãlarea pe dinþi dupã fiecare masã — control stomatologic periodic al danturii. Evitarea consumului de alimente ºi bãuturi prea reci sau prea fierbinþi
Enterocolite Bacteriene, parazitare, Colici (dureri abdominale), diaree, — inflamaþii ale mucoasei alergice, administrare febrã, scãdere în greutate intestinului subþire sau gros necontrolatã de antibiotice
Conservarea ºi prepararea corectã a alimentelor Respectarea regulilor de igienã a alimentaþiei: Ocluzie intestinalã Mecanice (obturare cu Stare generalã alteratã, oprirea tranzitu— spãlarea pe dinþi — blocarea lumenului un corp strãin), nervoase lui intestinal, dureri abdominale locale — spãlarea pe mâini înaintea intestinal (dereglarea activitãþii SN ºi apoi generalizate, febrã, zgomote meselor ºi dupã folosirea vegetativ, paralizii, spas- intestinale toaletei me), parazitare (viermi — spãlarea fructelor ºi a intestinali) legumelor ce se consumã Cirozã hepaticã Cauze mai frecvente: Distrugerea treptatã a celulelor hepatice proaspete — boalã cronicã a ficatului hepatitã epidemicã, ºi proliferarea exageratã a þesutului — respectarea orarului mealcoolism, malarie conjunctiv intrahepatic, alterarea func- selor þiilor hepatice, a circulaþiei sangvine ºi Evitarea consumului exagerat a bilei, tulburãri digestive, mãrirea de alcool, cafea, tutun, condificatului, icter* mente Litiazã biliarã — formarea de calculi în canalele ºi vezica biliarã
Creºterea concentraþiei Colicã* biliarã, icter, greþuri, vãrsãturi, de sãruri în bila secretatã frisoane, febrã sau depozitatã
Pancreatitã — inflamaþie acutã sau cronicã a pancreasului
Urmare a unor infecþii sau intoxicaþii, consecinþã a litiazei biliare, a alcoolismului cronic sau a ulcerului duodenal
84
Dureri abdominale violente ºi continue, cu iradieri în spate, vãrsãturi, stare de ºoc la forma acutã ºi dureri abdominale, slãbire, tulburãri intestinale ºi uneori diabet la forma cronicã
Reducerea consumului de grãsimi
DIGESTIA ªI ABSORBÞIA Simptome ale unor boli digestive Diareea — stare patologicã ce se caracterizeazã prin eliminare frecventã de materii fecale moi sau lichide. Apare ca simptom în boli acute sau cronice ale tubului digestiv (enterocolite, dizenterie, boli contagioase, intoxicaþii), în boli endocrine sau în excese alimentare. Constipaþia — eliminarea cu dificultate a materiilor fecale, datoritã încetinirii peristaltismului intestinal. Apare ca simptom în diferite boli digestive, stãri febrile, excese alimentare, obstrucþii intestinale datorate unor tumori.
LUCRÃRI PRACTICE *1. Compoziþia chimicã a alimentelor Demonstrarea conþinutului de apã Se introduce un aliment într-o eprubetã, care este apoi þinutã înclinatã deasupra unei flãcãri, rotindu-se mereu. Se observã degajarea unor vapori de apã care se condenseazã pe pereþii eprubetei. Demonstrarea conþinutului în substanþe organice O bucãþicã de carne uscatã se introduce într-o eprubetã la gura cãreia se fixeazã o hârtie roºie de turnesol ºi, separat, o hârtie de filtru îmbibatã parþial cu o soluþie de acetat de plumb. Se încãlzeºte uºor eprubeta. Se produc urmãtoarele fenomene: — condensarea vaporilor de apã pe peretele eprubetei; — albãstrirea hârtiei de turnesol, datoritã degajãrii de amoniac ce demonstreazã prezenþa unor substanþe azotate în carne; — înnegrirea hârtiei de filtru cu acetat de plumb, datoritã formãrii sulfurii de plumb, ce indicã prezenþa unor compuºi cu sulf; — degajarea unui miros caracteristic, datoritã arderii proteinelor ºi grãsimilor; — carbonizarea ºi degajarea de fum, dacã se continuã încãlzirea, rãmânând în eprubetã substanþele minerale oxidate, sub formã de cenuºã. Aceste substanþe se dizolvã în puþinã apã ºi vor albãstri o hârtie roºie de turnesol. 2. Acþiunea salivei asupra alimentelor Acþiunea digestivã enzimei din salivã se poate demonstra utilizând o soluþie de amidon (o linguriþã de amidon pur într-un pahar de apã fierbinte, rãcit ºi decantat). Într-o eprubetã cu 2 ml soluþie de amidon se adaugã o picãturã de iod în iodurã de potasiu. Se produce o coloraþie albastrã, specificã amidonului. În altã eprubetã, la soluþia de amidon se adaugã salivã ºi abia dupã un timp (25 minute) se adaugã soluþia de iod în iodurã de potasiu. Apare o coloraþie violacee, roºcatã sau gãlbuie, ceea ce dovedeºte cã amidonul a fost hidrolizat, 3. Acþiunea bilei asupra alimentelor Se iau douã benzi de hârtie de filtru, una îmbibatã cu apã ºi una îmbibatã cu bilã de porc sau vitã. Cele douã benzi se pun în câte o eprubetã cu ulei. Se observã cã uleiul pãtrunde numai în hârtia îmbibatã cu bilã. În douã eprubete se pune puþin ulei ºi apã. Într-una dintre eprubete se mai adaugã puþinã bilã ºi se agitã. Se observã formarea unei emulsii temporare în eprubeta fãrã bilã ºi a unei emulsii durabile în cea cu bilã. În concluzie, prin acþiunea sãrurilor biliare emulsiile de grãsimi se menþin, oferind o suprafaþã mai mare de contact cu enzimele specifice (lipaze).
85
DIGESTIA ªI ABSORBÞIA
E VALUARE A. Selectaþi literele corespunzãtoare rãspunsurilor corecte: 1. Au acþiune antisepticã în tubul digestiv urmãtoarele substanþe: a. lizozimul; b. lizozomii; c. acidul clorhidric; d. pigmenþii biliari. 2. Mecanismele pasive ale absorbþiei intestinale sunt: a. difuziunea; b. fagocitoza; c. osmoza; d. pinocitoza. 3. Care sunt segmentele tubului digestiv în care se desfãºoarã digestia chimicã: a. stomac; b. colon; c. esofag; d. duoden; e. cavitate bucalã.
B. Aºezaþi în ordinea corectã urmãtoarele procese fiziologice digestive: a. absorbþia b. formarea bolului alimentar c. formarea chimului gastric d. defecaþia e. deglutiþia f. masticaþia
1.______________ 2.______________ 3.______________ 4.______________ 5.______________ 6._____________
4. Acidul clorhidric din sucul gastric: a. favorizeazã digestia glucidelor; b. are acþiune antisepticã; c. activeazã enzimele proteolitice; d. neutralizeazã chimul gastric; e. pregãteºte proteinele pentru digestie. 5. Absorbþia lipidelor se face prin: a. mecanisme pasive; b. pinocitozã; c. difuziune; d. micelii hidrosolubile; e. micelii liposolubile. 6. Digestia chimicã a lipidelor se desfãºoarã în: a. cavitatea bucalã; b. faringe; c. stomac; d. intestinul subþire; e. intestinul gros.
C. Notaþi segmentele tubului digestiv în care se desfãºoarã urmãtoarele procese: a. absorbþia b. formarea bolului alimentar c. formarea chimului gastric d. defecaþia e. deglutiþia f. masticaþia
1.____________ 2.____________ 3.____________ 4.____________ 5.____________ 6.____________
D. Aºezaþi în tabel urmãtoarele enzime, în funcþie de rolul lor fiziologic: elastaza, maltaza, lipaza gastricã, lactaza, labfermentul, lipaza pancreaticã, chimotripsina, ptialina, pepsina, lipaza intestinalã, amilaza pancreaticã, tripsina, peptidazele. Enzime proteolitice
Enzime glicolitice
Enzime lipolitice
E. Una dintre dereglãrile majore ale funcþiei digestive este diareea. Care sunt efectele acesteia asupra stãrii generale a organismului? F. Întocmiþi un scurt eseu urmãrind transformãrile mecanice, fizice ºi chimice pe care le suferã un aliment de bazã, pâinea, de-a lungul tubului digestiv. G. Efectuaþi urmãtoarele teme: 1. Determinaþi efectele stimulãrii parasimpaticului asupra sfincterelor digestive. 2. Determinaþi efectele hiposecreþiei pancreasului exocrin. 3. Stabiliþi cauzele formãrii calculilor* biliari.
86
CIRCULAÞIA
2. CIRCULAÞIA REACTUALIZARE Compoziþia sângelui: z plasmã sangvinã 55% z elemente figurate 45% — eritrocite 4,5-5 mil/mm3 de sânge — leucocite 6-8 mii/mm3 de sânge — neutrofile 65% — eozinofile 2 - 4% — bazofile 1% — limfocite 25% — monocite 7% — trombocite 150–300 mii/mm3 de sânge
12
11 10
13
9
14 8
15 7
16 17
6
2
A
18 5 7,5
4
19
3 20
B
2 21 1
1
3
2
Fig. 83. Alcãtuirea inimii: 1. apex; 2. perete interventricular; 3. miocard; 4. cordaje; 5. ventricul stâng; 6. valvulã bicuspidã; 7. atriu stâng; 8. vene pulmonare; 9. arterã pulmonarã stângã; 10. crosã aorticã; 11. artere carotide; 12. arterã pulmonarã dreaptã; 13. venã cavã superioarã; 14. orificiile arterelor coronare; 15. valvule sigmoide; 16. orificiul venei coronare; 17. atriu drept; 18. valvulã tricuspidã; 19. ventricul drept; 20. venã cavã inferioarã; 21. aortã.
4
10
5 C
Fig. 82. Elemente figurate ale sângelui. A. hematie. B. leucocite: 1. polinucleare neutrofile; 2. polinucleare eozinofile; 3. polinucleare bazofile; 4. limfocite; 5. monocite. C. trombocite (plachete sangvine). Fig. 84. Þesutul nodal: 1. nodul sinoatrial; 2. nodul atrioventricular; 3. fascicul His; 4. reþea Purkinje; 5. ventricul stâng; 6. venã cavã inferioarã; 7. ventricul drept; 8. atriu drept; 9. venã cavã superioarã; 10. crosã aorticã; 11. vene pulmonare; 12. atriu stâng.
9 1
11 12
2
3 8 5 7 6
4
87
CIRCULAÞIA Totalitatea organelor prin care circulã sângele formeazã sistemul circulator. Sistemul circulator sangvin este format din: inimã, organul central, care propulseazã sângele datoritã activitãþii sale permanente de pompã aspiro-respingãtoare, ºi „arborele vascular” format din vasele sangvine (artere, capilare ºi vene). Sistemului circulator sangvin i se adaugã sistemul limfatic, derivat al acestuia, prin care circulã limfa, alcãtuit din vase limfatice ºi ganglioni limfatici. Mediul intern este constituit din totalitatea lichidelor existente în organism, în afara celulelor. Principalele sectoare ale mediului intern sunt: lichidul interstiþial, limfa ºi sângele. Cel mai important sector al mediului intern este sângele (vezi fig. 82). Totalitatea fenomenelor de transport (sangvin ºi limfatic), care se petrec la nivelul sistemului circulator, constituie circulaþia.
2.1. GRUPELE SANGVINE Transfuzia este o metodã frecventã de tratament medical, care constã în administrarea (prin perfuzie) de sânge proaspãt sau conservat provenit de la un donator. În practica transfuziei trebuie sã se þinã seama de prezenþa în membrana hematiilor a unor substanþe cu acþiune antigenicã, numite aglutinogene (A ºi B), iar în plasma sangvinã a unor anticorpi specifici, aglutinine (alfa ºi beta). În funcþie de prezenþa sau absenþa acestor factori, sistemul AOB clasificã sângele în 4 grupe principale (tab.18).
Grupã de sânge
Aglutinogen (în hematii)
Aglutininã (în plasmã)
Proporþie la rasa albã
OI
—
alfa beta
47%
Înlãnþuirea aglutinogenului cu aglutinina corespunzãtoare (A cu alfa sau B cu beta) este incompatibilã, deoarece determinã fenomene de tip imunitar: aglutinarea* hematiilor ºi distrugerea (liza) lor, cu consecinþe grave. Schema transfuziilor (fig. 85) este valabilã doar pentru transfuziile mici. La transfuziile mari (peste 500 ml de sânge) sângele se administreazã numai de la aceeaºi grupã (izogrup). Sistemul Rh de clasificare a sângelui uman porneºte de la existenþa în sângele maimuþei Rhesus ºi al 85% din oameni a unui antigen, numit Rh (Rh pozitivi), moºtenit exclusiv de la tatã. Anticorpii anti-Rh (aglutinine) apar în cursul vieþii la indivizi ce nu îl posedã (Rh negativi, 15% din populaþie) în urma unor transfuzii repetate cu sânge Rh+ ºi pot da accidente dupã transfuzii.
Tab. 18. Grupele sangvine
A II
A
beta
41%
B III
B
alfa
9%
AB IV
AB
—
3%
II A IO
IV AB
donatori universali
primitori universali
III B
Fig. 85. Schema compatibilitãþii la transfuzie.
88
La mamele Rh–, sarcina cu fãt Rh+ (tatã Rh+) determinã producerea de anticorpi anti-Rh. Prima sarcinã decurge normal, datoritã ritmului lent de producere a acestor anticorpi. Sarcinile urmãtoare pot însã produce accidente de incompatibilitate (avort precoce, icter hemolitic etc.), de aceea situaþia trebuie cunoscutã ºi rezolvatã medical. Importanþa practicã a acestor grupe este foarte mare în cazul unor situaþii neprevãzute (accidente etc.). De aceea, este utilã menþionarea grupei sangvine în documentele de identitate.
CIRCULAÞIA 2.2. IMUNITATEA Organismul este în permanenþã ameninþat de pãtrunderea din exterior a unor „agresori biologici“. Împotriva acestora organismul se opune prin mijloacele sale de apãrare. Se descriu douã sisteme de apãrare: nespecificã ºi specificã. a. Apãrarea nespecificã cuprinde totalitatea factorilor ce realizeazã protecþia organismului împotriva oricãrui antigen, indiferent de natura sa. Intervin aici pielea ºi mucoasele intacte, cu rol de barierã mecanicã, dar ºi factorii interni care determinã, în cazul depãºirii acestei bariere, reacþia inflamatorie localã, caracterizatã prin roºeaþã, inflamare, temperaturã crescutã ºi durere. Lezarea celulelor determinã atragerea, printr-un chimiotactism* pozitiv, a unor leucocite: granulocite neutrofile, urmate curând de limfocite ºi monocite cu acþiune fagocitarã. Din „lupta lor” rezultã puroiul, amestec de microorganisme omorâte, leucocite, celule distruse ºi lichide celulare. Tab. 19. Imunitatea Tipuri de imunitate
Activitatea fagocitarã a leucocitelor este favorizatã de factori umorali (lizozimul, interferonul). b. Apãrarea specificã (imunitatea; tab. 19) se realizeazã cu ajutorul anticorpilor specifici, formaþi de cãtre limfocite la pãtrunderea în organism a agenþilor strãini, numiþi antigeni. Anticorpii sunt substanþe proteice din clasa gammaglobulinelor, imunoglobuline, care circulã în plasma sangvinã. Imunitatea reprezintã capacitatea de a recunoaºte ºi de a anihila agenþii strãini pãtrunºi în organism. Un rol important în acest proces îl joacã limfocitele T, prin pãstrarea „memoriei imunitare” la nivel celular (imunitatea celularã), ºi limfocitele B, care sintetizeazã anticorpi specifici (imunitatea umoralã). Acestea alcãtuiesc, împreunã cu macrofagele rezultate prin ieºirea monocitelor din vase în þesuturi, sistemul celular al imunitãþii. Procesele imunitare se declanºeazã ºi în cazul introducerii în organism a unor grefe sau transplante de organe, drept care trebuie luate mãsuri corespunzãtoare de protecþie împotriva acþiunii imunitare.
Obþinere
Duratã
Imunitate naturalã
înnãscutã
— comunã tuturor indivizilor; se transmite ereditar
dobânditã
— individualã, obþinutã pasiv (prin laptele matern) sau activ lungã (în urma unor boli)
Imunitate artificialã
activã
— prin vaccinare (introducerea în organism a unor agenþi pato- 1–7 ani, necesitând repetarea geni atenuaþi sau omorâþi) determinând producerea de anti- vaccinãrii corpi specifici
pasivã
— prin administrare de seruri, care conþin anticorpi gata for- scurtã, 2–3 sãptãmâni maþi
*2.3. HEMOSTAZA ªI COAGULAREA SÂNGELUI În cazul unor hemoragii, se declanºeazã un complex de mecanisme de oprire a sângerãrii, care constituie hemostaza. Ea se desfãºoarã în trei timpi: a. Timpul vasculoplachetar (2–4 minute), sau hemostaza temporarã, se declanºeazã la lezarea unui vas de sânge ºi constã în: vasoconstricþia peretelui vascular, aderarea trombocitelor la plagã, aglutinarea lor ºi formarea unui dop (trombus) plachetar, care determinã oprirea sângerãrii. b. Timpul plasmatic (de 4–8 minute), sau coagularea (închegarea) sângelui, se produce sub acþiunea
toatã viaþa
unor factori ai coagulãrii de naturã plasmaticã, trombocitarã ºi tisularã. Ei determinã coagularea sângelui în trei faze: formarea tromboplastinei, formarea trombinei ºi formarea fibrinei (fig. 86). În ochiurile reþelei insolubile de fibrinã se dispun elementele figurate, formând cheagul ºi oprind astfel hemoragia. c. Timpul trombodinamic constã în : – retracþia cheagului prin expulzarea serului (plasmã fãrã fibrinogen ºi protrombinã); – descompunerea cheagului (fibrinoliza) sub acþiunea unor enzime proteolitice; – îndepãrtarea cheagului ºi reluarea circulaþiei prin vasul lezat.
89
CIRCULAÞIA TROMBOPLASTINÃ + Ca2+ activare
PROTROMBINÃ sintetizatã în ficat în prezenþa vitaminei K
Ca2+
TROMBINÃ activare FIBRINÃ reþea insolubilã
FIBRINOGEN sintetizat în ficat Fig. 86. Schema procesului de coagulare.
2. 4. ACTIVITATEA CARDIACÃ *Inima (vezi fig. 83) este un organ musculos cavitar, de forma ºi dimensiunile unui pumn închis. Are masa între 250 ºi 300 g ºi este situatã în mediastin*. Este divizatã în patru camere: douã atrii ºi douã ventricule. Acestea comunicã între ele, pe fiecare parte, prin orificiile atrioventriculare prevãzute cu valvule unidirecþionale (tab. 20). Cele douã jumãtãþi ale inimii sunt separate prin septul atrioventricular. Înveliºul inimii este constituit din pericard, cu rol de protecþie mecanicã a inimii. Peretele cardiac este alcãtuit din trei straturi: — stratul extern, epicardul; — stratul mijlociu, miocardul, alcãtuit din þesut muscular striat de tip cardiac; — stratul intern, endocardul, membranã epitelialã care tapeteazã la interior camerele inimii ºi se continuã cu endoteliul vaselor mari. *Miocardul, muºchiul cardiac, este format dintr-o reþea de fibre musculare inserate pe un schelet fibros. Musculatura atriilor este mai subþire ºi independentã structural de musculatura ventricularã.
