Studijní materiály, referáty, otázky a odpovědi z biologie

Pro rychlé hledání použijte studentský vyhledávač, který prohledává studijní blogy - návod pro hledání.
Loading

28.3 Radioreceptory

slepá skvrna (je v místě zrakového nervu) x žlutá skvrna (místo, kde jsou nejvíce soustředěny receptorové buňky – nejostřejší vidění. Savci mají jednu, ptáci jich mají víc až 3. Ptáci vnímají své okolí panoramaticky jako mi, teleskopicky prostředkem – střed zorného pole vidí v detailu)
Přijdeme-li do tmavého prostoru oči se přizpůsobí, ale až 40 minut trvá úplné přizpůsobení. Po této době bychom viděli ještě lépe.
b) Složené oko členovců – omatidia. Funguje na podobném principu (rozkladu fotopigmentu). Mají ekvivalenty rohovky i čočky, dále pak pigmentové buňky bránící přechodu světla z jednoho omatidia do druhého. Omatidia mají tvar šestiúhelníku (příčně). Může jich být různý počet. Čím více, tím lépe hmyz vidí. Úhle vjemu jednoho omatidia je asi 1 stupeň. Vážky 27000-28000 omatidií, takže jejich oko je téměř tak dokonalé jako oko komorové. Obraz je mozaikový a skládá se jako jednotlivé vjemy omatidií.

28.4 Termoreceptory
Jsou zejména na povrchu těla – Ruffini /teplo/, Krause /chlad/, specializovaný termoreceptor u plazů – výrazná citlivost až tisícina stupně. Problém mu nastává, když je teplota okolí taková jako teplota kořisti

28.3 Radioreceptory

Zrak:(exteroreceptor, fotoreceptor)
Receptorové buňky – tyčinky a čípky – jsou citlivé na světelné podněty. (malé spektrum 400-700 nm). Díky duhovce /iris/, která rozšiřuje a zužuje zornici regulujeme množství světla přicházejícího do oka, pomocí čočky zase vzdálenost pozorovaného předmětu /akomodace čočky/.
Typy očí:
a) Komorové oko – až stamiliony receptorových buněk (tyčinky – citlivé na světlo, fotoreceptory v noci, čípky – citlivé na barvy při dostatečném osvětlení). Opětovné soustředění světelných vln po průchodu optickým systémem – převrácený zmenšený obraz. Světlo přicházející na sítnici nejprve prochází vrstvou gangliových buněk, pak vrstvou bipolárních buněk (soustředění nervových drah jdoucí pak do buněk gangliových → společně vytváří zrakový nerv), odráží se a teprve pak dopadá na tyčinky a čípky = inverzní oko. (U kočky je ten odraz tak zesílen, že se nám v noci zdá, že jí svítí oči)
Stavba oka: Tyčinka a tři typy čípků (citlivé na červené, zelené a modré světlo) obsahují fotopigmenty tvořené bílkovinou opsinem vázanou na molekulu retinalu (chromatoforu, má podobné složení vitamínu A, který je tak provitamínem pro dobrou činnost oka). Retinal je měněn (molekulární konfigurace) světelnou energií (z cis- na trans-). Tak se stává nestabilní, rozpadá se a přes několik mezistupňů se mění zpět na fotopigment. Tím, se změnami sodíkového proudu, vzniká akční potenciál. Opsin je různý na tyčinkách a čípcích. Ovlivňuje citlivost vlastních receptorových buněk.

28.2 Mechanoreceptory:

6. Statokinetické receptory – 3 prodloužené polokruhové chodby a 2 váčky – utriculus a sacculus (Jsou na sebe vzájemně kolmé. Díky tomu mohou vnímat pohyb kapaliny jakýmkoliv směrem.) Buňky receptoru jsou podobné neomastům.. Skvrny vláskových buněk s kupulou v ústí chodeb jsou drážděny rozpory mezi pohybem vestibulárního systému (pohyb hlavy, rychlost pohybu) a setrvačností endolymfy. V utriculu a sacculu v kopule jsou otolity (krystalky z uhličitanu vápenatého, jsou buď drobné ve velkém množství, nebo jako u ryb málo a velké) pro registraci zemské tíže.
7. Kloubní receptory – aktivace mechanickými podněty Reagují na natažení, napínání či rotaci.
8. Svalové vřeténko – svalové vlákno s krajovými kontrakcemi uprostřed má nervové zakončení. Vzruch vzniká natahováním. Informuje nás o kontrakci svalu nebezpečné zejména v koncové části u šlach. Na to navazují:
9. Golgiho šlachové tělísko – zaznamenávají celkové zkrácení svalu a ve spolupráci se svalovými vřeténky vyvolávají pocity, které mají zabránit přetržení svalu. Jsou na konci svalu.

28.2 Mechanoreceptory:

Zvuk je přiváděn zvukovodem (není u ryb, jedná se o přenos vzduchem). Pro vodní obratlovce je tedy tlak vnímán pouze proudovým orgánem. Bezobratlí mají vnímání tlaku založené na prohýbání povrchových membrán. Vyluzují také zvuky často třením zesílených částí těla (tření křídla o holeň a podobně).
Postupné zhušťování a zřeďování hustoty vzduchu naráží na určitou blánu i u obratlovců – bubínek – prohýbající se do dutiny středního ucha. Tato energie se přenáší na soustavu tří kůstek (obojživelníci až ptáci mají jednu kůstku [kolumelu]). Třmínek ve své původní proměně odpovídá [kolumele]. Tyto kůstky přenáší chvění na lagenu/hlemýždě. Membrána vnitřního ucha je v tzv. oválném okénku. Tlaky membrány z oválného okénka prochází hlemýžděm, scalou vestibuli po celé její délce a teprve potom pronikají na konci do s.tympany a tam rozechvívají již dříve uvedenou m.bazilaris...
Bližší části membrány vnímají mnohem lépe vysoké tóny, na konci hlemýždě jsou lépe vnímány hluboké tóny (nízké).
5. Echolokace – vysílání ultrazvukových vln a zpětný příjem. Někteří živočichové jej využívají jako navigační zařízení nebo k chytání kořisti. (Podobný princip má radar.) (Pro živočicha je důležitým faktorem rozpoznání doba než se vlny vrátily). Netopýři (vzduch), delfíni (voda)

28.2 Mechanoreceptory:

Prvním krokem vnímání zvuku je vstup tlakové vlny do zvukovodu. Následuje přenos na membránu bubínku, ten se prohýbá se do dutiny středního ucha přes sluchové kůstky (kladívko, kovadlinka, třmínek) středního ucha na membrány oválného okénka vnitřního ucha. Vlastní receptor jsou uloženy ve vnitřním uchu v tzv. hlemýždi (spirálovitě stočený kanál ve spánkové kosti). Přenos vln perilymfou přes scala vestibuli a scala tympani rozechvívá bazální membránu. Její vychýlení registrují vláskové buňky Cortiho orgánů vůči nimž se pohybuje membrana tectoria.
Doplnění k ad.4: Postupným vývojem vzniká systém spojující vestibulární systém (statokinetické receptory) se sluchovým [kochleárním] (ze sacculu vybíhá výběžek, který se postupně přeměňuje v lagenu, která se mírně zakřivuje až u savců se spirálně stáčí v hlemýždě [kochleu]. V lageně (ptáci zakřivená, plazy rovná) je umístěno vlastí sluchové ústrojí. Jeho podstatou je rozdělení trubičky lageny do dvou na sebe naléhajících trubiček. Základní rozdělení je membránou basilaris, ke které směřují nervy (akustické, sluchové). Na tuto membránu nasedá „zvýšení, ocásek“, který mění svou polohu se zvukovými vlnami a naráží do bazilární membrány. Do membrány zasahují vláskové buňky (smyslové buňky s vláskovitými zakončeními), které jsou inervovány a směřují vlásky do štěrbiny pod membranou tectoria. Bazilární membrána přepažuje lagenu (hlemýždě) podélně a prochází jí zvuky. Na konci vnikají do vlastní středí dutiny, která je různým způsobem omezena další membránou, která vymezuje scala vestibuli. Působí zde dvě síly. Vliv na chvění m.tectoria a hlavně rozechvívání bazální membrány na základě přicházejícího zvuku. Jinak se projevují zvuky v různých částech lageny. Sluchový orgán dokáže reagovat na vlny, které přicházejí vzduchem v různých hodnotách frekvence. Orgán je uložen ve skalní kosti.

28.2 Mechanoreceptory:

1-5 somatické exteroreceptory 6-9 proprioreceptory
1. Dotykové receptory – schopnost vnímat mechanické podněty (dotyk, tlak) mechanoreceptory. Ty jsou někdy ještě opatřeny přídatnými strukturami Meissnerova tělíska, Vater [fater]– Pacciniho tělíska. Smyslovým podnětem bývá natažení nebo stlačení membrány receptoru (tj. nervové buňky)
2. Bolest – pocit bolesti vzniká na podnětu působící na volná nervová zakončení. Podněty bývají ty, které hrozí, nebo přímo způsobují poškození tkáně. Vyvolávají reflexní odpovědi ve formě úniku nebo odtažení.
3. Proudový orgán – orgán postranní čáry je tvořen skupinami kožních mechanoreceptorů tzv. neuromastů. Je vyvinut u ryb a larev obojživelníků. Neuromast tvoří sekundární smyslové buňky opatřené vláskovými výběžky, které jsou obaleny rosolovitou kupulou, ta ohybem nerovnoměrně natahuje vlásky a stimuluje receptorové buňky. Receptory jsou tedy citlivé na proudění vody, tlak či nízké frekvence vln.
4. Sluchové receptory (tympanální orgán, sluchový orgán) – Zvuková energie se šíří jako vlna zhušťování a zřeďování molekul vzduchu. Sluchový orgán reaguje na tlak vykonávaný molekulami vzduchu. (Zvuk vzniká vibrací těles). Lidské ucho vnímá frekvence v rozsahu 20 – 20 000Hz. (Nejcitlivější je v oblasti 1000-3000Hz což odpovídá mluvenému slovu)

28.1 Chemoreceptory

Člověk je špatný „čichač“. Patří k živočichům mikrosmatickým. Makrosmatický živočich má naopak dobře vyvinutý čich (kořist x lovec). Jsou schopni rozlišit koncentrace až 10-16.
čich je důležitý i pro komunikaci a to i u lidí (je součástí etologických principů. I když si to neuvědomujeme, podvědomě ovlivňuje naše chování. Také si „vyčicháváme“ své partnery, kteří mají od nás odlišný genový fond). Někteří zástupci hmyzu cítí speciální látky – feromony o koncentracích až 10-20 (např. třástevníci)
(pozn. příbuzenská plemenitba upevňuje kladné znaky, ale i ty negativní, které mohou být v dvojité kombinaci letální)
U hmyzu mají pachové signály velký význam – chemické dorozumívání – feromony
2. Chuť – sekundární smyslové buňky obr.214 (mají epiteliální původ, odvod a tvorbu vzruchu zajišťuje synapse chuťového nervu přiléhající k dolnímu konci receptorové buňky). Jsou podobného tvaru jako buňky čichové, jsou ukončeny vlásky (microvilly), jsou soustředěny v místě chuťového pohárku (člověk asi 10 tis.), který vyúsťuje do dutiny ústní chuťovým pórem. Jsou lokalizovány v ústní dutině na jazyce. Se slinami přicházejí různé látky. Rozeznáváme 4 chuťové pocity – sladkost, kyselost, slanost, hořkost. Pro všechny 4 chuti existuje jediný typ receptorových buněk. Chuťový vjem je výsledkem aktivity více buněk. Jeden nerv může inervovat více těchto buněk. Chutě nejsou na jazyku vnímány stejnoměrně. Špička hlavně slané, první část za špičkou sladké, další kyselé a zadní část hořké.
U člověka jsou nejsilněji vnímány některé hořké látky jako chinin 10-5 běžné soli 10-2 je svým způsobem hraniční

28. ČIDLA (SMYSLY)

Interoreceptory – čidla ve vnitřních orgánech
Proprioreceptory – čidla v pohybové soustavě (kloubní receptory, svalové vřeténko, Golgiho šlachová tělíska)
Exteroreceptory – informace o vnějším světě

28.1 Chemoreceptory
1. Čich – primární (mají původ v buňkách nervových) smyslové buňky (až 20 mil. Přitom jsou na několika cm2.) umístěné v horní části nosní dutiny. Receptorové buňky mají na jednom konci vlákna vedoucí co mozku a tvořící čichový nerv, z druhého konce vystupují brvy směřující do povrchu čichové sliznice. Čich je výrazně citlivější než chuť (tisíc až desetitisíckrát), rychle se adaptuje (po čase klesá vnímání i velmi nepříjemného pachu). obr.215
Různě modifikované buňky zasahují do čichové sliznice, jsou zakončeny brvami (cilia) a reagují na různé látky, které jsou nositeli čichových vjemů. K detekci slouží právě cilie. Látky dráždí cilie různým způsobem. Na základě těchto vjemů je vyvoláván různě modifikovaný generátorový proud. Dráždění jednotlivými látkami umožňuje rozlišení mnoha čichových vjemů. Člověk je schopen vnímat jen některé látky v koncentrací 10-8 až10-10 . Výrazně citlivý je lidský čich na některé látky obsahující síru (merkaptany), naopak třeba oxid uhelnatý nejsme schopni detekovat. Signály z čichového smyslu jsou přenášeny do mozku a čichové ústrojí je od začátku vývoje v koncovém mozku (telecefalu). Čichové nervy jsou zdůrazněny nejrůzněji utvářenými čichovými laloky, které přicházejí do tohoto čichového smyslu.

Odlišnost nervosvalových soustav bezobratlých:

Létací svaly – na jeden vzruch 5-20 stahů. Vyvíjí se asynchronní sval schopný výrazně zvýšit svou frekvenci na základě jednoho vzruchu, fibrilární svaly). Refrakterní perioda je v činnosti svalů 10 ms. Nervem je možno za sekundu přenést maximálně 100 vzruchů. Komár: 1000 kmitů/sekundu = na jeden vzruch 10 stahů.
Svěrače lastur (mlži) (nejde o příčně pruhovanou svalovinu) iniciuje motoneuron s acetylcholinem. Sval musí zůstávat kontrahovaný. Pro udržení sevření není nutný acetylcholin, ani depolarizace. Relaxace nastane až aktivitou v nervech, které uvolní tkáňový hormon serotonin → otevření lastury
Původ srdeční činnosti u bezobratlých:
Neurogenní srdce (kraby (korýši), pavouci) – původ srdečních rytmů z aktivních neuronů v srdečním gangliu u myokardu
Myogenní srdce (měkkýši, hmyz) podobné jako u obratlovců

28. ČIDLA (SMYSLY)
Jsou to orgány transformující podnět vnějšího i vnitřního prostředí na vzruch (nervovou aktivitu), jež předává v kódované formě informace o kvalitě, intenzitě místě a trvání podnětu. Má podobu časově rozličně uspořádaných akčních potenciálů.

