Budowa i rola układu krwionośnego człowieka.

Przedstaw budowę układu krwionosnego człowieka i jego rolę w utrzymaniu homeostazy organizmu

Układ krwionośny
Układem który odgrywa ogromną rolę w utrzymaniu stałości środowiska wewnętrznego organizmu, czyli w homeostazie jest układ krążenia. Chciałabym zwrócić uwagę że reakcje homeostatyczne są nieuniknione i automatyczne, jeśli cały układ funkcjonuje prawidłowo. W utrzymaniu homeostazy bierze udział wiele współpracujących ze sobą układów jednak rola układu krążenia jest tutaj ogromna. układ krążenia po raz pierwszy pojawia się u pierścienic. Systemy krążenia kręgowców tworzą układy zamknięte o zminimalizowanych oporach naczyniowych. Każdy organizm żywy potrzebuje substancji odżywczych, które muszą być dostarczone nawet najmniejszym komórkom. Poza tym wszelkie szkodliwe produkty przemiany związków azotowych muszą być usunięte z jego ciała. U prostych zwierząt wodnych potrzeby te mogą być realizowane na drodze dyfuzji. Jednak u wyższych zwierząt zwykła dyfuzja nie wystarczy, a zaspokojenie potrzeb metabolicznych komórek stałoby się wręcz niemożliwe. Z tego względu w transporcie uczestniczą wyspecjalizowane narządy krążenia. Dlatego też układ krążenia jest często określany układem transportu wewnętrznego i składa się z układu krwionośnego i limfatycznego oraz wypełniających je płynów ustrojowych: krwi i limfy.
Moje rozważania na temat układu krążenia chciałabym rozpocząć od jego budowy. Układ krwionośny składa się z serca oraz z sieci naczyń włosowatych. Naczynia krwionośne wyróżniamy na podstawie kierunku przepływu krwi i tak też: tętnice odprowadzają krew z serca do tkanek, natomiast żyłami płynie krew z tkanek do serca. Tętnice i żyły różnią się budową : tętnice mają stosunkowo grube i silnie umięśnione ściany, dzięki czemu są elastyczne i odporne na wysokie ciśnienie krwi. Żyły natomiast mają stosunkowo cienkie ściany , słabo umięśnione, co prowadzi do małej elastyczności i odporności na zmiany ciśnienia krwi. Ściany żył i tętnic składają się z trzech warstw: zewnętrznej - łącznotkankowej, środkowej - zbudowanej z mięśni gładkich oraz wewnętrznej -utworzonej z tkanki łącznej i śródbłonka. Żyły w przeciwieństwie do tętnic, mają kieszonkowe zastawki, które odgrywają b. ważną rolę, bowiem zapobiegają cofaniu się krwi. Naczynia włosowate są cienkościennymi przewodami rozmieszczonymi w tkankach i łączącymi zwykłe tętnice z żyłami. Ich ściana złożona jest z jednej warstwy komórek tzw. Śródbłonka, poprzez który zachodzi wymiana substancji między krwią i tkankami.
Naczynia włosowate tworzą gęste sieci będące przeważnie połączeniem tętnic i żył. Struktury takie noszą nazwę zwykłych sieci tętniczo-żylnych. W niektórych silnie ukrwionych narządach , tętniczki rozdzielają się na sieci naczyń włosowatych, jeszcze przed zwykłą siecią tętniczo-żylną . Struktury takie noszą nazwę sieci dziwnych, jednak wbrew nazwie nie ma tu nic "dziwnego". Już matka natura widziała ,że jest to b. ważne bowiem za pomocą jego pośrednictwa odbywa się sprawna wymiana substancji między organem a płynami ciała. Sieci dziwne występują między innymi w nerkach i w przysadce mózgowej. Niektóre żyły rozdzielają się na sieci naczyń włosowatych za zwykłą siecią tętniczo-żylną , tworząc w ten sposób układy wrotne. Przy pomocy tego układu odprowadzana jest krew z żołądka, śledziony, jelit ,trzustki do wątroby. Liczne substancje toksyczne oraz nadwyżki składników pokarmowych są zatrzymywane przez wątrobę, a reszta przedostaje się do żyły podstawowej dolnej.