Fibrele musculare, cu diametrul de 10–20 microni ºi lungimea de 30–60 microni, bogate în mitocondrii ºi miofibrile cu striaþii, au nucleu unic, situat central ºi funcþioneazã ca un sinciþiu*. Ele constituie miocardul adult. În grosimea acestuia se aflã miocardul embrionar, singura legãturã muscularã între atrii ºi ventricule ºi, în acelaºi timp, sistemul excitoconductor cardiac sau þesutul nodal. *Þesutul nodal (vezi fig. 84), alcãtuit din nodulii sinoatrial ºi atrioventricular, fasciculul His ºi reþeaua Purkinje, constituie „sistemul de comandã al inimii”. *Vascularizaþia miocardului. Vascularizaþia arterialã se realizeazã prin douã artere coronare cu ramificaþii neanastomozate*. În cazul blocãrii circulaþiei pe una din ramuri (datoritã unui cheag de sânge sau unui spasm* arterial), teritoriul nevascularizat se necrozeazã* ºi se produce infarctul miocardic. Vascularizaþia venoasã de revenire se realizeazã prin venele coronare, care conflueazã în sinusul coronar ce se deschide în atriul drept.
Tab. 20. Schema structurii inimii Cavitãþi cardiace Atriul drept
Vase aferente ºi eferente — 2 vene cave: superioarã ºi inferioarã — sinusul coronar
Ventriculul drept
— artera pulmonarã cu 3 valvule
Atriul stâng
— 4 vene pulmonare
Ventriculul stâng
— artera aortã cu valvule
90
Comunicare
Sânge
— orificiul atrio-ventricular — neoxigenat din corp drept cu valvula tricuspidã
— orificiul atrio-ventricular — oxigenat de la plãmâni stâng cu valvula bicuspidã
CIRCULAÞIA Proprietãþile miocardului Proprietãþile miocardului sunt comune cu ale muºchilor striaþi scheletici (excitabilitatea, conductibilitatea, contractilitatea) ºi proprii (automatismul). a. Excitabilitatea este proprietatea miocardului de a rãspunde maximal la stimuli care egaleazã sau depãºesc valoarea prag. Aceasta reprezintã legea „tot sau nimic”. Inima este excitabilã numai în faza de relaxare (diastolã), iar în sistolã se aflã în stare refractarã absolutã ºi nu rãspunde la stimuli. Aceasta reprezintã „legea neexcitabilitãþii periodice a inimii”. b. Automatismul reprezintã proprietatea þesutului nodal de a se autoexcita ritmic. Mecanismul se bazeazã pe modificãri ciclice de depolarizare ºi repolarizare ale membranelor celulelor acestuia. Ritmul cardiac, 70–80 bãtãi/minut, este determinat de nodulul sinoatrial ºi poate fi modificat de factori externi. Cãldura, influenþele simpatice, adrenalina, noradrenalina determinã tahicardie*. Frigul, influenþele parasimpatice ºi acetilcolina determinã bradicardie*. c. Conductibilitatea este proprietatea miocardului de a propaga excitaþia în toate fibrele sale. Impulsurile generate automat ºi ritmic de nodulul sinoatrial se propagã în pereþii atriilor, ajung la nodulul atrioventricular ºi, prin fasciculul His ºi reþeaua Purkinje, la þesutul miocardic ventricular. Þesutul nodal genereazã ºi conduce impulsurile, iar þesutul miocardic adult rãspunde prin contracþii. d. Contractilitatea este proprietatea miocardului de a rãspunde la acþiunea unui stimul prin modificãri ale dimensiunilor ºi tensiunii. Astfel, în camerele inimii se produce o presiune asupra conþinutului sangvin ºi are loc expulzarea acestuia. Forþa de contracþie este mai mare în ventricule decât în atrii, iar cea mai mare este în ventriculul stâng. Contracþiile miocardului se numesc sistole, iar relaxãrile, diastole. Contracþia miocardului este similarã, în esenþã, cu cea a musculaturii scheletice. Miocardul necesitã un aport mare de oxigen, deoarece, spre deosebire de musculatura scheleticã, nu face „datorie de oxigen”. Parametrii funcþionali Ciclul cardiac este format dintr-o sistolã ºi o diastolã. La un ritm de 75 bãtãi/min, ciclul cardiac dureazã
0,8 s. Între sistola atrialã ºi cea ventricularã este o diferenþã de 0,1 s datoritã întârzierii propagãrii impulsului de la nodulul sinoatrial la cel atrioventricular (fig. 87). Ciclul atrial: 0,1 s (sistola) + 0,7 s (diastola) Ciclul ventricular: 0,3 s (sistola) + 0,5 s (diastola) Contracþia inimii: atrii + ventricule 0,4 s Relaxare: atrii + ventricule = diastolã generalã 0,4 s
Valori mãsurabile în ciclul cardiac Debitul sistolic = volumul de sânge expulzat de inimã într-o sistolã, aproximativ 75 ml. Debitul cardiac = volumul de sânge trimis în organism/minut = debitul sistolic frecvenþa cardiacã ~ 5,5 l/min. 75 75 = Travaliul cardiac = lucrul mecanic al inimii în sistolã = volumul sistolic presiunea arterialã medie = = 75 ml 100 mm Hg. Ciclul cardiac este însoþit de manifestãri acustice, mecanice ºi electrice, a cãror cunoaºtere permite aprecierea stãrii de sãnãtate a organismului ºi a funcþionãrii normale a inimii, în special. Diastole 1
5
2
0,4 s
zgomot II
0,1 s 0,3 s zgomot I 3 Sistolã ventricularã
4
Sistolã atrialã
Fig. 87. Fenomene din timpul ciclului cardiac.
91
CIRCULAÞIA a. Manifestãrile acustice sunt reprezentate de cele douã zgomote cardiace (fig. 87): — zgomotul sistolic (I), produs de închiderea valvulelor atrioventriculare ºi de sistola ventricularã; este mai lung ºi de tonalitate joasã; — zgomotul diastolic (II), produs de închiderea valvulelor semilunare ale arterei aorte ºi ale arterei pulmonare; este scurt ºi ascuþit. b. Manifestãrile mecanice sunt: — ºocul apexian, care se percepe ca o „loviturã” a vârfului inimii în spaþiul V intercostal stâng, în sistolã;
— pulsul arterial, unda de distensie a peretelui arterial, provocatã de variaþiile ritmice ale presiunii sangvine, determinate de contracþiile cardiace; este mãsurabil în orice punct unde o arterã poate fi compresatã pe un plan osos. c. Manifestãrile electrice, variaþiile biocurenþilor de depolarizare ºi repolarizare a miocardului, se înregistreazã sub forma electrocardiogramei (EKG), folositã frecvent în explorãrile medicale.
2.5. CIRCULAÞIA MARE ªI MICÃ Sângele se deplaseazã într-un circuit închis, într-un singur sens, prin circulaþia mare (sistemicã) ºi circulaþia micã (pulmonarã), dispuse în serie ºi legate prin inimã (fig. 88). 2 1
3
19
18 17
As
Ad
4
Vs
Vd
5
16 6
15 12
14 7 8
13
12
9
11
10
Fig. 88. Schema circulaþiei sangvine ºi limfatice: 1. arterã pulmonarã; 2. plãmân; 3. vene pulmonare; 4. aortã; 5. arterã hepaticã; 6. arterã mezentericã; 7. intestin; 8. arterã renalã; 9. rinichi; 10. organe; 11. venã cavã inferioarã; 12. venã limfaticã; 13. venã renalã; 14. venã portã; 15. ficat; 16. cisternã Pecquet; 17. venã suprahepaticã; 18. canal toracic; 19. venã cavã superioarã.
92
Arborele vascular este format din: — artere, vase prin care sângele circulã de la inimã la þesuturi ºi organe; — vene, vase prin care sângele vine la inimã; — capilare, vase de calibru foarte mic, aºezate între artere ºi vene, la nivelul cãrora se realizeazã schimburile gazoase ºi nutritive dintre sânge ºi þesuturi. *a. Circulaþia prin artere. Arterele sunt vasele prin care sângele pleacã de la inimã cu O2 (în circulaþia sistemicã) sau cu CO2 (în circulaþia pulmonarã). Proprietãþile lor sunt elasticitatea ºi contractilitatea. Elasticitatea se manifestã la nivelul arterelor mari, care amortizeazã „unda de ºoc” provocatã de sistola ventricularã ºi înmagazineazã o parte a energiei sub formã de tensiune elasticã a pereþilor. Arterele mari transformã curgerea sacadatã a sângelui, determinatã de ritmicitatea sistolelor, în curgere continuã. Contractilitatea este caracteristicã arterelor mici ºi arteriolelor, care îºi modificã activ calibrul, prin activitatea fibrelor musculare netede din tunica lor medie. Factorul principal al curgerii sângelui prin artere este activitatea mecanicã a inimii. Ea determinã la nivelul sistemului arterial parametri mãsurabili, indici importanþi ai stãrii de sãnãtate (tab. 21). Presiunea arterialã (numitã frecvent ºi tensiune arterialã) variazã în funcþie de debitul cardiac, de rezistenþa perifericã datã de viscozitatea sângelui ºi de frecare, de volumul sângelui circulant ºi de elasticitatea pereþilor arteriali, care scade cu vârsta. *b. Circulaþia capilarã. Circulaþia capilarã se adapteazã continuu la nevoile metabolice. În repaus, multe capilare sunt închise. Ele se deschid când activitatea se intensificã ºi creºte nevoia de sânge în organul
CIRCULAÞIA Tab. 21. Valori ale circulaþiei arteriale Presiunea arterialã — maximã, sistolicã — minimã, diastolicã
120–140 mm Hg 70–80 mm Hg
Viteza circulaþiei — în aortã — în capilare
500 mm/s 0,5 mm/s
Pulsul arterial
70–80/min
Volumul de sânge
circa 20% din volumul sângelui circulant
respectiv. Principalele proprietãþi ale capilarelor sunt permeabilitatea ºi motricitatea. Permeabilitatea este proprietatea capilarelor de a permite schimbul de apã ºi substanþe dizolvate între sânge ºi þesuturi, prin filtrare, difuziune ºi osmozã. Peretele capilar este permeabil ºi pentru leucocite în drumul lor spre focarele de infecþie. Proprietatea capilarelor de a-ºi modifica lumenul, motricitatea capilarã, se datoreazã acþiunii musculaturii netede din pereþii arteriolelor ºi sfincterelor precapilare aflate sub controlul SNV simpatic.
*c. Circulaþia prin vene. Venele sunt vasele prin care sângele vine la inimã cu CO2 (din circulaþia sistemicã) ºi cu O2 (din circulaþia pulmonarã). Proprietãþile principale ale venelor sunt distensibilitatea ºi contractilitatea. Distensibilitatea este proprietatea venelor de a-ºi mãri pasiv calibrul sub acþiunea presiunii sangvine, unele vene jucând rolul de „rezervoare” de sânge. Contractilitatea venelor se datoreazã tunicii musculare netede din pereþii lor ºi asigurã mobilizarea sângelui din rezerve. Factorii care determinã întoarcerea sângelui la inimã prin sistemul venos sunt: activitatea de pompã
aspiro-respingãtoare a inimii, „presa” abdominalã din timpul inspiraþiei, contracþiile musculaturii scheletice, prezenþa valvulelor venoase în venele situate sub nivelul inimii, gravitaþia pentru venele situate deasupra inimii ºi pulsaþia arterelor aflate în acelaºi „pachet vascular” cu venele. Circulaþia sistemicã cuprinde: sistemul arterial, ce asigurã transportul O2 ºi al substanþelor nutritive la þesuturi, sistemul capilar, ce asigurã schimburile nutritive ºi gazoase la nivel tisular, ºi sistemul venos, prin care sângele cu CO2 se întoarce la inimã. a. Sistemul arterial este alcãtuit din artera aortã ºi ramurile ei, care irigã toate organele corpului. Artera aortã prezintã urmãtoarele porþiuni: aorta ascendentã, crosa aorticã ºi aorta descendentã toracicã ºi abdominalã. Din ea se desprind principalele artere ale corpului (fig. 89 A). b. Sistemul capilar face legãtura între sistemele arterial ºi venos. c. Sistemul venos este reprezentat de douã vene mari: vena cavã superioarã ºi vena cavã inferioarã, care aduc la inimã sângele neoxigenat din corp (fig. 89 B). La nivelul membrelor existã un sistem venos profund, cu vase situate în muºchi, ºi un sistem venos superficial subcutanat. Circulaþia pulmonarã. Circulaþia pulmonarã asigurã transportul sângelui încãrcat cu CO2 de la inimã la plãmâni, prin artera pulmonarã, cu ramurile ei, dreaptã ºi stângã, ºi reîntoarcerea sângelui oxigenat de la plãmâni (în urma schimbului de gaze respiratorii) la inimã, prin cele patru vene pulmonare.
Circulaþia sistemicã (circulaþia mare) ventricul stâng
O2, substanþe nutritive arterã aortã
þesuturi
CO2 vene cave
atriu drept
Circulaþia pulmonarã (circulaþia micã) ventricul drept
CO2 arterã pulmonarã
plãmâni
O2 4 vene pulmonare
atriu stâng
93
CIRCULAÞIA
1
1
2 3 4
2 3 4 5 6 7 8
19 20 21
9
25 26
9 10
22
10
22 23 24
5 6 7 8
27 28
23 11 12
29
24 11
30
13
25
12
14 15
13
14
344 3
16
4 20
7
17 5
29
15
26
31
18
11
19 20
16 28
17
27
18
32
21
15
13
A
10
B
Fig. 89. A. Sistemul arterial: 1. arterã occipitalã; 2. carotidã internã; 3. carotidã externã; 4. carotidã comunã dreaptã; 5. vertebralã dreaptã; 6. subclavicularã dreaptã; 7. trunchi brahiocefalic; 8. crosã aorticã; 9. coronarã; 10. aortã; 11. iliacã comunã; 12. iliacã internã; 13. iliacã externã; 14. femuralã; 15. poplitee; 16. tibialã anterioarã; 17. fibularã; 18. tibialã posterioarã; 19. carotidã comunã stângã; 20. subclavicularã stângã; 21. axilarã; 22. bronºicã; 23. brahialã; 24. radialã; 25. ulnarã; 26. trunchi celiac; 27. mezenterice; 28. renale; 29. arterã pulmonarã. B. Sistemul venos: 1,2. sinusuri venoase; 3. jugularã externã; 4. jugularã internã; 5. subclavicularã dreaptã; 6. trunchi brahiocefalic drept; 7. cavã superioarã; 8. bronºice; 9. coronare; 10. cavã inferioarã; 11. venã portã; 12. mezentericã superioarã; 13. iliacã comunã; 14. iliacã internã; 15. iliacã externã; 16. femuralã; 17. safenã mare; 18. poplitee; 19. tibialã anterioarã; 20. fibularã; 21. tibialã posterioarã; 22. jugularã internã stângã; 23. subclavicularã stângã; 24. trunchi brahiocefalic stâng; 25. cefalicã; 26. axilarã; 27. bazilicã; 28.brahialã; 29. splenicã; 30. mezentericã inferioarã; 31. suprahepaticã; 32. renale.
94
CIRCULAÞIA *Sistemul limfatic Este o parte a sistemului circulator. Este constituit din vase limfatice, care aduc în sânge limfa ºi lichidul interstiþial. Sistemul limfatic este format din capilare limfatice, care se unesc formând vene limfatice tot mai mari. Acestea converg în douã trunchiuri limfatice: ductul limfatic drept ºi canalul toracic, care dreneazã limfa din tot corpul în venele subclaviculare (fig. 90). Structura vaselor limfatice seamãnã cu cea a venelor, având însã pereþii mai subþiri, mai multe valvule ºi ganglioni* limfatici pe traiect. Capilarele limfatice se deosebesc de cele sangvine prin structura lor în formã de deget de mãnuºã. Principala funcþie a vaselor limfatice este de a asigura reîntoarcerea apei ºi a proteinelor din lichidul interstiþial în sânge. Circulaþia limfei în vase, contra gravitaþiei, este lentã ºi se datoreazã aspiraþiei toracice ºi contracþiei musculaturii. În organism existã numeroase organe limfoide*: timusul, ganglionii limfatici, splina, amigdalele etc. Ganglionii limfatici (fig. 91) sunt formaþiuni ovale sau reniforme, aflate pe traseul vaselor limfatice. Sunt localizaþi în anumite zone corporale: cervicalã, axilarã, inghinalã, mediastinalã etc. Ganglionii au douã funcþii principale: de apãrare (prin fagocitozã) ºi de producere a unor elemente figurate (limfocite ºi monocite). Splina, de formã ovoidã, este localizatã în hipocondrul stâng, sub diafragmã. Are mãrime variabilã ºi se mãreºte în boli infecþioase. Conþine parenchim limfatic ºi sinusuri venoase (microscopic se aseamãnã cu un ganglion limfatic uriaº). Funcþiile principale ale splinei sunt: — funcþia de apãrare, prin fagocitarea microorganismelor de cãtre leucocitele macrofage din þesutul limfatic; — hematopoieza, producerea de monocite ºi limfocite, iar înainte de naºtere ºi de hematii; — hemoliza hematiilor ºi trombocitelor (prin fagocitarea lor de cãtre macrofage), scindarea hemoglobinei din hematii în Fe2+ ºi globinã ºi transportul acestora, de cãtre sânge, la ficat ºi mãduva osoasã; — rezervã permanentã de sânge (350 ml), mobilizatã prin contracþii, uneori dureroase, la eliminarea lui rapidã în eforturi intense. Nu este organ de importanþã vitalã (dovadã, supravieþuirea dupã extirparea ei operatorie).
1 2 3 4
5
13 14
6
15
7
16
8
17 18 19 20
9 10 11
21
12
7
Fig. 90. Sistemul limfatic: 1. amigdalã; 2. ganglioni submandibulari; 3. ganglioni cervicali; 4. duct limfatic drept; 5. venã subclavicularã dreaptã; 6. timus; 7. vase limfatice; 8. canal toracic; 9. ganglioni intestinali; 10. intestin gros; 11. apendice; 12. mãduvã galbenã; 13. venã jugularã internã stângã; 14. venã subclavicularã stângã; 15. ganglioni axilari; 16. splinã; 17. cisterna Pecquet;18. intestin subþire; 19. vase chilifere; 20. ganglioni iliaci; 21. ganglioni inghinali. 3
1
6 4
2
5
10 6 9 8
2
7
Fig. 91. Secþiune prin ganglion limfatic: 1. vas limfatic aferent; 2. valvule; 3. structuri corticale germinative; 4. cordon medular; 5. sinus medular; 6. fibre reticulare; 7. trabecule; 8. vase limfatice eferente; 9. hil; 10. capsulã.
