Fizjologia człowieka
Metabolizm stanowi istotę życia. Jest całokształtem przemian materii i energii zachodzących w organizmie. Wszystkie procesy metaboliczne łączą się w organizmie w całość i wzajemnie się warunkują. Metabolizm składa się z procesów katabolicznych i anabolicznych.
Anabolizmem nazywamy zespół reakcji, w których są syntetyzowane składniki komórkowe o skomplikowanych strukturach, ze składników o prostych strukturach, dopływających do komórki z zewnątrz lub powstających w reakcjach katabolicznych w komórce. Reakcje te wymagają energii, nazywane są endoergicznymi.
Przykładem reakcji anabolicznych jest: fotosynteza, synteza białek, synteza lipidów.
Katabolizm – to zespół reakcji, w których następuje degradacja dużych i skomplikowanych związków do mniejszych. W czasie reakcji katabolicznych wydzielana jest energia, która magazynowana jest w wysokoenergetycznych związkach fosforanowych. Reakcje kataboliczne nazywamy egzoergicznymi.
Produkty reakcji katabolicznych są najczęściej związkami wydalanymi przez organizm. Przykładem reakcji katabolicznych są: utlenianie glukozy, utlenianie lipidów, hydroliza wody.
Intensywność przemian metabolicznych zależy od: wieku organizmu, pory roku, stanu zdrowia, płci.
W organizmie równocześnie część związków ulega rozpadowi, a część odnowie. Mogą występować stany:
Anabolizm > Katabolizm – więcej jest w organizmie reakcji anabolicznych, czyli więcej związków powstaje niż się rozpada. Taka sytuacja występuje w czasie wzrostu, w czasie rekonwalescencji po chorobie, w okresie jesiennym przed zimą.
Anabolizm < Katabolizm – więcej jest w organizmie reakcji katabolicznych niż anabolicznych, czyli więcej się związków rozpada niż powstaje. Taka sytuacja występuje w okresie starzenia się organizmu, w czasie choroby, w czasie wysiłku fizycznego.
Anabolizm = Katabolizm – jest stanem, w którym utrzymuje się w komórce i organizmie zawartość związków chemicznych na stałym poziomie. Jest to stan idealny.
Reakcje metaboliczne zachodzące w komórce są ściśle uzależnione od pobierania przez nie i przekształcania energii. W komórkach istnieją związki określane jako “akumulatory energii”, przez które przepływa strumień energii. Są one przenośnikami energii, która zawarta jest w wysokoenergetycznych wiązaniach fosforanowych. Uwalnianie energii z “akumulatorów” odbywa się w trakcie hydrolizy. Związkami przenoszącymi i magazynującymi energię są:
ATP (adenozynotrifosforan)
GTP (guanozynotrifosforan)
CTP (cytydynotrifosforan)
Powstawanie wiązań wysokoenergetycznych odbywa się przez przyłączenie reszty fosforanowej, nazywane jest fosforylacją.
Enzymy
To proste lub złożone białka nazywane pierwotnie fermentami, obecnie biokatalizatorami.
Powstają w komórce (organizmie), katalizują (wspomagają) przebieg reakcji metabolicznych.
Enzymy zbudowane są z części białkowej nazywanej apoenzymem. W części białkowej występuje centrum aktywne. Jest to przestrzenny układ kilku reszt aminokwasowych
charakterystycznych dla danego enzymu. W niektórych enzymach oprócz centrum aktywnego występuje w apoenzymie centrum allosteryczne, do którego przyłączają się drobnocząsteczkowe związki wpływające na aktywność enzymu, nazywane efektorami.
Część enzymów oprócz grupy białkowej (apoenzymu) zawiera dodatkowo część niebiałkową, nazywaną koenzymem (gdy białko i część niebiałkowa połączone są luźno wiązaniem dysocjującym) lub grupą prostetyczną (gdy białko i część niebiałkowa połączone są trwale).
Cechy enzymów:
- enzymy obniżają energię katalizowanych reakcji, tzw. energię aktywacji (zmniejszają energię potrzebną do rozpoczęcia reakcji),
- enzymy mogą działać wielokrotnie,
- enzymy wykazują dużą aktywność katalityczną, przyspieszają reakcje chemiczne co najmniej milionkrotnie,
- warunkują większą skuteczność przebiegu reakcji.
Na aktywność enzymów wpływa:
- temperatura. Każdy enzym działa w określonej temperaturze. Im wyższa temperatura, tym wzrasta aktywność enzymów. Wysoka temperatura (ok. 40°C) niszczy enzymy powodując denaturację białka.