Opisując budowę układu krwionośnego nie można pominąć serca które jest centralnym narządem układu krążenia. Jest to narząd mięśniowy wielkości pięści . Szersza część serca , skierowana jest ku górze nosi nazwę podstawy serca , węższa skierowana ku dołowi nosi nazwę koniuszka serca . Serce umieszczone jest w worku osierdziowym , wypełnionym niewielką ilością płynu. Ściana serca pokryta jest cienką błoną na której leżą naczynia wieńcowe , tworzące sercowy układ krążenia , układ wieńcowy, odpowiedzialny za doprowadzenie i odprowadzenie różnych substancji . Serce człowieka zbudowane jest z dwóch przedsionków oraz takiej samej ilości komór ,podzielonych przez całkowitą przegrodę . Mięsień sercowy zbudowany jest z tkanki mięśniowej poprzecznie prążkowanej, której włókna charakteryzują się silnym rozgałęzieniem . Przedsionki oraz komory wyścielone są wewnątrz błoną zbudowaną z tkanki łącznej pokrytej warstwą nabłonka płaskiego . Serce swoim działaniem można przyrównać do pompy . Wyposażone jest w specjalne zastawki , które uniemożliwiają zmianę kierunku przepływu krwi . Między przedsionkiem a komorą prawej części serca znajduje się zastawka trójdzielna , która składa się z trzech płatów, zaś lewa część serca zaopatrzona jest w zastawkę dwudzielną . U podstawy dwóch dużych tętnic odchodzących od komór - aorty i tętnicy płucnej znajdują się zastawki półksiężycowate. Deformacje zastawek spowodowane chorobami takimi jak gościec stawowy czy kiła bądź wady wrodzone powodują ich złe funkcjonowanie . W wyniku zabliźniania zastawki ulegają zgrubieniu co prowadzi do zaburzenia przepływu krwi , równowaga zostaje zakłócona. Część chorób polega na niedomykaniu się zastawek serca a w efekcie część krwi dostaje się z powrotem do komór lub przedsionków pogarszając wydajność pracy serca. Specjalny układ przewodzący serca odpowiedzialny jest za jego automatyczną pracę , składa się z włókien mięśniowych tworzących tzw. tkankę węzłową serca . U ujścia żyły głównej do prawego przedsionka znajduje się pochodzący od zatoki żylnej, węzeł zatokowo-przedsionkowy, główny rozrusznik serca, który inicjuje jego pracę. Na granicy przedsionków i komór leży drugi węzeł przedsionkowo- komorowy, od którego odchodzi pęczek włókien - pęczek Hissa, rozwidlający się na dwa włókna Purkiniego.
Zanim przejdę do opisu składników krwi, chciałabym jeszcze opisać obiegi krwi. W organizmie ludzkim istnieją 2 drogi krwi, tworzące jak gdyby zamknięte koła, krążenie duże i krążenie małe - płucne. Prawa komora tłoczy odtlenowaną krew do tętnicy płucnej (tu rozpoczyna się obieg mały), która rozgałęzia się w płucach na mniejsze tętnice, a następnie na sieci naczyń włosowatych. W naczyniach włosowatych płuc odbywa się wymiana gazowa. Natlenowana krew trafia do małych żyłek, następnie do większych żył, po czym wpada do żył płucnych.
Żyły płucne prowadzą natlenowaną krew do lewego przedsionka, a stąd do lewej komory. Lewa komora tłoczy natlenowana krew do aorty (tu rozpoczyna się obieg duży), która rozgałęzia się na mniejsze tętnice, docierające do różnych tkanek ciała. W tkankach tętnice rozdzielają na sieci naczyń włosowatych, w których zachodzi wymiana gazowa. Odtlenowana krew trafia do małych żyłek, następnie do większych żył, po czym żyłami głównymi wpada do prawego przedsionka, a stąd do prawej komory.