95
CIRCULAÞIA NOÞIUNI ELEMENTARE DE IGIENÃ ªI PATOLOGIE BOLI
CAUZE
Cardiopatie ischemicã z Spasm, compresie, — deficit circulator local obturare a arterelor datorat scãderii afluxului coronare de sânge arterial în arterele coronare Aritmii cardiace — dereglãri ale ritmului cardiac normal
Hemoragii — ieºirea sângelui din arborele vascular — interne — externe
Leucemii — boli ale sângelui caracterizate prin tulburãri ale procesului de maturaþie a leucocitelor
SIMPTOME
PREVENIRE
z Respectarea unui regim echilibrat de activitate ºi odihnã z Evitarea consumului exagerat de alcool, tutun, cafea, condimente z Evitarea totalã a drogurilor; z Evitarea sedentarismului ºi supraalimentaþiei z Cardiace (tulburãri ale z Dispnee*, palpitaþii, ameþeli, stimulilor de la þesutul lipotimie (leºin), dureri precor- z Practicarea exerciþiilor fizice ºi a sporturilor, cu predilecþie în aer nodal), infecþioase, diale*, liber pulmonare, neuroenextrasistole* z Efectuarea de plimbãri, excursii docrine, stres etc. ºi drumeþii z Ruperea unor vase de sânge în traumatisme, leziuni, boli infecþioase sau alergice ale vaselor z Ieºirea sângelui în þesuturi sau cavitãþi ale corpului z Ieºirea sângelui la exteriorul corpului
z Dureri precordiale caracteristice, EKG cu unde T ascuþite ºi simetrice
z Paloare, agitaþie, hipotensiune, accelerarea pulsului ºi a respiraþiei, transpiraþie, senzaþie de sete z Evidenþierea sângelui la nivel cutanat, nazal, urinar etc.
z Creºterea importantã a z Anemie, febrã, hemoragii, numãrului de leucocite mãrirea splinei ºi ganglionilor (pânã la sute de mii pe limfatici, scãdere progresivã în milimetru cub de sânge), greutate, infecþii supraadãugate prezenþa elementelor figurate imature în sânge
Anemii z Infecþioase, parazitare, z Paloare accentuatã a pielii ºi — stãri patologice carac- toxice, genetice a mucoaselor, slãbire progreterizate prin scãderea sivã, astenie, aritmii cardiace, numãrului de hematii ºi palpitaþii, lipsa apetitului a hemoglobinei în sânge
LUCRÃRI PRACTICE 1. Mãsurarea pulsului arterial Pulsul arterial se simte la palparea oricãrei artere comprimate pe un plan osos (pulsul radial, carotidian, temporal). El corespunde frecvenþei sistolelor ventriculare ºi este determinat de unda care ia naºtere în momentul când sângele împins de ventriculul stâng preseazã sângele aflat în aortã. Pentru a percepe unda pulsatilã, comprimarea trebuie fãcutã cu o presiune egalã cu presiunea din artera respectivã. Pentru a determina pulsul radial, fiecare elev apasã, cu degetele mijlocii ale mâinii drepte, artera radialã a mâinii stângi.Se numãrã pulsaþiile timp de 15 secunde. Rezultatul se înmulþeºte cu 4 ºi se obþine frecvenþa car-
96
CIRCULAÞIA diacã pe minut. Se repetã acþiunea dupã efort fizic (genuflexiuni). Se comparã rezultatele obþinute. Se poate realiza o medie pentru fete, respectiv bãieþi. 2. Mãsurarea tensiunii arteriale Sângele este propulsat în artere cu o presiune dependentã de forþa de contracþie a inimii. În acest moment presiunea în artere este maximã. Deoarece volumul masei de sânge este mai mare decât volumul vascular, se exercitã asupra vaselor o presiune care determinã dilatarea acestora. Tunica elasticã a vaselor acþioneazã cu o forþã de sens invers asupra coloanei de sânge (contribuind la împingerea lui în vase). Între sistole se înregistreazã presiunea minimã. Valoarea presiunii arteriale se poate mãsura prin metode directe (utilizate numai experimental) ºi metode indirecte, cu ajutorul diferitelor tipuri de tensiometre. Mod de lucru. Se monteazã manºeta pneumaticã a tensiometrului pe braþul unui elev ºi se aplicã stetoscopul la plica cotului. Se pompeazã aer cu para de cauciuc, pânã când presiunea din manºetã întrece presiunea sângelui din artera radialã (între 17 ºi 20 cm Hg), oprind temporar circulaþia sângelui prin aceastã arterã. Se decomprimã apoi progresiv pânã când presiunea din manºetã egaleazã presiunea arterialã sistolicã. Sângele începe sã circule prin arterã, provocând destinderea pereþilor ei ºi se aude un prim zgomot, scurt ºi slab, reprezentând presiunea maximã, corespunzãtoare sistolei ventriculare. Continuând decomprimarea, se observã cã zgomotele arteriale se intensificã, dupã care se atenueazã treptat ºi în cele din urmã dispar. Momentul dispariþiei indicã presiunea minimã, corespunzãtoare diastolei. Comparând datele notate, se observã cã presiunea arterialã este mai mare în timpul sistolei (100–140 mm Hg) ºi mai micã în timpul diastolei (60–80 mm Hg). Variaþiile valorilor normale indicã perturbãri trecãtoare sau permanente ale mecanismelor de reglare neuro-umoralã a presiunii arteriale. *3. Interpretarea electrocardiogramei (EKG) 1 Electrocardiografia evidenþiazã potenþialele elec2 trice de acþiune ale inimii. 3 Graficul alãturat vã prezintã în mod sintetic feno4 menele mecanice, acustice ºi electrice care însoþesc o 5 revoluþie cardiacã la om. 6 EKG constã dintr-o succesiune de unde pozitive 7 (P, R, T) ºi negative (Q, S). Unda P corespunde sistolei atriale ºi este urmatã de segmentul PQ care corespunde 8 timpului de conducere atrioventricularã. Intervalul care înglobeazã unda P ºi segmentul PQ are normal Ciclul cardiac: 1. contracþii atriale; 2. contracþii ventriculare; 3. contracþia inimii; 4. repausul inimii; 5. zgomote durata de 0,12–0,20 s. Uneori, dupã unda P, se poate distinge o micã undã (I. sistolic, II. diastolic); 6. deschiderea valvulei atrioventrinegativã notatã Ta, corespunzând cu repolarizarea atri- culare; 7. deschiderea valvulei sigmoide; 8. E.K.G. alã. Ea apare doar când se alungeºte segmentul PQ, în cazul blocului atrioventricular. Segmentul PQ este urmat de unda negativã Q ce corespunde cu începutul activãrii septului interventricular. Unda pozitivã R este cea mai amplã ºi corespunde sistolei ventriculare. Este urmatã de unda negativã S, care reprezintã sfârºitul activãrii ventriculare. Undele Q, R, S formeazã complexul de activare ventricularã (0,04–0,10 s). Complexul de activare atrioventricularã este format de un segment ST (0,10–0,15 s), în care tot ventriculul este depolarizat. Punctul de trecere al undei S în segmentul ST se numeºte punct joncþional ST. Urmeazã unda T (0,15–0,25 s) produsã de repolarizarea ventricularã. Aceasta poate prezenta modificãri în funcþie de alterarea procesului de repolarizare. Segmentul ST ºi unda T formeazã intervalul ST. Unda T este urmatã uneori de o undã linã U (0,16–0,25 s), probabil cu semnificaþia unei repolarizãri suplimentare. Ea apare frecvent la vârstnici. 4. Determinarea grupelor sangvine în sistemul ABO Determinarea grupelor sangvine, demonstrativ, constã în evidenþierea aglutinogenelor de pe hematii.
97
CIRCULAÞIA Este necesarã procurarea serurilor hemotest de la centrele de recoltare a sângelui: serul hemotest 0 I — care conþine ambele aglutinine alfa ºi beta, serul hemotest A II — care conþine aglutinina beta ºi serul hemotest B III — care conþine aglutinina alfa. Pe lama de sticlã se pune succesiv, folosind pipete deosebite, câte o picãturã mare de ser hemotest, în ordinea: 0 (I), A (II), B (III). Hemotestul este echivalent cu sângele primitorului, iar picãtura de sânge recoltatã pentru identificarea grupei, este echivalentã cu sângele donatorului. Se dezinfecteazã cu alcool pulpa degetului persoanei a cãrei grupã sangvinã vrem sã o determinãm, se înþeapã cu un ac steril ºi se ia, în trei colþuri deosebite ale unei lame, câte o picãturã de sânge, care se pune lângã picãtura de ser hemotest. Se amestecã uºor cele douã picãturi (sânge ºi ser) cu colþul respectiv Ser test cu aglutinina Concluzii al lamei. Observarea aglutinãrii hematiilor se face dupã 2–3 min. anti A ºi anti B anti A anti B Sunt posibile patru situaþii (vezi figura alãturatã): a) dacã se produce aglutinare în serurile 0 (I) ºi B (III) ºi nu se produce grupa A aglutinare în serul A (II), sângele aparþine grupei A; b) dacã se produce aglutinare în serurile 0 (I) ºi A (II) ºi nu se produce grupa B în serul B (III), sângele aparþine grupei B (III); c) dacã se produce aglutinare în toate serurile, sîngele aparþine grupei grupa AB AB (IV) (primitori universali); d) dacã nici una din cele trei picãturi de ser hemotest nu se produce grupa O aglutinare, amestecurile rãmânând colorate în roz, sângele aparþine grupei 0 (I) (donatori universali). fãrã aglutinare
aglutinare
5. Determinarea factorului Rh Pentru determinarea pe lamã a factorului Rh sunt necesare ser anti-Rh ºi hematii cunoscute Rh+ ºi Rh– în suspensie în ser propriu (fãrã anticoagulant). Recoltarea sângelui de cercetat se face din pulpa degetului cu ajutorul unei pipete. Se pune 0,5–1 ml de sânge într-un tub de hemolizã. Dupã ce se coaguleazã, se sparge cheagul cu vârful pipetei, obþinându-se hematiile necesare în suspensie în ser propriu. Se procedeazã identic pentru recoltarea hematiilor cunoscute Rh+ ºi Rh–. Pentru determinarea Rh-ului se pune pe o lamã o picãturã mare de ser anti-Rh ºi se amestecã, cu colþul unei lame, cu o picãturã din suspensia de hematii de cercetat. Pe o lamã de control, se repetã operaþia cu hematii cunoscute Rh+ ºi Rh–. Ambele lame se aºazã pe douã baghete de sticlã într-o cutie Petri, ce are la fund o hârtie de filtru umezitã. Se pun lamele timp de 1–2 ore în termostat la 37 grade Celsius. Dacã sângele de cercetat se aglutineazã, rezultã cã este Rh+, lipsa de aglutinare aratã cã este Rh–. Pe lama de control, hematiile Rh+ trebuie sã fie aglutinate, iar cele Rh– nu. *6. Experienþa lui Marey Circulaþia sângelui în vase se face sub forma unui curent continuu, deºi ventriculul stâng pompeazã sângele în aortã cu intermitenþã în funcþie de frecvenþa contracþiilor. Þesutul elastic din tunica mijlocie a peretelui arterial are rolul de a transforma debitul discontinuu în flux continuu. Este necesarã utilizarea aparatului Marey existent în dotarea laboratoarelor ºcolare. Experimentul decurge în felul urmãtor: cu robinetul închis, se pune în flaconul de sticlã apã, apoi se deschide robinetul, se ridicã maneta ºi se lasã sã curgã apa. Se constatã cã prin ambele tuburi ale aparatului trece un curent continuu de apã. Apoi, tubul de legãturã se comprimã ritmic cu ajutorul manetei, astfel încât în cele douã tuburi lungi apa ajunge cu intermitenþã, val dupã val. Se constatã cã la capãtul terminal apa curge sacadat numai prin tubul de sticlã, pe când prin tubul de cauciuc curge continuu. Curgerea discontinuã s-a transformat într-un flux continuu datoritã elasticitãþii pereþilor tubului de cauciuc, iar cantitatea de apã acumulatã în vasul colector din dreptul acestuia este mai mare. Elasticitatea tubului de cauciuc din experienþa Marey este comparabilã cu elasticitatea pereþilor arteriali, care au rolul determinant de transformare a debitului sangvin, propulsat sacadat de ventricule, în debit continuu.
98
RESPIRAÞIA
3. RESPIRAÞIA REACTUALIZARE 1 2 3 4
19
9
5 2
6 7 8
18
8
3
9
10 1
10
6
Fig. 92. Cãi aeriene superioare — secþiune sagitalã: 1. sinus; 2. etmoid; 3. os nazal; 4. nerv olfactiv; 5. cornet nazal; 6. palatul dur; 7. maxilar; 8. palatul moale; 9. limbã; 10. mandibulã; 11. hioid; 12. epiglotã; 13. laringe; 14. coloanã vertebralã; 15. esofag; 16. tiroidã; 17. trahee; 18. nasofaringe; 19. hipofizã.
2
7 4
11 12 13 14 15 16 17
1
5
10
9 8
Fig. 94. Structura alveolei: 1. fibre de reticulinã; 2. endoteliu capilar; 3. membranã alveolo-capilarã; 4. epiteliu alveolar; 5. monocit; 6. macrofag; 7. eritrocit; 8. fibre elastice; 9. celulã conjunctivã; 10. alveolã.
1 1
3
12 11
2
2
3
4 7
10 9 8 7
3
6
4
5
5
5 6
Fig. 93. Secþiune prin cavitatea toracicã: 1. bronhie primarã; 2. bronhie lobarã; 3. bronhie segmentarã; 4. bronhiole lobulare; 5. bronhiole terminale; 6. diafragmã; 7. inimã; 8. ramificaþia traheei; 9. trahee; 10. laringe.
4
Fig. 95. Acini pulmonari: 1. vase limfatice; 2. venulã; 3. þesut conjunctiv elastic; 4. pleurã visceralã; 5. sac alveolar; 6. alveole; 7. duct alveolar; 8. reþea capilarã; 9. bronhiolã respiratorie; 10. bronhiolã terminalã; 11. bronhiolã lobularã; 12. arteriolã.
99
RESPIRAÞIA Activitãþile fiziologice ale organismului uman necesitã un consum permanent de energie. Energia utilizatã provine din substanþele organice care sunt supuse, la nivel celular, unor procese de oxido-reducere în urma cãrora rezultã ºi CO2, care trebuie eliminat. Totalitatea organelor care au rolul de a prelua, din aerul atmosferic, O2 necesar acestor procese ºi de a elimina CO2 din organism, alcãtuiesc sistemul respirator (vezi fig. 92 ºi fig. 93).
3.1. VENTILAÞIA PULMONARà Procesele mecanice respiratorii sunt procesele prin care cavitatea toracicã îºi modificã volumul, în sensul creºterii sau micºorãrii sale, ceea ce permite inspiraþia ºi expiraþia pulmonarã. Inspiraþia este un act motor activ, realizat cu ajutorul muºchilor respiratori. Prin contracþia acestora se modificã volumul cutiei toracice: longitudinal, transversal ºi anteroposterior. Ca urmare, plãmânii se dilatã pasiv, datoritã forþei de adeziune a pleurelor, astfel cã presiunea aerului pulmonar devine mai micã decât presiunea atmosfericã. Diferenþa de presiune face ca aerul atmosferic sã pãtrundã în plãmâni pasiv, realizându-se inspiraþia. Inspiraþia este determinatã de contracþia muºchilor intercostali externi, supracostali ºi a diafragmei. În inspiraþia forþatã mai intervin ºi alþi muºchi: micii pectorali, sternocleidomastoidieni, dinþaþi etc. Expiraþia este un proces pasiv. În condiþii obiºnuite, toracele revine la dimensiunile sale de repaus, ca urmare a relaxãrii musculaturii respiratorii. Presiunea din interiorul plãmânilor creºte, iar o parte din aerul introdus în plãmâni este expulzat. În expiraþia forþatã intervin ºi muºchii intercostali interni, drepþii abdominali etc.
Faringele are ºi rol de barierã în calea unor infecþii. Mulþi agenþi patogeni se opresc la acest nivel, determinând inflamaþii ale mucoasei numite faringite. Cavitatea bucalã este întrebuinþatã în mod curent pentru expiraþie în timpul vorbirii ºi a cântatului. În toate aceste cazuri, comunicarea cu faringele este directã, mai mare decât prin fosele nazale, dar la pãtrunderea aerului nu se mai poate realiza purificarea ºi încãlzirea acestuia. Producerea sunetelor articulate este realizatã de vibraþia corzilor vocale în timpul expiraþiei. La producerea sunetelor participã limba, buzele ºi organele rezonatoare: cavitatea nazalã, cavitatea bucalã ºi sinusurile osoase. Înscrierea miºcãrilor respiratorii se face cu ajutorul pneumografului, înregistrarea graficã a miºcãrilor purtând numele de pneumogramã. Frecvenþa miºcãrilor respiratorii, în stare de repaus, este de 16 respiraþii/minut la bãrbat ºi 18 respiraþii/minut la femeie. Frecvenþa ºi amplitudinea miºcãrilor respiratorii variazã în funcþie de necesitãþile de O2 ºi mai ales de cantitatea de CO2 produsã. Miºcãrile respiratorii permit pãtrunderea ºi ieºirea succesivã a aerului din plãmâni, contribuind la realizarea ventilaþiei pulmonare.
3.2. VOLUME ªI CAPACITÃÞI RESPIRATORII Mãsurarea volumelor respiratorii, care variazã în funcþie de sex, vârstã, dezvoltare fizicã etc., se realizeazã cu ajutorul aparatului numit spirometru ºi pot constitui un criteriu de apreciere a stãrii de sãnãtate a organismului (tab. 22). Tab. 22. Volume respiratorii Volum curent (VC) Capacitate pulmonarã totalâ (CPT) 5 000 cm3
Capacitate vitalã (CV) 3 500 cm3
Volum rezidual
100
1500 cm3
inspiraþie normalã
Volum inspirator de rezervã (VIR) 1 500 cm3
inspiraþie forþatã
Volum expirator de rezervã (VER) 1 500 cm3
expiraþie forþatã
(VR)
1 500 cm3
aer care rãmâne în plãmâni
RESPIRAÞIA 3.3. SCHIMBURILE GAZOASE RESPIRATORII Schimburile gazoase respiratorii se desfãºoarã în organism în trei etape: pulmonarã, sangvinã ºi celularã. a. Respiraþia pulmonarã. La nivelul alveolelor pulmonare (fig. 94) are loc schimbul de gaze între aerul alveolar ºi sângele venos din capilarele alveolare. Acest schimb se realizeazã pe baza unor legi fizice, a unor mecanisme fiziologice ºi a unor structuri ºi proprietãþi specifice ale membranelor alveolo-capilare (fig. 96). Legile schimbului de gaze sunt legi fizice ale solubilitãþii ºi presiunilor parþiale (legea lui Dalton). Fiecare gaz difuzeazã pasiv de la presiune parþialã mare la presiune parþialã micã. Dinamica schimburilor de gaze, în funcþie de presiunile parþiale, la nivelul alveolelor pulmonare ºi a þesuturilor, este prezentatã în tabelul 23.
2
3
4
5 6
1
alveolã
7
capilar
O2 CO2
Fig. 96. Membrana alveolo-capilarã ºi schimburile gazoase respiratorii: 1. peliculã acelularã; 2. epiteliu alveolar; 3. membranã bazalã; 4. spaþiu interstiþial; 5. membranã bazalã capilarã; 6. endoteliu capilar; 7. eritrocit.
Tab. 23. Presiunile parþiale ale gazelor respiratorii Gaz O2 CO2
Aer inspirat Aer alveolar Sânge oxigenat (mm Hg) (mm Hg) (mm Hg) 160 0,3
105 40
105 40
Intracelular (mm Hg)
Sânge neoxigenat (mm Hg)
40 45
40 45
Aer alveolar (mm Hg)
Aer expirat (mm Hg)
105 40
120 32
Interpretaþi datele din tabelul de mai sus. Explicaþi sensul difuziei gazelor între diferite structuri. Oxigenarea sângelui la nivelul capilarelor alveolare se numeºte hematozã pulmonarã. Structura prin care se face acest schimb este membrana alveolo-capilarã. Suprafaþa totalã a acestor membrane, de aproximativ 80–120 m2 pentru ambii plãmâni, face posibilã trecerea unor volume importante de gaze în ambele sensuri, într-un timp relativ scurt (fig. 97). b. Transportul oxigenului ºi dioxidului de carbon prin sânge. Atât sângele arterial, cât ºi cel venos transportã cantitãþi de O2 ºi CO2 aproximativ constante. Gazele respiratorii sunt transportate sub douã forme: o formã liberã, dizolvatã fizic în plasmã, ºi o formã legatã, combinatã chimic în compuºi labili. O2 este transportat dizolvat în plasmã ºi combinat cu hemoglobina (oxihemoglobinã: HbO2) în cantitate mult mai mare decât forma dizolvatã.