- kwasowość środowiska (pH). Enzymy działają w określonym środowisku: zasadowym (pH 7,1-14), kwasowym (pH 1-6,9) lub obojętnym (pH=7). Zmiana pH środowiska powoduje obniżanie aktywności enzymów.
- stężenie substratu – wraz ze wzrostem stężenia substratu do określonej wartości, wzrasta aktywność działania enzymu.
Aktywność enzymów jest hamowana przez inhibitory. Są to związki przestrzennie podobne
do substratów, mogą w sposób czasowy lub trwały połączyć się z enzymem.
Odżywianie
Jest procesem polegającym na pobieraniu przez organizm substancji potrzebnych do wzrostu,
rozwoju i utrzymania funkcji życiowych. Odżywianie może być samożywne lub cudzożywne.
Autotrofizm nazywany jest samożywnością. Jest sposobem odżywiania się organizmów, polegający na syntezie związków organicznych z prostych związków nieorganicznych z wykorzystaniem energii świetlnej (fotosynteza) lub chemicznej (chemosynteza).
Heterotrofizm jest procesem polegającym na pobieraniu substancji organicznej z zewnątrz przez organizmy cudzożywne tworzące grupę konsumentów. Do organizmów cudzożywnych zaliczamy: większość bakterii, grzyby, nieliczne rośliny, wszystkie zwierzęta. Organizmy cudzożywne potrzebują organicznych związków węgla i azotu. Cudzożywność występuje pod
różnymi postaciami, wywołując rozmaite przystosowania u poszczególnych organizmów pozwalając zdobyć pokarm. Zdobywanie pokarmu nazywamy odżywianiem, czyli pobieraniem przez organizm substancji potrzebnych do wzrostu, rozwoju i utrzymania funkcji życiowych. Organizmy cudzożywne mają wiele sposobów zdobywania pokarmu.
Istnieją organizmy nazywane:
saprobiontami, drapieżnikami, roślinożercami, pasożytami, glebożercami, mułożercami, płynożercami.
Układ pokarmowy człowieka
służy do pobierania pokarmu, trawienia go (czyli rozkładu związków złożonych na proste, przyswajalne przez organizm) oraz wchłanianie do wnętrza komórek. Wchłonięty pokarm jest
materiałem budulcowym, energetycznym, zapasowym, regeneracyjnym, umożliwiającym przebieg reakcji biochemicznych w komórkach.
Układ pokarmowy rozpoczyna jama ustna, której funkcją jest rozdrobnienie pokarmu przy udziale zębów. U dorosłego człowieka wyróżniamy 32 zęby (w szczęce górnej są 4 siekacze, 2 kły, 4 zęby przedtrzonowe oraz 6 trzonowych). Ząb zbudowany jest z korony, szyjki oraz korzenia. Wnętrze zęba tworzy tkanka łączna (unerwiona, ukrwiona), nazywana miazgą.
Miazgę pokrywa zębina (element kostny), a od zewnątrz szkliwo (składnik wapniowo-fosforanowy). Rozdrobniony przy pomocy zębów pokarm ulega przekształceniu w tzw. kęsy, które mogą być połknięte. W tworzeniu kęsów pomaga język (mięsień pokryty nabłonkiem zaopatrzonym w receptory odbierające bodźce smakowe) oraz ślina. Ślina produkowana jest przez gruczoły ślinowe (śliniankę przyuszną, śliniankę podszczękową i śliniankę podjęzykową). Dziennie powstaje ok. 1,5 litra śliny, która ma odczyn lekko kwaśny.
Funkcją śliny jest:
- trawienie (obecny jest enzym ptialina, rozpoczynający trawienie cukru)
- formowanie śliskich kęsów
- nawilżanie pokarmu
- nawilżanie nabłonka
- niszczenie mikroorganizmów poprzez kwasowe środowisko.
Kolejnym odcinkiem układu pokarmowego człowieka jest gardło. Gardło jest miejscem
łączącym układ oddechowy z pokarmowym. Tutaj następuje połykanie kęsów pokarmowych, czyli przesuwanie ich do przełyku. W czasie przełykania otwór do układu oddechowego
(wejście do tchawicy) przykrywa nagłośnia. Następną częścią jest przełyk. Jest “rurką” mającą długość ok. 30 cm, ułożoną z tyłu tchawicy. Przełyk wykazuje ruchy perystaltyczne (tzw. robaczkowe), umożliwiające przesuwanie pokarmu do żołądka (bez względu na ułożenie ciała). Pokarm wędruje do żołądka ok. 6 sekund. W tym czasie regulowana jest
temperatura (przez układ krwionośny) spożywanego pożywienia, ogrzewanie lub ochładzanie.
