1. Uzasadnij słuszność stwierdzenia:
współdziałanie struktur komórkowych zapewnia prawidłowe funkcjonowanie komórki
współdziałanie struktur komórkowych zapewnia prawidłowe funkcjonowanie komórki
person
brightness_auto
1 odpowiedź
Mechanizm organizmu człowieka nazwać można, nie przesadzając ani trochę, cudownym. Chociaż ludzie zachwycają się walecznością atletów olimpijskich lub mądrością naukowców, choć niektórzy z nas biegają szybciej, skaczą wyżej, lub też ich myślenie jest bardziej dociekliwe, a możliwości intelektualne głębsze, to jednak każdy organizm jest w zasadzie taki sam. Ludzie różnią się szczegółami, ale mechanizm działania poszczególnych części ciała jest identyczny u każdego. Nerwy pracują wzdłuż tych samych linii, a serca biją jednakowym rytmem podporządkowując się prawom rządzącym strukturą i funkcjami. Podstawowym celem anatomii jest opisywanie budowy wewnętrznej organizmów, a fizjologii – wyjaśnianie budowy oraz mechanizmów czynności życiowych takich, jak np. pobieranie pokarmów, ich trawienie i wchłanianie, nauki te umożliwiają poznawanie zasad konstrukcji i funkcjonowania skomplikowanego, dynamicznego układu jakim jest każdy żywy organizm ludzki.
Żaden żywy organizm nie jest tylko prostą sumą elementów, z których jest zbudowany. Oznacza to, że nie można traktować całego złożonego organizmu jak pojedynczej komórki. I chociaż podstawowe czynności tych układów są podobne, to skala zadań jest inna. Człowiek staje przed szczególnie ostrymi problemami – w warunkach gdy wszystkie komórki muszą być odpowiednio „obsłużone”. Nie jest to jednak takie proste, a przyczyną jest wielkość i zróżnicowanie budowy różnych części ciała, układów i narządów. Współdziałanie wszystkich układów, w szczególności: krążenia, wymiany gazowej i wydalniczego pozwala na utrzymanie stałości środowiska wewnętrznego organizmu człowieka tworzącego dzięki temu funkcjonalną i strukturalną całość.
Utrzymywanie stałości środowiska fizykochemicznego we wnętrzu organizmu żywego nazywane jest utrzymywaniem homeostazy. Chodzi o zachowanie względnej niezmienności podstawowych, niezbędnych dla życia procesów. Celem mechanizmu regulacji homeostatycznej jest uniezależnienie organizmu, w pewnym stopniu, od warunków środowiska zewnętrznego (np. od wahań temperatury) i tym samym zapewnienie stałego środowiska przebiegu procesów biochemicznych (przede wszystkim stężenia substancji oraz warunków termicznych – np. aktywność enzymów jest ściśle uzależniona od temperatury).
Ogólnie, rolę układów krążenia, wymiany gazowej i wydalniczego można określić następująco: układ wymiany gazowej wprowadza z zewnątrz tlen w powietrzu i wyprowadza powietrze zużyte – o większej zawartości dwutlenku węgla; układ krążenia (krew, limfa, płyn międzykomórkowy) zajmuje się doprowadzaniem tlenu do tkanek, roznoszeniem go wewnątrz nich oraz odprowadzaniem substancji szkodliwych i zbędnych z tkanek do układu oddechowego i wydalniczego, który zbędne i szkodliwe metabolity usuwa poza organizm.
Dostarczanie tlenu do tkanek jest procesem dość skomplikowanym. Powietrze z zewnątrz, zasysane dzięki mechanizmowi ruchów klatki piersiowej człowieka (osiągnięcie ewolucyjne ssaków, do których człowiek należy; współdziałają mięśnie, opłucna, mostek, żebra, przepona – pod kontrolą nerwowego układu wegetatywnego), przez jamę nosową lub ustną, górne drogi oddechowe, trafia w płucach do pęcherzyków płucnych. Są to twory o bardzo – w sumie – dużej powierzchni, zawsze wilgotne (jak każda czynna fizjologicznie powierzchnia dokonująca wymiany substancji z otoczeniem) i niezwykle dobrze ukrwiona. Tu zaczyna się rola układu krążenia. Aby przekazywać efektywnie gaz, konieczna jest ciągła wentylacja po obu stronach nabłonka, czyli współdziałanie pracy serca, wytwarzającej nieustanny obieg krwi, z ciągłą wymianą gazów. Tlen przekazywany jest do krwi na zasadzie stałej różnicy ciśnień parcjalnych tego gazu (ciśnienie maleje w kierunku tkanek), wytwarzanej przez wspomniany wyżej mechanizm (ciśnienie tlenu niższe we krwi zużytej niż w płucach). Pojemność tlenową krwi zwiększa jej barwnik – hemoglobina. Jest to białko składające się z części globinowej, w kształcie zwężającego się po jednej stronie pierścienia i umieszczonej na dnie tego pierścienia grupy hemowej. Cząsteczka tlenu zostaje w hemoglobinie „zawieszona”, związana czasowo tak, by nie utleniła żelaza. Jakość hemoglobiny zależy wiec głównie od jej części globinowej.