Srdeční sval

Akční potenciál vede k uvolnění Ca2+ a aktivaci kontraktilního aparátu. Hladkému svalstvu je podobný tím, že má vlastní rytmicitu a spojení „gap junction“.
Buňky srdeční svaloviny mají dlouhé trvání akčního potenciálu (stonásobně), refrakterní perioda je až 400ms. (Není možné sčítání stahů a podráždění častěji než jednou za 250ms). Střídání systoly a diastoly je tedy velmi pravidelné a konstantní.
EKG – elektrokardiogram – s jeho pomocí můžeme zaznamenat elektrickou činnost celého srdečního svalu. Zaznamenané elektrické změny jsou představovány změnami akčních potenciálů v různých fázích srdečního cyklu.
I u srdečního svalu nacházíme vzrušiče, které mají spontánní vzruchovou aktivitu. (centra automacie, sinoatriální uzel – splavový uzel). Vzruch se od tam šíří po povrchu srdce. Přenos do Hisova svazku a přenos vnitřkem je způsoben funkcionálním tukem (na hranici mezi předsíněmi a komorami, i mezi komorami. Ten se ani při hubnutí neodbourává). Vzruch (depolarizace) na srdečním svalu (na všech svalech) jde po povrchu. Když jde ze splavového uzlu po povrchu předsíní, tak se kvůli tomu tuku nedostane na komory. Proto je tam další uzel, který ho posílá do Hisova svazku a Purkyňových vláken. Šíření je velmi rychlé a tímto rozvětveným nervem je zajištěno dovedení vzruchu do celého srdce do obou dvou komor. Následuje stah komor synchronizovaně.
Potenciály těchto buněk jsou citlivé na acetylcholin (zpomaluje, vymizení potenciálu) a adrenalin (zvýšení, depolarizační změny))

Hladký sval

Membránový potenciál není stálý. Membrána se pomalu spontánně depolarizuje. V okamžiku kdy dosáhne prahové hodnoty, vznikne série akčních potenciál a nastane kontrakce. Ke spontánní depolarizaci dochází u buněk tzv. vzrušičů. Ostatní buňky vytvářejí akční potenciály šířením depolarizace od vzrušičů přes mezibuněčné spoje „gap junction“.
Činnost hladkého svalstva řídí nervové a humorální vlivy. Nervová zakončení na rozdíl od kosterního svalu netvoří přímé kontakty s buňkami hladkého svalu. Nervová vlákna mají v oblasti svých zakončení tvar připomínající navléknuté korálky. Tyto útvary se nazývají varikozity obr.163. (varikozity jsou naplněny vezikuly obsahujícím přenašeče, které po výlevu reagují s vazebnými místy na svalové membráně).
Postgangliová nervová zakončení parasympatických nervů uvolňují acetylcholin, sympatická noradrenalin, které mohou mít různý účinek na hladké svaly různých orgánů (specifické).

Srdeční sval
Srdeční sval se skládá ze svalových buněk, jež mají vlastnosti podobné vlastnostem svalové buňky kosterního i hladkého svalstva. Mají příčné pruhování (obsahují myofibrily, aktin a myosin). Mechanismus interakce je stejný jako u kosterního svalu, je vyvinuto sarkoplazmatické retikulum.

27.SVALY

Nervosvalové spojení je velmi citlivé a může být blokováno či ovlivňováno různými látkami.
Např. šípový jed jihoamerických indiánů, kurare (alkaloid) se snadno a pevně váže na místa na subsynaptické membráně, kde se normálně váže acetylcholin. Nastává smrt udušením v důsledku zastavení činnosti dýchacích svalů. (při akčním potenciálu se normálně uvolňuje acetylcholin, ale nemá se kam vázat). Ireverzibilní blokádu způsobují i hadí jedy jako najatoxin (kobra Naja). Tyto látky jsou polypeptidy.
Ovlivnit přenos lze také inhibicí acetylcholinesterázy organofosfáty (pesticidy, bojové látky). Působí tak, že inhibicí zabraňují rozkládání acetylcholinu, který tak udržuje ploténku stále depolarizovanou a neschopnou dalšího přenosu. Sval přestává kontrahovat. Smrt zadušením.
Třetím typem jsou látky blokující uvolňovaní acetylcholinu z nervových zakončení. Botulotoxin (produkují bakterie Clostridia). Už v množství 0,0001 mg je smrtelný.

Hladký sval
Nejsou přítomny myofibrily (není příčné pruhování). Je tvořen tenkými aktinovými filamenty. Není zde vyvinuto sarkoplazmatické retikulum (není možné vylévání Ca2+ ke všem buňkám, jejichž membrány jsou zachovány a mají jádro). Kontrakce hladkého svalu jsou velmi pomalé (aktin – kontraktilní vlákna – jsou přímo v buňkách). Svaly hladké svaloviny se velmi často stahují spontánně bez podnětů. Takové kontrakce mají původ přímo ve svalu (myogenní kontrakce)

27. SVALY

V aktivovaném svalu se Ca2+ váže na bílkovinu troponin, který blokuje připojení hlavice myosinových můstků. Vápník tak vlastně inhibuje účinek troponinu a umožňuje interakci mezi aktinem a myosinem (svalový stah). (Vápník je zpětně resorbován pomocí vápníkové pumpy aktivním transportem.)

Svalová vlákna jsou inervována motorickými neurony (ty jsou až do své spodní části myelinizované). Místo, kde se zakončení těchto neuronů dotýká svalových vláken označujeme jako nervosvalovou (motorickou) ploténku (přenášený potenciál označujeme jako ploténkový potenciál – je menší než potenciál potřebný k přenosu vzruchu na nervovém vlákně). Axony motorického nervu se ve svalu rozvětvují (kořeny) k různým svalovým vláknům. Všechna svalová vlákna inervovaná jedním motorickým neuronem tvoří společně tzv. motorickou jednotku Počet vláken v jedné motorické jednotce je různý od 4-5 (okohybné svaly) po 150-200 (hýžďový sval).
Obr.160

Přenos podráždění je u obratlovců zprostředkován acetylcholinem. Ten je uložen v zakončeních motorického nervu ve váčcích a uvolňuje se z nich při akčním potenciálu. Vylévá se tak, že váčky splývají s presynaptickou membránou a otvírají se do synaptické štěrbiny. K výlevu z váčků je potřeba Ca2+. Tato činnost je velmi rychlá, acetylcholin je vzápětí zase vstřebáván, nebo odbouráván.

27. SVALY

V činném svalu nastává interakce příčných můstků myozinu s aktinem, přičemž se tedy slabá aktinová filamenta zasouvají mezi silná filamenta myozinová (až na maximální vzdálenost což je délka filament). Délka filament se přitom nemění. Hlavice můstků se připojí k molekulám aktinu, mění úhel svého připojení (za působení adenosintrifosfatázy štěpící ATP → energie) a následně dochází k tahu aktinového filamenta. Vzápětí se vzniklé spojení přeruší a hlavice se opětovně připojí v jiném bodě. Tato interakce se mnohokrát opakuje. Připojení hlavic je asynchronní. Všechny hlavice nejsou připojeny najednou, pouze skládají celkový pohyb (až několik cm).

Primárním podnětem pro svalový stah je akční potenciál. Spojovacím článkem mezi akčním potenciál a kontraktilním aparátem jsou ionty Ca2+. Akční potenciál probíhá na povrchové membráně a předává signál na zvláštní struktury – Sarkoplazmatické retikulum a příčné (T-) tubuly.
T-tubuly jsou kanálkovité vychlípeniny povrchové membrány zasahující hluboko do nitra svalového vlákna. Začínají jako malé ostrůvky v povrchové membráně. Při depolarizaci povrchové membrány se také depolarizují a uvolňují Ca2+ směrem do nitra svalového vlákna.
Sarkoplazmatické retikulum nepředstavuje pokračování povrchové membrány a není s ní vůbec v přímém spojení. Tvoří podélné tubuly (místy váčky) obklopující myofibrily po celé jejich délce. V určitých pravidelných vzdálenostech se těsně stýkají s tubuly příčnými a stejně jako oni při depolarizaci také uvolňují Ca2+

27. SVALY

Svalová buňka je schopná tvořit akční potenciál (nervový vzruch) podobně jako buňka nervová. Schopnost svalových buněk se stahovat je dána přítomností zvláštních bílkovin tzv. kontraktilních bílkovin, které přeměňují chemickou energii uloženou v ATP na mechanickou energii.

Kosterní sval
Kosterní sval se upíná na kost šlachou. Svalovou buňku nazýváme svalové vlákno. To skládá z jednotek zvaných myofibrily (průměr 1-2µm), které se dále dělí na malé jednotky sarkomery (jsou ohraničeny Z-liniemi, na které se připojuje vlastní kontraktilní bílkovina aktin). Na povrchu svalového vlákna je membrána – sarkolema (odděluje svalová vlákna od dalších). Svalové vlákno vzniká splynutím více buněk (syncitium) a proto obsahuje více jader.
Charakteristické je příčné pruhování, které nejde přes celou šíři svalu, ale pouze přes jednotlivé myofibrily. Je tvořeno překryvem vláken aktinu a myozinu.

Mechanismus svalové kontrakce:
Z-linie se světlými aktinovými filamenty se zasouvají mezi tmavá myozinová filamenta pomocí myozinových můstků, které vycházejí z myozinu směrem k aktinu (sval zkracuje). Ve stavu klidu nejsou hlavice příčných můstků ve spojení s molekulami aktinu (sval lze volně natahovat).

Podle účinku na postsynaptické neurony

V CNS se na jednotlivý neuron připojují nervová zakončení ze stovek až tisíců jiných neuronů (konvergence – sbíhavost) (25 000 a více) a axon jednotlivého neuronu vysílá opět zakončení ke stovkám a tisícům jiných neuronů (divergence – rozbíhavost)
Nervové obvody můžeme rozlišit na otevřené a uzavřené. Fungují na principu zpětné vazby (určitých kontrol své činnosti ). (Otevřený obvod tvoří řetězec neuronů vzájemně spojených, přičemž však žádný neuron není prostřednictvím axonu spojen s předchozím neuronem v řetězci. V uzavřeném obvodě je naopak zpětné spojení s předcházejícími neurony v řetězci).

Příjem informací se děje receptory. Ty potom přeměňují energii z prostředí na membránový potenciál. (Každý smysl vytváří svůj receptorový potenciál). Se zvýšenou intenzitou podnětu se zvyšuje depolarizace, má stupňovitý charakter (není charakteru všechno nebo nic) – označujeme ho jako receptorový (generátorový) potenciál. Šíří se max. 1mm, pak se převádí na akční potenciál a je převáděn dále.

V některých případech může docházet k adaptaci, kde se postupně zastavuje tvorba akčního potenciálu (klesá frekvence). Nízké jsou v místech, kde jsou nevýhodné. Klesá při nich časem schopnost membrány receptoru odpovídat na podněty, čímž také klesá výška (intenzita) vzruchu. V praxi to znamená, že např. při ohnutí vlasu vznikají vzruchy pouze v průběhu pohybu, nikoli však, když pohyb ustal.
Nízká adaptace – receptory tahové (svalová vřeténka...)
Rychlá adaptace naopak funguje u receptorů dotyku (vlasy, chlupy), také na holé kůži

Podle účinku na postsynaptické neurony

Monoaminy – látky mající jednu amino- skupinu
katecholaminy – noradrenalin, adrenalin, dopamin
indolalkylaminy – serotonin (tkáňový hormon)
3. Aminokyseliny – složitější než ad 2. Mají jedno případně více amino- skupin a skupinu kyselinotvornou. Glycin (sestává ze 3 AMK), glutamát. I zde je možná inhibice či ovlivnění. Glycinové receptory blokuje strychnin, tetanotoxiny blokují uvolňování inhibičních přenašečů (vzruchy se na postsynaptickém neuronu stále vytvářejí, stále jdou k efektoru – sval se stále stahuje, blokuje se, vysílí, může prasknout apod.)

Kromě chemického přenosu ještě existuje elektrická cesta. Je podmíněná trochu odlišnou stavbou synapse. Musí dojít k zvětšení její plochy. Místa, kde se axony dotýkají označujeme jako septa (transversální septa) a přenos vzruchu se zde uskutečňuje pouze elektrickou cestou.
Tento typ přenosu je výrazně rychlejší (s mediátorem 0,3 ms, elektrická synapse 0,05 ms)
Spoje „gap junction“ – vzdálenost mezi buňkami na synapsi není obvyklých 20 nm, ale pouhé 2nm. Dochází tak ke splývání cytoplazmy neuronů pomocí kanálků
Spoje „tight junction“ – jsou v místě kontaktu dvou buněk, kde splynou povrchové membrány a vnitřní vrstvy zůstávají samostatné (rychlejší průchod). Je vytvořena jedna struktura.