Kolejnym odcinkiem jest żołądek. Tworzy niby worek podzielony na trzy części: wpustową, dno żołądka, odźwiernik. Ściana żołądka wysłana jest śluzówką zaopatrzoną w liczne gruczoły produkujące sok żołądkowy (ok. 3 litrów dziennie), mający silnie kwasowy charakter (pH ok. 1,5-2).
Sok żołądkowy zawiera:
- mucynę (śluzowatą glikoproteinę chroniącą śluzówkę przed HCl),
- HCl (kwas solny produkowany przez tzw. okładzinowe komórki gruczołów błony śluzowej żołądka). Kwas ten hamuje rozwój flory bakteryjnej, denaturuje białka, zapewnia odpowiednie pH dla enzymów, aktywuje pepsynogen,
- pepsynogen – nieaktywna forma enzymu, która pod wpływem HCl tworzy enzym rozpoczynający trawienie białek – pepsynę,
- podpuszczka – ścina mleko.
W żołądku pokarm przekształcany jest w papkę pokarmową. W zależności od stopnia złożoności pokarmu różny jest jego czas przebywania w żołądku. Średnia długość trawienia w żołądku wynosi od 1 do 4 godzin. Zdarza się, że pokarm “przebywa” w żołądku do 8 godzin.
Papka pokarmowa małymi porcjami, aby nie zobojętnić zasadowego pH, jest przesuwana do jelita cienkiego. Jelito cienkie ma długość ok. 7 m i średnicę 2,5 cm. Rozpoczyna się dwunastnicą, której długość dochodzi do 25 cm. W tej części pokarm miesza się z żółcią oraz sokiem trzustkowym. W dwunastnicy zachodzi trawienie właściwe: białek, lipidów oraz cukrów. W trawieniu uczestniczą: Żółć – produkowana w wątrobie. Magazynowana w woreczku żółciowym, który pod wpływem hormonu cholecystokininy, wydziela ją do dwunastnicy. Żółć zawiera: kwasy żółciowe, sole kwasów żółciowych, cholesterol, bilirubinę. Funkcją żółci jest emulgacja tłuszczów (rozbijanie dużych cząstek na małe). Enzymy występujące w soku trzustkowym, który dociera do dwunastnicy przewodem trzustkowym z trzustki. Sok ma odczyn zasadowy (pH = ok. 8). Enzymy te to: trypsyna, chymotrypsyna
(rozkładają białka), amylaza (trawiąca cukry), lipaza (trawiąca tłuszcze), deoksyrybonukleaza (trawiąca kwasy nukleinowe). Z dwunastnicy do jelita płynie mleczko pokarmowe zawierające proste związki organiczne, które mogą być przyswajane przez organizm.
Jelito cienkie za dwunastnicą nazywane jest jelitem czczym, a dalej krętym. W jelicie cienkim odbywa się końcowe trawienie oraz wchłanianie. Ścianki jelita cienkiego posiadają liczne (ok. 5 mln) wypustki, nazywane kosmkami jelitowymi. Kosmki jelitowe zwiększają powierzchnię jelita do ok. 10 m2, zwiększając jego powierzchnię chłonną. Każdy kosmek jest cienkościennym wyrostkiem zaopatrzonym w naczynie krwionośne oraz limfatyczne.
Wchłanianie składników pokarmowych odbywa się przez pory w błonie kosmka w procesie transportu aktywnego (tylko niektóre cukry proste mogą przedostawać się biernie do wnętrza
kosmka). Wchłaniane aminokwasy i cukry transportuje krew, a kwasy tłuszczowe limfa do wątroby. Wątroba “podejmuje” dalsze decyzje o “losie” wchłoniętych związków. Wątroba
magazynuje glukozę jako glikogen, przekształca aminokwasy, magazynuje tłuszcze. W
wątrobie zachodzi bardzo dużo procesów metabolicznych. Koniec jelita cienkiego wchodzi z
boku do worka, zwanego jelitem ślepym, na końcu którego jest wyrostek robaczkowy. Jelito ślepe rozpoczyna ostatni odcinek układu pokarmowego – jelito grube. Jest ono krótsze (ok. 1,5 m) i szersze (ok. 6,5 cm) niż jelito cienkie. Ułożone jest w kształcie odwróconej litery “U”. Jelito grube ma grubsze ściany. Jego rolą jest absorbowanie wody (w części zwanej okrężnicą) oraz gromadzenie mas kałowych w jelicie prostym – odbytnicy. Kał to resztki pokarmowe, flora bakteryjna, złuszczony nabłonek. Usuwanie mas kałowych nazywamy defekacją. Rolą przewodu pokarmowego w organizmie człowieka jest strawienie związków złożonych w celu dostarczenia do organizmu (w procesie wchłaniania) potrzebnych składników. Według dietetyków (specjalistów ustalających zapotrzebowanie pokarmowe dla organizmu) codziennie do organizmu powinniśmy dostarczyć ok. 60 różnych składników (w tym aminokwasów egzogennych, niezbędnych do budowy swoistych białek, których nadmiar jest codziennie przekształcany w wątrobie i usuwany w formie składników moczu). Uwzględnianie potrzeb pokarmowych organizmu oraz utrzymanie właściwej masy ciała umożliwia racjonalne żywienie.
