Osnovi opste fiziologije
Osnovi opste fiziologije- izostruktura organizma
Osnovi opste fiziologije – razumite kako izostruktura organizma, izojonija, izotonija i izohidrija odrzavaju stabilnost i optimalne funkcije tela.
U slucaju da ste propustili : Osnove fiziologije coveka deo2
Osnovi opste fiziologije – Jedan od neophodnih uslova za pravilno funkcionisanje organizma , pa cak i za odrzavanje samog zivota , jeste odrzavanje izostrukture , tj. , relativne stalnosti hemijskog sastava celija pojedinih organa , tkiva i telesnih tecnosti ( krvne plazme intersticijalne tecnosti ), kao i odrzavanje niza fizicko-hemijskih uslova u organizmu , a narocito odnosa pojedinih soli ,tj. jona – izojonije, odedjenog osmostkog pritiska – izotonije , i odredjene elektrohemijske reakcije – izohidrije.
Rad srca fiziologija i regulacija 26
Rad srca fiziologija i regulacija Rad srca zasniva se na ritmicnim kontrakcijama koje obezbedjuju stalan...
Metabolicke odlike srcanog misica 26
Metabolicke odlike srcanog misica Metabolicke odlike srcanog misica .Srcani misic (miokard) ima specificne metabolicke odlike...
Bioelektricne pojave u srcu 26
Bioelektricne pojave u srcu EKG elektrokardiogram Bioelektricne pojave u srcu omogucavaju stvaranje i sirenje elektricnih...
Osnovi opste fiziologije – Svi ovi uslovi obuhvaceni su zajednickim pojmom konstaninosti unutrasnje sredine .
Osnovi opste fiziologije – Medjutim , neophodno je istaci da pod pojmom konstantnosti , odnosno stalnog sastava ili izostrukture , ne treba razumeti neku krutu , odredjenu cifru ili vrednosti , nego konstantnost treba shvatiti dinamicki , tj . da ove vrednosti osciliraju izmedju relativno uskih granica koje organiozam odrzava zahvaljujuci , s jedne strane , funkcija niza organa i pribora , ako se radi o telesnim tecnostima , a na racun znatnog dela energije oslobodjene u toku procesa prometa materije , ako se radi o pojedinim celijama .
Izostruktura organizma – Radi lakseg razumevanja odnosa pojedinih jona i uticaja kocentracije rastvorenih supstancija na izostrukturu unutrasnje sredine bice korisno da se podsetimo nekih vec poznatih cinjenica iz hemije i biohemije o jedinicama mere za izrazavanje vrednosti kocentracije rastvorenih supstancija osmotskog pritiska .
Pored izrazavanja kocentracije rastvorenih supstancija u procentima , kocentracija se cesto izrazava i kao molaritet . Molarni ( mol) rastvor sadrzi jedan gram – molekul rastvorene supstancije u litru rastvora .
Milimolarni rastvor ( 1mMol/L) sadrzi 10-3 gram – molekula u litru . Ekvivalentni rastvor (1Eq/L)sadrzi u litru 1 gram – ekvivalent , a miliekvivalentni rastvor ( 1 mEq/L) 10-3 gram-ekvivalenta u litru .
Osnovi opste fiziologije – molarni rastvor neelektrolita ( glukoza , glicerin)ima osmotski pritisak od 22.4 atmosvere , posto im se cestice nalaze u obliku nedisosovanih molekula , i takav rastvor se zove osmolarni rastvor .
Analogno ovome miliekvivalentni rastvor imace osmotski pritisak od jednog miliosmola.
Osnovi opste fiziologije -izostruktura organizma . Osmotski pritisak soli , kao potpuno disosovanih elektrolita ( bar u kocentraciji u kojoj se nalaze u organizmu ), zavisice od ukupnog broja cestica koje postaju pri disocijaciji tj. , od valence jona kojii ulaze u sastav soli , sto ce se videti iz sledecih primera.
Milimolarni rastvor NaCL , koji se disozuje na dva jona -Na+ i Cl –, imace osmotski pritisak od 2 osmola . Milimolarni rastvor CaCl2 , koji se disozuje na 1 Ca++ i dva Cl-, tj . , ukupno tri cestice , ima osmotski pritisak od tri osmola .