Podle účinku na postsynaptické neurony

synapse budivé (excitační). Velmi se zvyšuje možnost dosažení prahové hodnoty ke vzniku akčního potenciálu..
synapse tlumivé (inhibiční)
Aktivace jedné synapse nestačí na vytvoření vzruchu. Obvykle je zapotřebí asi tisíce synapsí, které postupnou sumací (sčítání postsynaptických potenciálů) dávají vznik elektrickému signálu. Axony proto vytváří značné množství synaptických vzruchu. Axonů jde k jednomu neuronu několik set.
Sumace prostorová – více spojů téhož neuronu se aktivuje prostorově
Sumace časová – opakovaná stimulace téže synapse, (obtížně proveditelné v případě rozkladu mediátoru)

Zvýšení účinku nervového přenosu se obecně nazývá Facilitace (děje se prostřednictvím Ca2+, jejichž koncentrace postupně narůstá při každém akčním potenciálu a usnadňuje uvolňování přenašeče do synaptické štěrbiny)

Rozmanitost přenašečů (mediátorů) je poměrně malá. Z chemického hlediska je můžeme rozdělit do tří skupin:
Acetylcholin – může být blokován nervovými jedy (blokace přenosu tohoto mediátoru), stejně tak tyto receptory blokuje atropin (např. u srdcí obratlovců)

Přenos vzruchů je umožněn speciálními útvary – synapsemi:

Hlavní části synapse jsou presynaptické zakončení, synaptická štěrbina (20nm široká) a subsynaptická membrána.
Neuron vedoucí potenciál k synapsi – presynaptický, směrem od synapse – postsynaptický. Zakončení axonu presynaptického neuronu končí malou zduřeninou tzv. synaptickým knoflíkem. Membránu přímo pod knoflíkem nazýváme subsynaptická, sousední (neležící přímo pod knoflíkem) postsynaptická.
Signál se přenáší přes synaptickou štěrbinu pomocí přenašeče, mediátoru (chemické látky uskladněné ve váčcích knoflíku). Ty se vylijí v okamžiku příchodu elektrického signálu. Váže se na reaktivní místa na subsynaptické membráně – vzbudí (na základě přítomnosti mediátoru) nový elektrický signál (potenciál). Subsynaptická aktivita je ukončena (působí jen jednou)
chemickou přeměnou mediátoru na chemicky neúčinnou látku – nevýhodné z hlediska její likvidace
uvolnění přenašeče z reaktivních míst, zpětně vstřebáván
zpětnou resorpcí synaptickým knoflíkem
Druhé dvě cesty se vzájemně doplňují a jsou výhodnější, neoslabují činnost nervové soustavy na rozdíl od ad a)

Myelinizace

– tvorba myelinových obalů kolem axonu malého průměru z lipoidního myelinu (fosfolipidy). Tato tuková část je elektricky nevodivá. Mezi jednotlivými nánosy (1mm dlouhé) myelinu jsou tzv. Ranvierovi zářezy – místa přiblížení dvou myelinových obalů, kde je axon holý (asi 2µm). Tam dochází k pohybu iontů.
Z izolačních vlastností myelinu → pohyb iontů přes tukovou vrstvu není možný. Vzruch jde tedy skokem a překonává tak najednou velkou vzdálenost (1 mm). Není tedy zapotřebí tvorby obřích vláken jako u hlavonožců, kde mají vlákna průměr až 1mm.
Membrána je volná pouze v oblasti Ranvierova zářezu. Šíření saltorní – skokové (obratlovci). Jeho podmínkou je právě tvorba myelinových obalů kolem axonu. Myelin produkují Schwannovy buňky.
Akční potenciály – nervové signály. Přenos různých (všech) informací se děje pomocí akčního potenciálu – jediný neměnný signál má každý podnět → jediná forma kódování: časové uspořádání ve sledu akčních potenciálů = časové vzorce (př. Sluchové, zrakové, hmatové podněty jsou speciálními cestami až k místu efekteru. Do jednoho receptoru mohou přicházet podněty z různých zdrojů)

Akční potenciál

Nadprahové podněty pak vyvolávají vznik spiku. Určitou dobu po vzniku jednoho akčního potenciálu však membrána nereaguje (Na-K pumpa)– je v refrakterní periodě. Refrakterní perioda obecně omezuje počet akčních potenciálů, které se mohou vytvářet na membráně v určitém časovém úseku.
Akční potenciál můžeme přinést na membránu uměle na kteroukoliv část axonu. Potenciál se pak šíří na obě strany po nervovém x svalovém vlákně na základě depolarizace sousedních úseků. Vznikají dceřiné potenciály, které vyvolávají další šíření podél membrány – nemůže je vyvolat nazpět, protože tam je membrána necitlivá (refrakterní perioda). Šíření je možné jen jedním směrem. Je-li přirozeně přivedený vzruch v rámci vlastností neuronu tak je vždy přiveden na dendrit odkud pokračuje na tělo a axon. Je tedy usměrněno a je jednosměrné. Také u té umělé formy je pochopitelně jednosměrné, protože přes dendrity není možno vést vzruch odstředivě a vzruch tam končí. U svalového vlákna je schopnost šíření na obě strany plně zachována.

U obratlovců se šíří vzruch skokově-saltatorně díky myelinovým pochvám.
Různá rychlost vedení od několika m/s až po 120 m/s. Rychlost šíření závisí na primární vzdálenosti šíření (průniku) depolarizovaného proudu. Zvětšení tahu proudu se dosahuje zmenšení odporu = zvětšením vnitřního objemu vlákna.

Akční potenciál

Pouze nervové a svalové buňky mají unikátní vlastnost. Může u nich dojít ke vzniku akčního potenciálu. Je to krátkodobá výrazná změna membránového potenciálu (během milisekund z –70 mV až na +30 mV) – hrotový potenciál, hrot (spike) – označený vzruch (impuls). Spike je také schopen vytvořit totožný vedle sebe po obou stranách, což je princip přenosu vzruchu.

Podstatu elektrických změn v průběhu akčního potenciálu popisuje tzv. Iontová hypotéza:
fáze: propustnost membrán se zvyšuje pro Na+ -tzv. depolarizace. 1ms trvání. Na+ dovnitř ve větším množství, než kolik opouští buňku K+. Membránový potenciál proto klesá, obrací svou polaritu až nakonec na vnitřní straně membrány dosahuje kladných hodnot a na vnější straně hodnot záporných.
fáze: změna propustnosti ve prospěch K+ ven (repolarizace) klidová hodnota. Uvnitř je příliš kladného náboje, takže jsou K+ vypuzovány ven, návrat na původní hodnoty.
Na-K pumpa zajišťuje návrat ke koncentračnímu gradientu, čili navrátit Na+ ven a K+ dovnitř. Ta funguje asi 10ms, při nichž nemůže být vyvolán akční potenciál.
Refrakterní perioda - je spojená s funkcí akčního potenciálu. Akční potenciál buď vznikne v plném rozsahu, nebo vůbec ne – zákon vše nebo nic. Určitý podnět vyvolá vznik akčního potenciálu. Podněty s nižší intenzitou nevyvolají přímo spike, dojde jenom jenom k drobným změnám potenciálu.

Membránový potenciál:

Princip přenosu vzruchu čili funkce neuronu.
Ve vývoji se oddělily koncentrace iontů uvnitř buňky a vně buňky (mezibuněčné tekutině). U většiny buněk je uvnitř v převaze K+, naopak téměř žádné Na+, naproti tomu vně buňky převládají Na+, kde je relativně málo K+. Buněčné membrány jsou polopropustné. Mají selektivní propustnost vůči těmto dvěma nejdůležitějším kationtům. Jsou propustné pro K+, který je uvnitř, ale víceméně nepropustné pro Na+. Nepropustné jsou membrány také pro velké molekuly, které mohou mít polyiontový charakter (viz. pokus s celofánem a jeho propustností pro ionty a bílkovinu).
Klidový membránový potenciál
K+ je více uvnitř buněk. Vně buněk jsou Na+. Toto teoretické rozložení vytváří jakousi elektronegativitu. Tyto kationty jsou doplněny přítomností aniontů. Na základě koncentračního spádu K+ proudí ven. S nimi ale nejdou ale žádné anionty (Cl-), protože ty jsou uvnitř i vně. K+ vycestují ven a na vnitřní straně membrány chybí, převažují tam Cl-, takže je tam elektrický potenciál mínus 70 mV. K+ nemohou proniknout všechny. Na vnější straně membrány je plus 70 mV. Na základě eletrického spádu tak zákonitě pronikají K+ zase zpět přitahovány záporným nábojem. Je nastolena dynamická rovnováha.

Nervová (vzrušivá) regulace

Základní článek nervové soustavy je nervová buňka – neuron
2 mechanismy pohybu informací a) elektricky b) sekreční (látkový)

Nervové systémy
Necentralizované – difúzní (síť buněk po těle) x centralizované
Neuron – 1. Dendrity – krátké výběžky neuronu, představují se soma vstup = vedou vzruch dostředivě
2. buněčné tělo (soma) obsahuje buněčné organely a cytoplazmu, zajišťuje látkové pochody
3. axon – nervová vlákna – neurit. Výběžek specializovaný pro vedení vzruchů, je vodivostní složkou, je jen jedno. Je kryt obaly, které vytvářejí tzv.gliové buňky (gliové obaly) jež nemají povahu neuronu. Má několik částí:
inicilání segment – připojení axonu k buněčnému tělu
nervová zakončení (telodendrie) – jednotlivé větve slouží k uvolňování synaptických mediátorů
kolaterály – bočné větve mající charakter axonu
Neurony dělíme na tři velké skupiny: obr.126
Afektní – vzestupné, většina mimo CNS
Efektní – sestupné, většina mimo CNS, (ty které inervují kosterní sval se nazývají motorické neurony)
Intreneurony – převážně v CNS, čím složitější funkce, tím je jich tam více

Bilaterální nervová soustava

Další vrchol (hmyz). Vznik komplikovanějších smyslů, končetin, orgánů. Některé druhy aktivity – např. let – kmitání křídlem několikrát za sekundu je nemožné přenést jako signál jednotlivě pro každé máchnutí. To zesložitění je v tom, že dochází ke generaci více signálu z jednoho přicházejícího do toho torakálního ganglia (vygeneruje 5-20 signálů za sebou). Další činnosti – chůze, zpěv)

Nervová soustava obratlovců už není bilaterální. Je rozlišena na CNS a periferní nervstvo, což společně s myelinizací axonů výrazně snižuje objemnost signálu a zvyšuje rychlost přenosu. Kdyby nedošlo k myelinazaci nervových vláken (axonů), tak bychom vypadali úplně jinak. K přenosu signálů do naší přední končetiny by bylo zapotřebí nervového vlákna o stejné tloušťce jako je končetina sama. Tomu by se musel celý organismus přizpůsobit (hlavně svou velikostí).
Obr. 171
vývoj jak jde, přehled:
U radiálních nervových soustav je síť, která se postupně rozrušuje. Původní břišní páska je různým způsobem spojována až vzniká u pokročilých zástupců hmyzu (dvoukřídlí...) výrazně pozměněná, už ne bilaterální nervová soustava s výraznými příďovými ganglii a s nervy směřujícími do jednotlivých částí těla a orgánů

Bilaterální nervová soustava

Bilaterální nervová soustava u bezobratlých je různě formulována:
Červi /kroužkovci/ – žebříčková nervová soustava. Ganglia jsou víceméně stejnocenná, jenom hlavová ganglia jsou nadřazená. Protože probíhají pod trávící trubicí, čili na břišní straně, hovoříme to tzv. břišní nervové pásce
Měkkýši – je břišní páska porušena, protože nefunguje segmentace. Základem jsou párová ganglia, pouze několik párů spojených nervovými pruhy. Již se vytváří jakési centrální hlavové ganglium
Členovci – nervová soustava odvozená od žebříčkové (břišní nervové pásky) dochází k další nadřazenosti příďových ganglií. Jak hlavového tak podjícnového. Podle toho jaké složité činnosti vykonávají jednotlivé části těla, tak se zesložiťují a spojují ganglia břišní nervové pásky, splývání je velmi výrazné. Postupně mizí síť neuropile je porušený a zůstávají pouze jednocestné dráhy – přicházející do mozku a odcházející do efektoru (orgánu)
zvětšení nadjícnových ganglií
diferenciace ganglií nervové pásky podle složitosti článku. Ganglia splývají (pavouci, mouchy). V motorické činnosti vymizely sítě.

Nervové sítě bezobratlých

U hub nepropojené dráždivé buňky netvořící soustavu.
Difúzní soustava (Cnideria). U některých (nezmar) jediný typ, jinde (Ctenophora, Enteropneusta, v kombinaci s ganglii (zlepšují funkce nervové sítě) Echinodermata – radiální soustava (živočichové výrazně výš než Cnideria, ale vývoj jejich nervové soustavy nepostoupil tolik jako například u kroužkovců) , Ascidia, někteří měkkýši) větší část, nebo jen periferní část (Anelida, měkkýši)
Medúza – centrální nervový kruh

Výrazná změna je vidět u přechodu živočichů na souš. Vytváří se postupně
Bilaterální nervová soustava
Bilaterální symetrie → přední a zadní konec, nové možnosti centralizace.
rovnocenné shluky nervových buněk (ganglií) umístěné kdekoliv
příďové smysly → zvláštní význam ganglií v přídi – hlavová – mozková – ganglia nad trávicí trubicí – nadjícnová. Složitost stavby.
Fylogenetický růst jejich významu. Spojena s ganglii pod jícnem – podjícnová ganglia . Kontrola nad ostatními exkrecí i inhibicí

Další progresivní znak : obří vlákna – velmi tlusté svazky nervových vláken, které u rozměrově malých živočichů umožňují poměrně rychlý přenos vzruchů. Chceme-li přenést větší množství signálů tak musíme buď zrychlit rychlost průchodu, nebo zvýšit průnik (přirovnatelné k vodovodní trubce – rychlost je do jisté míry nebezpečná, tak vezmeme trubku o větším průměru) Obří vlákna tak mohou mít průměr kolem 1mm. U obratlovců jsou jiné cesty.

Humorální regulace u bezobratlých

Tyto uvolňovací hormony jsou faktory, které ve žlázách s vnitřní sekrecí stimulují výdej dalších hormonů. Kromě těchto uvolňovacích faktorů jsou tam i faktory mají funkci blokující.
Ke komplexu žláz s vnitřní sekrecí řadíme i komplex neuro- a adenohypofýzi, což je struktura na stejné části mezimozku jako hypotalamus. Zde produkované hormony pak stimulují další žlázy s vnitřní sekrecí. 13 různých žláz … placenta, vaječníky, varlata, epifýza (nadvěsek mozkový) …

26.2 Nervová regulace
Organizace funkce nervových soustav
V průběhu fylogeneze od jednoduchých ke složitějším. Několik samostatných typů s obecnými principy. Řídící soustava striktně odráží postavení ve vývoji.
Funkční diferenciace uvnitř nervových buněk. Přijímací a zpracovávací část (dendrity, tělo soma), vodivá (odvodná) část (axon) Obr.124
Shlukování – ganglia, z nich vybíhají vodivé dráhy. Neuropil – síť, která se dostává do celého těla
Centralizace (přesun některých ganglií dopředu, jejich centralizace = ganglia mozková, vyvíjí se mozek) a hierarchizace → zvětšování počtu nervových buněk v organismu. Ne všechny velké organismy musí mít složitou síť a naopak.
Rozvoj v závislosti na celkovém počtu nervových buněk. Některé organismy nemají síť, ale jen samostatné buňky citlivé na podněty.