Oddychanie
Oddychanie jest procesem wymiany gazowej między organizmem a otaczającym go środowiskiem. Wymiana gazowa zapewnia dopływ tlenu do tkanek oraz stałe usuwanie dwutlenku węgla na zewnątrz. Większość roślin, zwierząt i człowiek w procesie oddychania, nazywanym wewnątrzkomórkowym, czerpią niezbędną do życia, powstającą w procesie
utleniania substancji organicznych energię. Środowiskiem, z którego zwierzęta i rośliny pobierają tlen jest powietrze lub woda. Ilość tlenu w powietrzu jest na stałym poziomie i wynosi 21%, natomiast w wodzie jest wielokrotnie mniejsza i zależy od temperatury wody (w zimne jest go więcej) oraz obecności organizmów.
Płuca ssaków posiadają płuca pęcherzykowe, które są jednoczęściowe lub podzielone na płaty.
Płyny ustrojowe w organizmie człowieka
Płynami ustrojowymi w organizmie człowieka są: krew, limfa, płyny tkankowe.
Rolą płynów ustrojowych jest:
- transport gazów, substancji pokarmowych, produktów przemian metabolicznych, witamin, hormonów, soli mineralnych,
- regulacja ciśnienia osmotycznego
- udział w termoregulacji
- udział w obronie immunologicznej
- scalanie poszczególnych narządów w jedną, dobrze funkcjonującą całość, jaką jest organizm.
Układ krwionośny człowieka
Układ krwionośny u człowieka jest zamknięty. Składa się z naczyń krwionośnych oraz serca.
Wśród naczyń wyróżniamy:
Tętnice – są to elastyczne, dość grube naczynia, których ścianki zbudowane są z tkanki łącznej, mięśni i nabłonka. Wykazują się dużą sprężystością i wytrzymałością. Są naczyniami
wyprowadzającymi krew z serca.
Żyły – to naczynia, którymi doprowadzana jest krew do serca. Wykazują mniejszą sprężystość niż tętnice. Wewnątrz tych naczyń znajdują się zastawki uniemożliwiające cofanie się krwi.
Naczynia włosowate – nazywane tętniczkami lub kapilarami, łączą tętnice z żyłami. Dochodzą do komórek. Są bardzo małe z jedną warstwą śródbłonka, przez który swobodnie odbywa się transport substancji do i od komórki.
Serce – znajduje się w śródpiersiu. Waży ok. 300 g, jest narządem zbudowanym z tkanki mięśniowej, tworzącej 4 części (dwa przedsionki, dwie komory). Otoczone jest mocnym
łącznotkankowym workiem, tzw. osierdziem. Na powierzchni serca znajdują się liczne naczynia krwionośne, nazywane wieńcowymi. Między przedsionkami a komorami występują zastawki (w lewej części dwudzielna, a w prawej trójdzielna), również zastawki występują między komorami a tętnicami (nazywane są półksiężycowatymi). Praca serca polega na skurczach: najpierw przedsionków, następnie komór, po których następuje pauza - wówczas komórki serca “odpoczywają”. Pracujące serce pełni rolę pompy ssąco-tłoczącej krew, która przepływa przez serce z prędkością ok. 130-160 mm3/sek. Ilość “wyrzuceń” krwi z serca
wynosi ok. 70 razy w ciągu minuty i jest wyczuwane, jako tętno, na rytmicznie rozciąganych ściankach naczyń tętniczych, do których wtłaczana jest krew. Praca serca regulowana jest przez układ nerwowy, hormonalny oraz niezależny system, tzw. “rozruszniki serca”. W sercu
znajdują się dwa rozruszniki. Jeden leży w przegrodzie prawego przedsionka – nazywany jest węzłem zatokowo-przedsionkowym. Drugi znajduje się w przegrodzie między komorami – nazywa się węzłem przedsionkowo-komorowym. Drugi węzeł tworzy rozgałęzienia na całe serce w postaci pączka Hisa oraz włókien Purkiniego. Obecność rozruszników pozwala na automatyzm serca, czyli pracę tego narządu po wyizolowaniu z organizmu. Krążenie krwi u
człowieka krew krąży w dwóch obiegach: W obiegu płucnym rozpoczyna wędrówkę od prawego przedsionka do prawej komory, tętnicy płucnej, naczyń włosowatych w płucach, żył
płucnych, dociera do lewego przedsionka, skąd rozpoczyna bieg w krążeniu ustrojowym: po kolei lewy przedsionek, lewa komora, aorta rozgałęziająca się na trzy mniejsze: do mózgu,
do serca i do całego organizmu, naczynia włosowate w poszczególnych narządach, żyły, żyła czcza dolna, prawy przedsionek, prawa komora.