Skoro mowa już o przepływie krwi chciałabym również wspomnieć b. krótko dostosowaniu do potrzeb metabolicznych organizmu, co jest możliwe dzięki mechanizmowi regulacyjnemu . Na regulację krążenia wpływa wiele czynników, które dostosowują akcję serca i średnicę naczyń krwionośnych do wymagań organizmu. Ma to na celu utrzymanie organizmu w stania równowagi homeostatycznej . Przyspieszenie akcji serca jest spowodowane pobudzeniem rozrusznika przez układ nerwowy. Impulsy wysyłane są przez ośrodek znajdujący się w rdzeniu przedłużonym . Czynnikiem zmieniającym napięcie naczyń krwionośnych , a przez to ciśnienie i szybkość przepływu krwi są mięśnie gładkie. Ich skurcz powoduje wzrost ciśnienia krwi.
Myślę że po krótkiej "wędrówce" po układzie krwionośnym mogę przejść do wypełniającego go płynu ustrojowego - krwi . Krew jest swoistą odmianą tkanki łącznej , której substancja międzykomórkowa jest płynna . W osoczu zawieszone są elementy morfotyczne krwinki . Osocze jest wodnym roztworem białek , aminokwasów, cukrów, kwasów organicznych, mocznika i soli mineralnych. Osocze stanowi około 56% krwi . Wśród białek osocza wymienia się albuminy globuliny i fibrynogen. Fibrynogen bierze udział w procesie krzepnięcia krwi, kiedy z formy rozpuszczalnej przy udziale Ca i pod wpływem enzymów przekształca się w włóknistą fibrynę tworząc zrąb skrzepu . Skrzep chroni przed utratą płynów w przypadku uszkodzeń ciała oraz zabezpiecza przed wnikaniem ciał obcych do wnętrza organizmu, co również pomaga w utrzymaniu homeostazy organizmu. Albuminy stanowią najliczniejszą frakcję białek osocza . Wytwarzają one tzw. Ciśnienie onkotyczne , zatrzymując w ten sposób wodę w naczyniach krwionośnych . Globuliny pełnią funkcję transportową , przenosząc między innymi hormony , barwniki , jony i witaminy. Niektóre białka globularne (tzw. Gamma globuliny ) warunkują odporność na wiele chorób . Erytrocyty są najliczniejszą grupą morfotyczną krwi. Dojrzałe erytrocyty są bezjądrzaste , małe i dyskowate . Czerwone krwinki powstają z ertyroblastów w czerwonym szpiku kostnym . Ich liczba utrzymywana jest na stałym poziomie , ponieważ taka sama liczba krwinek powstaje jak ginie . Krwinki te żyją przez około 100-120 dni , po czym gdy zawierają zbyt duży procent met- hemoglobiny są wychwytywane przez śledzionę i następuje ich rozpad. Uwolniona hemoglobina jest degradowana w wątrobie . Żelazo uwolnione z hemoglobiny jest w części transportowane do szpiku kostnego. Białe krwinki , czyli leukocyty charakteryzują się obecnością jądra i brakiem barwnika. Są one zdolne do czynnego przemieszczania się ruchem pełzakowym i przenikania przez ściany naczyń krwionośnych . Wśród leukocytów wyróżnia się : limfocyty, monocyty i granulocyty. Limfocyty i monocyty powstają w tkance limfatycznej, głównie w śledzionie , w węzłach chłonnych i w grasicy. Limfocyty uczestniczą w reakcjach odpornościowych. Rozpoznają obce dla organizmu antygeny i zwalczają je poprzez wytworzenie specyficznych białek -przeciwciał. Limfocyty odpowiadają także za pamięć immunologiczną umożliwiającą rozpoznanie antygenu , z którym organizm miał wcześniej styczność. Monocyty są największymi leukocytami . Wykazują zdolność fagocytowania różnych organizmów . Poza tym niektóre z nich uczestniczą w zwalczaniu infekcji wirusowych poprzez wytwarzanie specjalnego białka antywirusowego - interferonu. Granulocyty stanowią bardzo zróżnicowaną grupę leukocytów . Większość z nich wykazuje zdolność fagocytowania bakterii i innych mikroorganizmów . Cecha wspólną wszystkich granulocytów jest występowanie w ich cytoplazmie licznych ziarnistości . W formie pewnej „ciekawostki” chciałabym zaznaczyć że tak dobrze znana nam ropa jest skupiskiem obumarłych po fagocytozie krwinek wraz z ciałami obcymi oraz martwymi komórkami zainfekowanej tkanki. Trombocyty czyli płytki krwi u większości kręgowców są małymi owalnymi komórkami o ostrych brzegach i stosunkowo dużym jądrze komórkowym . Trombocyty zapoczątkowują procesy krzepnięcia krwi . Osocze pozbawione fibrynogenu i niezdolne do krzepnięcia , nazywamy surowicą . Procesy krzepnięcia wymagają obecności jonów wapniowych. Podczas pobierania krwi w celu zabezpieczenia jej przed krzepnięciem do pobranej krwi dodaje się cytrynianu który wiąże Ca . Wątroba i płuca wytwarzają w małych ilościach śr. P/skrzepowy - heparynę . To ona zapobiega przypadkowemu krzepnięciu krwi w naczyniach. Jej synteza jest uzależniona od odpowiedniego zaopatrzenia organizmu w wit K .
