Układ oddechowy

Oddychanie jest to spalanie biologiczne, w którym komórki uwalniają zgromadzoną energię w węglowodanach w celu wykorzystania jej do przeprowadzenia reakcji metabolicznych. Źródłem energii są głównie:

Oddychanie jest to proces enzymatyczny, przebiegający wieloetapowo, dzięki czemu ciepło uwalnia się stopniowo nie powodując denaturacji białek i umożliwia to syntezę ATP. W czasie oddychania zachodzą dwa procesy:

  • Dehydrogenacja - powstający w czasie tego procesu wodór jest przytłaczany do przenośników wodorowych NAD, FAD. Przenosząc atomy wodoru na związek który go trwale wiąże na akceptor wodorowy. Akceptor ulega redukcji i uwalnia się energia magazynowana w wiązaniach ATP. W oddychaniu beztlenowym wodór jest przyłączany do związku organicznego, czyli kwasu pirogronowego.
  • Dekarboksylacja - jest to proces odrywania atomów węgla od związku organicznego

Oddychanie:

  • Glikoliza - zachodzi w oddychaniu tlenowym i beztlenowym w cytoplazmie. Jest to ciąg reakcji przekształcających glukozę w kwas pirogronowy z jednoczesną syntezą ATP.
  • Cykl Krebsa - przy dostępie tlenu kwas pirogronowy przenika do mitochondriom i ulega dekarboksylacji do acetylo - koenzymu A.

Drogi oddechowe wchodzące w skład układu oddechowego dzielą się na takie odcinki jak: jama nosowa, gardziel, krtań, tchawica, oskrzela i płuca. Wszystkie odcinki wysłane są błoną śluzową pokrytą nabłonkiem migawkowym utworzonym przez komórki zaopatrzone w rzęski. W jamie nosowej i gębowej występują także bardzo liczne komórki zmysłowe. W drogach oddechowych wdychane powietrze zostaje oczyszczone, ogrzane i odpowiednio nawilżone. Końcowym odcinkiem dróg oddechowych są płuca wyścielone jednowarstwowym nabłonkiem oddechowym zbudowanym z pneumocytów. Pod nabłonkiem tym biegnie gęsta sieć naczyń krwionośnych włosowatych, dzięki której odbywa się wymiana gazowa miedzy krwią a powietrzem.

Płuca mają budowę pęcherzykowatą. Powietrze zostaje zasysane do płuc dzięki rytmicznym ruchom żeber i mostka oraz skurczom mięśni przepony. W wentylacji płuc duża role odgrywa ciśnienie ujemne w jamie opłucnej, co umożliwia rozszerzanie płuc w trakcie wdechu Do płuc dochodzą zarówno naczynia krwionośne jak i limfatyczne. Tętnica płucna rozgałęzia się i dochodzi do pęcherzyków płucnych jako sieć naczyń włosowatych. Naczynia włosowate łączą się w naczynia żylne i uchodzą do żyły płucnej. Drogi oddechowe i płuca są unerwione przez nerw błędny oraz nerwy pnia współczulnego.

Układ krwionośny

Układ krwionośny złożony jest z naczyń krwionośnych tworzących obieg zamknięty oraz kurczliwego serca, zbudowanego z dwóch przedsionków i dwóch komór, tłoczącego krew przez naczynia. Naczynia krwionośne zróżnicowane są na tętnice wyprowadzające krew z serca i żyły doprowadzające krew do serca. Przez taki system naczyń tętniczych krew tłoczona jest do wszystkich tkanek organizmu. Sieć naczyń włosowatych tętniczych przenika do wszystkich narządów i zaopatruje tkanki w tlen. Następnie przechodzi ona w siec naczyń włosowatych żylnych, które zbierają z tkanek substancje przemiany materii oraz dwutlenek węgla i łączą się w żyłki i większe naczynia żylne. Układ krwionośny składa się z dwóch obiegów krwi:

  • Małego - płucnego. Z komory prawej krew wypływa przez zastawkę półksiężycowatą do pnia płucnego, który dzieli się na tętnice płucną prawą i lewą, którymi krew płynie do naczyń włosowatych płuc. Skąd po oddaniu dwutlenku węgla i pobraniu tlenu krew wraca żyłami do lewego przedsionka
  • Dużego - obwodowego. Z komory lewej przez zastawkę półksiężycowatą do aorty, która rozgałęzia się na mniejsze. Po przejściu przez naczynia włosowate przepływa do naczyń żylnych - krążenia wrotne, którymi z jelit, żołądka, trzustki, śledziony krew płynie żyłą wrotną, która rozgałęzia się na naczynia włosowate. Następnie krew odprowadzana jest do żyły głównej dolnej i górnej, które uchodzą do prawego przedsionka serca.