CO2 este transportat sub formã dizolvatã, de bicarbonaþi de Na ºi K, de carbonaþi ºi sub formã de carbamaþi (carbohemoglobinã: HbCO2). Oxihemoglobina formatã la nivel pulmonar se disociazã în þesuturi, unde concentraþia ºi presiunea parþialã a O2 sunt mai scãzute decât în sângele arterial (fig.98). Formarea ºi disocierea hemoglobinei depind de o serie de factori: temperatura, pH-ul mediului intern, prezenþa sau absenþa unor electroliþi. Forma liberã a O2 din sânge are o importanþã deosebitã, reprezentând stadiul iniþial ºi obligatoriu pentru întreaga cantitate de O2, care întâi se dizolvã în plasmã, ºi apoi se combinã labil cu hemoglobina, rezultând oxihemoglobinã.
101
RESPIRAÞIA Transport O2 3% dizolvat în plasmã 97% HbO2
Transport CO2 7% dizolvat în plasmã 23% HbCO2 70% HCO–3
alveole pulmonare CO2 7%
23%
CO2 Hb
O2 97% 3%
70%
HCO–3
O2
Hb
Hb·CO2
combinã cu K+ în eritrocite ºi cu Na+ în plasmã.
RESPIRAÞIE PULMONARÃ
RESPIRAÞIE CELULARÃ
Hb·CO2
Hb HCO–3
lich
O2
dizolvat O2
Hb
23% 70%
c. Respiraþia celularã (tisularã). Actul complex al respiraþiei tisulare se realizeazã cu participarea a douã mari categorii de procese: — procese fizice de difuziune a celor douã gaze, determinate de gradientele diferite de presiune parþialã din sectoarele capilar, interstiþial ºi celular; — reacþii chimice oxidoreducãtoare, eliberatoare de energie.
HbO2
Hb 7%
87%
3%
id in t erstiþ i a l
O2
Fig. 97. Sensul ºi dinamica schimburilor de gaze respiratorii. PCO = 32 2 PO = 120
PO = 160 2 PCO = 0,3
2
2
alveole pulmonare
PCO2=45 PO2=40
PO2=105 PCO2=40
capilare
etapã pulmonarã INIMÃ INIMÃ
etapã tisularã PC PO O2 =4 2 =4 5 0
lic
09
capilare
=1 2 CO
=40 P
PCO 2
hid interstiþia
l =45
0
=4 PO 2
O2
PC
þesuturi
Fig. 98. Presiunile parþiale ale gazelor respiratorii.
102
prezenþa Fe2+, nu este o oxidare propriu-zisã, ci o oxigenare, deoarece fierul rãmâne tot în stare de Fe2+. Atât în plasmã, cât ºi în eritrocite, sub influenþa anhidrazei carbonice, CO2 se hidrateazã, rezultând H2CO3. Acesta se disociazã, eliberând HCO3– care se
HbO2
eritrocit
dizolvat CO2
CO2
plasmã
Aceastã formã liberã a O2 menþine gradientul presional plasmã-þesuturi, în vederea schimburilor permanente dintre acestea. Combinarea O2 cu hemoglobina, uºuratã de
Etapele respiraþiei celulare sunt urmãtoarele: a. Degradarea anaerobã a glucozei în citoplasmã ºi oxidarea acizilor graºi în mitocondrii. b. Decarboxilarea ºi oxidarea produºilor intermediari rezultaþi în ciclul Krebs din mitocondrii, cu eliberare de CO2, H2O, electroni ºi H+. c. Transferul H+ ºi al electronilor în lanþul transportor de electroni pânã la O2 molecular, urmat de eliberarea unor importante cantitãþi de energie. d. Stocarea unei pãrþi din energia produsã în legãturile macroergice ale ATP, ca urmare a fosforilãrii ADP, cuplate cu transportul de electroni. Ultimele trei etape ale respiraþiei celulare au loc în mitocondrii, în prezenþa unor enzime specifice, dehidrogenaze ºi oxidaze, ºi a unei cantitãþi adecvate de oxigen. Aceste procese au o deosebitã importanþã în metabolismul energetic, prin punerea în libertate a energiei chimice potenþiale (ATP), care va fi utilizatã în activitãþi metabolice. Rezervele de oxigen din sânge ºi de mioglobinã sunt limitate. În caz de apnee*, aceste rezerve asigurã necesitãþile funcþionale numai pentru 2–4 min. La începutul efortului muscular, debitul cardiac ºi consumul de O2 cresc mai repede decât capacitatea de ventilaþie, instalându-se „datoria de oxigen”.
RESPIRAÞIA NOÞIUNI ELEMENTARE DE IGIENÃ ªI PATOLOGIE BOLI 1. Gripa
CAUZE z Boalã infecto-contagioasã de naturã viroticã (ribovirus)
SIMPTOME z Stare generalã alteratã, febrã, inflamaþie acutã a cãilor respiratorii superioare (IACRS), dureri musculare, astenie, tulburãri digestive, tulburãri nervoase (dureri de cap, insomnii, convulsii) z Posibile complicaþii
2. Fibroza pulmonarã z Iradierea terapeuticã pentru — dezvoltarea exageratã tumori maligne sau secundar a þesutului conjunctiv dupã bronºitã cronicã, sãrac în celule ºi bogat silicozã, TBC în fibre de colagen în parenchimul pulmonar
z Scleroza þesutului pulmonar cu insuficienþã respiratorie (modificãri de ritm ºi volum respirator) ºi tulburãri cardiace z Emfizem
3. Emfizem pulmonar — sindrom cu acumulare de aer în þesutul pulmonar interstiþial
z Distensie alveolarã, scãderea elasticitãþii pulmonare, creºterea volumului de aer rezidual, dispnee permanentã, cianozã*, tuse, torace cu aspect globulos
z Obstrucþia cãilor respiratorii în crize de astm sau în inflamaþia bronhiilor z Diverse profesii (sticlari, instrumentiºti suflãtori etc.) z Boli cronice pulmonare (bronºite, TBC)
PREVENIRE z Cãlirea organismului pentru mãrirea rezistenþei la îmbolnãviri z Evitarea frigului, aglomeraþiilor ºi contactului cu persoane bolnave z Purtarea unei îmbrãcãminþi adecvate modificãrilor de temperaturã a mediului z Evitarea fumatului ºi a mediilor cu fum de þigarã (fumatul pasiv) z Practicarea sportului, plimbãrilor ºi drumeþiilor în aer curat z Alimentaþie bogatã în vitamine
*4. Modificãrile de ritm respirator pot fi normale sau patologice: Modificãrile normale — se produc în efort fizic, modificãri de temperaturã, diferenþe de altitudine, diverse stãri emoþionale. Ele pot fi determinate ºi voluntar (de exemplu în scufundãri). Ele sunt apneea (oprirea voluntarã a respiraþiei) ºi dispneea (modificarea ritmului ºi amplitudinii respiraþiei) cu variantele: bradipneea (rãrirea miºcãrilor respiratorii) ºi tahipneea (accelerarea ritmului respirator); Modificãrile patologice — se manifestã ca simptome în diferite boli pulmonare, în boli cardiace, în boli ale sistemului nervos, în anemii sau în intoxicaþii acute (de exemplu în acidozã se produce respiraþia Kussmaul în patru timpi: inspiraþie - pauzã - expiraþie - pauzã). Manifestãrile sunt similare celor enumerate la manifestãrile normale.
LUCRÃRI PRACTICE Mecanica respiraþiei Demonstrarea funcþiilor diafragmei ºi a mecanismului miºcãrilor respiratorii cu aparatul Donders Pentru aceastã lucrare se foloseºte aparatul Donders aflat în dotarea laboratoarelor de biologie din ºcoli. Înainte de începerea experimentului se face recunoaºterea pãrþilor componente ale aparatului ºi se face o analogie a pãrþilor sale cu structurile sistemului respirator ºi cu componentele cavitãþii toracice. Manevrând inelul, se efectueazã miºcãri de întindere ºi revenire a foiþei de cauciuc ºi se urmãreºte efectul acestora asupra baloanelor de cauciuc care simuleazã plãmânii. Prin observaþii directe asupra efectului acestor manevre se determinã: elasticitatea þesuturilor pulmonare; funcþia diafragmei în mecanica respiraþiei; succesiunea inspiraþiei ºi expiraþiei, momentele pãtrunderii ºi expulzãrii aerului; modul în care plãmânii urmeazã pasiv miºcãrile cutiei toracice.
103
RESPIRAÞIA EVALUARE A. Selectaþi literele corespunzãtoare rãspunsurilor corecte: 1. Leucocitele participã la: a. fagocitozã; b. transportul gazelor respiratorii; c. procesul de imunitate; d. menþinerea echilibrului acido-bazic; e. diapedezã. 2. În atriul drept al inimii se deschid urmãtoarele vase: a. artera aortã; b. venele cave; c. venele pulmonare; d. arterele pulmonare. 3. Factorii circulaþiei sângelui prin vene sunt: a. aspiraþia toracicã; b. activitatea cardiacã; c. „presa abdominalã”; d. valvulele venoase pentru vasele de deasupra inimii; e. gravitaþia pentru vasele situate sub inimã.
4. Vascularizaþia funcþionalã a plãmânilor este asiguratã de: a. arterele bronºice; b. arterele pulmonare; c. mica circulaþie; d. marea circulaþie. 5. Oxigenul este transportat de sânge în urmãtoarele forme: a. bicarbonat de sodiu; b. dizolvat în plasmã; c. oxihemoglobinã; d. formã liberã. 6. Unde se încruciºeazã calea aerului cu calea alimentelor: a. cavitatea bucalã; b. faringe; c. laringe; d. trahee; e. esofag.
B. Un corp ascuþit pãtrunde în toracele unui individ, fãrã sã-i afecteze grav plãmânul. Totuºi, el acuzã mari dificultãþi în respiraþie. Stabiliþi cauza posibilã. C. Stabiliþi cauzele inflamãrii ganglionilor limfatici care se aflã în apropierea unor regiuni afectate de infecþii locale. PLÃMÂNI AD
AS
VD
VS
ÞESUTURI
D. Schema alãturatã reprezintã sintetic circulaþia sistemicã ºi circulaþia pulmonarã. Pe aceastã schemã, copiatã în caiete, coloraþi, cu culorile convenþionale cunoscute, liniile punctate care reprezintã vasele care transportã sânge oxigenat ºi respectiv sânge neoxigenat. Indicaþi prin sãgeþi sensul circulaþiei sângelui prin inimã ºi prin vase. E. La un proces de paternitate, judecãtorul este pus în faþa urmãtoarei situaþii: mama are grupa de sânge A II, copilul are grupa O I, iar tatãl prezumtiv are grupa AB IV. Care va fi verdictul judecãtorului în acest caz?
SINTEZ|: RESPIRAÞIA Procesele esenþiale ale respiraþiei sunt urmãtoarele: 1. Ventilaþia pulmonarã realizatã prin miºcãrile respiratorii. 2. Schimburile gazoase între aerul atmosferic ºi sânge prin membranele alveolo-capilare. 3. Transportul sangvin al gazelor respiratorii. 4. Schimbul de gaze între sânge ºi þesuturi. 5. Producerea de energie prin respiraþia (oxidarea) celularã.
104
EXCREÞIA
4. EXCREÞIA REACTUALIZARE Sistemul excretor produce, colecteazã ºi eliminã urina, asigurând eliminarea din organism a produºilor finali ai metabolismului ºi a substanþelor nocive. Contribuie la realizarea homeostaziei mediului intern, a echilibrului hidro-electrolitic ºi acido-bazic. Cuprinde (fig. 99 ºi 100): a) rinichii — organele producãtoare de urinã; b) cãile urinare: ureterele, vezica urinarã, uretra.
1
10 9
2 3
8 7 6
1 4 2
5
8
Fig. 99. Sistemul excretor — structurã: 1. venã renalã; 2. rinichi; 3. ureter; 4. vezicã urinarã; 5. uretrã; 6. rect; 7. aortã abdominalã; 8. venã cavã inferioarã; 9. arterã renalã; 10. diafragmã. 1
10
6
3
4 5
2 11
7 3
10 9 9
4 5
12 13
7 6
8
14
Fig. 101. Structura nefronului: 1. capsulã Bowman; 2. glomerul renal; 3. arteriolã aferentã; 4. arteriolã eferentã; 5. capilare; 6. tub contort proximal; 7. ansã Henle; 8. tub contort distal; 9. tub colector; 10. venulã. Fig. 100. Rinichiul — secþiune longitudinalã schematicã: 1. zonã corticalã; 2. piramidã Malpighi; 3. arterã renalã; 4. venã renalã; 5. pelvis renal; 6. calice mici; 7. calice mari; 8. ureter; 9. arterã interlobarã; 10. arterã arcuatã; 11. arterã interlobularã; 12. venã interlobarã; 13. venã arcuatã; 14. venã interlobularã.
105
EXCREÞIA Procesele catabolice desfãºurate la nivel celular dau naºtere, pe lângã energie, la produºi reziduali: CO2, uree, acid uric, H2O, amoniac etc. Aceºtia se eliminã parþial prin plãmâni (CO2 ºi o cantitate de apã) ºi prin piele (apã ºi substanþe minerale). Cea mai mare parte a produºilor reziduali se eliminã sub formã de urinã, prin rinichi, ceea ce constituie procesul de excreþie renalã. Formaþiunile anatomice care contribuie la producerea ºi eliminarea urinei formeazã sistemul excretor.
4.1. FORMAREA URINEI Funcþia esenþialã a sistemului excretor este menþinerea constantã a proprietãþilor fizice ºi a compoziþiei chimice a mediului intern. Menþinerea homeostaziei presupune realizarea urmãtoarelor procese: eliminarea substanþelor toxice ºi a celor inutile, sub formã de urinã, menþinerea constantã a pH-ului sangvin ºi a presiunii osmotice*. Procesul de formare a urinei se desfãºoarã în nefroni. *Nefronul. Unitatea morfofuncþionalã a rinichiului este nefronul (vezi fig. 101). Cei doi rinichi cuprind aproximativ 2 600 000 de nefroni. Un nefron este constituit din corpusculul Malpighi ºi tubul urinifer. a. Corpusculul renal Malpighi cuprinde capsula Bowmann ºi glomerulul renal. Capsula Bowman are formã de cupã, cu peretele din douã foiþe: visceralã, care aderã la glomerul, ºi parietalã, care se continuã cu tubul urinifer. Glomerulul renal este format dintr-un ghem de 25–50 de vase capilare pe traiect arterial. În corpusculul renal are loc filtrarea plasmei sangvine, proces favorizat atât de structura perforatã a endoteliului capilar ºi a foiþei viscerale a capsulei, cât Tab. 24. Reabsorbþia tubularã Substanþa
Tub proximal
Tub distal
Apã
85%
14%
Na+
85%
14%
Cl–
99%
—
K+
100%
—
Glucozã
100%
—
Uree
60%
—
Aminoacizi
98%
—
106
ºi de calitãþile filtrante ale membranei bazale a endoteliului. Endoteliul capilar, membrana bazalã ºi epiteliul capsular formeazã membrana filtrantã. b. Tubul urinifer cuprinde trei segmente: — tubul contort proximal este alcãtuit dintr-un epiteliu cilindric cu bordurã în perie; — ansa Henle, de forma literei „U”, este formatã din epiteliu turtit; ansele nefronilor juxtamedulari* pãtrund în piramide pânã aproape de vârful papilei, spre deosebire de cei cu glomeruli în corticala externã ale cãror anse pãtrund numai în medulara externã; — tubul contort distal, la contactul cu arteriola aferentã formeazã aparatul juxtaglomerular*, cu rol în reglarea presiunii arteriale. Se deschide în canalul colector care se terminã în papila renalã. Procesul de formare a urinei se desfãºoarã în mai multe etape. a. Ultrafiltrarea glomerularã. Este procesul de trecere a plasmei sangvine (cu excepþia proteinelor) prin membrana filtrantã, în tubul urinifer, unde constituie urina primarã (ultrafiltratul glomerular). Procesul este determinat de presiunea manifestatã la nivelul membranei filtrante. În 24 de ore, prin rinichi trec 1 000–1 500 l de sânge. Cantitatea de urinã primarã formatã în 24 de ore este de 170–180 l. Rezultã cã lichidul extracelular este în totalitate filtrat de 12–16 ori zilnic. Ultrafiltratul are constituþia plasmei deproteinizate (vezi tab. 25). Urina primarã de la nivelul capsulei Bowman trece în sistemul tubular al nefronului unde suferã procese de reabsorbþie ºi secreþie tubularã. b. Reabsorbþia tubularã. Este procesul de trecere a unor constituenþi ai urinei primare din tubul urinifer în capilarele sangvine, prin transport activ sau pasiv.
EXCREÞIA Acest proces se desfãºoarã la nivelul segmentelor proximal ºi distal ºi determinã economisirea unor substanþe utile (tab. 24). c) Secreþia tubularã. Constã în trecerea din capilarele sangvine peritubulare în lumenul tubular a K+, a H+, a amoniacului, a ureei ºi a altor produºi toxici din plasmã. Se desfãºoarã la nivelul tubilor contorþi distali. Transportul prin peretele tubular este realizat prin mecanisme enzimatice, datoritã gradientului de concentraþie, ºi prin difuziune. În urma proceselor de reabsorbþie ºi secreþie tubularã, cantitatea de urinã scade la 1,5 l/24 h, iar concentraþia creºte, rezultând urina finalã (fig. 102).
4.2. ELIMINAREA URINEI Urina formatã este eliminatã prin cãile urinare: calice mici ºi mari, pelvis renal (bazinet), uretere, vezica urinarã ºi uretrã (vezi fig. 99 ºi 100). Micþiunea este procesul de eliminare a urinei. Din canalele colectoare, urina trece în calice, apoi în bazinet ºi uretere. Transportul urinei prin uretere se desfãºoarã prin miºcãri peristaltice. Peristaltismul este influenþat de SNV. Simpaticul inhibã motilitatea ureterelor, iar parasimpaticul o accentueazã. La locul de vãrsare în vezica urinarã se aflã câte o valvã. Pânã la un conþinut de 400 cm3, de urinã, presiunea exercitatã de peretele vezical asupra conþinutului rãmâne constantã. Când cantitatea de lichid depãºeºte 400 cm3, presiunea intravezicalã creºte. Creºterea presiunii, determinatã de distensie, stimuleazã receptorii din peretele vezical ºi impulsurile sunt conduse prin fibrele senzitive parasimpatice la centrii nervoºi medulari ai micþiunii (S1–S3), declanºând reflex, pe cale eferentã parasimpaticã (nervii pelvici), relaxarea sfincterului vezical intern ºi contracþia muºchiului, deci micþiunea reflexã.
Tab. 25. Compoziþia comparativã a plasmei sangvine ºi a urinei finale Urinã
Plasmã g/l
g/l
g/24 h
Na+
3,5
3-6
3,3
K+
0,17
1,3–1,8
2–3,9
Ca2+
0,1
1,15
0,2
Mg2+
0,03
0,06
4,9
HCO3–
1,59
0,2
0,3
Fosfaþi
Substanþa
0,05–1,5
—
—
Cl–
3,3
6,2
5,3
Uree
0,3
25–35
25
Acid uric
0,05
0,5
0,6–0,8
Creatinã
0,01
1,1
1,2
Creatininã
0,01
0,5-2,5
—
Aminoacizi
0,3
0,5-1,3
1,4
Proteine
80
—
—
Glucozã
1
—
—
Apã
900
950
950–1425
Substanþe organice
90
35–40
—
Substanþe anorganice
10
10–15
— tub distal
capsulã Bowman (osmozã)
electroliþi
(transport activ) glucozã K+ glomerul
tub proximal
H 2O Na+ glucozã
H 2O Na+
(transport activ)
(osmozã) (transport activ)
NH3
(transport activ)
H+
(transport activ)
4.3. COMPOZIÞIA URINEI Cunoaºterea compoziþiei urinei, determinatã prin analize biochimice, oferã date importante privind starea de sãnãtate a organismului (tab. 26).