Na uwagę zasługuje oczywiście transport O i CO, który odbywa się przy udziale erytrocytów i osocza. Wiązanie tlenu przez hemoglobinę polega na tworzeniu luźnego, odwracalnego połączenia barwnika z cząsteczkami tlenu. Proces ten nazywa się utlenowaniem. Jedna cząsteczka hemoglobiny wiąże cztery cząsteczki tlenu. Hemoglobina staje się wtedy jaśniejsza i nosi nazwę oksyhemoglobiny [Hb(O ) ]. Proces ten zachodzi w płucach i skrzelach, gdzie ciśnienie cząsteczkowe tlenu jest wysokie, temperatura niższa niż w pozostałych tkankach, niskie ciśnienie cząsteczkowe CO i wyższe pH krwi. W takich warunkach blisko 100% tlenu wiąże się z hemoglobiną. tlenek węgla czyli czad jest gazem, który współzawodniczy z tlenem przy wiązaniu z hemoglobiną. Ma on 200 razy większe powinowactwo do barwnika i łatwo wypiera tlen z oksyhemoglobiny, zajmując jego miejsce. Połączenie owo nazywa się karboksyhemoglobiną lub hemoglobiną tlenkowęglową. Jest ona fizjologicznie nieczynna. Jeżeli w powietrzu oddechowym znajduje się 0,5% CO, to ponad połowa hemoglobiny zostaje zablokowana i tylko jej reszta może transportować tlen.
Powstający w procesach oddychania CO jest transportowany z tkanek do powierzchni oddechowych. Część CO - ok.20% - jest transportowana w formie luźnej związanej z grupami - NH białkowej części hemoglobiny jako karbaminohemoglobina. Pozostała część transportowana jest przez osocze. 10% w formie kw.węglowego, a 70% w postaci jonów wodorowęglanowych (HCO ) związanych przez Na i K osocza. Dyfundujący z tkanek do osocza CO w dużej części przenika do erytrocytów, gdzie pod wpływem anhydrazy węglanowej łączy się z wodą. Powstały kw.węglowy dysocjuje na jony wodorowe, które łączą się z uwolnioną od tlenu hemoglobiną, oraz na jony wodorowęglowe, przenikające do osocza, gdzie łączą się z Na i K .
Myślę, że omawiając skład płynu ustrojowego uk. Krwionośnego trzeba również wspomnieć o grupach krwi. Człowiek może posiadać cztery grupy krwi : A, B, AB i 0. Grupa krwi człowieka jest przykładem cechy determinowanej przez gen mający więcej niż dwa allele. O grupie krwi decyduje obecność pewnych białek (tzw. antygenów powierzchniowych) w błonach erytrocytów. Wyróżniono dwa rodzaje antygenów powierzchniowych: antygen A oraz antygen B. człowiek posiadający antygen A ma grupę krwi A, człowiek posiadający antygen B - grupę krwi B, człowiek posiadający oba typy antygenów: A i B - grupę AB, zaś człowiek, w którego erytrocytach nie ma żadnego z wymienionych antygenów - grupę - 0.