Prąd krwi przenosi erytrocyty – „woreczki hemoglobiny” – do tkanek (w tym również do ścian naczyń) i tu, znów na zasadzie różnicy ciśnień parcjalnych tlenu, uwalniany jest on do komórek. Poza tym wyższa temperatura w tkankach niż na zewnątrz i w płucach powoduje zmniejszenie rozpuszczalności tlenu i jego przyswajalności przez hemoglobinę – hemoglobina oddaje tlen. Znaczenie ma też wzrost stężenia w tkankach dwutlenku węgla, który może wybijać tlen z hemoglobiny. Wzrost stężenia dwutlenku węgla we krwi o kilka procent ponad normę lub spadek stężenia tlenu o około połowę sygnalizowany jest natychmiast organizmowi i powoduje zwiększenie częstości oddechów.
Prawidłowe funkcjonowanie organizmu ludzkiego wymaga usuwania z niego substancji zbędnych, szkodliwych, niepotrzebnych produktów przemian biochemicznych. Produkty oddychania komórkowego – woda i dwutlenek węgla – odprowadzane są do płuc. Dwutlenek węgla transportowany jest również przez krew na zasadzie różnicy ciśnień (ich układ jest odwrotny niż w przypadku tlenu). Około 80% w postaci rozpuszczonej lub w postaci jonów, reszta w hemoglobinie (na całkiem innej zasadzie niż tlen) i w białkach osoczowych, w formie karbaminianów. Do układu pokarmowego odprowadzane są niektóre sole, do skóry – sole i woda z niewielka ilością mocznika, do wątroby – np. alkohol z jelita, kwas mlekowy z mięśni. Wszystko to za pośrednictwem płynów ciała.
Nerki człowieka są narządami „segregującymi” substancje znajdujące się w organizmie na potrzebne i niepotrzebne oraz usuwającymi te ostatnie. Przez nerki wydalane są niektóre sole (regulacja stężenia jonów we krwi), metabolity azotowe i inne substancje zbędne i szkodliwe – rozpuszczone w wodzie. Naczynie krwionośne dochodzi do nefronu i łączy się z nim w postaci ciałka Malpighiego. Układ dziwny (tętnica – naczynie włosowate – tętnica), ze zróżnicowaną średnicą tętniczki doprowadzającej (o większym przekroju) i odprowadzającej oraz specyficzną budową ściany torebki Bowmana, w połączeniu z ciągłą pracą serca, wywołują silne sączenie. Tworzy się mocz pierwotny, w bardzo dużej ilości, przez niewybiórczą filtrację, a krew w naczyniu staje się mocno zagęszczona. W kanaliku nefronu substancje potrzebne, w tym woda (tu działa pompa sodowa – aktywny transport jonów, za nimi dyfuzja wody) zostają wyłapane z powrotem do krwi (absorpcja). Absorpcji wody sprzyja także duża gęstość, odsączonej uprzednio w ciałku Malpighiego, krwi w naczyniach oplatających nefron. Etap niewybiórczej filtracji, w połączeniu z drugim – wybiórczej reabsorpcji, pozwala na pozbywanie się substancji w organizmie zbędnych lub toksycznych, a nieznanych przezeń wcześniej (mechanizm reabsorpcji nastawiony jest na odciąganie tylko substancji potrzebnych). W nefronie odbywa się jeszcze wybiórcza sekrecja jonów (regulacja ich stężenia) i mocz ostateczny, zagęszczony, zostaje usunięty przez kanaliki zbiorcze, moczowody, pęcherz i cewkę moczową.
