Řízení Organismu
Biologie člověka str. 107 – 147
Biologie pro gymnázia str. 275 – 284
Modelové otázky pro přijímací zkoušky č. 1247 – 1446 (vč. smyslů)
Řízení Organismu
– Pomocí soustav: látková a nervová
– Vzájemně se v působení doplňují
– Pomocí – hormonů – produkce v endokrinních žlázách
– Endokrinní žlázy = s vnitřní sekrecí => vylučování látek do krve (X exokrinní žlázy – vývodné trubice)
– Aby mohla buňka na hormon reagovat, musí obsahovat receptor právě pro tento hormon
– Hormony – nositelé chemické informace, působí již ve velmi malé koncentraci
=> extrémně nízké hladiny hormonů v krvi
– Hormon působí na buňky přímo = proniká do buňky => reakce s receptorem v cytoplazmě => vznik hormon-
receptorového komplexu => ovlivnění proteosyntézy
– Nepřímé působení = receptor obsažen v cytoplazmatické membráně => hormon-receptorový komplex ovlivňuje
propustnosti biomembrány pro určité látky
– Oproti nervovému řízení je hormonální starší, pomalejší, dlouhodobé a difúzní (působí v širší oblasti = rozvod
krví)
– Zajišťují růst, rozmnožování, celkový metabolismus, hospodaření s ionty a vodou (udržení homeostázy)
Endokrynní Žlázy
– Vylučování hormonů do krve
o Podvěsek mozkový = hypofýza (glandula pitiutaria ) (1) + (1)
– Na bázi lebky
– Stopkou spojena s hypothalamem
– Adenohypofýza = přední lalok – vznik při zárodečném vývoji ze zadní stěny jícnu
Hormonální (Látkové)
– neurohormonů – produkované neurosekrečními buňkami
– tkáňových hormonů – vylučovány z tkání, jejich primární účel je jiný
– Ústřední postavení v hormonálních regulacích (prostřednictvím hormonů ovládá jiné žlázy)
– Činnost řízena z hypotalamu (ne nervově, ale hormonálně => pomocí regulačních
hormonů, krevními cévami. Jsou vytvářeny neurosekretorickými buňkami v hypotalamu.
Jejich funkcí je zvyšovat nebo snižovat činnost adenohypofýzy.
– Neurohormony stimulační (liberiny) a inhibující (statiny) – téměř každý z hormonů
hypofýzy má jeden stimulační a jeden utlumující.
• Somatotropin (růstový hormon, STH) – působí při růstu organismu. Stimuluje syntézu
– Ostatní hormony často stimulují činnost jiných endokrinních žláz
• Prolaktin (luteotropní hormon, LTH) – stimuluje růst mléčné žlázy. Po porodu zahajuje
• Kortikotropin (adrenokortikotropní hormon, ACTH) – ovlivňuje činnost nadledvinek –
• Tyrotropin (thyreotropní hormon, TSH) – řídí činnost štítné žlázy.
• Folitropin (folikuly stimulující hormon, FSH) – patří k gonadotropním hormonům.U
• Lutropin (luteinizační hormon, LH) – patří k gonadotropním hormonům. U žen spolu
bílkovin a růst dlouhých kostí v epifýzách. Nadbytkem (hyperfunkcí) v mládí vzniká
nadměrný růst = gigantismus, naopak nedostatkem (hypofunkcí) trpaslictví = nanismus.
Při zvýšené tvorbě i po ukončení růstu narůstají dále ještě neosifikované části kostry =>
čelní kost, dolní čelist, články prstů = akromegalie.
s udržuje tvorbu mléka (laktaci). Ovlivňuje rozvoj žlutého tělíska a rodičovské chování.
stimulace syntézy a vylučování kortizolu.
žen podporuje růst folikulů ve vaječnících a tvorbu estrogenů, u mužů vyvolává
spermatogenezi (tvorba pohl. buněk)
s FSH podporuje růst folikulů, navíc vyvolává ovulaci, růst žlutého tělíska a produkci
progesteronu. U mužu ovlivňuje produkci testosteronu působením na Leydiovy buňky.