Milimolarni rastvor Ca3 (PO4) 2 koji pri disocijaciji daje tri Ca++ i dva PO4 jona , znaci 5 cestica , ima osmotski pritisak od 5 osmola itd.
Osnovi opste fiziologije – izojonija organizma
Osnovi opste fiziologije – izojonija . Organizam se odlikuje odredjenim procentom pojedinih neorganskih soli i karakteristicnim kvantitativnim odnosom pojedinih jona .
pri tom postoji i karateristicna razlika izmedju sastava celija , s jedne strane , i telesnih tecnosti – krvne plazme i intersticijalne tecnosti , s druge strane .
Osnovi opste fiziologije – izojonija – Prosecan normalni sastav , tj. ukupna kocentracija i kocentracija pojedinih neorganskih i organskih jona izrazena u mEq/L za najvaznije telesne tecnosti : krvnu plazmu , interscijalnu i intracelularnu tecnost.
Osnovi opste fiziologije – izojonija organizma . Poredjenje sastava ove tri najvaznije telesne tecnosti pokazuje sledece karakteristike :
a) Ukupna kocentracija rastvorenih supstancija u krvnoj plazmi u proseku iznosi 165 mEq/L za katjone i anjone . Prema tome , ukupna kocentracija iznosi 330 mMol/L ili 0.33 molarni rastvor , sto odgovara snizenju tacke mrznjenja : -0.56 do -0.58oC.
Najvazniji katjon krne plazme je natrijum , – srednja vrednost 143 mEq/L ili 93% svih katjona , dok je najvazniji anjon hlorid.
Kalijum , kalcijum , magnezijum i neorganski fosfati se nalze u maloj kocentraciji , ali njihovo prisustvo vrlo znacajno zbog njihovog uticaja na stanje celicne membrane , razdrazljivost nerava i misica i procese prometa materije .
b)Intersticijalna tecnost ima nesto nizu kocentraciju , po 146 mEq/L za katjone i anjone , a kvantitativno najznacajni joni su Na+ i Cl– . Kocentracija proteina je znatnoo niza nego u krvnoj plazmi: – svega 2mEq.
c) Kocentracija intercelularne tecnosti je nesto visa nego kod prve dve , i to 193-196 mEq/L za katjone i isto toliko za anjone . Najvazniji katjoni su K+ –157mEq/L i Mg ++ , dok su najvazniji anjoni fosfati i proteini .
Osnovi opste fiziologije – izojonija organizma – na kraju treba istaci da neke celije , kao na primer eritrociti ,, imaju nesto drugaciji sastav , na sta ce , prema potrebi , biti ukazano pri izlaganju uloge tih celija .
Osnovi opste fiziologije – izojonija organizma – ovde napominjemo da promena kocentracije pojedinih jona , odnosno njihovog medjusobnog odnosa , utice na stanje celicne membrane , kao i na funkcije niza organa , a narocito srca , centralnog nervnog sistema , misica itd.
Tako ,, na primer , povecanje kocentracije kalijuma u rastvoru koji provodimo kroz izolovano srce dovodi do ubrzanja srcanog rada i do zaustavljanja rada srca u dijastoli , dok kalcijum u vecoj koncetraciji usporava rad srca i zaustavlja ga u sistoli .
Snizenje koncetracije kalcijuma i magnezijuma dovodi do povecanja razdrazljivosti centralnog i perifernog nervnog sistema.
Osnovi opste fiziologije – izotonija tela
Osnovi opste fiziologije – izotonija tela. Iz fizike i hemije je poznato da se cestice rastorenih supstancija u rastvoru ponasaju po osnovnim gasnim zakonima i da kretanje tih cestica i udari u bokove suda dovode do pritiska koji se naziva osmotski pritisak.
Poznato je da se osmotski pritisak moze dokazati pomocu osmometra , ciji se zidovi , ili bar dno , sastoje od polupropustljive opne sastavljene od bakar-ferocijanida.
Vrednosti osmotskog pritiska zavise od niza faktora , od kojih je najvazniji koncetracija rastvorene suspstancije , stepen disocijacije , ako se radi o elektrolitima ( posto sa disocijacijom raste broj prisutnih cestica u rastvoru , od kojih , u prvom redu , zavisi osmotski pritisak ), velicina i brzina kretanja cestica , temperatura itd.