Do funkcji transportowych, scalających, układu krążenia zaliczamy także roznoszenie regulatorów humoralnych, w tym m.in. hormonu antydiuretycznego (wazopresyny) i adrenaliny, które przez mocniejsze lub słabsze działanie presyjne na tętniczkę doprowadzającą regulują diurezę w zależności od potrzeb organizmu, dwutlenku węgla i tlenu jako regulatorów szybkości wentylacji zewnętrznej, t.j. częstości oddechów, properdyny i interferonu – substancji antyinfekcyjnych. Krew pełni także funkcję buforowania płynów ciała, czyli utrzymuje ich stały skład jonowy oraz pH (przykładem układ węglanowy: H2CO3 « HCO3- + H+, HCO3- « CO32- + H+). Aby zapewnić organizmowi w miarę stałą objętość płynów ciała, działa mechanizm pourazowego krzepnięcia krwi. pęknięcie ściany naczynia wywołuje zaciśnięcie jego mięśniówki, obniżenie ciśnienia, ale przede wszystkim kaskadę procesów biochemicznych,
Żaden żywy organizm nie jest tylko prostą sumą elementów, z których jest zbudowany. Oznacza to, że nie można traktować całego złożonego organizmu jak pojedynczej komórki. I chociaż podstawowe czynności tych układów są podobne, to skala zadań jest inna. Człowiek staje przed szczególnie ostrymi problemami – w warunkach gdy wszystkie komórki muszą być odpowiednio „obsłużone”. Nie jest to jednak takie proste, a przyczyną jest wielkość i zróżnicowanie budowy różnych części ciała, układów i narządów. Współdziałanie wszystkich układów, w szczególności: krążenia, wymiany gazowej i wydalniczego pozwala na utrzymanie stałości środowiska wewnętrznego organizmu człowieka tworzącego dzięki temu funkcjonalną i strukturalną całość.
Utrzymywanie stałości środowiska fizykochemicznego we wnętrzu organizmu żywego nazywane jest utrzymywaniem homeostazy. Chodzi o zachowanie względnej niezmienności podstawowych, niezbędnych dla życia procesów. Celem mechanizmu regulacji homeostatycznej jest uniezależnienie organizmu, w pewnym stopniu, od warunków środowiska zewnętrznego (np. od wahań temperatury) i tym samym zapewnienie stałego środowiska przebiegu procesów biochemicznych (przede wszystkim stężenia substancji oraz warunków termicznych – np. aktywność enzymów jest ściśle uzależniona od temperatury).
Ogólnie, rolę układów krążenia, wymiany gazowej i wydalniczego można określić następująco: układ wymiany gazowej wprowadza z zewnątrz tlen w powietrzu i wyprowadza powietrze zużyte – o większej zawartości dwutlenku węgla; układ krążenia (krew, limfa, płyn międzykomórkowy) zajmuje się doprowadzaniem tlenu do tkanek, roznoszeniem go wewnątrz nich oraz odprowadzaniem substancji szkodliwych i zbędnych z tkanek do układu oddechowego i wydalniczego, który zbędne i szkodliwe metabolity usuwa poza organizm.
Dostarczanie tlenu do tkanek jest procesem dość skomplikowanym. Powietrze z zewnątrz, zasysane dzięki mechanizmowi ruchów klatki piersiowej człowieka (osiągnięcie ewolucyjne ssaków, do których człowiek należy; współdziałają mięśnie, opłucna, mostek, żebra, przepona – pod kontrolą nerwowego układu wegetatywnego), przez jamę nosową lub ustną, górne drogi oddechowe, trafia w płucach do pęcherzyków płucnych. Są to twory o bardzo – w sumie – dużej powierzchni, zawsze wilgotne (jak każda czynna fizjologicznie powierzchnia dokonująca wymiany substancji z otoczeniem) i niezwykle dobrze ukrwiona. Tu zaczyna się rola układu krążenia. Aby przekazywać efektywnie gaz, konieczna jest ciągła wentylacja po obu stronach nabłonka, czyli współdziałanie pracy serca, wytwarzającej nieustanny obieg krwi, z ciągłą wymianą gazów. Tlen przekazywany jest do krwi na zasadzie stałej różnicy ciśnień parcjalnych tego gazu (ciśnienie maleje w kierunku tkanek), wytwarzanej przez wspomniany wyżej mechanizm (ciśnienie tlenu niższe we krwi zużytej niż w płucach). Pojemność tlenową krwi zwiększa jej barwnik – hemoglobina. Jest to białko składające się z części globinowej, w kształcie zwężającego się po jednej stronie pierścienia i umieszczonej na dnie tego pierścienia grupy hemowej. Cząsteczka tlenu zostaje w hemoglobinie „zawieszona”, związana czasowo tak, by nie utleniła żelaza. Jakość hemoglobiny zależy wiec głównie od jej części globinowej.