Humorální regulace u bezobratlých

Neurokrinní buňky produkují aktivační hormon (mozkový), který se hromadí v corpora cardiaca a následně je přenášen hemolymfou → Působí na protarakální žlázu, která na základě této aktivace produkuje svlékací hormonu (ekdyson), který iniciuje přeměnu mezi jednotlivými fázemi larvy (aktivuje epidermální buňky k tvorbě nové kutikuly a svlékání staré). Přímým působením callata (v těchto tělíscích) vzniká juvenilní hormon (neotenin) – prodlužuje larvální vývoj, oddaluje metamorfózu a také ovlivňuje přeměnu larva – kukla – dospělec. I u adultů.
Chemicky: aktivační hormon – polypeptid, svlékací hormon- steroid, juvenilní hormon – terpeny
Můžeme říct, že ekdyson a neotenin jsou antagonisty. Uměle připravených hormonů se užívá na různé škůdce.
Užijeme-li svlékací hormon na relativně nevyspělé larvy, tak je donutíme k předčasnému svlékání čímž vyčerpáváme jejich zásoby. Když aplikujeme juvenilní hormon, tak prodlužujeme jejich vývoj – vznik obřích, nepřirozených larev, které špatně přecházejí v dospělce (riziko adaptace a vyrobení obřího organismu)

Hormonální regulace samozřejmě funguje i u obratlovců. Základní řídícím článkem je hypotalamo-hypofyzární komplex, kde hypotalamus – nervová, mozková část, produkuje hormony označované jako uvolňovací.

Humorální regulace u bezobratlých

Kroužkovci – neurohumorální charakter. Na hlavním mozkovém gangliu mají nervové buňky se sekreční funkcí. Od nich se svazky nervů dostávají na spodinu mozku a tam, kde nervy naléhají na stěnu hřbetní cévy tak pronikají přes její stěnu. Tyto látky jsou přenášeny krví do celého těla. (Cévní soustava uzavřená, nemají srdce stejně jako pásnice). Obr.21
Korýši- také má neurohumorální charakter. Mají 3 systémy
Systém (neurosekreční komplex) očního stvolu – nese oči, na něm nejnápadnější X-orgán (sekreční funkce) – hormony jsou přepravovány nervovými vlákny do sinusové (splavové) žlázy, kde se hromadí a následně vylučují do hemolymfy.
Soustava postkomisurální a subezofageální. Hormony vznikají v gangliových buňkách, jejíchž vlákna vycházejí z příčné komisury nervové soustavy a vedou k blízkým svalům. Jimi produkované hormony řídí hlavně svlékání, pohlavní funkce a metabolismus cukrů a hospodaření s vodou. Méně barvoměnu. Jsou to vlastně hlavní metabolické funkce.
Má na starosti řízení srdečního tepu. Je to soustava perikardiální – osrdečník + blízké tělní splavy.
Hmyz
Několik skupin neurokrinních buněk na povrchu hemisfér spojených nervovými vlákny s Kardiálními tělísky (corpora cardiaca). Ty jsou párem nervů spojeny s přilehlými tělísky (c.allata). Obr.22

26. EVOLUCE REGULACÍ

Společné rysy: přes rozdílnost mechanismu dálkového přenosu nacházíme společné prvky – shodnost mechanismu přenosu informace na výkonný prvek – látkový (hormon x mediátor). I elektrický potenciál je tak přenášen látkově mediátory.
Dalším společným rysem je prostorová návaznost humorální regulace – smíšené regulační soustavy (hypotalamo-hypofyzární). Hypotalamus je součást nervové soustavy (mozku) uvolňuje faktory, které jsou potom roznášeny krevním oběhem do těla a ovlivňují další orgány s vnitřní sekrecí. Tento komplex je pak kontrolován vyššími centry nervové soustavy (další rysy).

26.1 Humorální (látková) regulace:
Základ látkových (humorálních, hormonálních) regulací: Schopnost buněk specificky reagovat na přítomnost látek z jiných buněk.

Nejnižší stupeň fylogeneze:
Induktory – regulace látek z buňky, působili na sousední buňky, diferenciace buněk, vznik orgánů. (Látky byly původně odpadního charakteru)
Tkáňové hormony – produkovány za specifickým cílem. Látky působící v místě vzniku nebo rozváděné soustavami. Postupně se rozvodné soustavy specializovaly na přenos těchto látek a dále se vyvíjely. Hormony jsou různé povahy.
vznik žláz s vnitřní sekrecí (endokrinní žlázy)
produkty – hormony
existuje už u bezobratlých

26. EVOLUCE REGULACÍ

ad a) Fylogeneticky nejstarší je látka (signál) představovaná různými typy sloučenin v mezibuněčném prostředí (ty dávají signál k vyloučení). Vývojově pokročilejší : účinné látky – zcela specifické látky = hormony (signál). Jejich šíření je pak zajištěno oběhovou soustavou.

ad b) Nervová soustava musí mít buňky čivé, nervové a hybné. Signál (změny elektrického potenciálu z vnějšího i vnitřního prostředí) vzniká na povrchu buněk. Jsou to všechny buňky smyslové, které zachytí nějaký druh energie (zvuk, hmat, zrak...) . Tyto vjemy buňky zpracovávají na určitou formu a mění na elektrický potenciál následně přenášený nervovými buňkami do ústředí, které signály vyhodnocuje a posílá dál. Zejména k buňkám hybným – svalové soustavě.

Rozdíly mezi typy regulací:
Humorální regulace – proces pomalý, nelokalizovatelný. Specifická citlivost cílové tkáně (ne specifičnost povahy hormonu). Uplatnění při adaptačních dějích čili dlouhodobých činnostech.
Vzrušivá regulace – pohotová, rychlé rozvinutí, rychlé vymizení. Účinek přesně zaměřený na cílový efektor tedy na koncovou soustavu, skupinu svalů.

26. EVOLUCE REGULACÍ

Signály mohou mít různou podobu. Do CNS většinou většinou na základě elektrických impulzů přenášených nervovým systémem. Potom ten odstředivý přenos může být také látkový – výkonným orgánem je generována nějaká látka s informačními vlastnostmi.
Biologický projev : reflexní oblouk (viz. střední škola)
receptorová složka
centrum
odstředivá dráha (motorické a vegetativní nervy, hormony)
efektorová složka (výkonný orgán)

Zachycení informace a přenos od receptoru k centru – vzruchové signály. Reakce typu všechno nebo nic. V centru – porovnávání. Výsledný signál závisí na a) změně prostředí b)vnitřním stavu organismu.

Odstředivý přenos – u mnohobuněčných
látkové mechanismy (regulace humorální – chemická)
změny polarizace povrchové membrány (nervová – vzrušivá regulace)

25.2 Vývoj termoregulace v ontogenezi

1. zralé formy (kuře, morče) – nepotřebují dodatečnou péči rodičů, termoregulace je vyvinutá
2. formy s termoregulací odlišnou od dospělců (pes, člověk)
3. nezralé formy (myš, krysa, křeček, holub aj.) - termoregulační mechanismy se teprve vyvíjejí v optimálních podmínkách

Stárnutí organismu – snížení termoregulačních schopností (menší funkční plastičnost mozkové kůry, zhoršení vazomotorických reakcí, snížení aktivity metabolismu aj.)

26. EVOLUCE REGULACÍ
Fylogeneze – střet dvou protichůdných tendencí: zvětšování složitost se specializací proti upevňování jednoty a utužování vztahů mezi částmi tak, aby nedocházelo ke střetům funkcí soustav, a aby veškerá činnost organismu směřovala k správnému průběhu metabolismu.
Je zapotřebí určitého sladění, což zajišťují regulační mechanismy. Jsou to normální informační soustavy, protože musí mít nějakou senzorickou část (přijímací), výkonnou a mezi nimi je většinou ještě nějaká řídící jednotka
Senzorická jednotka jsou smyslové orgány (receptory) – přenos signálu – přenos do ústředí (CNS) – dekódování a vyhodnocení – na jejich základě generována instrukce = příkaz – signál jdoucí do výkonné oblasti (orgánu)

Tepelné ztráty

Pocení – denně 10 l potu – neutrální až slabě kyselý, 2% sušiny – kyselina močová, glukóza, NaCl, nižší mastné kyseliny (zápach). Při pocení dochází k přechodu kapaliny na páru, což vyžaduje tepelnou energii, která je tím odstraňována z těla.
Nepozorovatelné vypařování (perspiratio insensibilis) funguje na stejném principu vody pronikající póry kůže.

Řízení hospodaření s teplem
Fyzikální a chemická termoregulace – nervový a endokrinní systém (látkově)
Termorecepce – termoreceptory v kůži
Další reakce: změny integrace:
 přední hypotalamus. Nižší termoregulační centra – segmenty míchy (vazomotorické reakce, vylučování potu), mozková kůra
 podmíněné reflexy (vazodilatace, pocení – emoce bez termoregulačního významu, denní rytmus krve zásobující mozkový kmen)

Odstředivé dráhy začínají v zadním hypotalamu

25.1 Chemická termoregulace

Netřesová termogeneze je vyvolána působením hormonu (noradrenali) se sympatickým nervovým systémem a dření nadledvinek. Hormon působí na hnědou tukovou tkáň (charakteristická pro malé organismy). Jedná se o zvýšení bazálního metabolismu až 5x. Novorozenci a chladově adaptovaní živočichové, u větších (nad 10 kg) se nevyskytuje. (Částečně je lokalizováno i v kosterní svalovině.)

Další obrané mechanismy ztráty tepla, shrnutí:
1. Fyzikální termoregulace
2. Mechanické hospodaření s teplem
3. Tepelná ochrana proti ztrátám
4. Izolace těla
5. Prokrvení kůže – rozdílná vazodilatace cévního systému (vlásečnic). Vazokonstrikce v případě podchlazení, což je ale nebezpečné z důvodu izolace tkání od přívodu tepla a kyslíku. Tkáně mohou přestat metabolizovat – omrzliny.
6. Změny v chování – vyhledávání teplotně příznivějších míst

Mechanismy tepelné rovnováhy:

Homoiotermové – při určité teplotě okolí rovnováha mezi výdejem a příjmem tepla bez termoregulačních dějů – zóna.
Termoneutrality – okolo 30°C. Různý rozsah pro organismy, pro člověka 28°C (optimální teplota okolí, je-li jiná, tak se začnou zapojovat jednotlivé mechanismy termoregulace)
Přesáhnutí termoneutrální zóny – činnost termoregulačních mechanizmů. Chemická a fyzikální.
Souhra: neruohumorální děje

25.1 Chemická termoregulace
Změny produkce tepla v těle. Nižší teplota (než termoneutrální zóna) – teplotní ztráty – kompenzace produkcí tepla (zvýšení metabolismu až organismus nestačí pokrýt tepelné ztráty z prochládá). Metabolický kvocient =3–6

Produkce tepla v chladu: svalový třes, netřesová termoregulace
Svalový třes – primární termoregulace význam. Při nižší teplotě donutí organismus tepelné ztráty zapojit tuto regulační metodu. Jedná se v podstatě o rytmické oscilace (stah a uvolnění) příčně pruhovaných svalů na končetinách a na trupu. Tyto stahy nejsou ovlivněny vůlí. Při dalším poklesu teploty intenzita narůstá, stává se synchronní v tzv. výbuchu, kdy už sebou člověk „mlátí“. Přestává fungovat v oblastech 5-6 násobného zvýšení metabolismu.

25. Hospodaření s teplem

T > 41°C – smrt savců, T < 25°C i reverzibilní poruchy srdeční činnosti (nepravidelnost převodu vzruchů mezi předsíněmi a komorami. Stálost tělesné teploty – regulační systémy (vznik x výdej tepla podle prostředí, izolační vrstvy, …). Krom dalších průvodních příznaků je samozřejmě výrazně ovlivněn metabolismu. Nejprve se zvyšuje (při prochlazení i přehřátí) až 6x. U člověka při poklesu pod 30°C již není prakticky možný fyziologický návrat, člověk musí být prohřát, nemocnice... Stejně tak při přehřátí je nárůst metabolismu 3 - 4x.

Zisk tepla – oxidace základních látek (cukry, tuky , bílkoviny – spalování). Teplo je v podstatě odpadní produkt
 primární vedlejší produkt 55% cukrů – 2,88Kj/mol (0,69 Kcal/mol)
 štěpení ATP – zbytek (45%) energie živin → chemická energie fosfátových vazeb – využitelná pro všechny biologické děje
 teplo z prostředí – fyzikální cesty

Ztráty tepla:
Povrchem těla prouděním (konvekce) sáláním (radiace) – velikost ztrát stoupá a snižuje se teplotou okolí. Význam vypařování – stoupá se zvyšující se teplotou okolí. Ztráty tepla vedením (kondukce) jsou málo významné ve vzdušném prostředí. Organismy mají izolační vrstvy, které brání ztrátám tepla (peří, srst, tuk u kytovců)

25. Hospodaření s teplem

Teplota – faktor ovlivňující intenzitu fyziologických pochodů.
Poikilotermní (ektotermní, studenokrevní. Ze zvýšením teploty prostředí o 10°C se úroveň metabolických pochodů mění 2-3x což má význam pro spotřebu energie nutné pro metabolické pochody) x (teplokrevní, endotermní) Homoitermní živočichové, kteří se snaží hodnotu metabolismu standardizovat udržováním stejné teploty těla.
(označení teplokrevní a studenokrevní není přesný, protože „studenokrevný“ štír na pouští o teplotě 40°C má stejnou teplotu těla.)
Silná závislost na teplotě prostředí – ovlivnění aktivitou
 ovlivnění energií slunečního záření
 aktivní ovlivňování tělesné teploty – včely v úlu (musí to být v tom hroznu a také jim aktivně pracují svaly, takže nemohou vykonávat jinou činnost)

Specifické receptory na teplotní změny mají až plazy (jejich velmi citlivé termoreceptory slouží hlavně k hledání kořisti, dokáží rozlišit až tisíciny stupně, takže plaz snadno sleduje teplotní stopu kořisti). Člověk má nejvíce termoreceptorů na předloktí.

Teplota homoiotermů – okolo 37°C savci, ptáci vyšší. (Bazální metabolismus probíhá právě nejlépe v této teplotní oblasti, má nejmenší spotřebu energie). Povrchové oblasti – většinou chladnější (i výrazně).

Funkce ledvin:

Tvorba moči: Primární moči jen 150-180 l/den obsahující asi 1200 g solí. Po zpětné resorpci zůstane u člověka asi 1,5 l moči/den, obsahující asi 50g pevných látek (30g močoviny, 15g NaCl, různé jiné anorganické ionty, stopy hormonů, produkty rozpadu organických látek jako je kreatin, kyselina močová aj.)