Krążąca w naczyniach krew składa się z:

  • Substancji międzykomórkowej:
      • Fibrogenu - białko włókienkowe, które bierze udział w krzepnięciu krwi
      • surowicy
  • Elementów morfotycznych, czyli krwinek:

Układ odpornościowy zwany jest inaczej układem immunologicznym. Jest to układ odpowiedzialny za ochronę organizmu przed niebezpieczeństwami pochodzącymi zarówno ze środowiska zewnętrznego - mikroorganizmami chorobotwórczymi np. bakterie, wirusy, jak i wewnętrznego - uszkodzone, starzejące się lub zmutowane komórki. Cechą charakterystyczną dla układu odpornościowego jest to, że ma on zdolność odróżniania struktur własnego organizmu od elementów obcych. Taką zdolność mają komórki o nazwie fagocyty, mogą one być wspomagane przez inne typy komórek. Komórki układu odpornościowego to immunocyty, u kręgowców do immunocytów należą limfocyty. Limfocyty T dojrzewają i nabywają zdolności do odpowiedzi immunologicznej w grasicy (ich nazwa wzięła się od angielskiej nazwy grasicy- Thymus). Są one odpowiedzialne za regulację odpowiedzi immunologicznej oraz niszczenie antygenów na drodze mechanizmu cytotoksyczności komórkowej. Prekursory limfocytów T powstają w szpiku kostnym. Dorosłe limfocyty T znajdują się głównie w śledzionie oraz w narządach limfatycznych, gdzie ulegają aktywacji przez antygeny i namnażają się w przebiegu odpowiedzi immunologicznej. Cechą charakterystyczną wszystkich limfocytów T jest obecność swoistego receptora TCR dla antygenu, który występuje jedynie w błonie limfocytów T i zapewnia indywidualne rozpoznanie a także związanie z nim cząsteczki (markera) CD3, która bierze udział w przekazywaniu sygnału do komórki. Wyodrębnia się dwie populacje limfocytów:

  • limfocyty T pomocnicze (Th) - pełnią funkcję komórek regulujących odpowiedź immunologiczną,
  • limfocyty T cytotoksyczne (Tc) - są odpowiedzialne gł. za niszczenie antygenów na drodze cytotoksyczności komórkowej.

Limfocyty T rozpoznają antygeny w formie krótkich odcinków oligopeptydowych związanych na powierzchni innych komórek z cząsteczkami kompleksu zgodności tkankowej MHC. Regulacyjne funkcje limfocytów pomocniczych zależą od produkowanych przez nie cytokin immunoregulacyjnych, czyli interleukin, które oddziałują na inne komórki układu immunologicznego. Limfocyty te mogą również produkować cytokiny supresyjne, co może powodować hamowanie odpowiedzi immunologicznej i indukcję niektórych antygenów. Natomiast limfocyty cytotoksyczne są odpowiedzialne za niszczenie komórek zawierających patogeny wewnątrzkomórkowe np. wirusy oraz komórki zmutowane, w tym komórki nowotworowe. Mechanizm niszczenia komórki docelowej przez limfocyt cytotoksyczne polega na połączeniu się z nią i wydzieleniu substancji o charakterze cytotoksyn, które zabijają komórkę docelową na drodze apoptozy. Nadmierna aktywność niektórych populacji limfocytów T może doprowadzić do zaburzeń patologicznych, m.in. chorób autoagresyjnych lub alergicznych. Niedobory immunologiczne związane z brakiem, nieprawidłowym rozwojem lub zaburzoną funkcją limfocytów T mogą z kolei być przyczyną niezdolności organizmu do zwalczania różnych infekcji oraz mogą ułatwiać rozwój nowotworów.