Fig. 102. Procese de reabsorbþie ºi secreþie la nivelul nefronului.
107
EXCREÞIA NOÞIUNI ELEMENTARE DE IGIENÃ ªI PATOLOGIE BOLI Cistitã — inflamaþia acutã sau cronicã a vezicii urinare Nefritã — inflamaþia acutã sau cronicã a þesutului renal interstiþial Glomerulonefritã — inflamaþia bilateralã a glomerulilor renali
*Insuficienþã renalã — reducerea capacitãþii funcþionale a rinichilor
CAUZE
SIMPTOME
PREVENIRE
Infecþii microbiene des- z Dureri la nivelul vezicii uri- z Regim igienic de viaþã cendente (de la rinichi) nare, urinãri dese ºi dureroase, cu alimentaþie corespunsau ascendente (de la ure- urinã tulbure cu sediment bogat zãtoare ºi ferirea de trã) în microbi, puroi ºi sânge excese z Pãstrarea igienei locale z Origine microbianã sau z Dureri lombare, tulburãri viroticã urinare, febrã, hipertensiune z Evitarea expunerii îndelungate la frig a corarterialã, edeme pului ºi în special a zonei renale (vezi moda taliei z Origine microbianã, z Dureri lombare, tulburãri descoperite la fete) alergicã sau toxicã urinare, febrã, hipertensiune z Evitarea abuzului de arterialã, edeme medicamente z Origine infecþioasã, z Dureri renale, oligurie* pânã la anurie*, stare generalã alergicã, toxicã sau traumeticã (stare de ºoc, alteratã. În formele acute apar ºi dureri de cap, vãrsãturi, deshidratare, calculi) obosealã, dispnee, somnolenþã sau agitaþie. In formele grave poate duce la comã z
LUCRÃRI PRACTICE 1. Compoziþia chimicã a urinei Urina este un lichid cu compoziþie chimicã complexã, conþinând apã, substanþe minerale ºi substanþe organice. În urina normalã concentraþia acestora este relativ stabilã între anumite limite. Peste aceste limite existã condiþii patologice. Studiul compoziþiei urinei poate da indicaþii asupra funcþionãrii rinichilor. Este necesarã urinã proaspãtã, recoltatã dimineaþa pe nemâncate. a. Evidenþierea clorului. Se toarnã 5 ml urinã într-o eprubetã, se adaugã câteva picãturi de acid azotic 5%, pânã când reacþia urinei devine acidã. Se adaugã 0,5–1 ml soluþie de azotat de argint 2%. Se produce un precipitat abundent de clorurã de argint. b. Evidenþierea amoniacului. Se amestecã într-un pahar Berzelius 25 ml urinã cu lapte de var ºi se acoperã cu o placã de sticlã de care atârnã o hârtie roºie de turnesol. Aceasta devine în scurt timp albastrã, ca urmare a degajãrii vaporilor de amoniac. c. Evidenþierea creatininei. Într-o eprubetã cu 5 ml urinã se adaugã câteva picãturi de acid picric ºi puþin hidroxid de sodiu. Se produce o coloraþie roºie purpurie caracteristicã pentru creatininã. d. Evidenþierea glucozei. În urina normalã nu se gãsesc decât urme de glucozã, mai ales dupã mese bogate în glucide sau dupã emoþii puternice. Se eliminã glucozã prin urinã în cazuri patologice (de exemplu în diabetul zaharat). Pentru cã este greu de procurat urinã patologicã, se poate adãuga 1 g glucozã la 1 l urinã normalã. Proba Fehling. Se preparã o soluþie din 4 g sulfat de cupru la 100 ml apã distilatã ºi o soluþie de 15 g hidroxid de sodiu ºi 20 g sare Seignette la 100 ml apã. La 5 ml urinã se adaugã volume egale (0,5 ml) din cele douã soluþii, se agitã ºi se încãlzesc pânã la fierbere. Prezenþa glucozei este semnalatã de apariþia unui precipitat galben roºcat de oxid cupros. e. Evidenþierea proteinelor. În lipsa urinei patologice, se adaugã 2–3 ml dintr-o soluþie de albuminã (albuº de ou bãtut cu 50 ml apã) la 100 ml urinã. Într-o eprubetã cu 10 ml urinã, se controleazã reacþia cu hârtie de turnesol. Dacã este alcalinã, se aciduleazã cu puþin acid azotic.Se încãlzeºte pânã la fierbere ºi apoi se adaugã încet câteva picãturi de acid acetic 10%. Urina se tulburã datoritã precipitãrii albuminei.
108
EXCREÞIA EVALUARE A. Selectaþi literele corespunzãtoare rãspunsurilor corecte: 1. Rinichii asigurã: a. menþinerea echilibrului acido-bazic; b. eliminarea din organism a substanþelor toxice; c. producerea de energie necesarã vieþii; d. producerea de reninã; e. eliminarea proteinelor plasmatice. 2. Cãile urinare aflate în afara rinichilor sunt: a. ureterele; b. bazinetul; c. tuburile urinifere; d. vezica urinarã; e. uretra.
3. Nefronul are în componenþã: a. ansa Henle; b. capsula Bowman; c. tubul contort proximal; d. corpusculul Meissner; e. corpusculul Malpighi. 4. Formarea urinei cuprinde urmãtoarele etape: a. reabsorbþia glomerularã; b. secreþia tubularã; c. reabsorbþia tubularã; d. ultrafiltrarea glomerularã; e. secreþia de reninã.
B. În urma analizelor efectuate, unui bolnav i se descoperã glucozã în urinã. De ce afecþiune este posibil sã sufere? Explicaþi. C. Cunoaºteþi afecþiunea numitã popular „pietre la rinichi” (calculi renali). Enumeraþi câteva dintre cauzele posibile ale formãrii acestora. D. Urmãriþi cu atenþie schema de mai jos ºi rezolvaþi urmãtoarele cerinþe: O2
CO2
j CO2 H2O
a
O2
k b
i l
e
c
d
h f g
H2O+CO2
O2 H2O
I. Scrieþi numele structurilor anatomice reprezentate în schema alãturatã prin litere: a. ___________________________ b. ___________________________ c. ___________________________ d. ___________________________ e. ___________________________ f. ___________________________ g. ___________________________ h. ___________________________ i. ___________________________ j. ___________________________ k. ___________________________ l. ___________________________ II. Scrieþi în casetele corespunzãtoare din schemã numãrul din faþa funcþiei caracteristice: 11. expiraþie 12. secreþie biliarã 13. defecaþie 14. circulaþie sangvinã 15. transpiraþie 16. hematozã pulmonarã 17. excreþie 18. oxidare celularã 19. absorbþie intestinalã 10. inspiraþie 11. digestie 12. ingestie
109
METABOLISMUL
5. METABOLISMUL Metabolismul este una din proprietãþile fundamentale ale materiei vii, alãturi de reproducere ºi excitabilitate. Metabolismul constã în schimbul permanent de materie ºi energie dintre organism ºi mediu. Cuprinde toate procesele fizice ºi chimice de organizare, autoîntreþinere ºi de manifestare a materiei vii. Metabolismul cuprinde douã procese antagonice, aflate în echilibru dinamic: anabolismul, care constã în sinteza de substanþe organice complexe caracteristice organismului, ºi catabolismul, care constã în degradarea substanþelor organice, cu eliberare de energie. Procesele metabolice se desfãºoarã simultan, sunt catalizate enzimatic, sunt reversibile ºi interconectate. Din motive didactice, sunt tratate separat: metabolismul substanþelor organice (glucide, lipide, proteine), metabolismul energetic ºi metabolismul mineral. Procesele metabolice care se desfãºoarã la nivel celular constituie metabolismul intermediar.
5.1. METABOLISMUL INTERMEDIAR 5.1.1. Metabolismul glucidic Glucidele îndeplinesc în organism trei roluri esenþiale: energetic (predominant), structural (în structura substanþelor organice complexe) ºi funcþional (exemplu: ribozele acizilor nucleici). Monozaharidele absorbite din intestin sunt transportate prin vena portã la ficat. Toate monozaharidele sunt transformate în glucozã. Glucoza constituie forma finalã de transport ºi utilizare a glucidelor. Din ficat, glucoza poate urma mai multe cãi:
— rãspândirea în organism prin sânge; — catabolizarea (oxidarea) anaerobã ºi aerobã; — transformarea în glicogen, formã de depozitare a glucidelor în organism; — transformarea în lipide sau aminoacizi. a. Glucoza sangvinã. Aceasta, împreunã cu cea din alte lichide ale corpului, are concentraþia de 1 g/l ºi se menþine constantã. Aceastã constantã poartã numele de glicemie. Cantitatea medie totalã de glucozã din organism este de aproximativ 55 g (tab. 26).
Tab. 26. Glucoza existentã în diferitele lichide ale organismului uman Lichidele corpului
sânge
lichid interstiþial
limfã
lichid intracelular
Total
5l
11,5 l
3,5 l
35 l
55 l
Concentraþia glucozei
1 g/l
1 g/l
1 g/l
1 g/l
Cantitatea de glucozã
5g
11,5 g
11,5 g
35 g
Cantitatea medie de lichid
*b. Catabolizarea glucozei. Se desfãºoarã prin douã mecanisme: anaerob (glicoliza) ºi aerob. z Glicoliza* este procesul catabolic care constã dintr-o succesiune de reacþii catalizate enzimatic, ce realizeazã transformarea moleculei de glucozã în douã molecule de acid piruvic ºi eliberarea a douã molecule de ATP. În glicoliza muscularã rezultã acid lactic, care este transformat în faza de refacere în acid piruvic. Glicoliza poate porni de la glucozã sau de la glicogen. În ultimul caz este necesarã în prealabil glicogenoliza, proces de eliberare a glucozei din depozitele de glicogen (fig. 103). Degradarea aerobã continuã procesele oxidative anaerobe ºi se desfãºoarã în mitocondrii. Degradarea aerobã determinã, într-o primã fazã, transformarea acidului piruvic în acetil-coenzima A. z
110
55 g
Acetil-CoA pãtrunde în ciclul Krebs* unde, printr-un ºir de procese oxidoreducãtoare, se realizeazã oxidarea completã. Rezultã douã molecule de CO2, pentru fiecare moleculã de acetil-CoA ºi H+ care, dupã ce parcurge lanþul respirator, împreunã cu O2, formeazã H2O ºi 38 de molecule de ATP. *c. Glicogenogeneza* este procesul anabolic de polimerizare a glucozei în glicogen, care este forma de depozitare a glucidelor în ficat ºi în muºchi (tab. 27). Tab. 27. Depozitele importante de glicogen din organism Organul
% din masa organului
Ficat
5–8%
Muºchi
1–3%
Alte þesuturi
cantitãþi mici
Total 350– 400 g
METABOLISMUL Procesele de glicogenogenezã ºi glicogenolizã sunt compensatorii ºi asigurã valoarea constantã a glicemiei. Cele douã procese prezintã o mare mobilitate datoritã faptului cã glicogenul nu face parte din structura celularã. *d. Gluconeogeneza este sinteza glucozei din aminoacizi sau din lipide. 60% dintre aminoacizii
GLUCIDE
LIPIDE
TUB DIGESTIV
conþinuþi în proteinele tisulare pot fi convertiþi în acid piruvic ºi, urmând calea inversã glicolizei, pot da naºtere glucozei. Aceeaºi cale este urmatã ºi de glicerolul rezultat în urma hidrolizei lipidelor. Iniþial, acizii graºi sunt convertiþi în acetil-coenzima A ºi apoi în glucide. Dacã sinteza are ca final producerea de glicogen, se numeºte glicogenoneogenezã.
ACIZI GRAªI + GLICEROL
PROTEINE
Digestie GLUCOZÃ
AMINOACIZI
Absorbþie intestinalã SÂNGE
LIMFA
GLUCOZÃ – Glicemie Sistem port
DEPOZITE LIPIDICE COLESTEROL sãruri biliare vitamina D hormoni steroizi
ÞESUTURI
Anaerob – citoplasmã
FICAT
GLICOGEN glicogenolizã glicogenogenezã GLUCOZÃ
GLICEROL ACIZI GRAªI
Biosinteza proteinelor specifice
ACID PIRUVIC Aerob – mitocondrii
MUªCHI
Acetil Co A
CORPI CETONICI
CICLUL KREBS
Oxidare în þesuturile extrahepatice
GLICOGEN lanþ respirator
ENERGIE +H2O+CO2 RINICHI
H2
+
O2
ACID LACTIC H2O+CO2 + ENERGIE
PLÃMÂNI
Fig. 103. Schema metabolismului.
5.1.2. Metabolismul lipidic Lipidele îndeplinesc urmãtoarele roluri: — structural, intrând în structura biomembranelor, unde asigurã permeabilitatea selectivã; — energetic, prin eliberarea unei mari cantitãþi de energie; — funcþional, prin hormonii steroizi de naturã lipidicã; — metabolic, prin procesele permanente de lipogenezã* ºi lipolizã*. În urma digestiei rezultã glicerol ºi acizi graºi. Glicerolul ºi acizii graºi cu lanþ scurt de atomi de carbon ajung la ficat prin vena portã.
Acizii graºi cu lanþ lung de atomi de carbon sunt absorbiþi în vasele limfatice, dupã resinteza trigliceridelor sub formã de chilomicroni. În circuitul sangvin, chilomicronii sunt descompuºi, iar trigliceridele sunt hidrolizate în decurs de 1–2 ore de la formare. În ficat ajung sub formã de glicerol ºi acizi graºi, care pot urma mai multe cãi (vezi fig. 103). *a. Lipidele de circulaþie. Acestea sunt constituite din trigliceridele de absorbþie, din acizii graºi rezultaþi în urma hidrolizei trigliceridelor de rezervã ºi din alte substanþe de naturã lipidicã (tab. 28).
111
METABOLISMUL *b. Formarea depozitelor adipoase. Se realizeazã din lipidele circulante sub acþiunea lipazelor. Adipocitele pot depozita trigliceride în cantitãþi de 80–95% din volumul lor. Þesutul adipos este rãspândit subcutanat, retroperitoneal, în pericard, în ficat etc. El reprezintã 20% din greutatea corporalã (aproximativ 15–75 kg masã corporalã).
Tab. 28. Lipidele de circulaþie
*c. Catabolizarea lipidelor. Trigliceridele din depozitele adipoase, utilizate ca substrat energetic, sunt hidrolizate în glicerol ºi acizi graºi. Glicerolul se cupleazã cu cãile metabolice ale glucidelor (gluconeogenezã sau catabolizare oxidativã), prin intermediul acidului piruvic. Acizii graºi sunt degradaþi prin oxidare pânã la acetil-CoA numai în mitocondrii. Acetil-CoA poate pãtrunde în ciclul Krebs, generând CO2, H2O ºi ATP;
Tab. 29. Randamentul energetic al lipidelor comparativ cu cel al glucidelor
poate genera acizi graºi sau poate participa la procesul de gluconeogenezã (vezi fig. 103). Randamentul energetic al degradãrii acizilor graºi este mai ridicat decât cel glucidic (tab. 29). 5.1.3. Metabolismul protidic Din cei 20 de aminoacizi care intrã în structura substanþelor proteice, o parte pot fi sintetizaþi de organismul uman. Aceºtia se numesc aminoacizi neesenþiali. Ceilalþi nu pot fi sintetizaþi în organism, deci provin numai din alimente. Aceºtia poartã numele de aminoacizi esenþiali. Aminoacizii rezultaþi în urma digestiei substanþelor proteice sunt preluaþi în mare parte de cãtre sângele venei porte ºi în micã mãsurã de limfã. În sânge, ei se alãturã aminoacizilor neesenþiali. De aici pot urma douã cãi: sã rãmânã ca aminoacizi circulanþi în plasma sangvinã sau sã pãtrundã prin difuziune ori prin transport activ în celule (fig. 104). *Aminoacizii circulanþi Ei reprezintã puntea de legãturã între cãile metabolice ale substanþelor proteice. Concentraþia lor plasmaticã este 35–65 g/dl. Fiecare aminoacid prezintã limite constante. Aminoacizii plasmatici sunt utilizaþi pentru sinteza unor proteine structurale ºi funcþionale sau ca material energetic. Între aminoacizii plasmatici ºi proteinele din þesuturi existã un echilibru dinamic (fig. 104).
112
Total lipemie
500–700 mg/dl
Trigliceride (de absorbþie)
125–150 mg/dl
Acizi graºi din depozitele adipoase 15 mg/dl Colesterol (colesterolemia)
180–200 mg/dl
Fosfolipide
280 mg/dl
Substanþe energetice Acizi graºi — un mol acid stearic Glucide — un mol glucozã
Energie produsã (molecule de ATP) 146 molecule ATP 38 molecule ATP
AMINOACIZI ALIMENTARI PROTEINE TISULARE
AMINOACIZI PLASMATICI (ESENÞIALI ªI NEESENÞIALI) PRODUªI DE CATABOLISM
Fig. 104. Relaþia dintre proteinele tisulare ºi aminoacizii plasmatici.
*Procese metabolice la nivel celular a. Biosinteza proteinelor specifice se realizeazã la nivelul ribozomilor prin cuplarea aminoacizilor (prin legãturi peptidice) în ordinea stabilitã de gena structuralã existentã în ADN, corespunzãtoare proteinei respective. Codul conþinut de genã este transcris de ARN mesager, care migreazã în citoplasmã, la ribozomi, unde are loc cuplarea aminoacizilor. Proteinele sintetizate pot fi: structurale (structuri celulare de rezistenþã, elastice etc.) ºi funcþionale (enzime, hormoni, albumine, globuline, fibrinogen etc.). Proteinele structurale, fibrilare, rãmân în celulele care le sintetizeazã. Proteinele funcþionale, globulare, pot fi eliminate în mediul extracelular. b. Dezaminarea oxidativã este procesul de degradare a aminoacizilor prin îndepãrtarea unei grupãri aminice. În urma acestui proces rezultã cetoacizi ºi amoniac. Cetoacizii pot intra în ciclul Krebs, unde sunt oxidaþi complet pânã la CO2 ºi H2O, sau pot participa la sinteza de glucozã (gluconeogenezã), la sinteza de acizi graºi (cetogenezã) sau la refacerea unor aminoacizi prin transaminare.
METABOLISMUL Amoniacul rezultat în urma dezaminãrii, toxic chiar în concentraþii mici, este neutralizat prin transformarea lui în uree (ureogenezã). Proteinele degradate ºi aminoacizii utilizaþi în scopuri energetice sunt, de regulã, substanþe excedentare. Rolul esenþial al proteinelor este cel plastic, structural.
c. Transaminarea este calea de sintezã a unor aminoacizi neesenþiali prin transferul grupãrii aminice de la un aminoacid donor la un cetoacid. Cetoacizii aminaþi pot fi rezultaþi prin dezaminare sau pot fi produºi de degradare ai glucidelor, lipidelor ºi proteinelor, corelându-se astfel cãile metabolice ale celor trei tipuri de substanþe organice.