– Neurohypofýza = zadní lalok – vznik při zárodečném vývoji vychlípením spodní mozk. komory
– Hormony se tvoří v neurosekretorických buňkách hypotalamu => sem se dostanou
cytoplazmou nervových vláken (tzn neurohypofýza není „pravá“ endokrinní žláza)
• Antidiuretický hormon (ADH) – ovlivňuje propustnost ledvinových kanálků na vodu a
její zpětné vstřebávání z moče do krve (anti = proti, diuréza = vylučování moči). Tzn při
malém množství vody v organismu => uvolňování hormonu, snížení vylučování
• Oxytocin – působí na hladké svalstvo dělohy, vyvolává jeho stahy při porodu a stahy
hladkého svalstva ve vývodech mléčné žlázy při sání kojence. Příklad pozitivní zpětné
vazby = při uvolňování hormonu (porod) se dávky stále zvyšují => rychlejší stahy
o Štítná žláza (glandula thyreoidea) (2) + (2a)
o 4 příštítná tělíska (3) + (2b)
o Nadledvinky (4)
o Langerhanzovy ostrůvky pankreatu (5)
o Vaječníky (6)
o Varlata (7)
o Epifýza = šišinka (8)
o Brzlík (9)
– Tvorba a výchova Leu
Nervové (Reflexní) Řízení
– Dvě základní složky: řízení kosterního svalstva a řízení vnitřních orgánů
– Oproti hormonálnímu řízení rychlejší (až 120 m/s), krátkodobé a cílené působení => tam kam přichází impuls
– Vyšší nervové funkce = složité nervové děje, které představují komplexní ovládání orgánových soustav
(instinktivní a emotivní chování, učení a paměť => lze podrobit experimentálnímu biologickému bádání)
– Neurověda = zkoumá složité děje nervové činnosti
– Základní jednotkou nervové soustavy je NEURON
– Vysoce specializovaná živočišná buňka => není schopna se dělit a rozmnožovat
– Specifický tvar, posílená dráždivost a vodivost
– Funkcí je tvorba a přenos nervových signálů => podstatou je pohyb iontů
– Intergrací nervových signálů => odpověď nervové soustavy
– Vodivost je závislá na síle myelinových pochev = čím silnější, tím rychleji a lépe vede vzruchy
– Při narození 100 mld neuronů – při zátěži mozku mohou přibývat, jinak časem odumírají
– Obrázek:
=> funkce signální a integrační
1) Tělo neuronu
2) Dostředivé krátké výběžky = dendrity
– mnoho, krátké, dostředivé, bez myelinu, větvení v celém průběhu
3) Jádro
4) Myelinová pochva (bílá hmota) = 1. vrstva ochranné pochvy
– nesouvislá, přerušovaná zářezy, tukovitá
– spolu se Schwannovou pochvou zabraňuje šíření nervových vzruchů mezi sousedními vlákny
5) Ranvierův zářez – šíření vzruchů skokem => zvýšení rychlosti až na 120 m/s
6) Neurit = axon, dlouhý výběžek = osní vlákno neuritu
– jeden, dlouhý, odstředivý, s myelinem, větvený až na konci
7) Neurit nebo bílá hmota
8) Větvení neuritu – předávání informací pro další neurony
– Pomocné = gliové buňky (neuroglie)
– V nervové soustavě jich je 10x více než neuronů
A) Mikrogliocyt = fagocyt nervové soustavy => ochrana
B) Astrocyt = metabolismus neuronů => uvolňování energie + tvorba stavebních látek
C) Schwannova buňka = Oligodendrocyt = na neuritu => 2. vrstva ochranné pochvy
Synapse = Zápoj
= připojení neuronu (neuritu) na neuron těla nebo dendrity
axon
axo – somatická synapse
axo – dendritická synapse
neuronu na efektor = výkonný orgán (svaly + žlázy)
– Šířka jen několik tisícin milimetru
– Počet synapsí u člověka – v řádu bilionů
– Obrázek (B):
1) Váčky (měchýřky) s mediátory (neurotransmitéry) = chemické přenašeče
2) Presynaptická membrána
3) Synaptická štěrbina => chemický přenos
– při přeměnách energie dochází ke ztrátám: teplo a zdržení