Řízení činnosti ledvin:
V ledvinách je řízen jednak průtok krve, jednak výměna látek v tubulech. Je řízena látkově i nervově.
1. Krevní průtok je řízen nervově sympatickým nervovým systémem. Průtok krve dření a kůrou je řízen rozdílně. (Kůra – stejný průtok i při změnách tlaku, dřeň – průtok je ovlivněn tlakem)
2. Výměna látek v tubulech je řízena humorálně pomocí ADH (antidiuretický hormon řídí výměnu vody v proximálních tubulech, kde se absorbuje zpět 80% vody), Zpětná resorpce iontů je řízena hormony z kůry nadledvinek.

Močení:
Stah svalů močového měchýře ovlivňuje parasympatikus. Současné uvolnění svěračů močové trubice (somatická nervová vlákna) → vyprázdnění močového měchýře – reflexní děj na úrovni míchy s ovládáním vyššími patry nervové soustavy (vůli). Naplnění močového měchýře je signalizováno tlakem. Je ovládán vůlí jen do určité míry.

Nefron:

Potom přechází do sběrného kanálku a spojuje se s dalšími za vytvoření společného vývodu. V močovodu dojde k odstranění zbývající části vody a vyrovnání koncentrace solí. Obr.118
Existují dva druhy nefronů. Kortikální nefron a juxtamedulární nefron (má glomerulus také v kůře ledvin, ale velmi blízko dřeně. Henleova klička je pak velmi dlouhá a zcela umístěná v dřeni). Jsou v množstevním poměru 7:1. (U různých živočichů je poměr různý). Různí živočichové mají různé počty nefronů. Člověk má asi 15milionů celkem, kočky mají jen statisíce nefronů, myši tisíce.
Pro filtraci má důležitý vliv tlak krve. Tlak je jimi i ovlivňován v rámci odporu jednotlivých glomerulů. Přes ledviny prochází minimálně ¼ množství krve vycházejícího ze srdce. Minutový objem srdeční je asi 5l, takže asi 1300 ml/min musí projít ledvinami.
Funkce ledvin:
 Oddělení zatěžujících látek z krve
 a tím udržování stálého vnitřního prostředí
Účinnost: v tubulech se reabsorbuje zpět 100 % glukózy, 99,5 % NaCl a voda 99%, kyselina askorbová. Neabsorbuje se naopak vůbec žádná močovina.

Ad 4. Ledviny obratlovců

Párový orgán různé podoby (v jiné stavbě fungují už u ryb), skládá se z povrchové kůry a vnitřní vrstvy dřeně. Dřeň je uspořádaná v kuželovité útvary – pyramidy. Hroty pyramid směřují do ledvinné pánvičky, z ní vychází močovod (ureter) → močový měchýř → močová trubice (uretra)
Vlastním exkrečním prvkem ledvin je nefron.

Nefron:
Začíná Bowmanovým váčkem v kůře, v němž je klubíčko krevních vlásečnic (glomerulus). Tam dochází k oddělení buněčné (+bílkovin krevní plazmy) a kapalné složky krve za vzniku ultrafiltrátu. Vstupuje celá kapalná složka o koncentraci 300mmol/l (isotonická). Okamžitě dochází v rámci koncentračního spádu ke zpětné resorpci vody a soli, aby tekutina opětovně tvořila základ krevní plazmy. Vychytána je i glukóza a látky tukové povahy. Plazma je obohacena o odpadní látky z jaterní tkáně. Ty je potřeba odstranit.
Z Bowmanova váčku vychází vinutý kanálek prvního řádu (proximální tubulus) /je zde resorbována hlavně voda a soli/, posléze se narovnává a přechází do dřeně (tam se zvyšuje koncentrace solí až na 1200 mmol/l), kde tvoří sestupnou větev Henleovy kličky (výrazné odvodňování, protože má dřeň vyšší osmotickou hodnotu), následuje vzestupná větev Henleovy kličky (je pro vodu neprostupné, okolní prostředí je osmoticky řidší, ven do ledviny odcházejí ionty na základě aktivního transportu) zpět do kůry, rozšiřuje se a probíhá opět zprohýbaně jako vinutý kanálek druhého řádu (distální tubulus) (zpětná resorpce zbylých 10%vody).

Odvod exkretů

 Resorpce a sekrece látek probíhá proti koncentračnímu spádu. Tento proces vyžaduje energii

Prvoci, houby, láčkovci a ostnokožci jsou bez exkrečních orgánů
Vyšší živočichové 4 typy:
1. Nefridiální orgány hlístů, červů, kroužkovců a částečně měkkýšů. Jsou nejjednodušší. Mají podobu různých kanálků zakončených plaménkovými buňkami. Ten plamének (bičík) vhání tekutinu do nálevky, která se otevírá do dutiny (většinou coelomu). Tato tekutina je filtrována, jsou z ní aktivním transportem odstraňovány žádoucí látky. Původně isotonická tekutina se stává hypotonickou.
2. Antenální žlázy korýšů je určitá obdova ad 1. Váček se otevírá do ceolomu, jsou uloženy v přední části těla. Vývod váčku se výrazně rozšiřuje, nebo mění v labyrint rozšířených cest a dutin. Tento kanál může být opatřený močovým měchýřem, který u kořene antén na hlavě ústí. Labyrint má samozřejmě funkci zpětné resorpce organických látek, zatímco kanálek má funkci vychytávání anorganických látek. Výsledkem je hypotonická moč.
3. Malpighické žlázy hmyzu fungují n a jiném principu. Jsou to slepé trubice ústící druhým koncem do střeva hmyzu. Jejich počet je rozdílný mohou být pouze dvě, ale i několik set. Nedochází zde k filtraci, ale ionty pronikají do trubic aktivním transportem a lumenem této trubice sestupují dolů. Přesouvá se tam i voda, níže i oxid uhličitý a vytváří se zde hydrogen-uhličitanové soli a kyselina močová a dusíkaté soli. O něco níž dochází ke zpětné resorpci vody. Voda přechází zpět do tělních tekutin. Tyto exkreční produkty přecházejí do trávicí trubice a jsou zbaveny většiny vody. Obr.115
4. Ledviny obratlovců

24.1 Exkrece

→ amoniak (jedovatý) – živočichové amonotelní. Suchozemští živočichové – přeměna amoniaku na méně jedovaté zplodiny (močovina, kyselina močová) živočichové ureotelní (korýši, měkkýši, ostnokožci, většina obratlovců), urikotelní (suchozemští bezobratlí – hmyz, plži, většina plazů a ptáků) .
Nespalujeme všechny živiny. U dusíkatých živin je přednostní využití je pro stavbu těla (bílkovin). I tyto stavební bílkoviny jsou stále obnovovány. (dusíkaté (bílkovinné) minimum, optimum, bilance) Dusíkatá bilance je záporná, když přijímáme méně dusíku potravou než potřebujeme, kladná, když přijímáme víc, vyrovnaná, když přijímáme takové množství, které potřebujeme na obnovu bílkovin v těle. Bílkovinné optimum je asi 1g/1kg hmotnosti, minimum je asi třetina (potřebné pro obnovu nejdůležitějších bílkovin). Bílkoviny mohou být spalovány v energetických cyklech. Prochází přes játra, tam se destruují, degradují na močovinu.

Odvod exkretů
Exkreční ústroje morfologicky rozmanité. Společní znaky:
 Kromě odstraňování nepotřebných či škodlivých látek působí i při udržování osmotického tlaku
 Jsou vždy ve vztahu k tělní tekutině, která zajišťuje přenos odpadních látek
 Mají podobu trubic jímajících exkreční tekutinu. U hmyzu se nejímá, až následně se ředí vodou a ionty jsou přímo aktivním transportem.

23.4 TKÁŇOVÝ MOK

- podstatná část extracelulární tekutiny (10-16 % hmotnosti … 12 litrů u 75 kg muže)
- složení závisí na krevní plazmě (bez bílkovin) – krevní filtrát + malé množství bílkovin z tkání
- tvoří životní prostředí tkání, zajišťuje látkovou výměnu

23.5 MÍZA (lymfa)
- obratlovci; mízní cévy
- vzniká z tkáňového moku
- přenos zplodin látkové přeměny a zažitiny
- složení odpovídá krevní plamě, poloviční obsah bílkovin, více lymfocytů (40.109 v litru)

24. UDRŽOVÁNÍ STÁLÉHO VNITŘNÍHO PROSTŘEDÍ
24.1 Exkrece
Spalování živin – produkty metabolismu jsou z těla odstraňovány různými cestami:
1. voda – s močí, výkaly, výparem z kůže, plic. Obecně je tendence se vody zbavovat co nejméně.
2. CO2 – v plicích, ale i močí, potu (jako kyselé uhličitany)
3. N – sloučeniny – exkreční orgány. Tvorba exkrečních látek deaminací AMK

Obranné reakce krve:

- srážení krve (hemokoagulace X hemostáza …hemokoagulace je předpokladem pro hemostázu)
- tekutý stav krve – fyziologický => na vzduchu tuhne
- podstata: přeměna rozpustného fibrinogenu na nerozpustný síťový fibrin (vláknitý)
- aktivace: enzymatická bílkovina trombin (vzniká v játrech jako nereaktivní prekurzor
protrombin)
o přeměna protrombin ―> trombin => kaskádová teorie
o kafaktory: tromboplastin a Ca2+, vitamin K (podporuje syntézu protombinu v játrech), fosfolipidy (z rozpadlých krevních destiček)
- hemostáza: 1) adheze trombocytů v poraněném místě = primární destičková hemostatická
zátka
2) uvolnění serotoninu – vazokonstriční fáze (smrštění cév v místě poranění)
3) přeměna fibrinogenu na fibrin (pomocí trombinu)
- vznik sekundární fibrinové hemostatické zátky (ucpe poraněnou cévu,
smrštěním vytlačuje krevní sérum)
- heparin: zabezpečuje nesrážení krve za normálních podmínek
o s albuminy krevní plazmy brání aktivaci protrombinu
- regulace krvetvorby: víceméně konstantní počet krvinek
o řízení tvorby – neurohumorální povaha přes hypotalamus
o plazmový erytropoetin podněcuje tvorbu erytrocytů a hemoglobinu

Obranné reakce krve:

 reaguje s protilátkou v krevní plazmě – s glutinem anti-A nebo anti-B
(oba γ-globuliny)
 u jednoho jedince není nikdy stejný aglutinogen a antiaglutinin (transfůze)
o krev člověka: 4 základní krevní skupiny (podle aglutinogenu v membránách)
 krvinky 0 … neaglutinuje žádná plazma (je bez antigenu)
 krvinky A … shlukuje plazma B a 0
 krvinky B … shlukuje plazma A a 0
 krvinky AB … shlukují zbývající plazmy
 podskupiny A1 až A6
 dnes u člověka až 40 krevních skupin
o Rh-faktor: aglutinogen D(Rh) – systém 13 antigenů (C,D,E…)
 nejvíce antigenní D.D přítomen = Rh+
 aglutininy anti-D normálně nejsou přítomny, tvoří se při setkání krve s Rh+
o dědičnost krevních skupin:
 krevní skupiny u zvířat – více než u lidí
 vznik antigenů před vývojem primátů
 známy i u slepic, králíků, koz
 neidentifikovány u morčat, myší, koček a poilkilotermů
 nezitaxonová aglutinace (např. savci-obojživelníci)

Obranné reakce krve:

- proti průniku patogenních mikroorganismů nebo škodlivých látek
- fagocytóza: schopnost leukocytů a buněk RES sleziny, jater, kostní dřeně a histocytů
pohltit a rozložit enzymy
- imunita: patogeny z vnějšku (mikroorganismy, cizorodé bílkoviny, polysacharidy – obecně
antigeny) => tvorba protilátek
o antigen určuje povahu protilátky (pozměněné globuliny krevní plamy s jiným uspořádáním postranních řetězců v otisk antigenu)
o po vniku antigenu do organismu => přestavba často se zvýšenou odolností = imunita
o imunita: 1) vrozená: na základě různých mechanismů
2) získaná (v průběhu života tragismů)
a) aktivní (při napadení organismu)
b) pasivní (očkování)
- infekce – tvorba specifických protilátek
- bezobratlí – hlavně fagocytóza
- aglutinace (shlukování) krvinek:
o reakce antigen-protilátka
o membrány erytrocytů – mohou mít antigen = aglutinogen A nebo B (mukopolysacharidy)

Krevní destičky (trombocyty)

o nejmenší krevní buňky – vřetenovité s jádrem (ptáci, obojživelníci), u savců nepravidelného tvaru bez jádra
o vznik v kostní dřeni
o po 3-5 dnech zánik ve slezině
o člověk: 250-500.109 l-1
o zvyšování při namáhavé práci, ve vysokohorském prostředí
o velká aglutinační schopnost (shluk, rozpad, zátka => serotonin a koagulační faktor)
o nachytávání krevních destiček na fibrin – stah
- krevní bílkoviny a udržování osmotické rovnováhy: různá velikost osmotického tlaku krevních
tekutin
- úloha krve při udržování pH:
- pH obratlovců – přibližně neutrální (člověk 7,4)
o H+ velmi nízká koncentrace, přesto vliv hlavně na aktivitu enzymů
- vznik H+: H2CO3 ―> H+ + HCO3- (disociace)
o při uvolňování P a S ze složitějších sloučenin
o disociace mastných kyselin
- udržování pH: soustava H2CO3 a HCO3- alkalických kovů včetně bílkovin krevní plazmy a
hemoglobinu
o pufrovací schopnost soustavy = stálý poměr H2CO3:NaHCO3 = 1:20
o alkalická rezerva; při vyloučení mnoho CO2 => možnost zvýšení Na+ v krvi
=> vylučování ledvinami
o snižování obsahu alkálií => pokles pufrovací schopnosti
- část iontů pufrována rHb (rHb + H+): v plicích = opačný proces

Červené krvinky (erytrocyty)

o metabolismus železa: denní ztráty 1,5 mg => doplnění potravou (a. do zásob Fe, b. do kostní dřeně); bilirubin
o erytrocyty se nemnoží (bezjaderné), po 120 dnech zanikají ve slezině (denně 2.1011), kde jsou pohlcovány buňkami RES
- bílé krvinky (leukocyty)
o volné jaderné buňky, rozmanitý tvar
o vznik: kostní dřeň
o agranulocyty: protoplazma bez granulace, nečlenité jádro
 lymfocyty – velké kulaté jádro; nefagocytují; tvorba protilátek
 monocyty – největší leukocyty; velké ledvinité jádro; fagocytují
o granulocyty: granulovaná cytoplazma, segmentované jádro (70 % leukocytů)
 neutrofily – s velkým, nejvíce členěným jádrem
 eozinofily – pomnožují se za patologických stavů; fagocytují (3 % granulocytů)
 bazofily – nejméně členité jádro; transportní role (1 % granulocitů)
o počet: 4-9.109 l-1 (novorozenec 15-40.103 l-1)
o velký oxidativní metabolismus
o krátkověké (lymfocyty 1 den, neutrolily 13 dní)
o diapedéza
o denní kolísání => zmnožení po jídle, námaze (neutrolily) aj.
o relativní (distribuční) leukocytóza: vyplavení ze zásob
o absolutní (dřeňová) leukocytóza: zvýšení tvorby v dřeni
o snížení počtu = leukopenie – hladovění, pobyt v chladu