Wydalanie
Jest procesem pozbywania się zbędnych produktów przemiany materii oraz wody. W procesie wydalania zbędnych produktów przemiany materii uczestniczą: nerki, płuca, skóra, układ pokarmowy. Do zbędnych produktów metabolicznych należą: amoniak, mocznik, kwas moczowy, barwniki żółciowe, dwutlenek węgla, nadmiar wody. Gdyby wymienione substancje gromadziły się w organizmie, szybko osiągnęłyby wysokie stężenie (tzw. poziom toksyczny) zagrażający homeostazie wewnątrzustrojowej. Muszą więc być szybko wydalone z organizmu.
Układ wydalniczy człowieka
W wydalaniu zbędnych, szkodliwych składników z organizmu człowieka uczestniczy wiele
narządów. Są to:
- gruczoły potowe w skórze – wydalają zbędne produkty metaboliczne,
- układ pokarmowy – usuwa masy kałowe “wzbogacone” wydalonymi przez wątrobę barwnikami żółciowymi,
- płuca – wydalają CO2 oraz wodę,
- nerki – są najważniejszym narządem wydalniczym, wydalają azotowe produkty przemian materii (amoniak, mocznik, kwas moczowy).
Układ wydalniczy u człowieka tworzą: 2 nerki, 2 moczowody, 1 pęcherz moczowy, cewka moczowa.
Funkcją układu wydalniczego (moczowego) jest:
- wydalanie związków zbędnych, powstałych w procesach metabolicznych,
- regulowanie stężenia składników rozpuszczonych, obecnych w krwi w zależności od potrzeb ustrojowych
- utrzymanie równowagi kwasowo-zasadowej
- utrzymanie stałego ciśnienia osmotycznego, ogólnie określając, utrzymanie homeostazy (równowagi) w organizmie.
Budowa układu wydalniczego.
Nerki to parzyste, wielkości około 10 cm, fasolowatego kształtu narządy, ułożone w tylnej części jamy brzusznej po obu stronach kręgosłupa. Nerka od strony zewnętrznej nazywana jest częścią korową. Ta część jest ciemnoczerwona. Od strony wewnętrznej jest część rdzeniowa, utworzona z piramid nerkowych (trójkątnych struktur), które w części
wierzchołkowatej tworzą brodawkę nerkową. Na końcu brodawki jest otwór przez który
wydostaje się mocz do miedniczki nerkowej. Jednostką funkcjonalną nerki jest nefron, który zbudowany jest z torebki Bowmana połączonej z kanalikiem nerkowym, zbudowanym z trzech odcinków: kanalika I rzędu, pętli Henlego i kanalika II rzędu. Wewnątrz torebki znajduje się kłębuszek nerkowy utworzony z włosowatych naczyń tętniczych. Funkcją nerki jest tworzenie moczu.
Moczowody są parzystymi rurkami łączącymi nerki z pęcherzem moczowym. Wykazują ruchy perystaltyczne, przesuwając mocz do pęcherza.
Pęcherz moczowy – zbudowany z mięśni gładkich, posiada możliwość rozciągania się od wielkości orzecha do wielkości o pojemności 800 ml. W pęcherzu gromadzony jest mocz.