Posto je u telesnim tecnostima , intracelularnoj i ekstracelularnoj , rastvoren veci broj raznih neorganskih soli i organskih sastojaka , to telesne tecnosti , kao slozena smesa rastvora , imaju odredjenii osmotski pritisak , koji pre svega zavisi od kocentracije rastvorenih sastojaka relativno male molekulske tezine : neorganskih soli , glukoze, aminikiselina i dr ., a samo neznatnim delom od makromolekulskih sastojaka koji se nalaze u obliku koloidnih rastvora – belancevina iako se one , narocito u celijama i krvnoj plazmi nalaze u nesravnjivo vecoj kocentraciji .
Medjutim , makromolekulske susptancije zbog svoje ogromne molekulske tezine imaju neznatnu brzinu kretanja i kud i kamo manji broj cestica od sastojaka male molekuslske tezine , pa prema tome i neznatan udeo u ukupnom osmotskom pritisku telesnih tecnosti .
Osnovi opste fiziologije – izotonija tela .Vec je receno da ukupna kocentracija svih rastorenih supstancija u organizmu u proseku iznosi oko 0.32 M ( mola ) , ili oko 330 mMol/L , sto odgovara eksperimentalno nadjenoj tacki mrznjenja od -0.56 do -0.58o C, ili osmotskom pritisku od oko 7 atmosfera .
Treba istaci da su razlike otsmoskog pritiska 3 glavne telesne tecnosti ( krvne plazme , ekstracelularne i intersticijalne tecnosti )manje nego sto su razlike ukupnih kocentracija .
Ova pojava se objasnjava cinjenicom sto znatan deo anjona krvne plazme , a narocito intracelularne tecnosti , cine belancevine , koje , kao mikromeolekulska jedinjenja , uprkos znatnoj koncetraciji , imaju neznatan osmotski pritisak .
Osnovi opste fiziologije – izotonija tela . Organi i tkiva su veoma osetljivi prema promenama osmotskog pritiska . Tako stavljanje eritrocita u destilovanu vodu dovodi do njihovih bubrenja , prskanja opne i izlaska hemoglobina , tj. do procesa hemolize.
Misici u destilovanoj vodi i hipotonicnoj sredini bubre i gube svoju kocentracionu moc , dok nervi za kratko vreme prestaju biti razdrazljivi i gube sposobnost provodjenja impulsa ( procesa razdrazenja ) itd.
Stoga u svim slucajevima kad je potrebno raditi sa izolovanim organima ili celijama ( eritrociti , leukociti ), odnosno kada je potrebno organizmu nadoknaditi izgubljenu tecnost parenteralnim putem tj. ( ubrizgavanjem ) , ne upotrebljava se destilisovana voda , nego izotonicni slani rastvori , tj. rastvori soli , prvenstveno NaCl , cija je kocentracija , pa prema tome i osmotski pritisak priblizno isti kao i osmotski pritisak u organizmu .
Osnovi opste fiziologije – izotonija tela. Najprostiji fizioloski rastvor je 0.80 – 1.0%-ni rastvor natrijum-hlorida. Znatno su pogodniji slozeni slani rastvori : Ringerov , Tajrodov ili Lokov , koji pored natrijum-hlorida sadrze i malu kolicinu kalijum-hlorida i kalcijum-hlorida , zbog njihovog povoljnog dejstva na stanje celicne membracne i na nervno-misicnu razdrazljivost.
Sastav slozenih fizioloskih rastvora prikazan je u tablici ispod.