Prąd krwi przenosi erytrocyty – „woreczki hemoglobiny” – do tkanek (w tym również do ścian naczyń) i tu, znów na zasadzie różnicy ciśnień parcjalnych tlenu, uwalniany jest on do komórek. Poza tym wyższa temperatura w tkankach niż na zewnątrz i w płucach powoduje zmniejszenie rozpuszczalności tlenu i jego przyswajalności przez hemoglobinę – hemoglobina oddaje tlen. Znaczenie ma też wzrost stężenia w tkankach dwutlenku węgla, który może wybijać tlen z hemoglobiny. Wzrost stężenia dwutlenku węgla we krwi o kilka procent ponad normę lub spadek stężenia tlenu o około połowę sygnalizowany jest natychmiast organizmowi i powoduje zwiększenie częstości oddechów.
Prawidłowe funkcjonowanie organizmu ludzkiego wymaga usuwania z niego substancji zbędnych, szkodliwych, niepotrzebnych produktów przemian biochemicznych. Produkty oddychania komórkowego – woda i dwutlenek węgla – odprowadzane są do płuc. Dwutlenek węgla transportowany jest również przez krew na zasadzie różnicy ciśnień (ich układ jest odwrotny niż w przypadku tlenu). Około 80% w postaci rozpuszczonej lub w postaci jonów, reszta w hemoglobinie (na całkiem innej zasadzie niż tlen) i w białkach osoczowych, w formie karbaminianów. Do układu pokarmowego odprowadzane są niektóre sole, do skóry – sole i woda z niewielka ilością mocznika, do wątroby – np. alkohol z jelita, kwas mlekowy z mięśni. Wszystko to za pośrednictwem płynów ciała.
Nerki człowieka są narządami „segregującymi” substancje znajdujące się w organizmie na potrzebne i niepotrzebne oraz usuwającymi te ostatnie. Przez nerki wydalane są niektóre sole (regulacja stężenia jonów we krwi), metabolity azotowe i inne substancje zbędne i szkodliwe – rozpuszczone w wodzie. Naczynie krwionośne dochodzi do nefronu i łączy się z nim w postaci ciałka Malpighiego. Układ dziwny (tętnica – naczynie włosowate – tętnica), ze zróżnicowaną średnicą tętniczki doprowadzającej (o większym przekroju) i odprowadzającej oraz specyficzną budową ściany torebki Bowmana, w połączeniu z ciągłą pracą serca, wywołują silne sączenie. Tworzy się mocz pierwotny, w bardzo dużej ilości, przez niewybiórczą filtrację, a krew w naczyniu staje się mocno zagęszczona. W kanaliku nefronu substancje potrzebne, w tym woda (tu działa pompa sodowa – aktywny transport jonów, za nimi dyfuzja wody) zostają wyłapane z powrotem do krwi (absorpcja). Absorpcji wody sprzyja także duża gęstość, odsączonej uprzednio w ciałku Malpighiego, krwi w naczyniach oplatających nefron. Etap niewybiórczej filtracji, w połączeniu z drugim – wybiórczej reabsorpcji, pozwala na pozbywanie się substancji w organizmie zbędnych lub toksycznych, a nieznanych przezeń wcześniej (mechanizm reabsorpcji nastawiony jest na odciąganie tylko substancji potrzebnych). W nefronie odbywa się jeszcze wybiórcza sekrecja jonów (regulacja ich stężenia) i mocz ostateczny, zagęszczony, zostaje usunięty przez kanaliki zbiorcze, moczowody, pęcherz i cewkę moczową.
Do funkcji transportowych, scalających, układu krążenia zaliczamy także roznoszenie regulatorów humoralnych, w tym m.in. hormonu antydiuretycznego (wazopresyny) i adrenaliny, które przez mocniejsze lub słabsze działanie presyjne na tętniczkę doprowadzającą regulują diurezę w zależności od potrzeb organizmu, dwutlenku węgla i tlenu jako regulatorów szybkości wentylacji zewnętrznej, t.j. częstości oddechów, properdyny i interferonu – substancji antyinfekcyjnych. Krew pełni także funkcję buforowania płynów ciała, czyli utrzymuje ich stały skład jonowy oraz pH (przykładem układ węglanowy: H2CO3 « HCO3- + H+, HCO3- « CO32- + H+). Aby zapewnić organizmowi w miarę stałą objętość płynów ciała, działa mechanizm pourazowego krzepnięcia krwi. pęknięcie ściany naczynia wywołuje zaciśnięcie jego mięśniówki, obniżenie ciśnienia, ale przede wszystkim kaskadę procesów biochemicznych,