Cewka moczowa – jest ujściem dla moczu z pęcherza moczowego. U kobiet jest krótka i
otwiera się w przedsionku pochwy. U mężczyzn jest długa, ułożona wzdłuż prącia, służy do wyprowadzenia moczu oraz plemników. Pęcherz moczowy i cewka moczowa są unerwione przez układ wegetatywny i somatyczny. Czynność tych narządów może być do pewnego stopnia kontrolowana. Proces oddawania moczu można okresowo powstrzymywać lub
oddawać mocz przy niewypełnionym całkowicie pęcherzu.
Tworzenie moczu
Tworzenie moczu odbywa się w nefronie. Rozpoczyna się od procesu filtracji zachodzącego w torebce Bowmana. Torebka przystosowana jest do tego procesu odpowiednią budową. Ścianki torebki zbudowane są z wyspecjalizowanych komórek nabłonka z licznymi przestrzeniami osłoniętymi błoną o porowatej strukturze.
Wewnątrz torebki znajduje się kłębuszek nerkowy, który tworzą tętniczki doprowadzające, naczynia włosowate w kłębuszku, tętniczki odprowadzające oraz okołokanalikowa sieć naczyń włosowatych. Filtracja zachodzi pomiędzy siecią naczyń włosowatych w kłębuszku nerkowym a ścianą torebki Bowmana. Krew przepływa przez sieć naczyń kłębuszka pod dużym ciśnieniem, które wtłacza część osocza do torebki (do powstania dużego ciśnienia przyczynia się różnica obwodu naczynia krwionośnego wprowadzającego – większa i wyprowadzającego – mniejsza). Nie ulegają filtracji duże cząstki oraz komórki krwi, które nie mieszczą się w porach ściany naczynia włosowatego. Powstały przesącz nazywany jest moczem pierwotnym, a jego ilość w ciągu doby dochodzi do 180 litrów.
Kolejnym etapem w tworzeniu moczu jest resorpcja. Ten proces zachodzi w kanalikach nerkowych i jest możliwy dzięki aktywnemu transportowi i procesom wchłaniania zwrotnego. Resorpcja umożliwia precyzyjną regulację chemicznego składu krwi. Związki potrzebne są pobierane, a niepotrzebne wydalane.
Kolejny etap to zagęszczanie, czyli tworzenie moczu ostatecznego, dziennie około 1-2 litrów. Ilość powstającego moczu ostatecznego zależy od temperatury otoczenia, ilości wypitych płynów i regulowana jest hormonalnie.
Mocz zawiera ok. 96% wody, ok. 2,5% azotowych produktów metabolicznych (głównie mocznik oraz w niewielkich ilościach amoniak i kwas moczowy), zawiera kreatyninę, kwas hipurowy, indykan oraz związki nieorganiczne: siarczan, fosforany, chlorki, magnez, wapń, potas. Śladowe ilości barwników żółciowych nadają mu charakterystyczną barwę oraz zapach. Obecność w moczu białka, cukru, bilirubiny, acetonu świadczy o zmianach chorobowych nerek.
Rozmnażanie człowieka
Człowiek rozmnaża się płciowo. Jest organizmem rozdzielnopłciowym. Dojrzałość, czyli zdolność do rozmnażania, osiąga w wieku 16-18 lat.
Układ rozrodczy męski.
Jądra są parzystymi gonadami produkującymi plemniki. Wnętrze jądra tworzą kanaliki nasienne wysłane nabłonkiem, z którego powstają plemniki (proces ten nazywamy spermatogenezą). Plemniki przechodzą z jądra do systemu większych przewodów tworzących
najądrza, tutaj ostatecznie dojrzewają. Od każdego najądrza odchodzi nasieniowód, kanał doprowadzający plemniki do przewodu wytryskowego, wcześniej nasieniowód łączy się z ujściem pęcherza nasiennego. Dalej wspólnie uchodzą do przewodu wytryskowego. Przewód wytryskowy przechodzi przez gruczoł krokowy, który nazywany jest prostatą; wytwarza on substancje uaktywniające plemniki po ejakulacji (wytrysku nasienia) w drogach rodnych kobiety. Za gruczołem krokowym, przewód wytryskowy łączy się z cewką moczową. W tym miejscu znajdują się gruczoły Cowpera, tzw. opuszkowo-cewkowe, produkujące alkaliczne substancje. Cewka moczowa pełni podwójną funkcję – jest kanałem wyprowadzającym mocz oraz nasienie. Cewka ułożona jest w prąciu. Prącie jest