Červené krvinky (erytrocyty)

o u obratlovců oválné s jádrem (3-9x > než lidské), u savců okrouhlé (piškotovité) a zploštělé bez jádra (lidské mají průměr 6,7-6,7 μm, tloušťka 2 μm)
o monomolekulární povrchové vrstvy, bílkovinné stroma s roztokem hemoglobinu (37%)
o množství erytrocytů je druhově stálé (muž 5,4.1012 v litru, žena 4,5.1012 v litru)
o fyziologická funkce: zásadní význam pro přenos O2, CO2 (krevní barvivo) a H+
 krevní (dýchací) barviva – proteidy s bílkovinnou a barevnou (kovem) složkou
o hemoglobin: globin (96 %) + nebílkovinný pigment hem (4 %)
 O2 se váže na Fe2+ bez změny mocenství (cekem tedy 4 O2) => oxyhemoglobin HbO2 (max. 200 ml v 1 l krve)
 uvolněný O2 – „redukovaný hemoglobin“ => silnými oxidačními činidly se mění Fe2+ na Fe3+ => bezcenný methemoglobin
 možná vazba s CO2 – karbaminohemoglobin => silná vazba na CO (210x větší než k CO2) => karboxylhemoglobin (nebezpečnost 0,1 % CO ve vzduchu)
o hemocvarcin: Cu; v hemolymfě (rak, škeble, hlemýžď, hlavonožci) => třetinová vázací schopnost (70 ml O2 na 1 l krve) oproti hemoglobinu (200 ml O2)
o chlorokruoriny: Fe (mořští červiú
o hemerytriny: Fe (Sipunculidae)
o erytrokruoriny: Fe (pakomár)
o erytropoéza: embryonální vznik erytrocytů v játrech a slezině, po narození v kostní dřeni

23.3 KREV

- funkce: 1) přívod živin a O2 ke tkáním, odvod odpadů k místu odstranění
2) udržování stálosti vnitřního prostředí
3) přenos účinných látek z místa tvorby na místa působení
4) ochraňuje organismus před nákazou
5) ucpávání poškozených cév (regenerační úkol)
- složky krve: voda 70-80 % , sušina 30-20 %
- tekutá složka (krevní plazma) … muž 54 % , žena 59 %
- krevní buňky (krvinky) … muž 46 % , žena 41 %
- hematokrit = poměr krevní plazmy a krevních buněk
- 54 (59) : 46 (41)
- niží bezobratlovci – objem buněk nad 15 % (většinou 80:20)
- krevní plazma: > 90 % vody, 0,7-8 % bílkovin (krevní bílkoviny
- albuminy (molek. hmotnost do 69000) – 60 % bílkovin
- globuliny (α;D – 80000-200000) – 35 %
- fibrinogen (do 350000-400000) – 5 %
- tuky (5-7 g/l u člověka)
- fosfatidy (1,75-3,3 g/l)
- cholesterol (2,5-5,7 mmol/l) …… asi 0,01 %
- zplodiny rozpadu bílkovin (močovina, kys. močová)
- další org. látky
- anorg. látky (NaCl – 6 g/l; kyselé uhličitany – 2 g/l)
- krevní buňky:

23.1 Cévní soustava

- tlak: optimum…systolický 120/80 diastolický
- systolický tlak v srdci je asi 250 ml krve na průsvit
- tlak v tepně těsně před zápěstím je nižší než v srdci (tlak se snižuje)
- krev z aorty – velký tlak => velká rychlost krve (ta se následně snižuje)
- rychlost krve se snižuje se vzdáleností krve od srdce
- tepny (aorta) – největší rychlost krve
- vlásečnice – nejmenší rychlost
- od žilek, přes žíly k duté žíle se rychlost trochu zvětšuje
- proudění v cévách: vířivé (tubulerní) X laminární (vrstevnaté
- krvinky hlavně uprostřed řečiště, okolo stěn hlavně plazma
- řízení činnosti cév – přesuny krve podle fyziologických potřeb (svalová práce, trávení,
termoregulace) – regulační mechanismy

23.2 PŘENOS LÁTEK
- trend fylogeneze – zvětšování složitějšího těla – potřeby tkání
- realizace – přenos pomocí tělních tekutin – hydrolymfa, hemolymfa, sostava krev-tkáňový
mok-míza (lymfa)

23.1 Cévní soustava

- záznam nejen z povrchu srdce, ale i z těla => elektrokardiogram (EKG) – několik vln
- řízení srdeční činnosti: hlavně vegetativní nervový systém – parasympatikus a sympatikus
(vagus + svaly z hrudních segmentů)
1) změny frekvence srdečního tepu (chronoteopní působení)
2) úprava síly a velikosti stahů
3) změny dráždivosti srdce
4) ovlivnění rychlosti vzruchů
- cévní systém se větví v tepny (nejvyšší tlak) ―> tepénky ―> vlásečnice ―> žilky ―> žíly
(nejnižší tlak)
- oběh v cévách: 1) tepny (artérie) – okysličená i odkysličená krev (plicní tepny) vedoucí do/z tkání
2) žíly – okysličená i odkysličená krev (plicní žíly) vedoucí ze tkání do srdce
3) vlásečnice – stěna vlásečnice = jednovrstevná výstelka
- tepny zvládají větší tlak, mají větší svalovou vrstvu než žíly
- průsvit: aorta 0,8 cm2 , kapiláry asi 0,6 cm2
- průsvit = průměr, plocha průřezu
- s tím souvisí tlak krve

23.1 Cévní soustava

- velikost srdce podle stupně fylogeneze, velikosti živoč., pohyblivosti (roste) – člověk 70-200 ml
- počet tepů za čas se snižuje s velikostí (člověk 70 tepů/min)
- vzestup při pracovní zátěži
- minutový objem – klidový (u člověka 5 l)
- zátěžový (30-40 l)
- srdce: vysoká spotřeba O2
- zvláštní zásobení – věnčité (koronární) cévy z aorty (225 ml krve/min v klidu, při námaze
2000 ml)
- systola v klidu asi 70 ml krve
- srdeční automacie: srdce vyňaté z těla může dále tepat (žáby)
- podněty k činnosti – ze samotného srdečního svalu (pyogenní)
- počátek stahů – ve splavovém (sinoatriálním) uzlu (u horní duté žíly)
- uzel (srdeční Pagemaker) je z pozměněných vláken srdečního svalu
- je inervován vlákny parasympatiku i sympatiku
- šíření vzruchů => postupný stah na syncyciu
- síňokomorová přepážka => síňokomorový uzel – přes komory Hisovým svazkem (asi 2 cm)
rozvětveným v Purkyňova vlákna
- činnost srdečního svalu: změny elektrického potenciálu (obecná vlastnost činnosti svalu)

23. TĚLNÍ TEKUTINY

23.1 Cévní soustava
- zajišťování funkcí krve – nutnost průniku do všech částí těla
- mnohobuněční – zvláštní cévní ústrojí => nutnost pohonu tekutiny – úseky cév se schopností
rytmických stahů (pulzující cévy)
- nárůst rozměrů – výkonnější srdce
- rytmická část
- srdeční nástavce – srdeční svalovina; paryby a některé ryby (tepe se srdcem)
- cévní nástavce – hladká svalovina
- typy cévních soustav: 1) uzavřené soustavy trubic (peristaltika cévních stěn)
2) otevřené soustavy se srdcem (vyšší korýši, hmyz)
3) uzavřené soustavy – pohon krve srdcem v souvislé soustavě cév
- hlavonožci – malý oběh = žaberní srdce; odkysličená krev jde do žaber
- velký oběh = arteriální komorové srdce s předsíní – krev ke tkáním = krevní oběh
- příčně pruhovaná svalovina
- v periferním oběhu vlásečnice
- cévní soustava téměř uzavřená (několik sinů)
- nejdokonalejší srdce – ptáci, savci
- oddíly: 1) žilní splav
2) předsíně
3) komory

3 typy dýchacích orgánů:

4. mozkové komory)
- centrum inspirační (vdechové) je kaudálněji
- centrum expirační (výdechové)
- schopnost samostatné a cyklické tvorby vzruchů
- pneumotaktické centrum se zpětnou vazbou na centra inspirační a expirační – mozkový kmen nad
prodlouženou míchou, působí při intenzivním a hlubokém dýchání
- dostředivá složka regulace:
- plicní receptory citlivé na natažení
- proprioreceptory v mezižeberních svalech
- svalové receptory citlivé na K+ z buněk
- další vlivy: změny krevního tlaku (registrují baroreceptory)
- hlavní chemické vlivy: chemoreceptory v karotidě a aortálních tělískách citlivé na obsah O2, CO2
a pH
- kontrola vůlí (částečná) – krátkodobé zadržení dechu (zvýšení CO2 a stimulační centrum překoná
vliv vyšších pater => důležité při řeči, jídle, kašlání…)

3 typy dýchacích orgánů:

- krev z celého těla do plic => značný obsah CO2, málo O2 => v plicích částečné odstranění
CO2, sycení O2 => stálé alveolární složení vzduchu
- nejde zvýšit intenzita dýchání => malé objemy
- pomalé hluboké dýchání => velký objem
- přenos CO2: 1) krevní plazmou (8 %)
2) reakce s oxyhemoglobinem => karbaminohemoglobin (25 %)
3) 67 % CO2
- přenos O2: krví, asi 12 % se rozpouští v krevní plazmě
- červené krvinky obsahují hemoglobin, který váže O2 => O2 je vázaný v erytrocytech =>
oxyhemoglobin 98 % O2 => ve tkáních je na základě rozdílných parciálních tlaků
uvolňován O2, proniká do buněčné stěny a dále do kapiláry
- výměna CO2: CO2 přichází z tkáňové buňky do krve a zde se ve tkáňovém moku rozpouští asi
10 %, zbytek CO2 se vlivem anhydrity kys. uhličité štěpí
- v plicích tyto děje opačně: O2 reaguje s karbaminoglobinem a vytlačí CO2 na základě
koncentračního spádu do plic
- O2 způsobí rozpad H2CO3 na H2O a CO2, který se uvolňuje zpět
- mezižeberní svaly a bránice jsou inervovány somatickými nervy z míchy
- dýchací pohyby:inervace z dýchacího prostředí (kaudální část prodloužené míchy – dno

3 typy dýchacích orgánů:

- v alveolách se výrazně snižuje obsah O2 (15 %) a to kvůli tomu, že je zde obsah O2 vždy
konstantní
- vlivem výměny O2 a CO2 se snižuje parciální tlak O2 a zvyšuje se parciální tlak CO2
- levá část srdce – okysličování krve, snižuje se CO2
- pravá část srdce – odkysličená krev, hodně CO2 a málo O2 (v krvi je méně O2 než
v alveolách)
- dech v klidu…16-18 za minutu
- intenzitu dechu můžeme zvýšit (3x i více)
- plíce jsou různě velké – závislé na tělesné velikosti (člověk 10 litrů)
- objemy: klidový 0,5 l
inspirační rezervní (nádechový) 3,3 l
expirační rezervní (výdechový) 1 l
- všechny dohromady = vitální kapacita plic (tj. vydechnutí vzduchu po max. nádechu)
- v plicích vždy zůstává reziduální objem (1,2 l)
- minutová plicní ventilace – respirační (dechový) minutový objem – u člověka v klidu
7,5 l/min (500 ml . 15 dechů)
- maximální volní ventilace (max. dech. Kapacita) = 125-170 l

3 typy dýchacích orgánů:

- dýchací lupínky: jepice – na článku zadečku
pošvatky – na bázi nohou
vážky – motýlice – na konci zadečku
- vážky + šídla – anální vaky
potápníci a komáři dýchají vzdušný kyslík, proto jsou u hladiny
- plíce: v hrudní dutině
- přívodní cesty – nozdry, ústa, vlastní dýchací cesty, do plicních váčků (sklípků, alveolů –
1 mm, obetkané vlásečnicemi)
- vlastní výměna plynů
- epiteliální vrstva buněk váčků těsně přiléhá k endoteliálním buňkám krevních kapilár
(alveokapilární stěna 1 μm) – plocha 90 m2
- žeberní dýchání (= torakální, ženy) X brániční dýchání (břišní, abdominální, muži)
- plíce u savců – nejdokonalejší zvětšení povrchu
- ptáci 5 párů neroztažitelných plicních vaků, (trachee – párové bronchi – bronchioly)
- výdech – mezižeberní svaly ochabují, bránice se vrací zpět
- nádech – mezižeberní svaly roztahují hrudník a bránici => zvětšuje se prostor
- plíce jsou obaleny blanou = plicnice
- pohrudnice – mezi ní a plicnicí => uzavřený prostor, kde je tlak nižší než atmosferický

3 typy dýchacích orgánů:

- žábry: členovci, měkkýši, paryby, ryby (jde o způsob dýchání ve vodě)
- růžové, tenkovrstvé, plné žilek, O2 přechází přes kapilární systém dále do těla
vzestupnými dráhami
- tracheje (vzdušnice): trubicovité útvary s chitinovou výstelkou (blanou), jsou rozvětvené
a vyúsťují v hvězdicovitou buňku (u hmyzu = tracheoly, 5)
- hmyz nepotřebuje přenášet O2 a CO2 krví, ale difúzí speciálními cestami
- tracheoly: výrazně se zvyšuje bobtnací síla koloidní hmoty stěn tracheol a okolní
cytoplazmy – nasává se tekutina do tracheol => pulzace tekutiny v tracheolách
- zvyšuje se intenzita přívodu kyslíku
- nezbytná je výměna plynu v tracheolách
- dýchací pohyby – tělní stěny se pohybují (výměna až 2/3 objemu)
a) dorzoventrální zploštění abdomenu
b) zasouvání a vysouvání abdominálních článků
c) regulace otevírání a zavírání stigmat nejednou X střídavě
(stigmata = otvůrky na zadečku)
- řízení dýchacích pohybů – abdominální ganglion
- podněty pro zrychlení