| Sastojak | Ringerov rastvor | Tajrodov rastvor | Lokov rastvor |
| NaCl | 0.80-0.90 % | 0.80% | 0.9-1.0% |
| KCL | 0.02% | 0.02% | 0.02-0.042% |
| CaCl2 | 0.02% | 0.02% | 0.02 – 0.024% |
| MgCi2 | – | – | 0.05% |
| NaHCO3 | – | – | 0.01 -0.03% |
| Na2HPO4 | – | 0.005% | – |
| Glukoza | po potrebi u sva 3 0.1% |
Sastav slozenih fizioloskih rastvora
Ovde je dat sastav fizioloskih rastvora za homeotermne organizme sisara i ptica . Pri upotrebi fizioloskih rastvora kod poikilotermnih (hladnokrvnih) organizama (gmizavci , vodozemci i dr.) , cije su telesne tecnosti hipotonicne u poredjenju sa telesnim tecnostima sisara i ptica , upotrbljava se natrijum-hlorid u koncetraciji 0.65% dok pri radu sa morskim organizmima poikilotermima kocentracija NaCl , u skladu sa vecimosmotskim pritiskom njihovih telesnih tecnosti , treba da iznosi 3,5%.
Osnovi opste fiziologije – izotonija tela . Organizam odrzava pomenutu koncetraciju svojih tecnosti u uskim granicama zahvaljujucim brzom kruzenju krvi kroz krvne sudove i mogucnosti da se promenjena kocentracija vrlo brzo normalizuje na vise nacina a narocito :
- prelaskom vode u tkiva i celije
- prelaskom soli iz depoa u krv
- promenom sastava mokrace;
pri opasnosti od hipotonije u organizmu bubrezi izlucuju mokracu niske koncetracije , cime se visak vode ukljanja iz organizma , dok pri hipertoniji izlucuju malu kolicinu koncetrovane mokrace , a zadrzavaju vodu koja razblazuje telesne tecnosti i time normalizuje poviseni osmotski pritisak .
Kasnije cemo videti da u ovom procesu regulacije ucestvuju kako nervni faktori tako i zlezde sa unutrasnjim lucenje.
Izohidrija organizma
Izohidrija organizma – vazan preduslov za pravilnu funkciju organizma , a narocito za regulaciju celijske propustljivosti , kao i za tokbiohemijskih reakcija , a posebno za optimalno dejstvo fermenata , jeste odrzavanje odredjene elektrohemijske reakcije , tj. kocentracije vodonikovih jona , odnoso pH.
Izohidrija organizma – iz fizicke hemije i biohemije poznato je da koncetracija vodonikovih jona u nekoj sredini ( prema tome – i u celijama odnosno telesnim tecnostima )zavisi od prisustva kiselih , baznih ,, odnosno amfoternih jedinjenja .
Izohidrija organizma – posto je jonski proizvod vode , glavnog rastvaraca organizma , [H+] . [OH-] ==10-14 dovoljno je odrediti koncetraciju jednog od ova dva jona pa da se zna koncetracija drugog.
Izohidrija organizma – Danas se odredjuje koncetracija vodonikovih jona [ H+ ] bilo elektrometrijskim putem ili kolorometrijski , pomocu indikatora . Teorijski osnovi ovih metoda dati su u udzbenicima hemije i biohemije , a tehnika je opisana u biohemijskim i fizioloskim prektikumima .
Radi lakseg racunanja i grafickog prikazivanja danas je umesto vrednosti H+ upotrebljavaju izraz pH ( potentio hydrogenii – vodonikov eksponent ) , tj. negativni logaritam koncetracije vodonikovih jona za osnovu 10.
Izohidrija organizma – elektrohemijska reakcija unutrasnjih zivih celija je slabo kisela – pH 6.7 – 6.8 , dok u krvi vlada slabo bazna reakcija – pH 7.35 -7.45 . Elektrohemijska reakcija nekih telesnih tecnosti , sekreta i eksekreta data je kao pH u donjoj tablici .
| Telesna tecnost ili sekret | pH | sekret ili ekskret | pH |
| krv | 7.35- 7.45 | pljuvacka | 5.6-7.6 |
| celija (intracelularna tecnost) | 6.7-6.8 | mleko | 6.6-6.9 |
| zeludacni sok | 1.5 – 2.5 | zuc iz jetre | 7.4 – 7.7 |
| pankreasni i crevni sok | 7.3- 8.7 | mokraca | 5.0 – 7.0 |
Izohidrija organizma – mada se u organizam , pa prema tome i u unutrasnju sredinu , sa hranom unose kao bazne tako i kisele supstancije , a u toku prometa materije u celijama takodje postaju kisela i bazna jedinjenja, u organizmu se pH odrzava u uskim granicam azahvaljujuci:
- prisustvu pufera ,tj. supstancija regulatora elektrohemijske reakcije
- razlaganju odnosno potpunoj oksidaciji organskih kiselina i baza
- neprikidnom izlucivanju kiselih i baznih jedinjenja iz organizma preko mokrace i drugih ekstrata .