5.2. METABOLISMUL ENERGETIC Totalitatea schimburilor de energie dintre materia vie ºi mediu constituie metabolismul energetic. Metabolismul energetic este o laturã a procesului metabolic. El se poate determina prin douã categorii de metode. a. Metodele calorimetrice pornesc de la premisa cã toate formele de energie rezultate din oxidãrile principiilor alimentare se pierd în final sub formã de cãldurã. Mãsurarea pierderilor de cãldurã cu ajutorul calorimetrelor, pe unitate de timp, asigurã evaluarea schimburilor energetice. Tab. 30. Valori medii ale metabolismului bazal Nou-nãscut
55 kcal/m2/h
1 an
30 kcal/m2/h
Femei
1 300 kcal/24h = 0,95 kcal/kg/h
Bãrbaþi
1 600 kcal/24h = 1 kcal/kg/h
Tab. 31. Valori ale metabolismului energetic global comparativ cu metabolismul bazal MB
40 kcal/h
Sedentarism
50 kcal/h
Activitãþi fizice uºoare
50–90 kcal/h
peste 140 kcal/h
Tab. 32. Necesarul mediu zilnic de substanþe organice ºi raportul lor în raþia alimentarã Substanþã
Glucide
Lipide
Proteine
% din raþia alimentarã
60–65%
15–35%
12,5%
6 g/kg
1 g/kg
1,4 g/kg
Necesar/kg corp Necesar total
380–400 g 30–110 g /24 h /24 h
Calorii/gram
4,1 kcal/g
9,1 kcal/g
CO2 QR = O2
glucide QR = 1 proteine QR = 0,8 lipide
QR = 0,7
Valoarea schimburilor energetice este diferitã în starea de repaus faþã de starea de activitate. De aceea, se poate vorbi de un metabolism bazal ºi de un metabolism energetic global. a. Metabolismul bazal (MB) sau de întreþinere reprezintã consumul energetic minim necesar menþinerii funcþiilor vitale. Nevoile energetice medii zilnice pentru menþinerea funcþiilor vitale sunt de aproximativ 1 650–1 700 kcal. Valorile medii ale metabolismului bazal variazã (tab. 30).
Activitãþi fizice moderate 90–140 kcal/h Efort fizic intens
b. Metoda schimburilor gazoase se bazeazã pe faptul cã energia ºi cantitatea de CO2 eliberate sunt direct proporþionale cu cantitatea de substrat oxidat, cu natura substratului ºi cu cantitatea de oxigen utilizatã. Dacã se ia în considerare raportul dintre CO2 eliminat ºi O2 consumat (QR = coeficientul respirator), se constatã cã acesta variazã în funcþie de principiile alimentare catabolizate.
100 g/24h
b. Metabolismul energetic global reprezintã valoarea schimburilor energetice variabile sub acþiunea unor factori. Ingerarea de alimente, activitatea muscularã, scãderea temperaturii mediului ambiant, hormonii (exemplu: tiroxina) intensificã metabolismul energetic. Dacã luãm în considerare cheltuielile energetice bazale datorate ingestiei de alimente de 1 728 kcal/24 ore, activitãþile zilnice modificã aceste cifre (tab. 31).De aici rezultã importanþa stabilirii raþiei alimentare în funcþie de activitatea desfãºuratã (tab. 32).
113
METABOLISMUL 5.3. NUTRIMENTELE
Fig. 105. Alimente de origine animalã ºi vegetalã.
Alimentele sunt un amestec eterogen de substanþe organice ºi anorganice, care asigurã în organism creºterea, reînnoirea ºi repararea þesuturilor uzate. Dupã origine, alimentele sunt de naturã animalã (carnea, laptele, ouãle etc.), vegetalã (cerealele, legumele, fructele) (fig. 105) ºi mineralã (sãruri, apã). Dupã compoziþia lor chimicã, alimentele se clasificã în: alimente de naturã proteicã, glucidicã, lipidicã, vitamine, sãruri minerale, apã. Majoritatea substanþelor alimentare au o structurã chimicã complexã, diferitã de cea a constituenþilor organismului. Ele suferã în organism o serie de transformãri mecanice, fizice ºi chimice. Totalitatea acestor transformãri constituie digestia. Transformãrile substanþelor organice conþinute în alimente sunt redate sintetic în tabelul 33. Odatã absorbite, substanþele organice cu molecule simple îndeplinesc în organism rol plastic (în special proteinele), energetic (mai ales glucidele ºi lipidele) ºi funcþional (enzimele, pigmenþii, hormonii) (tab. 34). Sediul digestiei este tubul digestiv. Pentru a putea fi absorbite prin mucoasa intestinalã, alimentele suferã în tubul digestiv douã categorii de transformãri: mecanice ºi chimice studiate la capitolul „digestia ºi absorbþia”.
Substanþele organice Tab. 33. Transformarea substanþelor organice în nutrimente Substanþele organice cu molecule … se transformã prin hidrolizã, cu aju- … rezultând substanþe organice simple, complexe, specifice, insolubile, neab- torul enzimelor specifice... nespecifice, solubile, uºor absorbabile sorbabile... (principii alimentare sau nutrimente) — proteine
— proteolitice
— aminoacizi
— glucide complexe-polizaharide
— glicolitice
— glucide simple, monozaharide
— lipide
— lipolitice
— acizi graºi ºi glicerol
Tab. 34. Rolul nutrimentelor în organism Rol
Acþiunea în organism
Substanþe organice care realizeazã acþiunea
— plastic
— formarea ºi refacerea þesuturilor
— în special proteinele
— energetic
— producerea de energie
— mai ales glucidele ºi lipidele
— funcþional
— producerea de enzime, pigmenþi, hormoni etc.
— glucide, lipide, proteine
114
METABOLISMUL Apa Cantitativ (60%), apa reprezintã o componentã esenþialã a organismului, în cadrul cãruia îndeplineºte urmãtoarele funcþii principale: formeazã mediul intern, este solvent pentru substanþele organice ºi anorganice ºi intervine în termoreglare. Din necesarul zilnic de 40 g apã/kg corp, 35 g sunt reprezentate de apa exogenã ºi 5 g de apa endogenã. Apa exogenã pãtrunde sub formã de alimente lichide ºi solide, iar apa endogenã este apa rezultatã din lanþul respirator mitocondrial. În funcþie de substanþa oxidatã, cantitatea de apã endogenã variazã dupã cum urmeazã: la 100 g lipide la 100 g glucide la 100 g proteine
107 g apã 55,5 g apã 41 g apã
Menþinerea constantã a bilanþului hidric presupune ca volumul apei ingerate ºi al celei eliminate prin rinichi, plãmâni, piele ºi materii fecale sã fie egale. Acest volum este de aproximativ 2 500 centrimetri cubi/zi.
La o pierdere de 15% a apei din organism, creierul îºi înceteazã activitatea. Aportul de apã necesar menþinerii echilibrului hidric se iniþiazã prin apariþia senzaþiei de sete. Setea este cauzatã de deshidratarea extracelularã ºi intracelularã, în special a neuronilor centrului setei din hipotalamus. Centrul setei este localizat în hipotalamusul anterior, în apropierea nucleilor anteriori secretori de ADH, ceea ce explicã hipersecreþia hormonului la excitarea acestui centru prin deshidratare. Sãrurile minerale Sãrurile minerale au importanþã fiziologicã deosebitã în menþinerea echilibrului acido-bazic ºi hidroelectrolitic, în contracþia muscularã, în stimularea ºi inhibarea activitãþii enzimelor, în excitabilitate etc. Deosebirea esenþialã dintre metabolismul mineral ºi cel al substanþelor organice constã în faptul cã substanþele minerale nu se produc în organism. Ele sunt ingerate, îºi îndeplinesc rolul fiziologic ºi sunt eliminate prin rinichi, prin piele ºi prin materiile fecale (tab. 35).
Tab. 35. Principalii ioni minerali Elemente
Total/70 kg
Funcþii ºi localizare în organism
Na
55 g
— în potenþialul membranar; în contracþia muscularã; în echilibrul acidobazic; în echilibrul hidro-electrolitic
K
180 g
— în menþinerea excitabilitãþii; reglarea osmozei
Ca
950–1100 g
P
440 g
Fe
5g
Cl
125 g
I
20–30 mg
— în structura oaselor; în contracþia muscularã — în schelet, acizii nucleici, ATP ºi CP, membranele celulare
Necesar/zi 5–6 g 3g 0,8 g 1,5–2 g
— în hemoglobinã, mioglobinã, citocromi — în reglarea presiunii osmotice ºi a pH-ului sangvin, HCl gastric
3,5 g
— în hormonii tiroidieni
5.3.1. Valoarea energeticã a alimentelor ºi raþia alimentarã În condiþii de sãnãtate, existã un echilibru între nevoile organismului de alimente ºi lichide ºi aportul acestora, echilibru reglat pe cãi nervoase ºi umorale ºi întreþinut conºtient de cãtre om prin alimentaþia raþionalã. Aceasta trebuie sã îndeplineascã urmãtoarele obiective: — asigurarea în cantitãþi ºi în proporþii optime a tuturor principiilor alimentare; — realizarea concordanþei între necesitãþile organismului ºi aportul de alimente (tab. 36);
— asigurarea alimentaþiei adecvate cantitativ ºi calitativ vârstei, activitãþii profesionale, stãrii fiziologice a organismului etc.; — respectarea ritmicitãþii alimentaþiei zilnice (tab. 37); — diversificarea regimului alimentar; — prevenirea îmbolnãvirilor de naturã digestivã; — asigurarea condiþiilor corespunzãtoare (ambianþã, temperatura alimentelor, ordinea servirii etc.).
115
METABOLISMUL Cantitatea de alimente necesarã acoperirii nevoilor alimentare ale organismului în 24 ore reprezintã raþia alimentarã. Nerespectarea principiilor de alimentaþie raþionalã duce la tulburãri mai mult sau mai puþin grave ale digestiei, cu repercusiuni în timp asupra stãrii de sãnãtate a individului. Alimentaþia insuficientã sau lipsitã de principiile alimentare de bazã se întâlneºte la populaþiile umane din zone sãrace ºi þãri subdezvoltate — subnutriþia ºi malnutriþia. Abuzul de alimente, mai ales cu conþinut energetic mare, combinat cu sedentarismul, duce la obezitate. Diverse obiceiuri alimentare greºite (consum de alimente prea calde sau prea reci, abuz de condimente ºi alcool, înlocuirea micului dejun cu o cafea ºi o þigarã etc.) pot duce, în timp, la îmbolnãviri digestive: gastrite, colite, ulcer etc. Comportamentul alimentar uman este puternic influenþat de componenta dobânditã în cursul vieþii. Omul þine cont în alimentaþie de obiceiuri familiale, regionale ºi chiar naþionale. El a fãcut din alimentaþie o sursã de plãcere, o ºtiinþã (gastronomia) ºi chiar o artã (arta culinarã), chiar dacã prin aceasta se îndepãrteazã uneori prea mult de la scopul ei natural: satisfacerea necesitãþilor plastice ºi energetice ale organismului.
Tab. 36. Compoziþia principalelor alimente ºi valoarea lor energeticã (100 g) Alimente Lapte de vacã Brânzã de vaci Carne de porc Salam Ouã de gãinã Cartofi Mere Fasole uscatã Pâine albã Paste fãinoase Zahãr Miere Unt Slãninã Bere Vin alb
Glucide 4,8 — — — — 18 18 55 53 85 100 84 — — 12 13
Lipide 4,0 22,0 22,0 21,0 10,5 0,1 — 1,8 1,3 — — — 99 67,7 — —
Proteine 3,5 17,0 20,4 17,4 14,0 2,1 0,3 23,0 10,3 9,5 — 0,4 1,0 10,0 0,7 —
Calorii 68 97 243 315 148 89 74 303 282 360 410 335 787 729 51 60
Tab. 37. Repartiþia cantitativã a hranei zilnice Mesele
la 3 mese/zi
la 4 mese/zi
30%
25%
gustarea
—
15%
prânzul
50%
35–40%
cina
20%
15–20%
micul dejun
*5.4. VITAMINELE Vitaminele sunt substanþe organice indispensabile metabolismului celular. Ele sunt, alãturi de enzime ºi hormoni, biocatalizatori care participã obligatoriu în alcãtuirea raþiilor alimentare. Cu unele excepþii, nu pot fi sintetizate în organism. Se clasificã în vitamine hidrosolubile (complexul B, C) ºi vitamine liposolubile (A, D, E, F, K). Vitamina
Sursele
Rolul în organism
Avitaminoze
A - vitamina antixeroftalmicã
— sub formã de provitamina A (caroten) în morcovi, ardei, mazãre, piersici, lapte, unt, brânzã, ouã, ficat
— în creºtere — buna funcþionare a epiteliilor ºi a þesutului nervos — pigment vizual
— xeroftalmie (uscarea corneei) — cecitate nocturnã sau hemeralopie (popular „orbul gãinilor”)
Complexul B B1-tiamina
— boala beri-beri (tulburãri — în tãrâþe, ouã, ficat, drojdie — în metabolismul glucidelor nervoase, circulatorii ºi resde bere — funcþionarea SN, a inimii ºi a piratorii) sistemului digestiv — paralizii
116
B2-riboflavina
— în lapte, ouã, ficat — sintetizatã de flora intestinalã
— în respiraþia celularã — tulburãri cutanate ºi ale — în metabolismele intermediare mucoaselor — în hematopoiezã — tulburãri neuromusculare, insomnii
B6-piridoxina
— în lapte, ouã, ficat
— în metabolismul aminoacizilor — tulburãri cutanate ºi nervoase
METABOLISMUL Vitamina
Sursele
B12-cobalaminã — în ficat, rinichi, splinã, — vitamina antia- muºchi, ouã, drojdie de bere, pâine integralã nemicã — sintetizatã de flora intestinalã de fermentaþie
Rolul în organism
Avitaminoze
— factor hematopoietic ºi de creºtere — favorizeazã biosinteza proteinelor — intervine în diviziunea celularã
— anemia pernicioasã (deficit de hemoglobinã cu tulburãri nervoase, gastrice ºi sangvine) — tulburãri de creºtere ºi dezvoltare
PP-nicotinamida — în ciuperci, grâu, morcovi, — coenzimã respiratorie — pelagra, boala celor trei D citrice, ficat, carne de peºte, — în metabolismul intermediar ºi (demenþã, dermatite*, diaree) ouã, lapte energetic — în circulaþia perifericã C-acidul ascorbic — în legume ºi fructe (citrice, — stimuleazã procesele de oxi- — scorbutul (cu anemie, gin- vitamina antiscorbu- mãceºe) proaspete, ouã, lapte doreducere ºi enzimatice celulare givite*, hemoragii interne ºi ticã — creºte rezistenþa la infecþii slãbire extremã) — hemoragii cutanate — anemii D (complex de vitamine) — vitamina antirahiticã
— în drojdia de bere, lapte, ulei de peºte, ficat — sintetizatã în tegument din provitaminele prezente, sub influenþa razelor ultaviolete
— participã la metabolismul calciului ºi al fosforului, — favorizeazã absorbþia lor — participã în procesele de calcifiere a þesutului osos
— decalcifiere osoasã — rahitism (deficienþe în mineralizarea osoasã) la copii ºi osteomalacie* la adulþi — sensibilitate crescutã la îmbolnãvirii — spasmofilie*
E - tocoferol — în seminþele de cereale — diviziunea celularã — sterilitate masculinã — vitamina fertilitãþii încolþite, þelinã, mere, mãceºe, — creºte imunitatea — avort la femei ulei, carne, ouã, ficat — stimuleazã funcþionarea organelor de reproducere F - amestec de acizi graºi nesaturaþi
— sintetizatã numai de celu- — în metabolismul lipidelor ºi — tulburãri sexuale, migrelele vegetale colesterolului ne, — se aflã în uleiuri ºi grãsimi — în formarea tegumentului — eczeme vegetale — furunculozã
K - antihemoragicã
— sintetizatã de flora intesti- — în formarea protrombinei cu — diverse hemoragii nalã de fermentaþie; rol în coagularea sângelui — în varzã, spanac, uleiul de porumb ºi floarea-soarelui, cereale, soia
EVALUARE 1. Asociaþi procesele din coloana din dreapta cu tipurile de metabolism corespunzãtoare. Metabolism glucidic_______ Metabolism lipidic________ Metabolism protidic_______ Metabolism energetic______
a. transaminarea b. lipogeneza c. glicogenoliza d. metabolismul bazal e. dezaminarea oxidativã f. gluconeogeneza g. glicoliza h. lipoliza
2. Selectaþi rãspunsurile corecte. Laturile metabolismului sunt: a. contrarii; b. antagoniste; c. simultane; d. în echilibru dinamic; e. reversibile; f. ireversibile; g. complementare.
117
SISTEMUL REPRODUCÃTOR
C. FUNCÞIA DE REPRODUCERE 1. SISTEMUL REPRODUCÃTOR Prin reproducere se asigurã perpetuarea speciei umane. Fiinþa nouã rezultã prin dezvoltarea ontogeneticã a zigotului. Acesta se formeazã prin fecundaþia dintre douã celule sexuale, numite gameþi. Gameþii se formeazã în gonadele cuprinse în sistemele genitale masculin ºi feminin.
1.1. SISTEMUL REPRODUCÃTOR MASCULIN Componente Este alcãtuit din organele genitale interne ºi externe (fig. 106). Organele genitale interne sunt: testiculele, conductele excretoare ºi glandele anexe. a. Testiculele, gonadele masculine, sunt organe pereche de formã ovoidã, având pe marginea posterioarã epididimul, care conþine canalul de excreþie a spermei. Testiculele sunt situate în scrot.Testiculul este acoperit de o membranã fibroasã, albuginea. Aceasta trimite 1 spre interior septuri ce împart testiculul în lobuli for2 maþi din 2–3 tubi seminiferi, producãtori de spermã, ºi 3 4 þesut interstiþial, producãtor de hormoni masculini. 5 Tubii seminiferi se unesc formând un canal unic care, 6 15 la ieºirea din epididim, devine canal deferent (fig. 107). Canalele deferente pãtrund în bazin, înapoia 7 14 8 vezicii urinare, ºi se continuã cu canalul ejaculator, care se uneºte cu canalul de excreþie al veziculei semi9 13 nale, strãbate prostata ºi se deschide în uretrã. 10 11 12
Fig. 106. Organe genitale masculine: 1. vezicã urinarã; 2. veziculã seminalã; 3. os pubis; 4. prostatã; 5. canal deferent; 6. corp cavernos; 7. uretrã; 8. penis; 9. gland; 10. prepuþ; 11. testicul; 12. scrot; 13. epididim; 14. anus; 15. coloanã vertebralã. 2
3
1 4 5 6 7 8
11 10
9
Fig. 107. Secþiune schematicã în testicul: 1. testicul; 2. epididim; 3. canal eferent; 4. reþea testicularã; 5. tub drept; 6. tub seminifer; 7. canal epididimar; 8. canal deferent; 9. sept interlobular; 10. lobuli; 11. albuginee.
118
Vascularizaþia testiculului este asiguratã de mai multe artere. Cea mai importantã este artera testicularã, ramurã a aortei abdominale. Sângele venos este colectat de vene omonime. Limfa este colectatã de vase limfatice, care merg paralel cu venele. Inervaþia testiculului este vegetativã, simpaticã ºi parasimpaticã. b. Veziculele seminale secretã un lichid care se eliminã în canalul ejaculator, servind ca transportor ºi ca mediu nutritiv pentru spermatozoizi. c. Prostata, glandã tubuloacinoasã situatã în jurul porþiunii iniþiale a uretrei, secretã un lichid lãptos care intrã în compoziþia spermei. Organul genital extern este penisul, organul copulator masculin, alcãtuit din doi corpi cavernoºi ºi corpul spongios, care acoperã complet uretra. El este ºi organ al micþiunii. Fiziologie Testiculul îndeplineºte douã funcþii: producerea de spermatozoizi ºi secreþia de hormoni androgeni.