Vstřebávání (resorpce):

 soli (poměrně rychle): Cl>Br>NO3>SO4>PO4>K>Na>Ca>Mg
 monosacharidy a aminokyseliny (do krevních vlásečnic v klcích)
- tlusté střevo – voda (500 ml/den), soli, glukóza, celulóza (přežvýkavci)
 fermentace
 secerace šťávy (pH 8) pro neutralizaci produktů fermentace
22. DÝCHÁNÍ
- energie pro životní pochody – oxidace (O2) organických látek
- příjem O2: dýchací mechanismy (+ výdej CO2, udržování pH)
a) ze vzduchu (20,95 % O2 , 78,01 % N2 , 0,03 % CO2 , 0,9 % Ar + Ne)
b) z vody – sladká, 15°C … 0,7 % O2 + 1,36 % N2 => závislé na teplotě nepřímo
úměrně (podle obsahu solí) => hlavní průnik je difúze (po směru koncentračního spádu)
- se zvětšováním tělesných rozměrů – nedostatek O2
- fylogenetické tendence zvýšení výkonnosti výměny plynů:
1) zvětšení aktivního dýchacího povrchu:
a) navenek – žábry (vodní živočichové)
b) dovnitř – suchozemští živočichové
I. plíce
II. tracheje
2) udržování vysokého difúzního spádu plynů na vnější dýchací ploše
3) přenos plynů tělní tekutinou s látkou s vysokou vázací schopností pro plyny
(hemoglobin)
4) náhrada pomalé difúze plynů ve vodném prostředí tkání difúzí plynů ve vzduchu

Vstřebávání látek (resorpce):

- převod látek z trávicí trubice do krevního oběhu a lymfy
- vstřebávání vitaminů podle rozpustnosti
- nejsložitější vstřebávání tuků – nutnost emulgace žlučí => zvětšení plochy pro působení
lipázy, vytvoření komplexů se žlučovými kyselinami = micely
 resyntéza v míznici jako chylomikron => posun lymfatickým oběhem do krve v oblasti hrudního mízovodu

- výkaly: za 12 hodin po přijetí potravy
- denní produkce 300 g (57% vody)
- nahromadění zbytků – defekace (řízena míchou, ale ovládána i vůlí)
- při tlkau 5,34 kPa (40 torr) => podráždění proprioreceptorů vyvolá defekační reflex

- vstřebávání (resorpce):
- ústa – málo vstřebávání (je zde vícevrstevný epitel) – vstřebává se zde např. nitroglycerin
- žaludek – významnější, hodně léčiva a jedy
- předžaludky – kyselina octová, propionová, máslená, voda
- tenké střevo – většina látek, zvětšení rezorpčného povrchu (klky)
 vstřebávání vody => osmóza (až 10 litrů/den)

Sekrece

 tvorba bílkovin krevní plazmy
 tvorba močoviny (rozpad aminokyselin)
 rozklad steroidních (tukové povahy) a bílkovinných hormonů
 detoxikace škodlivých látek
 žluč: denně 500 ml žluče (pH 7,4-8) se žlučovými barvivy, salemi žlučových kyselin, lecitinem, cholesterolem
o sekrece žluče trvalá se stimulací hepatokininem (ze sliznice dvanáctníku) => proniknutí tráveniny s tukovými látkami do dvanáctníku => produkce cholecytokininu (krevním oběhem ve žlučníku vyvolává stah a vylití žluče)
o fukce žluče: neutralizace tráveniny
emulgace tuků (žlučové kyseliny – snížení povrchového napětí => zvětšuje se aktivní povrch => začíná štěpení lipázami
umožnění vstřebávání tuků
stupňování peristaltiky
další sekrece žluče
o soli žlučových kyselin – zpětná resorpce pinocytózou (komplex žlučnany + mastné kyseliny), uvolnění žlučnanů ve střevní sliznici, ty se opět vylučují žlučí => enterohepetální oběh žlučnanů (podobně i bilirubin – ten je žlutý)

Enzymatické vybavení:

- sekrece: patří sem žlázy vylučující trávicí šťávy (slinivka, játra)
- slinivka břišní (pankreas) – produkce až 1000 ml/den
 bikarbonáty (HCO3-) neutralizují kyselou natráveninu
 enzymy: amylázy (štěpí cukry), lipáza (štěpí tuky – zde hlavně steapsin), elastáza (štěpí obtížně štěpitelné látky- zde erepsin) a proteolytické trypsin a chymotrypsin (nahrazují pepsin, jsou produkovány v inaktivním stavu)
- střevní šťáva: obsahuje peptidázy (štěpí polypeptidy)
 sacharáza, maltáza, laktáza (enzymy štěpící cukry – disacharidy)
 lipáza, nukleotidáza (nukleáza)
 enterokináza
 produkovány Lieberkühnovými žlázkami mezi klky
- játra: hlavní funkcí je emulgace tuků pomocí žluči (vznik malých kapének z velkých
kapek)
 přetváření živin (vrátnicová žíla ze střeva)
 řízení metabolismu tuků a sacharidů, ukládání glykogenu, tvorba ketonových látek (odpadní)

Enzymatické vybavení:

 svalová vlákna v klcích => iniciace podélného pohybu (protahování a zkracování)
 mezi základnami klků jsou Lieberkühnovy žlázy – z nich střevní šťávy
- ve střevě je neutrální až slabě zásadité prostředí
- pohyby střev, inhibice pohybů => mísení a podpora trávení
 peristaltika – podporována nervově a některými látkami
o způsobena podélnou a okružní svalovinou => stahy => pohyb tráveniny střevem
o dochází k promíchávání tráveniny s enzymy => co nejdokonalejší trávení
o patří sem i pohyby klků (zkracování a prodlužování)
o dochází ke vtlačení látek tukové povahy do míznice (zkrácení klku asi na 1/3)
o mikroklky obsahují vilikinin (působí na zkracování klků)
 segmentální peristaltika – zaškrcování různě dlouhých segmentů
o velká rychlost (25 cm/min), vlnění probíhají následně za sebou (až 10x/min)
 kontaktní – dotyk s klky a mikroklky (vylučují další enzymy)
 laminární – v celém průměru střeva, patří sem peristaltika
 kývavé pohyby střeva – střeva visí na mezenteriu => umožněny kývavé pohyby
o dochází k promýchávání tráveniny
o jsou spojeny s pohyby protahování a zužování jednotlivých úseků

Enzymatické vybavení:

o bez většího významu (kromě mláďat)
 gastrin – podpora produkce sliznice žaludku
o startuje produkci gastricinu a pepsinu
o stimulace produkce HCl, hlenu …
 enterogastron – tlumení žaludeční činnosti
 produkce trávicích šťáv je řízena bloudivým nervem

- tenké střevo: dokončení trávení, vstřebávání
- první část – dvanáctník – asi 25 cm, jsou zde vývody trávicích žláz (slinivka, játra), má stejnou stavbu stěny jako žaludek
- vlastní střevo má 3-5 m (skládá se z lačníku a kyčelníku)
- sliznice střeva má příčné záhyby, klky a mikroklky
- klky: prstovité výběžky, malé (asi 1 mm), na povrchu mají další malé výběžky, tzv.
mikroklky
 je jich málo ve dvanáctníku, hodně ve vlastním střevě
 tvoří hlavní část vnitřní slizniční vrstvy
 dovnitř pronikají slepě zakončené míznice => ty jsou obklopeny cévními klubíčky a svalovými vlákénky (z hladké svaloviny), je zde také zakončení nervů (zasahují sem nervová vlákna)

Způsoby trávení:

b) krycí buňky – HCl (prekurzory)
c) vedlejší buňky – mucinózní hlen
- slouží ke shromažďování potravy
- dochází k různému vrstvení: koncentrické (hlodavci) nebo horizontální (člověk, vepř)
- po naplnění žaludku (přeplnění stěn) => peristaltické pohyby (promíchávání) od klenby => přesun malých množství tráveniny do tenkého střeva
- dávení – odstraňování škodlivých látek ze žaludku
- přežvykování: potrava z bachoru přes čepec do úst – dojde k přeslinění – spolknutí přes knihu (prolistování, velké části jdou zpět do bachoru) do slezu (což je vlastní trávicí žaludek)
- enzymatické vybavení:
 pepsin – štěpí bílkoviny na polypeptidy (molekulová hmotnost do 3000)
o je aktivován HCl (nebo pepsinem – jde o autokatalytickou reakci)
 gastricin (katepsin, pepsin B) – pH 3,8
o je v přední části žaludku (působí před pepsinem)
 chymozin (chymóza) – u kojenců pro srážení mléka => mladí savci mají více chymázy než pepsinu (u dospělých je to opačně)
 lipáza – krátkodobé štěpení tuků

Způsoby trávení:

a) příušní – nejmohutnější, mucinózní sliny
b) podčelistní – serozní sliny produkce 1litr/hod., váha až 60g
c) podjazykové – mucinózní sliny
- složení slin: 99,5% voda, organické a minerální látky, různé pH
- význam slin: zvlhčování dutiny a potravy, obalování hlenem + polykání, rozpouštění pevných látek, neutralizace kyselin + ředění zásad, desinfekce (lysozym), termoregulace (homo¬io¬ter¬mové, např. psi), trávicí funkce (amyláza + maltáza = ptyalin…enzym produkovaný žlázami, štěpí škroby)
- inervace synoptikem (5. nerv = trojklanný) a parasympatikem (7. = lícní a 9. = jazy¬ko-hltanový nerv)
- člověk: sliny neutrální (příp. slabě kyselé), kopytníci: sliny slabě zásadité
- polykání: transport sousta do zadní části hrdla, posun do jícnu a dál do žaludku
- žaludek (ventriculus): různě prostorný vak s malým a velkým zakřivením
- stavba stěny jako u střeva (svalnatá)
- jícnová část (s česlem), klenba, tělo a vrátník se svěračem
- ve stěně množství žlázek produkuje žaludeční šťávy (2500 ml/den):
a) hlavní buňky – štěpící účinek: pepsinogen, katepsin, chymozin, keratináza
- enzymy jsou v inaktivním stavu, aby došlo k narušení a jejich aktivaci, je potřeba HCl (inaktivní enzym…koncovka –ogen)

Způsoby trávení:

- obratlovci:a) přední část (mechanická funkce) – ústní dutina, hltan, jícen
b) žaludek + tenké střevo
c) tlusté střevo ě konečník
- z obratlovců mají mechanické zpracování v dutině ústní jen savci (ostatní
mají zuby jen na přidržení, ne na drcení a rozmělňování)
- rozdíly mezi bezobratlými a obratlovci:
1. bezobratlí: hodně intracelulární trávení
2. nejsou odděleny okrsky secernující a resorbující
3. u většiny jsou trávicí enzymy pohromadě
4. rozklad bílkovin probíhá za neutrální reakce ( u obratlovců za kyselé)
5. obratlovci: vyšší stupeň specializace (přizpůsobené složení trávicích šťáv)

- ústa: zvláštnosti u bezobratlých – minerální kyseliny (mořští plži), antikoagulanty (pijavice, komár), jedovaté látky, sání šťáv, tramín (hlavonožci), hedvábí
- obratlovci: ústní dutina má specifické úkoly a modifikace (např. zuby savců)
- slinné žlázy: 3 druhy velkých žláz + drobné žlázky na jazyku (ty slouží jen pro zvlhčování)

21. FYZIOLOGIE TRÁVENÍ

- intracelulární X extracelulární trávení (smíšené trávení) - extracelulární trávení mají např. měkkýši
- mimotělní X vnitrotělní trávení
- mimotělní trávení: pavouci, střevlíci, hadi (počátek trávení mimo tělo => jedy + primitivní trávicí enzymy)
- holokrinní (morfokinetická) X apokrinní (morfostatická) sekrece
- morfokinetická: buňka enzymy vyprodukuje a zaniká
- morfostatická: buňka nebo žláza produkující enzymy je trvalá

- způsoby trávení:
- prvoci: osmotický způsob (bičíkovci, parazitičtí prvoci, nižší „červi“)
fagocytóza (kořenonožci, želvičky, mlži)
cytostoma (obrvení) – i pro předchozí: vakuola, cyklóna – malý a velký oběh,
kyselá X zásaditá reakce, cytopyge
- láčkovci: potravní váček
- měkkýši: modifikovaná trávicí trubice
- hmyz: ektodermální přední a zadní část s chitinem, entodermální střední část s trávicími žlázami vystýlá peritrofická membrána – mechanicky zpracovává živiny a resorbuje potravu

20.2 Princip isodynamie živin

- uhlík: 80 mg z přírodního (pokud je C syntetický, pak 6x vyšší než 500 mg)
- minerální látky: makroelemnty – Ca, P, Na, K
mikroelementy (stopové) – Co, Fe, Cu, Mn, Zn (ve zvýšených množstvích
jsou jedovaté)
- voda: člověk vážící 70 kg by měl mít 42 kg vody
- denní ztráty – 1500 ml moč, 150 ml stolice, 900 ml výpar
- doplňování – potrava 800 ml, nápoje 950 ml, metab. vody 250 ml (ze štěpení živin)
- metabol. voda: ze 100 g tuku => 100 ml vody
ze 100 g cukru => 90 ml vody
ze 100 g bílkovin => 50 ml vody
- změny v potřebě živin během života – růst, těhotenství, kojení, práce, podnebí…

21. FYZIOLOGIE TRÁVENÍ
- mechanické zpracování potravy – drcení, zvlhčování => kašovitá hmota (většinou přední část trávicí trubice)
- chemické zpracování potravy – chemický rozklad pro přechod z trávicí trubice

20.2 Princip isodynamie živin

- minimální podíl cukrů (10 %)
- esenciální mastné kyseliny (20-30 mg) – neumíme si je v těle vytvořit
- esenciální aminokyseliny (6-12 g) – živočišné bílkoviny
- tuky – estery vyšších mastných kyselina glycerolu (trojsytného alkoholu)
- lze nahradit jen ty, které nejsou esenciálními mastnými kyselinami (mají dvojnou
vazbu) = hlavně rostlinné tuky
- tuky zvířecí – nasycené mastné kyseliny
- látková bilance = jaké množství určité živiny je přijato z potravy do těla, přeměněno,
vyloučeno
- sledování změn v přeměně N = 16 % hmotnosti bílkovin
- bílkovinné bilanční minimum: 20-30 g denně pro Evropany
- bílkovinné optimum: 1 g bílkovin na 1 g hmotnosti < 1/3 živočišných
- pokud by se šlo pod minimum => životně důležité bílkoviny se čerpají
z těla (je třeba obměňovat opotřebované bílkoviny)
- bílkovinná maknutrice – nedostatek bílkovin (čerpají se z těla)
- vitamíny: látky, které si organismus nedovede syntetizovat
- malé množství (v mg), jsou součástí enzymů, provitaminů
- rozpustné ve vodě: B, C, PP, H
- rozpustné v tucích: A, D, E, K
- projevy nedostatku: negativní
- projevy nadbytku vitaminů rozpustných v tucích = hypervitaminóza