Gen odpowiedzialny za grupę krwi człowieka ma trzy allele oznaczone jako Ia Ib oraz Io. Dziedziczenie grup krwi jest jednogenowe ze zróżnicowaną dominacją w obrębie analizowanego genu. allel Ia oraz Ib dominuje nad allelem Io. Natomiast allele Ia oraz Ib wykazują kodominację. Grupy krwi są zupełnie niezależne od płci. Oznacza to, że locus tego genu jest w autosomie. Osoba o grupie krwi A syntetyzuje przeciwciała anty-B, osoba z grupą B syntetyzuje przeciwciała anty-A . Posiadacz grupy AB nie syntetyzuje żadnej z wymienionych immunoglobulin , natomiast osoby o grupie O, obie .
Bardzo ważnym problemem jest również dziedziczenie czynnika Rh . Antygeny Rh są produktem eksprasji genu Rh . Białka te znajdują się w błonie erytrocytów . Obecność białka Rh , który nieraz znany jest pod nazwą antygenu D uwarunkowana jest obecnością całkowicie dominującego allelu o lokalizacji autosomalnej . Dodatni odczyn, czyli krew typu Rh (+) wykazuje ponad 84% przedstawicieli rasy białej. Tylko ponad 15% przedstawicieli jest homozygotami recesywnymi z krwią typu Rh(-). Niezgodność Rh może być przyczyną konfliktu serologicznego. Konflikt serologiczny może nastąpić w momencie , gdy przyszła matka ma krew grupy Rh (-), a jej partner Rh(+) , ponieważ dziecko może dziedziczyć po ojcu allel Rh i będzie miało po ojcu krew typu Rh (+). Ta niezgodność biochemiczna krwi matki i płodu nie musi być niebezpieczna , ponieważ krew matki i dziecka nie mieszają się . Jednak może zaistnieć sytuacja gdy zostanie uszkodzone łożysko , wówczas krew płodu przedostaje się do krwioobiegu matki , powodując reakcję odpornościową - limfocyty matki zaczną produkować przeciwciała anty-Rh . Będą one przenikać przez barierę łożyskową i łączyć się z białkiem Rh na powierzchni erytrocytów płodu. Skutkiem będzie rozpadanie się zaatakowanych krwinek czerwonych i uwolnienie hemoglobiny płodu do osocza . Produkty rozpadu hemoglobiny są toksyczne dla tkanek płodu. Może dojść wówczas do zaburzeń rozwojowych np. wodogłowia lub ślepoty. W przypadku erytroblastazy płodowej dochodzi do śmierci płodu i poronienia. W przypadku konfliktu serologicznego w izbach porodowych podaje się surowice zawierające przeciwciała anty-Rh , których obecność "uspokaja" system immunologiczny matki. Do chorób genetycznych związanych z krwią zaliczyć można hemofilię. Należy do ludzkich cech sprzężonych z płcią . Hemofilia przejawia się brakiem jednego z czynników krzepnięcia krwi . Wywołana jest poprzez recesywny gen sprzężony z chromosomem X. Na hemofilię może być chory tylko mężczyzna, kobieta może być tylko nosicielką. Jej krew krzepnie nieco dłużej. We współczesnym świecie istnieje możliwość leczenia objawowego hemofilii poprzez podawanie preparatów krwiopochodnych lub zawierające białkowe czynniki krzepnięcia krwi. Jednak nie tylko hemofilia stanowi zagrożenie dla człowieka .
Znane są również inne choroby układu krążenia , które są przyczyną największej ilości zgonów . Choroby serca (głównie wieńcowa) i choroba nadciśnieniowa zaliczane są do chorób które powodują największą śmiertelność współczesnego człowieka. Zmiana nawyków żywieniowych prowadząca do otyłości i nadwagi spożywanie zbyt dużej ilości tłuszczów zwierzęcych i węglowodanów i mała aktywność fizyczna są przyczynami chorób miażdżycowych . Miażdżyca tętnic, głównie tętnic wieńcowych i mózgowych polega na zwężeniu światła naczyń krwionośnych i zmniejszeniu ich elastyczności w wyniku odkładania się na ścianach tętnic złogów substancji tłuszczowych, głównie cholesterolu . W efekcie usztywnione ściany tętnic przenoszą wysokie ciśnienie krwi wytworzone w lewej komorze serca w głąb całego układu krążenia co, powoduje nadciśnienie tętnicze. Doprowadzić to może do lokalnych wylewów krwi w sercu i mózgu oraz do uszkodzenia drobnych naczyń. Znaczne zwężenie powoduje słabe ukrwienie narządów, a w konsekwencji ich niedotlenienie i niedożywienie, co prowadzi do pogorszenia ich pracy . Bywa również tak , że światło naczynia zostanie kompletnie zamknięte, następuje wtedy martwica całych obszarów zaopatrywanych w krew przez owe naczynia.