SISTEMUL REPRODUCÃTOR *a. Spermatogeneza începe la pubertate (14–16 ani). Procesul se desfãºoarã permanent ºi este o succesiune de diviziuni celulare în urma cãrora se matureazã spermatozoizii (fig. 108). Spermatozoidul (gametul masculin) este o celulã mobilã microscopicã (50–70 microni), alcãtuitã din cap, piesã intermediarã ºi flagel. Spermatozoizii devin mobili numai în lichidul spermatic ºi sunt expulzaþi odatã cu sperma prin ejaculare. La o ejaculare se eliminã aproximativ 300 de milioane de spermatozoizi. Spermatozoizii sunt de douã feluri, dupã cromozomii de sex pe care îi posedã: 22+X sau 22+Y, deoarece bãrbaþii au cromozomii de sex X ºi Y. b. Secreþia de hormoni androgeni: testosteronul, hormon pe bazã de colesterol.
n
n
n
n
n
n
n
spermatide
n
Meioza
n
spermatocite de ordinul II
2n spermatocite primare (I)
1.2. SISTEMUL REPRODUCÃTOR FEMININ Componente Este format din organe genitale interne ºi externe (fig. 109.) Organele genitale interne sunt: ovarul, trompa uterinã, uterul ºi vaginul. a. Ovarele, gonadele feminine, sunt organe pereche situate în pelvis. Au formã ovoidã ºi sunt legate prin ligamente cu peretele bazinului, cu uterul ºi cu trompele uterine. Au un înveliº conjunctiv sub care se disting douã zone: zona corticalã, în care se aflã foliculii ovarieni (formaþiuni veziculare în care se formeazã câte un ovul), ºi zona medularã, þesut conjunctiv lax, în care se gãsesc vase sangvine ºi nervi. În ovar se gãsesc foliculi în diferite stadii de dezvoltare (fig. 110). Aceºtia se maturizeazã câte unul pe lunã ºi expulzeazã ovulul împreunã cu lichidul folicular. În timpul vieþii sexuale a femeii, se maturizeazã circa 400 de foliculi. b. Trompele uterine, conducte pereche între ovare ºi uter, în formã de pâlnie, au margini franjurate spre ovar ºi servesc pentru captarea ovulului expulzat din foliculul matur. c. Uterul, organ musculos cavitar, nepereche, situat între vezica urinarã ºi rect, are formã de parã. Este format dintr-un corp ºi colul uterin, care proeminã în vagin. Are o musculaturã netedã cu fibre longitudinale, radiare ºi spiralate. Cavitatea uterului prezintã o mucoasã, care suferã modificãri ciclice sub influenþa hormonilor ovarieni.
n
spermatozoizi
Spermiogeneza
eliberare 2n
spermatogonie 2n mitozã me mb 2n ran ã ba zalã a tub ului se minifer
Fig. 108. Spermatogeneza.
1
2
3 4 5
6
14 13
7 12
8 9
10
11
Fig. 109. Organe genitale feminine: 1. ovar; 2. pâlnia trompei uterine; 3. trompã uterinã; 4. uter; 5. vezicã urinarã; 6. pubis; 7. clitoris; 8. labii mici; 9. labii mari; 10. uretrã; 11. vagin; 12. col uterin; 13. rect; 14. coloanã vertebralã.
119
SISTEMUL REPRODUCÃTOR 2
1
3
4 5 6
14 7
13 8 12
11
10
9
Fig. 110. Structura ovarului: 1. hil; 2. foliculi primari; 3. foliculi secundari; 4. albuginee; 5. epiteliu germinativ; 6. lichid folicular; 7. folicul matur; 8. ruperea foliculului; 9. ovul eliminat; 10. zonã corticalã; 11. cheag de sânge; 12. corp galben; 13. corp galben degenerat; 14. þesut conjunctiv. ovulaþie B
C A
A
B
C
Fig. 111. Fazele ciclului menstrual: A. fazã menstrualã. B. fazã proliferativã. C. fazã secretorie.
Organele genitale constituie porþi de intrare în organism pentru numeroºi agenþi patogeni care sunt la originea bolilor venerice. Contactele sexuale întâmplãtoare ºi neprotejate reprezintã modalitãþile de rãspândire ale acestora în cadrul populaþiei umane. Cele mai cunoscute boli venerice sunt sifilisul ºi blenoragia. Tratarea lor este îndelungatã ºi costisitoare. La acestea se poate adãuga SIDA, ca boalã cu transmitere preponderent sexualã.
120
Ciclul menstrual normal, cu o duratã de 28 de zile, începe la pubertate ºi constituie un element principal al caracterelor sexuale feminine. La femeile din Europa începe la vârsta de 11–15 ani ºi este influenþat de constituþia fizicã, rasã, climã, de alþi factori de mediu ºi de factori patogeni. El înceteazã în jurul vârstei de 50 de ani, când se instaleazã menopauza. Cuprinde trei faze: z faza menstrualã, cu durata de 2–3 zile, în care stratul superficial al mucoasei uterine distruse se eliminã împreunã cu o anumitã cantitate de sânge; z faza proliferativã, între a 4-a ºi a 14-a zi, caracterizatã prin îngroºarea mucoasei uterine; z faza secretorie, care dureazã de la a 15-a zi pânã la un nou ciclu, în cazul când nu a avut loc fecundarea ovulului. Aceste modificãri ale mucoasei uterine creeazã condiþiile optime pentru grefarea ovulului fecundat (fig. 111). d. Vaginul se gãseºte în continuarea uterului. Este un organ cavitar, care se deschide la exterior în regiunea vulvei. Organul genital extern este vulva. Ea cuprinde labiile mari ºi muntele lui Venus, labiile mici ºi clitorisul, orificiul vaginal ºi glandele externe vaginale. Orificiul inferior al vaginului este acoperit la virgine de o membranã, himenul, de formã semilunarã sau inelarã, care se rupe la primul contact sexual. Anexele sistemului genital feminin sunt glandele mamare, care au rolul de a elabora laptele necesar hrãnirii copilului. Glanda este formatã din lobi, iar aceºtia din lobuli, care au ca unitate secretorie acinul. Este învelitã într-o pãturã de þesut adipos. Fiecare lob are un canal de excreþie, care se deschide pe o proeminenþã numitã mamelon. În fiecare mamelon se gãsesc deschiderile a 12–20 de canale galactofore. Fiziologia Ovarul are rolul de a forma ºi elibera în fiecare lunã un ovul (ovogenezã) ºi de a secreta hormoni, care favorizeazã fecundarea acestuia ºi pregãtesc organismul pentru gestaþie (graviditate sau sarcinã). *a. Ovogeneza (fig. 112) este procesul de formare a ovulului în foliculii ovarieni din epiteliul germinativ al zonei corticale a ovarului. Ovulul, una din cele mai mari celule din organism, are un diametru de 200 microni ºi poate fi vãzut chiar cu ochiul liber. În structura ovulului intrã o membranã vitelinã, citoplasmã ºi nucleu. Epiteliul folicular rãmas în urma ovulaþiei începe sã prolifereze ºi formeazã corpul galben, care secretã atât
SISTEMUL REPRODUCÃTOR progesteron, cât ºi estrogeni. Dacã ovulul nu este fecundat, în a 24-a zi a ciclului corpul galben începe sã degenereze ºi se cicatrizeazã. Dacã ovulul a fost fecundat, corpul galben persistã ºi are o activitate endocrinã intensã în primul trimestru al sarcinii. b. Secreþia de hormoni ovarieni: estrogeni ºi progesteron.
Utilizarea acestor metode permite planificarea familialã. În cazul unei sarcini nedorite, se poate practica în primele trei luni avortul la cerere, dar numai în cabinetele medicale de specialitate. Legarea trompelor uterine sau a canalelor spermatice este o metodã contraceptivã chirurgicalã care duce la sterilitate definitivã.
2. SÃNÃTATEA REPRODUCERII 2.1. PLANNINGUL FAMILIAL Sexualitatea este parte integrantã a vieþii oricãrei persoane normale. Comportamentul sexual, comportament complex, este prezent ºi la animale, începând cu perioada atingerii maturitãþii sexuale, dar la om prezintã caractere distincte. La om, comportamentul sexual are la bazã nu numai factorii biologici legaþi de apartenenþa la un anumit sex, de atracþia fizicã, de contactul sexual ºi de procreare, ci ºi factori psihologici ºi sociali (afecþiune, dragoste, responsabilitate, cãsãtorie). În cazul perechilor de tineri, dacã judecã suficient de matur, ei pot decide singuri, de comun acord, sã transforme o relaþie spiritualã într-una fizicã. Momentul deciziei, de cumpãnã, mai ales în viaþa fetelor, implicã responsabilitate sporitã din partea ambilor parteneri, care trebuie sã þinã seama de mai mulþi factori (vârstã, sãnãtate, situaþie materialã, tradiþii, dorinþa de a întemeia un cãmin ºi de a avea copii), dar ºi de morala societãþii. Normalitatea unui comportament sexual duce la cãsãtoria între persoane de sex opus ºi are ca rezultat producerea de urmaºi. Azi nu se poate însã neglija existenþa persoanelor cu atracþie faþã de acelaºi sex (homosexuale) ºi necesitatea de a le acorda drepturi egale cu ale celorlalþi.
2.2. CONCEPÞIE ªI CONTRACEPÞIE Întrucât actul sexual la om nu urmãreºte întotdeauna procrearea, ci poate fi doar o manifestare de dragoste, se folosesc diverse modalitãþi de împiedicare a producerii sarcinii, numite metode contraceptive. Acestea cuprind metode utilizate de cãtre femei (pilulele contraceptive, diafragma, steriletul) sau de cãtre bãrbaþi (prezervativele) ºi au o eficacitate cuprinsã între 70 ºi 100%.
n ovul Maturare
n
n
n
al doilea globul polar
preovul
n
n Meiozã
n
primul globul polar
ovocit II
2n ovocit I mitozã 2n ovogonie
Fig. 112. Ovogeneza. 4 5
3
6
2
7
1
8 9
Fig. 113. Fecundaþia ºi nidaþia: 1. ovar; 2. ovulaþie; 3. fecundaþie; 4. diviziuni; 5. morulã; 6. blastulã; 7. nidaþie; 8. mucoasã uterinã; 9. uter.
121
SISTEMUL REPRODUCÃTOR Comportamentul sexual deviant, prostituþia, relaþiile sexuale întâmplãtoare cu persoane necunoscute, relaþiile sexuale neprotejate favorizeazã rãspândirea bolilor venerice.
2.3. SARCINA ªI NAªTEREA Fecundaþia. În urma actului sexual, spermatozoizii se deplaseazã din vagin, datoritã unui chimiotactism pozitiv specific, pânã în treimea externã a trompei uterine unde întâlnesc ovulul. Primul ajuns este spermatozoidul fecundant, fecundaþia fiind monospermicã (fig. 113). În cazul ovulelor cu doi nuclei, fecundaþia duce la o sarcinã gemelarã monovitelinã în care gemenii sunt de acelaºi sex ºi se aseamãnã bine între ei. Când se face concomitent fecundaþia a douã ovule, se produce o sarcinã gemelarã bivitelinã; într-o astfel de situaþie gemenii pot avea sexe diferite ºi nu se aseamãnã între ei. Spermatozoidul fecundant se contopeºte cu ovulul, fuzionând nucleii, deci are loc procesul de fecundaþie propriu-zisã (amfimixia).
A 2
2
1
B
2 1
3
Fig. 114. Faze ale naºterii (A – expulzia fãtului; B – expulzia placentei): 1. placentã; 2. uter; 3. cordon ombilical.
122
22 x + 22 x = 44 x x (femelã) sau 22 x + 22 y = 44 x y (mascul) Astfel, se reface numãrul de cromozomi caracteristic speciei, determinând în acest mod ºi sexul viitorului individ în funcþie de spermatozoidul fecundant. Zigotul format începe sã se segmenteze în timp ce parcurge trompa uterinã, îndreptându-se spre uter (3 zile). În cavitatea uterinã, zigotul îºi continuã segmentarea încã 3 zile, dupã care se fixeazã pe mucoasa uterinã — nidaþia — în cazul sarcinii uterine normale. Din zigot se formeazã embrionul, care se dezvoltã timp de 9 luni în uter, perioadã normalã de dezvoltare intrauterinã, sarcina sau gestaþia. Din luna a treia embrionul devine fãt, care creºte ºi se dezvoltã pânã la sfârºitul lunii a noua de sarcinã. Schimburile nutritive dintre mamã ºi fãt se realizeazã la nivelul placentei, organ discoidal, în care vasele sangvine ale mamei se deschid în lacune sangvine. Aici plutesc formaþiuni filiforme, numite vilozitãþi coriale, prin care fãtul primeºte hrana de la mamã. Unele vilozitãþi sunt mai lungi (vilozitãþi-crampon), se fixeazã de peretele uterului ºi ancoreazã fãtul în uter. Vasele ombilicale, douã artere ºi o venã, înconjurate de þesut conjunctiv, strãbat cordonul ombilical, care stabileºte legãtura dintre placentã ºi corpul fãtului. Placenta este ºi organ endocrin, secretând gonadotrofine, prolactinã ºi estrogeni. Placenta are ºi rol de barierã, care împiedicã trecerea agenþilor patogeni de la mamã la fãt (cu excepþia unor virusuri). Naºterea cuprinde ansamblul fenomenelor prin care se realizeazã expulzia fãtului la sfârºitul celor 9 luni de dezvoltare intrauterinã (fig. 114). Acest act presupune coordonarea armonioasã a trei componente fundamentale: maternã, fetalã ºi placentarã. Orice perturbare a acestora poate influenþa negativ desfãºurarea normalã a naºterii.
SISTEMUL REPRODUCÃTOR NOÞIUNI ELEMENTARE DE IGIENÃ ªI PATOLOGIE BOLI Anexite — inflamaþii acute sau cronice ale trompelor uterine ºi ale ovarelor
CAUZE
SIMPTOME
Origine microbianã (gonococicã) sau infecþii produse dupã avort sau naºtere
Dureri abdominale difuze, hemoragii vaginale, dureri menstruale, tulburãri digestive ºi nervoase
Vaginite Origine infecþioasã cu Hemoragii vaginale, dureri — inflamaþii acute sau germeni saprofiþi care pot menstruale, tulburãri digescronice ale vaginului deveni virulenþi tive ºi nervoase Adenom de prostatã
Tumorã benignã a prostatei cu origine insuficient cunoscutã, probabil hormonalã (scãderea producerii de testosteron)
Apare frecvent la bãrbaþi în vârstã, cu urinãri dese ºi întrerupte, dificultãþi la urinare, dureri în perineu*, dereglãri ale activitãþii sexuale
PREVENIRE z Evitarea expunerii la frig. z Respectarea regulilor de igienã intimã z Evitarea unei vieþi sexuale dezordonate, a relaþiilor sexuale întâmplãtoare ºi neprotejate
EVALUARE A. Selectaþi literele corespunzãtoare rãspunsurilor corecte. 4. Nu fac parte din structura ovarului: a. foliculii ovarieni; b. zona corticalã; c. canalele deferente; d. trompele uterine; e. zona medularã. 5. Hormonii secretaþi de ovar sunt: a. hormonul foliculostimulant; b. progesteronul; c. hormonii estrogeni; d. hormonul luteinizant; e. testosteronul. 6. Ovulaþia: a. începe de la naºtere; b. este determinatã de hormonul luteinizant; c. începe între 11 ºi 15 ani; d. se desfãºoarã în zona corticalã a ovarului; e. se desfãºoarã în zona medularã a ovarului.
1. Spermatogeneza: a. este producerea de spermatozoizi; b. se desfãºoarã permanent; c. începe la pubertate; d. se desfãºoarã în þesutul interstiþial; e. se desfãºoarã în tubii seminiferi. 2. Care dintre combinaþii este caracteristicã noului nãscut normal, de sex feminin: a. (22+X) + (22+Y); b. (22+0) + (22+Y); c. (22+X) + (22+X); d. (22+XX) + (22+X). 3. Placenta: a. secretã prolactinã; b. este organ endocrin; c. are rol de barierã imunitarã; d. realizeazã schimburile nutritive dintre mamã ºi fãt.
B. Alãturaþi sistemelor din coloana I organele corespunzãtoare din coloana II.
I 1. Sistemul reproducãtor masculin __________________________ 2. Sistemul reproducãtor feminin _________________________
II
a. veziculele seminale; b. trompele uterine; c. vulva; d. prostata; e. epididimul; f. himenul g. uretra; 123
ORGANISMUL - UN TOT UNITAR
D. ORGANISMUL - UN TOT UNITAR 1. HOMEOSTAZIA MEDIULUI INTERN Homeostazia este proprietatea generalã a sistemelor biologice de a-ºi menþine parametrii în limitele echilibrului funcþional. Homeostazia organismului uman se realizeazã prin acþiunile coordonate ale sistemelor nervos, endocrin ºi cardiovascular. Acþiunile homeostatice se desfãºoarã în sensul reglãrii funcþiilor interne ale organismului ºi în sensul echilibrãrii acestora cu mediul ambiant. Principalele mecanisme prin care se realizeazã homeostazia sunt prezentate în tabelul 38. Tab. 38. Mecanismele ºi direcþiile de acþiune homeostatice Mecanisme
Direcþii de acþiune
Mecanisme fizico-chimice
— menþinerea echilibrului hidroelectrolitic — menþinerea echilibrului acido-bazic
Mecanisme genetice
— reglarea biosintezei proteice ºi a diviziunilor celulare
Mecanisme neuro-umorale
— reglarea funcþiilor senzitivo-motorii — reglarea secreþiilor endocrine — reglarea funcþiilor motorii ºi secretorii digestive — reglarea activitãþii cardiovasculare — reglarea respiraþiei — reglarea proceselor de excreþie — reglarea proceselor metabolice — reglarea activitaþii sexuale
Procesele homeostatice asigurã integralitatea organismului prin autoreglare, menþinând parametrii acestuia în echilibru dinamic. Starea de sãnãtate a organismului exprimã funcþionarea normalã a mecanismelor homeostatice. Dereglarea acestor mecanisme determinã apariþia unor dezechilibre morfofuncþtionale, care reprezintã starea de boalã. Homeostazia este un proces complex ºi, din punct de vedere didactic, poate fi privit sub mai multe aspecte, dintre care sunt detaliate în continuare câteva mecanisme referitoare la homeostazia mediului intern. Principalele mecanisme implicate în pãstrarea constantã a parametrilor mediului intern se realizeazã prin funcþiile sistemelor circulator, respirator ºi excretor sub comandã nervoasã ºi umoralã. Menþinerea constantã a pH-ului sangvin. Activitãþile celulare se desfasoarã optim la un pH al mediului intern de 7,32–7,40. Produºii acizi de catabolism determinã tendinþa spre acidozã. Excesul de acizi este neutralizat prin secreþia tubularã de H+, reabsorbþia bicarbonatului ºi excreþia amoniacului, orientare spre alcalozã.
124
Menþinerea constantã a presiunii osmotice se realizeazã prin diluarea sau concentrarea urinei. Dacã filtratul glomerular este echilibrat osmotic cu lichidul interstiþial, în tubul urinifer presiunea osmoticã va creºte. Creºterea presiunii osmotice este rezultatul transportului activ de Na+, Cl–, uree etc. ºi al mecanismului de concentrare a urinei la nivelul ansei Henle. Termoreglarea. Homeotermia* cuprinde totalitatea proceselor biologice care au ca rezultat pãstrarea aproximativ constantã a temperaturii mediului intern. Totalitatea mecanismelor ce menþin constantã temperatura corpului reprezintã termoreglarea. Producerea de energie caloricã (termogeneza) este rezultatul unor procese de intensificare a metabolismului celular. În repaus, termogeneza este realizatã în ficat ºi musculatura striatã (frisonul*). Pãstrarea cãldurii se realizeazã prin vasoconstricþie perifericã. Eliminarea excesului de cãldura (termoliza) se realizeazã prin procese de conducþie, convecþie, radiaþie ºi evaporare a transpiraþiei, la care participã sistemul cardiovascular, prin vasodilataþie perifericã, sistemul respirator ºi tegumentul. Raportul constant între termogenezã ºi termolizã determinã echilibrul termic al organismului.