Masožravci

– přijímají hlavně bílkoviny a tuky, cukrů je v mase minimum
- cukry přijímají z procesu glukogeneze (z bílkovin, tuků)
- všežravci – lidského typu: složení látek je více vyrovnané
- ve 100 g je: 15 % bílkovin, 30 % tuků, 55 % sacharidů
- při spálení dochází k oxidaci na konečné látky (voda, oxid uhličitý)
- využitelnost živin – vysoká u sacharidů (98 %), bílkoviny, tuky (70 %)

20.1 Rozpad bílkovin
- z aminoskupin => amoniak (v těle toxický, ryby) => kyselina močová (ptáci) => močovina
- 3 typy živočichů:
1. amonotelní (amoniak) - ryby, obojživelníci
2. urikotelní (kys. močová) – ptáci, plazi
- kyselina močová – pevná krystalická látka nerozpustná ve vodě
3. určitelní (močovina) – většina savců
- močovina – rozpustná ve vodě
- kyselina močová i močovina v sobě mají energii, ale využití této energie je nižší (17,2 kJ)
- cukr je lépe využitelný – nemá tak energeticky náročné odpadní látky (tzn. 17 kJ/1 g)

Kviescence

snížení metabolismu hlavně kvůli nepříznivým
teplotním podmínkám
- homoiotermové: hibernace – sníží se energetický výdej => výdej tepla => musí se
snížit činnost srdce a ledvin => pokles tělesné teploty na
minimum (někdy se spotřebuje jen 1 % normální potřeby energie)
- probuzení z hibernace = energetický šok, rychlost probouzení
závisí na množství energie
- ježek (3°C), sysel, plchové, netopýři (0,5°C)
- nepravá hibernace – medvěd, jezevec – nespí celou dobu (14
dní, 5 měsíců, 14 dní)… celé období hibernace 100 %
energie, nejvyšší náklady jsou v posledních 14 dnech,
teplota těla je okolo 25°C, energetická úspora není tak
velká jako u pravých hibernantů
estivace – např. živočichové v poušti – sníží svůj metabolismus a
tím šetří energetické zásoby
- důležité je dělení potravy:
- fytofágové = býložravci (cukry v podobě celulózy, omezeně příjem tuků = škrob a
inulin)
- zoofágové = kornivoři (masožravci)
- omnivoři (všežravci)
- živočichové mají na rozklad celulózy prvoky, bakterie nebo houby (např. kráva – v podstatě
se živí těmi prvoky, bakteriemi…)

Standardní metabolismus:

- nejsme schopni zajistit některé z věcí z bazálního metabolismu (např. nejsme nalačno
apod.)
- krátkodobě se může hodnota v důsledku práce zvýšit až 5x (např. při svalové
činnosti) => snížení příjmu energetické hodnoty do těla je možné zvýšením
práce či pohybem v prostředí mimo termoneutrální zónu či snížením příjmu
energie potravy
- poilkilotermové:
- tělesná teplota kolísá, není stálá => nemůžeme stanovit hodnotu metabolismu (závisí
úměrně na teplotě prostředí => při zvýšení teploty prostředí o 10°C zvýšíme
hodnoty metabolismu až 3x)
- př.: kudlanka při teplotě 18°C sežere 1 saranče, ale při teplotě 28°C již 2-3 sarančata
- při větší metabolické aktivitě dochází k většímu opotřebení organismu => nižší věk
- výdej tepla – činnost srdce a ledvin
- pronikavé snížení velikosti metabolismu (dormace) – nejrůznější klidová stádia:
- poilkilotermové: diapauza – snížení metabolismu nezbytné k vývoji organismu
(larvy, kukly)
- někdy nenastane – pokud organismus neprojde mrazem

20. CELKOVÁ LÁTKOVÁ VÝMĚNA. PŘEMĚNA LÁTEK A ENERGIE. METABOLISMUS. VÝŽIVA. PŘÍJEM A ZPRACOVÁNÍ ŽIVIN.

- klidový stav: bazální metabolismus, standardní metabolismus (homoiotermové)
klidový standardní metabolismus (při rozpětí teplot – poikilotermové)
- pocení – princip, kdy se mění skupenství vody => potřeba velkého množství energie (tepla)
- zvýšení tepelné produkce homoiotermů:
- práce (až 20x vyšší – trénovaní jedinci)
- při snížené teplotě okolí až 4x více
- požití bílkovin – zvýšení metabolismu až o 30% (teplotvorný účinek potravy,
sacharidy a tuky jen 5-10%)
- horečka – zvýšení teploty o 1°C => o 14% vyšší produkce tepla
- gravidita a laktace – 60%
- homoiotermové pro nezbytné životní procesy potřebují nezbytné množství energie
- bazální metabolismus: hodnota tohoto metabolismu je obdobná pro určitý typ organismu
- pokud dojde k příjmu potravy je nutné ji rozložit, musíme dodat energii, pro její zisk
potřebujeme enzymy => to už je nadhodnota metabolismu
- bazální metabolismus můžeme měřit (okolo 7000 kJ/člověk) – měříme při standardní
teplotě (teplota, která nevyžaduje zahřátí či ochlazení organismu, je to v rozmezí teplot 25-30°C = termoneutrální zóna), organismus musí být v postabsorbčním stavu (nalačno, abychom neukládali energii), v klidu

Mechanismy příjmu vody:

1. pití
2. příjem potravy
3. metabolická voda (oxidační) – ta vzniká přímo v organismu při reakcích. (tuky poskytují na 1gram 1,1g vody, bílkoviny 0,4 gramů vody)

Většina osmoregulačních orgánů má spojitost s orgány exkrečními. (Těsné spojení exkreční a osmoregulační funkce.) Specializované orgány osmoregulace jsou pak stažitelné vakuoly prvoků (hromadí v sobě vodu, kterou pak prasknutím na povrchu buňky odstraňují z těla) dále pak solné žlázy u mořských ptáků a želv (umístěné na vrcholu hlavy nad očima). Stejně slzné žlázy krokodýlů („pláčou“). Část solí odchází samozřejmě s potravou, solnými i slznými žlázami se vylučuje zbytek – soli, které se vstřebaly do krve.

Řízení přesunů iontů a vody je látkového charakteru – děje se pomocí látek hormonální podoby.
Bezobratlí (žížala, slimák) – nervové buňky produkují látky, které řídí obsah vody a iontů v organismu. Jsou rozváděny pomocí nervových drah a cévním systémem.
Obratlovci – z neurohypofýzy (ADH-antidiuretický hormon) z kůry nadledvin (aldosteron). Tyto hormony mohou působit na více orgánů účastnících se osmoregulace. Děje se to na úrovni povrchových membrán (žábry, kůže, močový měchýř žab) u ledvinných kanálků a solných žláz.

19.2 Mechanismus vodních ztrát

k rozpouštění močoviny. Vodní živočichové nevylučují také močovinu, která není jedovatá, protože močovina představuje asi 22 KJ energie, kterou tak lidský organismus (obecně ureotelní) nevyužije. Z 1 g bílkovin, který má spalné teplo 23KJ tak využijeme jen 17, ¼ tak zůstává ve zbytku. Amonotelní ji využijí prakticky úplně, což představuje výhodu z hlediska množství přijaté potravy.
(vylučování dusíku též ještě ve formě kyseliny močové (plazi, ptáci) – urikotelní – kys.močová je ve vodě nerozpustná, vylučuje se ve formě krystalů výkaly, takže vůbec nedochází ke ztrátě vody)
 ztráty vody výkaly – dochází ke ztrátě asi 200 ml vody za den.
 ztráty vody vypařováním - probíhá jednak na povrchu těla a také na povrchu dýchacích orgánů – plíce. Totéž probíhá i u hmyzu. Ti mají na povrchu kutikulu s chitinu. V tracheolách není taková ochrana, probíhá tam výměna plynů a samozřejmě i vody.
Na povrchu lidské kůže navíc ještě probíhá v rámci termoregulačních mechanismů k nepozorovatelnému pocení. Z kůže těla se tak vypařuje v malém množství voda z povrchových buněk. Ta tvoří asi ¾ vody za den.

19.1 Osmoregulace

Výměna iontů u ryb tedy probíhá na žábrách – kromě výměny kyslíku, dochází i k výměně iontů. Ionty jsou zde též aktivně, za spotřeby energie vylučovány na základně koncentračního spádu (aktivní transport). Také k tomu dochází v ledvinách – vysoce koncentrovaná moč (musí vodou šetřit). Organismy hypoosmotické (množství solí v jejich tělních tekutinách je nižší než v okolním prostředí).
o Sladkovodní – tam dochází naopak k aktivnímu vychytávání iontů z prostředí. Jejich moč je velice vodnatá s minimem iontů (hypoosmotická vůči prostředí). Organismy hyperosmotické.

- Při přechodu na souš je hlavním úkolem udržet vodní bilanci – udržet rovnováhu mezi ztrátami a příjmem vody.

19.2 Mechanismus vodních ztrát
Fyziologické v kombinaci s fyzikálními zákonitostmi.
 ztráty vody močí – mohou být velmi výrazné, organismy se to snaží omezovat. Voda je důležitá pro vylučování dvou látek – močoviny a amoniaku (u něj ještě větší množství vody, je toxický pro buňky. Metabolity dusíku se nehromadí v podobě amoniaku, nýbrž jsou hned vylučovány do vody) Amonotelní živočichové – ti, kteří vylučují amoniak, jsou tedy pouze vodní.

19.1 Osmoregulace

Koncentrace solí Hlavní ionty další
Mořská voda 3,5% = 1122 mmol/l Cl- Na+ Mg2+ SO42+ Ca2+
Sladká voda 0 Ca2+ Na+ HNO3-
Braktická voda 0,05-3% (10-100)

Živočichové euryhalinní – snášejí značné změny v obsahu solí ve vodě
stenohalinní – nesnášejí změny obsahu soli ve vodě
izoosmotičí – mnozí bezobratlí. Mají tělní tekutiny o stejném osmotickém tlaku i koncentraci jako mořská voda
- Homoioosmotičtí [ homojo...]– musí udržovat stálou koncentraci iontů. Musí tedy žít pouze ve sladké x slané vodě (mořská ryba ve sladké vodě zahyne)
- Poikiloosmotičtí – mohou žít ve sladké i slané vodě. Koncentrace iontů u nim v určitém rozmezí může kolísat. Regulují tyto koncentrace.
o Výrazný vývoj selektivní schopnosti výměny některých iontů – homoomotičtí živočichové – mořské kostnaté ryby – jejich tělní tekutiny jsou asi 3x zředěnější než mořská voda.
o Tyto organismy mají povrch svého těla dobře krytý – kůže, šupiny.
o Mořské ryby však mají nadměrný přísun iontů z prostředí hlavně potravou.

Homeostatické mechanismy:

 udržují stálou koncentraci rozpuštěných látek = osmotický tlak – osmoregulační funkce
 pH (exkreční funkce) viz. např. trávení - kyselé prostředí
 teplota těla (termoregulační pochody)

19.1 Osmoregulace
- Nepotřebovali ji tedy živočichové, kteří měli vnitřní složení blízké mořské vodě (ostnokožci...). Ostatní mořští živočichové ať už jsou to korýši či měkkýši, dokonce některé medúzy (láčkovci) již mají určité osmoregulační funkce. Medúzy udržují ve svém těle menší koncentraci síranových iontů než je v mořské vodě. Naopak korýši řídí obsah hořčíku v těle (rychlejší formy mají vyšší obsah Mg a Na, pomalejší jen Mg).
- Většina živočichů si ustálila koncentraci tělních tekutin na 300 mmol/l = 0,9% NaCl. Tuto hodnotu mají savci, ptáci, obojživelníci (třetina má asi 0,78), obecně necelé jedno procento.
- Mořská voda – prostředí osmoticky hustší, koncentrovanější. Buňka má tendenci ztrácet vodu kvůli vysoké koncentraci solí vně.
- Sladká voda – prostředí osmoticky řidší, méně koncentrované. Snaha iontů aktivním přenosem unikat z buňky do prostředí.

18.1 Prvky

nositelka živin, vitaminů rozpustných ve vodě, minerálních látek……
- přísun vody X ztráty vody
- anorganické látky: rozpustné (ionizace solí) X nerozpustné
- organické látky (tvoří těla organismů): cukry (sacharidy), tuky (lipidy), bílkoviny (proteiny)
=> základní látky metabolismu
- suchozemské organismy – řeší problém přísunu vody
- primitivnější organismy žijí v prostředí, kde je dostatek vody
- jinak dochází k adaptaci organismů – ztráty vody jsou omezeny na minimum
- těla rostlin jsou tvořena celulózou (sacharidem), zatímco těla živočichů jsou tvořena zejména
bílkovinami (obsah sacharidů u živočichů je nízký, ale díky tomu funguje metabolismus)

19. HOMEOSTÁZA
- U prvotních forem se blížilo vnitřní prostředí jak svým složením, tak i osmotickou hodnotou mořské vodě. Přechod z moře přes braktické vody do vod sladkých a na souš si vyžádal vznik různých regulačních mechanismů.

18.1 Prvky

II. variabilní (jen u některých skupin)
a) mikroprvky: Br, Si, B
b) makroprvky: Li, As
D) stálé prvky prvotní (nepostradatelné): C, O, H, N, P
stálé prvky druhotné: K, Na, Mg…
Kontaminující prvky: He, Ar, Hg, Ti, Bi, Se, Au

18.2 VODA
- základní substrát v živé hmotě, tvoří největší část těla organismů
a) fylogenetickým vývojem se obsah vody snižuje
b) aktivní tkáně mají větší obsah vody (tj. tkáně s vyšší metabolickou aktivitou, např. kost má málo vody, ledviny – vysoká metabolická aktivita – hodně vody)
c) ontogenetickým vývojem se obsah vody snižuje (se snižováním metabolické aktivity se snižuje obsah vody v orgánech => poruchy metabolické aktivity => ve stáří mnohem méně vody než u dětí)
- voda není v organismu rovnoměrně rozmístěna (různé části těla mají různý obsah vody) =>
tendence k vyšším rozdílům ve fylogenezi (tzn. vývojově mladší formy živočichů – např. vodní – mají v těle více vody než člověk)
- funkce vody: rozpouštědlo; ionizace solí, zásad, kyselin; osmatické jevy
disperzní fáze pro koloidy (bílkoviny, glykogen)
reakce prostředí (konc. H+, OH- iontů)
termoregulace živočichů