narządem kopulacyjnym służącym wprowadzaniu spermy do żeńskich dróg rodnych. Prącie zbudowane jest z trzonu zakończonego w przedniej części żołędzi, przykrytej luźnym fałdem skórnym, nazywanym napletkiem. Wnętrze prącia tworzą ciała jamiste, które w czasie pobudzenia płciowego wypełniają się krwią umożliwiając wzwód prącia (erekcja). W czasie wzwodu z jednoczesnym pobudzeniem płciowym dochodzi do ejakulacji (wytrysku nasienia). Nasienie nazywane jest spermą, zawiera plemniki (ok. 300 milionów) zawieszone w wydzielinie produkowanej przez pęcherzyki nasienne, prostatę oraz gruczoły Cowpera. Wydzielina pełni funkcję ochronno-odżywczą. Plemnik to haploidalna gameta męska (oogameta), wielkości 80 mikrometrów. Zdolny do życia przez 2-3 dni. Plemnik składa się z główki zawierającej jądro oraz położonego na szczycie komórki akrosomu, zaopatrzonego w enzym ułatwiający “wejście” do komórki jajowej. Za główką znajduje się wstawka, zawierająca liczne mitochondria (magazyny energii, potrzebnej do ruchu) oraz witka, umożliwiająca poruszanie. Rozwój układu rozrodczego męskiego odbywa się pod wpływem hormonów. Rozpoczyna się w okresie płodowym od wytwarzania narządów rozrodczych, zstąpienia jąder do moszny. Później w okresie dojrzewania (ok. 14-16 roku życia) następuje dalszy rozwój, wzrost narządów oraz stymulacja spermatogenezy.
Układ rozrodczy żeński.
Jajniki są parzystymi gonadami produkującymi gamety - komórki jajowe oraz hormony.
Jajniki są owalne, ułożone w dolnej części jamy brzusznej, przymocowane wiązadłami do umięśnionej ściany macicy. Jajnik okryty jest pojedynczym nabłonkiem. Wnętrze zaś tworzy tkanka łączna, w której rozproszone są komórki jajowe w różnych stadiach rozwoju. Rozwijająca się komórka jajowa wraz z otaczającymi ją komórkami tworzy pęcherzyk
jajnikowy, który w dojrzałym stadium nazywany jest pęcherzykiem Graafa. Wydalenie dojrzałej komórki jajowej z pęcherzyka nazywamy owulacją. Proces dojrzewania komórki
jajowej nazywamy oogenezą. Kolejnym narządem są jajowody, tworzące 12-centymetrowe kanały, przez które przechodzą komórki jajowe. W jajowodzie komórka będzie zapłodniona lub degeneruje. Jajowód rozpoczyna lejkowate, orzęsione wejście skierowane do jajnika, a kończy wejście do macicy. Ściany jajowodu są zdolne do wykonywania ruchów perystaltycznych. Macica jest pojedynczym narządem, posiadającym wielkość “pięści” oraz kształt gruszki. Ułożona jest centralnie w jamie miednicznej. Macicę tworzą mięśnie gładkie, które wewnątrz pokryte są błoną śluzową nazywaną endometrium, zmieniającą się w ciągu cyklu miesiączkowego, przygotowując się do ewentualnej ciąży. Macica jest narządem, w którym rozwija się zarodek. Dolna część macicy tworzy tzw. szyjkę, którą łączy się z pochwą. Pochwa to pojedynczy narząd kopulacyjny. Jest mięśniem wysłanym nabłonkiem zaopatrzonym w liczne gruczoły śluzowe. Stanowi miejsce “składania” nasienia w czasie aktu
płciowego oraz drogę narodzin noworodka. Łączy macicę z zewnętrznymi narządami płciowymi, nazywanymi sromem. Wejście do pochwy zasłania elastyczny pierścień nazywany błoną dziewiczą.
Zewnętrzne narządy płciowe tworzą:
- delikatne wargi sromowe mniejsze, otaczające wejście do pochwy i cewki moczowej,
- większe, grubsze, owłosione wargi sromowe większe, otaczające wargi sromowe mniejsze,
- łechtaczka znajdująca się nad wargami sromowymi mniejszymi; ma podobną budowę jak prącie u mężczyzny; zawiera wewnątrz ciała jamiste, które w czasie pobudzenia płciowego wypełniają się krwią. Łechtaczka pełni rolę ośrodka pobudzania płciowego. Nad łechtaczką znajduje się wypukłość tkanki tłuszczowej nazywana wzgórkiem łonowym, na którym w okresie dojrzewania porasta owłosienie.