Na tle zmian miażdżycowych rozwija się choroba wieńcowa, której skutkiem może być zawał, czyli martwica pewnego obszaru mięśnia sercowego. Czynnikiem znacznie zwiększającym ryzyko choroby miażdżycowej oraz nadciśnieniowej są nadmierne stany emocjonalne, co niestety b. często jest powodem zawału serca,a nawet śmierci. Choroba nadciśnieniowa może powodować pękanie naczyń krwionośnych. . Zdrowe serce może normalnie zwiększać swoją pracę , gdy zachodzi taka potrzeba . Tętno jest spowodowane rytmicznym rozszerzaniem się ścian początkowego odcinka tętnicy głównej do której tłoczna jest krew z lewej komory serca. Te rytmiczne skurcze przenoszą się na tętnice obwodowe. Ciśnienie krwi w tętnicach jest zmienne i wzrasta w następstwie skurczu serca zaś maleje przy rozkurczu . Ciśnienie w czasie skurczu, zwane skurczowym wynosi w aorcie 120-140 mm hg, natomiast cisnienie podczas rozkurczu (rozkurczowe) wynosi 80 mm hg. Ciśnienie zmienia się wraz z wiekiem , a w czasie snu nieznacznie maleje, zaś przy intensywnym wysiłku może wzrosnąć do 200 mm Hg. Bardzo duże znaczenie ma tu pomiar tętna. Informuje bowiem o stanie układu krążenia . Wykonywanie wysiłku ponad normę, ciężka praca, przemęczenie powodują osłabienie mięśnia sercowego,jego wiotczenie,a w kosekwencji rozszerzenie. Prowadzi to do nieodwracalnych zmian w układzie krążenia i obniża jego wydajność,a co za tym idzie stałość środowiska wewnętrznego zostaje zachwiana. Jednak nie tylko zły tryb życia powoduje choroby układu krwionośnego. Różne bakterie chorobotwórcze mogą spowodować również uszkodzenia serca. Bardzo niebezpieczne są choroby zakaźne błonica, szkarlatyna, dur brzuszny i angina . Częstą przyczyną wad serca jest reumatyzm wywołany niewyleczonymi ogniskami zapalnymi (ropne migdały ,ropnie na korzeniach zębowych, zapalenie zatok szczękowych) Do częstych chorób układu krwionośnego , a dokładniej zespołu narządów w którym powstają elementy krwi należą różne typy niedokrwistości (anemia) powodowane głównie niedoborem żelaza a także uszkodzeniem szpiku np. przez nowotwór, benzen, promienie x i trudno poddające się leczeniu białaczki charakteryzujące się wzmożoną produkcją białych krwinek. Sprawne funkcjonowanie układu krążenia jest podstawą homeostazy organizmu . Utrzymanie stałości środowiska wewnętrznego organizmu realizowane jest poprzez transport gazów oddechowych między narządami wymiany gazowej a tkankami ciała , transport substancji odżywczych z jelita do tkanek ciała, transport azotowych produktów przemiany materii i toksyn z tkanek ciała do narządów wydalniczych, transport hormonów i witamin, wyrównywanie potencjału wodnego w tkankach ciała, wyrównywanie odczynu środowiska (pH) w tkankach ciała( funkcja buforowa), wyrównywanie różnic termicznych między różnymi narządami i tkankami ciała (szczególnie ważne u kręgowców stałocieplnych) oraz zwalczanie czynników chorobotwórczych wnikających do organizmu (funkcja obronna). Przyglądając się tej ogromnej liście funkcji, jaki ma do spełnienia ukł. krążenia trudno byłoby sobie wyobrazić brak owego układu. krocząc przez tajniki jego budowy i jego pracę uświadamiamy sobie, że powinniśmy o niego dbać, bo jest tam nasze serduszko, które niekoniecznie jest tylko do kochania...