4) Postsynaptická membrána – obsahuje vazebná místa pro mediátor
– mediátory – opakovaně použitelné (=> vrátí se)
5) Mitochondrie – tvoří energii pro přenos vzruchu
– Podstatou excitace neuronu = depolarizace
o Budivý (excitační) postsynaptický potenciál => vyvoláván budivými (excitačními) neurotransmitéry
o Tlumivý (inhibiční) neurotrasmitér vyvolává opačný děj = hyperpolarizac => útlum vzruchu
Obrázek (C): Vznik a šíření (vedení) impulzů (vzruchů) po nervovém vlákně
– Biomembrána neuronu je polopropustná => propouští nitrobuněčné kationty K+
=> z buňky odejde K+
se projeví převahou záporných iontů Cl-
klidový potenciál (asi 0,1 V)
1. Klidový membránový potenciál
(acetylcholin, noradrenalin)
(kyselina γ-aminomáselná + podobný účinek – některé drogy)
iontů mnohem více než se do ní dostane Na+
50-100x více než Na+
=> tento nedostatek kladných iontů
=> venku převaha kladných kationtů, uvnitř i záporné => vytváří
2. Depolarizace = změna polarity membrány na opačnou
– Přichází podnět => musí být dostatečně silný => nadprahový (silný) + adekvátní (tzn zrakové
podněty přichází do očí, sluchové k uším,…)
– Vlákno MUSÍ být v této fázi, aby přijalo podnět
Vně biomembrány kladný náboj, převažují Na+
Uvniř také kladný náboj, ale K+
– Po podráždění podnětem se biomembrána stává na chvíli propustnou => dovnitř proudí Na+
ionty, uvnitř převáží kladný náboj
– Vede k vytvoření akčního potenciálu (AP) => po membráně se šíří jako vlna elektrické
negativity (vzruch)
Vlna má konstantní výšku => o naléhavosti rozhoduje
intenzita (počet) a frekvence (rychlost za sebou)
3. Repolarizace = změna polarity membrány na původní
4. Sodíko-draslíková pumpa
– Celý proces trvá asi 1 – 2 milisekundy
– Probíhá opačným tokem draselných iontů K+
– Je správná polarita membrány, ale opačné umístění Na+
– Spojenou se značnou spotřebou energie (ATP) = aktivní transport
– Návrat iontů na své původní místo => návrat ke klidovému potenciálu
Chemická energie Fosfát
ATP ADP + (P) + asi 30–50 kJ energie
+ AP je vždy jednosměrný!
– změnou propustnosti pro K+
a K+
ionty => ven
Reflex
= základní funkční jednotka nervové soustavy
– Tvoří reflexní oblouk – obr. (D)
1) Receptor = čidlo => příjem podnětu
2) Dostředivá dráha senzorická/senzitivní
3) Páteřní mícha = část CNS
– centrální nervová soustava
– končí tam některé reflexy
4) Zadní rohy míšní
– příjem informace = dostředivé
5) Vnezeřený neuron
– krátký
6) Přední rohy míšní
– odstředivé
7) Odstředivá dráha = motorická
8) Efektor = výkonný orgán
– svalová vlákna, žlázy
od narození konečný počet získané učením => různý počet
Reflexy vrozené
= nepodmíněné
trvalé vyhasínají při nepoužívání
Reflexy získané
= podmíněné
vázané na jiné reflexy
Příklad:
1) Slyšená informace
=> sluch = RECEPTOR (1)
(2) dostředivá dráha
VIII. hlavový nerv = sluchově rovnovážný
(3) centrum sluchu v CNS
Koncový mozek => spánkový lalok
= vyhodnocení, pochopení
(4) odstředivá dráha => vede odpověď mozku k efektoru
(5) EFEKTOR = výkonný orgán
Např. píšící ruka (zaznamená informaci), části úst (verbální odpověď)
2) Orosený půlitr
=> zrak = RECEPTOR (1)
(2) dostředivá dráha
II. hlavový nerv = zrakový
(3) centrum sluchu v CNS
V týlním laloku koncového mozku
= vyhodnocení, pochopení
(4) odstředivá dráha => vede odpověď mozku k efektoru
(5) EFEKTOR = výkonný orgán
Např. pravá ruka – uchopí půlitr (svaly pravé ruky)
Cortiho ústrojí ve vnitřním uchu
Sítnice oka