Komórką rozrodczą żeńską jest komórka jajowa. Jej wielkość dochodzi do 200 mikrometrów. Powstaje już w czasie życia płodowego, jako oogonium oraz oocyt pierwszego rzędu. Dalszy rozwój następuje w okresie dojrzewania (w wieku 12-16 lat). Ustala się wówczas miesięczny cykl rozwoju niektórych komórek jajowych w pęcherzykach jajnikowych.
Rozwój komórek odbywa się pod wpływem hormonów i trwa ok. 10 dni. Dojrzała komórka jest haploidalna, nie posiada zdolności poruszania się (oogameta). W czasie owulacji dostaje się do jamy miednicznej, skąd wychwytywana jest przez lejkowatą część jajowodu. Rozwój układu rozrodczego żeńskiego rozpoczyna się pod wpływem hormonów w okresie płodowym od wytworzenia narządów i komórek płciowych. Kończy się w okresie dojrzewania.
Hormony w organizmie człowieka
U organizmów układy narządów współpracują w podtrzymywaniu procesów życiowych. Ta
współpraca jest możliwa dzięki układowi nerwowemu i hormonalnemu, które pełniąc funkcję nadrzędną wspólnie regulują wszelkie procesy metaboliczne zachodzące w pozostałych układach.
Hormon – jest substancją wydzielaną przez gruczoły dokrewne. Wytwarzany jest w bardzo małych ilościach, rozprowadzany przez krew, działa w innej części organizmu niż powstaje.
Hormony powodują:
- zmianę przepuszczalności błon komórkowych,
- powodują syntezę enzymów,
- wpływają na kolejność przebiegu regulacji biochemicznych,
- koordynują pracę poszczególnych narządów.
Hormony w zależności od:
- miejsca powstania dzielą się na: gruczołowe, tkankowe, neurohormony,
- składu chemicznego dzielą się na sterydowe (są pochodnymi cholesterolu) oraz białkowe (pochodne aminokwasów).
Mechanizm działania hormonów.
Lepiej znany jest naukowcom mechanizm działania hormonu sterydowego. Ten hormon
“wchodzi” do komórki, ale działa tylko w tej, w której znajdzie odpowiedni receptor przestrzennie dopasowany. Powstaje wówczas kompleks hormon-receptor, który przechodzi do jądra komórkowego, inicjując proces transkrypcji, a następnie translacji. Powstaje białko, które np. katalizuje określony typ reakcji. Mechanizm działania hormonu
białkowego nie został całkowicie wyjaśniony. Jest to skomplikowany proces rozpoczynający się od rozpoznania swoistej komórki przez określony hormon po receptorach umieszczonych na błonie komórkowej.
Regulacja wydzielania hormonów.
Ilość wydzielanych hormonów jest regulowana poprzez:
- Ujemne sprzężenie zwrotne.
Wszelkie informacje ze środowiska zewnętrznego i wewnętrznego organizm odbiera przy
pomocy receptorów (narządów zmysłów), czyli elementów układu nerwowego. Informacje te trafiają również do podwzgórza (gruczołu łączącego układ nerwowy z hormonalnym), które produkując odpowiednie neurohormony pobudza przysadkę (gruczoł nadrzędny w stosunku do pozostałych gruczołów dokrewnych). Przysadka wydziela odpowiednie hormony tropowe, docierające do gruczołów docelowych. Gruczoł docelowy produkuje hormon: białkowy lub sterydowy. Uwolniony hormon działa podwójnie – część hamuje wydzielanie hormonu
tropowego (produkowanego przez przysadkę – to jest ujemnie sprzężenie zwrotne), a druga część wyprodukowanego hormonu wywołuje określoną reakcję w komórce, organizmie.
- Hormony sprzężone parami.
W inny sposób odbywa się regulacja ilości tzw. hormonów sprzężonych parami. Są to hormony o przeciwstawnym działaniu. Osiąganie określonego stężenia przez jeden hormon jest bodźcem wywołującym wytwarzanie drugiego. Takimi parami są np.
- kalcytonina (obniża poziom wapnia we krwi) i parathormon (podwyższa poziom wapnia we krwi),
- insulina (obniża poziom glukozy we krwi) i glukagon (podwyższa poziom glukozy we krwi)
Gruczoły dokrewne człowieka
Gruczoły dokrewne są bardzo mocno ukrwione oraz pozbawione kanałów wyprowadzających. Wytwarzane hormony przekazywane są bezpośrednio do krwi. W rozwoju zarodkowym gruczoły wytwarzane są z 3 listków. Z ektodermy powstają np. przysadka mózgowa oraz część rdzenna nadnerczy.
...
lipna