ORGANISMUL - UN TOT UNITAR *2. PRINCIPALELE CONSTANTE FIZIOLOGICE Tab. 39. Constante biologice din sânge Nr. Denumirea analizei Valori normale crt. 1. Hematii: — bãrbaþi 4,2–5,6 mil./mm3 — femei 3,7–4,9 mil./mm3 — copii 4,5–4,8 mil./mm3 2. Hemoglobina: — bãrbaþi 8,4–10,7 mmol/l — femei 7,0–9,3 mmol/l 3. Hematocrit: — bãrbaþi 40–48% — femei 36–42% — copii 36–39% 4. Leucocite: — adulþi 4 000–8 000/mm3 — copii 4 000–10 000/mm3 5. Formula leucocitarã: — neutrofile 4 500–5 200/mm3 — eozinofile 2–4% — bazofile 0–1% — limfocite 1 500–3 000/mm3 — monocite 300–600/mm3 — reticulocite 0,2–2,0% 6. Trombocite 150 000–300 000/mm3 7. V.S.H.*: — bãrbaþi 3–10 mm/h — femei 6–13 mm/h — copii 7–11 mm/h 8. Aciditate pH = 7,4 9. Timp de sângerare 2–4 min 10. Timp de coagulare: 8–12 min — adulþi 3–6 min — copii 11. Acizi graºi 550–770 mg/100 ml 12. Acid uric 2–5 mg/100 ml 13. Albuminã 3,64–4,34 g/100 ml 14. Bilirubinã 1,0–1,2 mg/100 ml 15. Calciu 9–11 mg/100 ml 16. Colesterol 120–280 mg/100 ml 17. Creatininã 0,5–1,2 mg/100 ml 18. Fibrinogen 200–400 mg/100 ml 19. Fier: — bãrbaþi 90–150 mg/100 ml — femei 80–140 mg/100 ml 20. Fosfor 3,4–4,5 mg/100 ml 21. Glicemie 65–110 mg/100 ml 22. Lipide totale 600–800 mg/100 ml 23. Magneziu 1,5–2,5 mg/100 ml 24. Potasiu 16–21 mg/100 ml 25. Proteine totale 6,6–8,6 g/100 ml 26. R.B.W.* negativã 27. Sodiu 310–350 mg/100 ml 28. Uree 20–50 mg/100 ml
Asigurarea stãrii de normalitate a organismului uman, care este starea de sãnãtate, se realizeazã prin pãstrarea constantã a parametrilor structurilor ºi funcþiilor sale. Orice deviere de la valorile normale care caracterizeazã funcþiile organismului uman poate duce la instalarea unor stãri patologice (boli), mai mult sau mai puþin grave, în funcþie de mãrimea devierii. Cele mai obiºnuite metode de explorare a stãrii de sãnãtate sunt analizele de sânge ºi de urinã. În tabelele nr. 39 ºi 40 sunt prezentate valorile medii (normale) ale celor mai importanþi parametri ai mediului intern ºi ai urinei, cu care se comparã rezultatele analizelor efectuate.
Tab. 40. Constante biologice din urinã Nr. crt.
Denumirea analizei
Valori normale
1.
Acetonã
absentã
2.
Aciditate
pH = 5–7
3.
Acid uric
0,3–0,8 g/24 h
4.
Albuminã
absentã
5.
Calciu
6.
Clor
7.
Corpi cetonici
8.
Creatininã
0,8–1,9 g/24 h
9.
Densitate
1 015–1 025
10. Fosfor
150–250 mg/24 h 6–9 g/24 h absenþi
0,7–1,5 g/24 h
11. Glucozã
absentã
12. Hemoglobinã
absentã
13. 14. 15. 16. 17.
Magneziu Pigmenþi biliari Potasiu Sodiu Sãruri biliare
18. Uree 19. Volum urinar
100–200 mg/24 h absenþi 2–3 g/24 h 1–5 g/24 h absente 15–35 g/24 h 1 000–1 500 ml/24 h
125
ORGANISMUL - UN TOT UNITAR
*3. ROLUL INTEGRATOR AL SISTEMELOR NERVOS ªI ENDOCRIN Reglarea continuã a activitãþii organelor interne ºi armonizarea funcþiilor acestora cu condiþiile mereu schimbãtoare ale mediului extern se realizeazã prin acþiunea conjugatã a sistemelor nervos ºi endocrin. Schema de mai jos (fig. 112) prezintã în linii mari relaþiile existente între acþiunile factorilor externi ºi interni asupra organismului ºi „rãspunsurile”, obligatoriu adecvate, pe care le dã organismul la „provocãrile” mediului. Organismul uman, ca sistem biologic deschis, manifestã schimburi permanente de materie, energie, ºi de informaþie cu mediul înconjurãtor. STIMULI DIN MEDIUL INTERN
STIMULI DIN MEDIUL EXTERN
PROPRIOCEPTORI
EXTEROCEPTORI
INTEROCEPTORI
CÃI AFERENTE VEGETATIVE
CÃI AFERENTE SOMATICE
CENTRI NERVOªI DIN SISTEMUL NERVOS CENTRAL CENTRI SOMATICI CÃI EFERENTE
CENTRI VEGETATIVI
ANALIZÃ
CÃI EFERENTE VEGETATIVE SISTEM ENDOCRIN
MUªCHI STRIAÞI SCHELETICI
INFORMAÞII
COMENZI
MUªCHI VISCERALI MUªCHI VISCERALI
CONTRACÞII VOLUNTARE
Fig. 112. Schema integrãrii neuroendocrine.
CONTRACÞII INVOLUNTARE SECREÞII GLANDULARE METABOLISM
EFECTE
EVALUARE FINALà 1. Identificaþi câteva dintre noþiunile învãþate la biologie în acest an, care sunt comune ºi altor ºtiinþe (chimie, fizicã, matematicã etc.). De exemplu: oxidare, difuziune, volum, conductibilitate, amplitudine, reducere, concentraþie, refracþie, echilibru, energie, forþã. Întocmiþi o listã cu noþiunile identificate, grupate în funcþie de diversele discipline de învãþãmânt. 2. Realizaþi un eseu cu tema: „Fenomene fizice ºi chimice cu implicaþii în desfãºurarea funcþiilor fundamentale ale organismului uman.” Eseul trebuie sã parcurgã urmãtoarele etape: – selectarea unei noþiuni din lista alcãtuitã anterior; – definirea noþiunii selectate; – descrierea rolului pe care îl îndeplineºte procesul fizic sau chimic selectat în desfãºurarea funcþiilor organismului; – importanþa procesului descris în ansamblul funcþiilor organismului. 3. Explicaþi în ce mãsurã cunoºtinþele de chimie, fizicã, matematicã etc. vã ajutã în înþelegerea funcþiilor organismului.
126
GLOSAR A
abolire — desfiinþare, absenþã. acidozã — creºterea aciditãþii sângelui ºi perturbarea echilibrului acidobazic. acuitate — însuºirea unui analizator de a percepe ºi de a diferenþia stimuli acut — brusc, cu evoluþie scurtã ºi manifestãri intense. adinamie — diminuarea activitãþii motorii spontane. adipocite — celule conjunctive care depoziteazã lipide. afecþiune — boalã, stare patologicã. aglutinare — aglomerare ºi lipire a hematiilor sau a altor celule. algie — durere. anastomozã — unire, legãturã. androgen — care determinã caractere de masculinitate. anemii — boli datorate deficitului global de hemoglobinã. angstrom — a zecea milioana parte dintr-un milimetru (10–10 m). ansã — partea curbã a unui organ. anurie — încetarea eliminãrii de urinã. anxietate — neliniºte, îngrijorare. apnee — întreruperea temporarã a respiraþiei. aponevrozã — membranã conjunctivã prin care se inserã muºchii laþi. atrofie — regresiunea morfologicã ºi funcþionalã a unui þesut sau organ. atropinã — alcaloid toxic extras din mãtrãgunã (Atropa), cu efect puternic calmant asupra sistemului nervos. avitaminozã — lipsa de vitamine. B benign — cu evoluþie favorabilã, fãrã complicaþii, uºor. biauricular — cu ambele urechi. bradicardie — rãrirea ritmului cardiac. C calcemie — concentraþia calciului în sânge. calculi — formaþiuni dure, care apar în urma precipitãrii sãrurilor conþinute în lichidele organismului. calus — þesut nou ce se formeazã la nivelul fracturilor, cu rol de a asigura unirea segmentelor osoase. cetogenezã — producerea de corpi cetonici pe seama degradãrii acizilor graºi. chimiotactism — atracþie chimicã. cianozã — coloraþie albastrã - vineþie a pielii ºi mucoaselor. ciclul Krebs — ciclul acizilor tricarboxilici; etapã în degradarea oxidativã a substanþelor organice, cu producere de energie. circumvalat — înconjurat de ºanþuri. colicã — durere abdominalã foarte puternicã, având caracter spasmodic. comã — stare patologicã gravã a organismului, manifestatã prin pierderea cunoºtinþei, tulburãri psihomotorii ºi senzoriale. condrogenezã — formarea þesutului cartilaginos. conexiune inversã — acþiunea de corecþie ºi de reglare a unui sistem informaþional asupra centrului de comandã al sistemului (feed-back). contiguitate — apropiere foarte mare, dar nu atingere. controlateral — referitor la parta opusã a unui punct sau a unei regiuni. cronic - de duratã, cu evoluþie lentã. D dB (decibel) — unitate de mãsurã a intensitãþii sunetului. decusaþie — încruciºare. dermatitã — afecþiune inflamatorie a pielii. deutoneuron — al doilea neuron al unei cãi nervoase. diafizã — porþiunea de mijloc a unui os lung. diapedezã — trecerea leucocitelor prin pereþii endoteliului capilar în spaþiile intercelulare. dispnee — tulburarea ritmului ºi frecvenþei respiratorii. distensie — întindere sau inflamare excesivã, care determinã mãrirea volumului unui organ. distrofie — alterarea structurii naturale a unui þesut sau organ. drenare — evacuarea unui lichid.
E echimozã — vânãtaie. edem — acumulare de lichid la nivelul unui þesut. epifizã — extremitatea mai voluminoasã a unui os lung. erector — ridicãtor. eritropoiezã — funcþie de producere a globulelor roºii. eructaþie — eliminare pe cale bucalã a gazelor din stomac. estrogen — hormon cu acþiune asupra organelor ºi caracterelor sexuale feminine. exoftalmie — ieºirea în afarã a globului ocular. exteroceptiv — care recepþioneazã stimuli din afara organismului. extrasistolã — contracþie globalã sau parþialã a inimii care tulburã ritmul regulat de bazã. extrinsec — care vine din afarã. F fanere — anexe ale pielii, cu rol de protecþie a organismului. foliat — în formã de frunzã. folicul — veziculã glandularã sau ganglionarã. foliculitã — infecþie a foliculului firului de pãr. fosfatemie — concentraþia de fosfaþi din sânge. fosfaturie — eliminarea prin urinã a fosfaþilor. frison — contracþie involuntarã ritmicã a musculaturii, ducând la tremurãturi. fungiform — în formã de ciupercã. G ganglion — formaþiune globularã ce cuprinde neuroni ºi fibre nervoase (ganglion nervos) sau vase limfatice (ganglion limfatic). gastrocnemian — muºchi din regiunea posterioarã a gambei. gingivitã — inflamaþie a gingiilor. glicemie — concentraþia glucozei din sânge. glicolizã — descompunerea anaerobã a glicogenului sau a glucozei pânã la acid lactic, acid piruvic sau acetil-coenzima A. glicogenolizã — descompunerea enzimaticã a glicogenului în glucozã. glicogenogenezã — sinteza glicogenului din glucozã. glicozurie — eliminarea glucozei prin urinã. glisant — care alunecã. gluconeogenezã — sinteza glucidelor din compuºi neglucidici (lipide sau proteine). gonade — organele genitale interne (ale ambelor sexe). gradient — variaþie a unei unitãþi de mãsurã scalarã. H hematogen — producãtor de elemente figurate sangvine. hematom — tumorã care conþine o aglomerare de sânge închistat, cauzatã de o hemoragie. hemeralopie — boalã caracterizatã prin scãderea acuitãþii vizuale la luminã. hemiplegie — paralizia unei jumãtãþi de corp. hemostazã — oprirea unei hemoragii. hernie — ieºirea unor viscere printr-un orificiu normal sau accidental al peretelui abdominal. hidrolizã — descompunere cu ajutorul apei. hiperfagie — consumul unei cantitãþi exagerate de alimente. hil — locul de pãtrundere a vaselor ºi nervilor într-un organ. hiperglicemie — creºterea cantitãþii de glucozã din sânge. hipertonie — creºterea tonusului muscular. hipertrofie — creºterea exageratã a unor formaþiuni anatomice. hiperpnee — respiraþie anormalã, rapidã. hipotermie — diminuare a temperaturii corporale. hipoxie — deficienþã de oxigen. hemofilie — maladie geneticã manifestatã prin deficienþe de coagulare a sângelui. homeostazie — menþinerea constantã a unor parametri fizico-chimici, biochimici, fiziologici etc. ai organismului. homeotermie — menþinerea constantã a temperaturii corpului.
127
I icter — colorarea galbenã a pielii ºi mucoaselor datoritã de obicei infiltrãrii cu pigmenþi biliari. inflamaþie — reacþia localã a organismului faþã de un agent patogen. inaniþie — stare de subnutriþie, manifestatã prin slãbiciune fizicã accentuatã. inserþie — legare, fixare pe os a unui muºchi. „in situ” — (la) în locul sãu. intramural — în interiorul peretelui unui organ. intrinsec — propriu, din interior. involuþie — atrofia unui þesut sau organ ca urmare a scãderii funcþiei acestuia. J juxtamedular — care se gãseºte în apropierea zonei medulare. juxtaglomerular — care se gãseºte în vecinãtatea glomerulului renal. K kinestezic — legat de simþul miºcãrii. L limfoid — organ în care se formeazã limfocite. lipogenezã — sintezã a substanþelor de naturã lipidicã. lipolizã — descompunerea substanþelor organice de naturã lipidicã sub acþiunea unor enzime specifice. M macroergic — care elibereazã prin hidrolizã o mare cantitate de energie. malign — grav, periculos, cu evoluþie nefavorabilã. mediastin — partea centralã a cavitãþii toracice în care este situatã inima. melaninã — pigment de culoare închisã, care dã culoare pielii, pãrului etc. melanocite — celule în care este prezent pigmentul melaninã, care conferã þesuturilor nuanþe de culori de la galben la negru. menisc — cartilaj intraarticular. metamerie — împãrþirea corpului sau a unor organe în segmente identice. metastazã — rãspândirea la distanþã a unei tumori maligne pe cale sangvinã, limfaticã etc. mezenter — pliu al peritoneului, care fixeazã organele digestive de peretele posterior al cavitãþii abdominale. mucoasã — membranã secretoare de mucus, care tapeteazã cavitãþile organismului. N necrozã — moartea unei porþiuni de þesut sau organ, datoratã suprimãrii circulaþiei arteriale. neurosecreþie — secreþie a unor celule nervoase. nm (nanometru) — submultiplu al metrului (1 m = 109 nm). nociceptiv — capabil sã recepþioneze factori dãunãtori organismului. O ocluzie — oprirea tranzitului printr-un organ tubular. odorant — care miroase. oligurie — reducerea volumului de urinã eliminatã zilnic. ontogenie — dezvoltarea unui individ de la starea de zigot pânã la adult. osmozã — trecerea unei soluþii printr-o membranã semipermeabilã, datoritã presiunii osmotice (diferenþei de concentraþie). osteomalacie — decalcifierea þesutului osos datoritã tulburãrii metabolismului fosfo-calcic. P patologie — ramurã a medicinei care studiazã cauzele ºi simptomele bolilor. pericondru — înveliº conjunctiv al cartilajelor. perineu — partea inferioarã a micului bazin traversatã la bãrbaþi de uretrã ºi rect, iar la femei de uretrã, vagin ºi rect. periost — înveliº conjunctiv al oaselor. peristaltism — totalitatea miºcãrilor de contracþie succesivã în direcþie antero-posterioarã a musculaturii pereþilor unor organe tubulare. peritoneu — membranã conjunctivã ce cãptuºeºte la interior cavitatea abdominalã ºi înveleºte unele organe abdominale. peritonitã — inflamaþie a peritoneului.
128
pinocitozã — proces de înglobare de cãtre celule a unor picãturi de soluþii prin invaginarea membranei ºi formarea unor vezicule. piriform — în formã de parã. plantã — talpa piciorului. plex — împletiturã de fibre nervoase sau/ºi vase sangvine. plicã — cutã, îndoiturã a unei formaþiuni anatomice. polidipsie — sete exageratã, însoþitã de consum mare de apã. polifagie — consum exagerat de alimente. poliurie — eliminarea abundentã de urinã. posturã — þinutã; poziþie a corpului. proprioceptiv — care se referã la sensibilitatea generatã de stimuli proveniþi din muºchi, tendoane ºi articulaþii. protoneuron — primul neuron al unei cãi nervoase. protopatic — de analizã grosierã. R RBW — reacþia Bordet–Wasserman pentru depistarea agentului patogen al sifilisului. regurgitare — revenirea în cavitatea bucalã a conþinutului gastric. remaniere — modificare. S sapid — care are gust. sarcolemã — membrana celulei musculare. semipermeabilitate — proprietatea unor membrane de a permite trecerea selectivã a componentelor unui amestec. senzitiv — înzestrat cu sensibilitate; sensibil. senzorial — care este în legãturã cu sistemul nervos ºi cu organele de simþ; cu producerea senzaþiilor, cu recepþia stimulilor externi sau interni. sfincter — muºchi circular situat în pereþii unor organe tubulare sau orificii naturale, care prin contracþie diminueazã deschiderea acestora. simptom — semn de boalã. sinciþiu — masã de protoplasmã cu mai mulþi nuclei, provenitã din fuziunea mai multor celule. sindrom — grup de simptome care apar împreunã în cursul unei boli. somatic — care se referã la corpul organismelor vii. spasm — contracþie bruscã, exageratã, a musculaturii involuntare. spasmofilie — formã de convulsie, în special la copii, cu cauze variate (boli infecþioase, hipocalcemie etc.). stenozã — strâmtarea unui orificiu sau a unui organ cavitar. strangulaþie Ranvier — porþiune de axon aflatã între douã celule Schwann, unde teaca de mielinã este întreruptã. T tahicardie — accelerarea funcþiei cardiace, care depãºeºte valoarea normalã fiziologicã. telereceptor — receptor de la distanþã. termogenezã — producere de cãldurã. termolizã — eliminare, pierdere de cãldurã. tonus — stare permanentã de uºoarã tensiune a muºchilor unui organism sãnãtos aflat în stare de repaus. tract — cale, drum. transaminare — transferul unor grupãri animice de la un aminoacid la un cetoacid, având ca rezultat obþinerea altui aminoacid. transport activ — trecerea unor substanþe printr-o membranã, cu consum energetic. traumatism — leziune provocatã organismului de acþiunea unor factori externi (mecanici, fizici etc.).T travaliu — activitate; lucru mecanic (medical – momentul naºterii). tropism — tendinþã de orientare spre o anumitã þintã. umoral — de naturã lichidã. uraþi — sãruri ale acidului uric.
U
V viscere — organele cavitãþilor toracicã ºi abdominalã. visceroceptiv — interoceptiv; care recepþioneazã stimuli din organele interne. VSH — viteza de sedimentare a hematiilor.