Izohidrija organizma – puferske supstancije organizma . Fizcko – hemijski osnovi dejstva pufera ili regulatora elektrohemijske reakcije izlozeni su u udzbenicima fizicke hemije i biohemije.
Izohidrija organizma – Ovde samo napominjemo da su puferi smese slabih kiselina ( odnosno baza) i njihovih soli ili amfoterna jedinjenja koja reaguju sa jakim kiselinama ili bazama i daju odgovarajucu slabu , tj. malo disosovanu kiselinu odnosno bazu , i soli .\
Izohidrija organizma – Usled toga ce se u rastvoru naci samo mala kolicina slobodnih vodonikovih ili hidroksilnih jona , usled cega ce pH sredine pretrpeti mnogo manje promene odnosno ostati , prakticno , nepromenjen.
Izohidrija organizma – Puferi organizma se dele u dve osnovne grupe: neorganske i organske pufere. U neorganske pufere organizma spadaju bikarbonati i ifosfatni pufer , dok su belancevine najvazniji organski pufer organizma .
Izohidrija organizma – Bikarbonatski pufer je najvazniji pufer krne plazme i telesnih tecnosti ( ekstracelularne tecnosti ) .
Sastoji se od smese natrijum – bikarbonata i ugljene kiseline u odnosu 20:1 . Pri dodiru sa jacim kiselinama od bikarbonata postaje slaba ugljena kiselina , koja se u plucima razlaze na ugljen-dioksid i vodu , pri cemu se ugljen-dioksid izbacuje kroz pluca.
Izohidrija organizma -Pri unosenju baznih sastojaka u organizam od ugljene kiseline postaju bikarbonati , koji se izlucuju preko bubrega .
Izohidrija organizma – fosfatni pufer je najvazniji neorganski pufer celija , dok se u ekstracelularnoj tecnosti nalazi u vrlo maloj kolicini .
Izohidrija organizma – fosfatni pufer sastoji se od primarnog i sekudarnog kalijum-fosfata u celijama( KH2PO4 i K2HPO4) odnosno od primarnog i sekudarnog natrijum – fosfata u ekstracelularnoj tecnosti .
Izohidrija organizma – fosfatni pufer – U ovom sistemu primarni fosfat igra ulogu kiseline i reaguje sa bazama dajuci sekudarni fosfat i fosfat unete baze ( katjona ) , dok sekudarni fosfat igra ulogu baze i reaguje sa kiselinama dajuci primarni fosfat i kalijumovu ili natrujumovu so odgovarajuce kiseline . Ovi fosfati se zatim izlucuju preko bubrega.
Izohidrija organizma belancevinski puferi . Pored neorganskih pufera u organizmu vaznu pufersku ulogu igraju i organski puferi – belancevine .
Sposobnost belancevina za pufersku funkciju proizilazi iz njihove atmosferne prirode , tj. sposobnosti da se zavisno , od elektrohemijske reakcije sredine , disosuju bilo kao kiseline ili kao baze .
Izohidrija organizma belancevinski puferi . Ta sposobnost zavisi od prisustva slobodnih karboksilnih , kiselih ili niza baznih grupa ,od kojih su najvaznije slobodne amino-grupe.
Pri slaboj alkalnoj reakciji kakva vlada u organizmu belancevine su disosovane kao slabe kiseline i za sebe vezuju znatnu kolicinu alkalija : kalijuma u celijama , a natrijuma u telesnim tecnostima .
Izohidrija organizma belancevinski puferi. U slucaju acidoze one otpustaju te alkalije kojima neutralisu prisutne kiseline , dok pri unosenju alkalija u organizamza sebe vezuju te alkalije .
Posebnu vaznost u regulisanju elektrohemijske reakcije u organizmu igra hemoglobin krvi kao jedan od najvaznijih pufera . O ulozi hemoglobina bice vise reci u clanku o fiziologiji crevnih krvnih zrnaca .
O autoru
