HOMEOSTAZA

WYŻSZA   SZKOŁA   MAZOWIECKA

Fizjoterapia zaoczna

grupa zaliczeniowa 3

1.    Anna Tarasiewicz

2.    Katarzyna Krzyżanowska

3.    Iwona Zawada

4.    Michał Głowacki

5.    Regina Naryńska

6.    Kamila Sobczak

7.    Daniel Karaszewski

8.    Tomasz Ponkiewicz

9.    Jarosław Duda

10.   Grzegorz Konopacki

11.   Konrad Głuchowski

12.   Wojciech Kajetaniak

Warszawa styczeń 2007

SPIS  TREŚCI

Wstęp

1.  Utrzymanie stałej temperatury ciała

2.  Utrzymanie prawidłowych objętości przestrzeni wodnych ustroju.

3.  Utrzymanie prawidłowych ciśnień fizycznych oraz stężeń chemicznych i

      elektrochemicznych.

      3.1. Zachowanie podobieństwa ciśnień osmotycznych pomiędzy

             przedziałami płynowymi ustroju (izoosmia).

      3.2. Utrzymanie stałości składu jonowego (izojonia).

4.  Układy buforowe ustroju

       4.1   Parametry równowagi kwasowo – zasadowej krwi (rkz) i ich

               zaburzenia.

       4.2   Równowaga kwasowo – zasadowa a wysiłek fizyczny

5.       Przykładowa zależność funkcjonowania poszczególnych układów

Otoczenie naturalne, charakteryzowane m.in. przez swą temperaturę, ciśnienie barometryczne i wilgotność, stanowi środowisko zewnętrzne żywych organizmów.

W 1859 r. Claude Bernard przeciwstawił warunkom zewnętrznym, środowisko wewnętrzne ustroju, stwierdzając, iż stałość środowiska wewnętrznego jest warunkiem samodzielnego życia. Tę stałość środowiska wewnętrznego Walter B. Cannon nazwał, w 1929 r. – homeostazą.

HOMEOSTAZA = RÓWNOWAGA

Utrzymanie wewnętrznej równowagi wymaga regulowania lub kontrolowania wartości najważniejszych parametrów wewnętrznego środowiska organizmu. Homeostaza jest niezbędnym warunkiem zdrowia (prawidłowego funkcjonowania) organizmu, a co za tym idzie, choroby u swego podłoża mają zaburzenia mechanizmów utrzymania homeostazy.

Homeostaza jest nieustannie naruszana przez wpływy zewnętrzne o charakterze fizycznym (np. uraz), chemicznym (np. zatrucie), biologicznym (np. infekcji), a także przez substancje odżywcze i produkty przemiany materii oraz zmiany metaboliczne wywołane aktywnością fizyczną.

Procesy homeostatyczne przywracają prawidłowe stosunki regulując temperaturę, objętość i ciśnienie.

W pojęciu homeostazy mieszczą się takie zjawiska jak:

Ä utrzymanie stałej temperatury ciała (izometria),

Ä utrzymanie prawidłowych objętości przestrzeni wodnych ustroju,

Ä utrzymanie prawidłowych ciśnień fizycznych oraz stężeń chemicznych i elektrochemicznych.

1.     Utrzymanie stałej temperatury ciała

Mechanizmy termoregulacji umożliwiają dostosowanie ciepła wytworzonego w ustroju (w procesach metabolicznych) i ciepła wymienionego pomiędzy organizmem, a środowiskiem do potrzeb bilansu cieplnego organizmu, co pozwala na utrzymanie względnie stałej temperatury wewnętrznej.

Głównymi elementami układu termoregulacji są:

Ä termoreceptory obwodowe i termodetektory,

Ä dwuczęściowy ośrodek termoregulacji, dzięki którym usuwamy jest nadmiar ciepła z organizmu w warunkach obciążenia ciepłem egzogennym lub endogennym, bądź zwiększa się jego produkcja przy ekspozycji do zimna.

Wymiana ciepła między organizmem, a otoczeniem odbywa się na zasadzie praw fizycznych (konwekcja, przewodzenie, promieniowanie i parowanie). Regulowana jest tylko temperatura wewnętrzna, która podlega jednak zmianom dobowym, a u kobiet również zmianom związanym z cyklem menstruacyjnym.

Upośledzenie działania termoregulacji w skrajnych warunkach środowiska prowadzi do obniżenia (hipotermia) lub podwyższenia (hipertermia) temperatury wewnętrznej, które mogą mieć dramatyczne skutki dla zdrowia, a nawet życia człowieka.

2.  Utrzymanie prawidłowych objętości przestrzeni wodnych ustroju.

W ciele dorosłego człowieka o masie 70kg znajdują się około 42 litry wody (28 litrów w przedziale wewnątrzkomórkowym – ICF i 14 litrów – wdziale pozakomórkowym – ECF). Prawidłowe nawodnienie ustroju określa się jako euhydratio, zmniejszenie zawartości wody w obu przedziałach – to odwodnienie (hedydratacja), które objawia się osmolnością moczu powyżej 850 OSM · kg-1.

Płyn przestrzeni pozakomórkowej (ECV) stanowi środowisko wewnętrzne, które otacza komórki ustroju. Ściana naczyń dzieli go na dwie, ściśle ze sobą związane nieustanną wymianą objętości: wenątrznaczyniową objętość osocza (około 3 litry) i czynnościową objętość płynu pozakomórkowego pozanaczyniowego (około 11 litrów). Osocze wraz z około 2 litrami krwinek czerwonych, mieści się w przedziale naczyniowym, tworząc razem objętość krwi, która u dorosłego człowieka wynosi około 5 litrów – normowolnienia. Nie ma terminu, który określałby prawidłową czynnościową objętość płynu pozakomórkowego, chociaż jest to przy przesunięciach płynowych doraźnie najważniejsza objętość zapasowa wody ustrojowej. Zmiana objętości ECV wiąże się ze zmianą objętości osocza, a więc objętości krwi krążącej (BV). Właściwe wypełnienie łożyska naczyniowego jest jednym z podstawowych warunków prawidłowego przepływu krwi przez narządy.

3.  Utrzymanie prawidłowych ciśnień fizycznych oraz stężeń chemicznych i elektrochemicznych.

3.1. Zachowanie podobieństwa ciśnień osmotycznych pomiędzy przedziałami płynowymi ustroju (izoosmia).

Przesunięcia płynu między ECV i ICV zależą od różnicy ciśnień osmotycznych osmotycznych. Głównymi cząstkami ECV, które wpływają na międzyprzedziałowe przesunięcia wody są jony NA+, Cl- i HCO–03. W ICV, głównymi, osmotycznie czynnymi związkami są aniony wielowartościowych makrocząsteczek, jon K+ oraz cząstki związków organicznych. O wypijanych lub wlewanych płynach mówi się, że są izotoniczne, gdy ich osmolarność jest równa osmolarności osocza, czyli około 295mOSM·l-1. należą do takich roztworów m.in. 5% roztwór glukozy lub 0,85% roztwór NaCl.

Toniczność jest więc określeniem fizjologicznym uzależnionym od przenikliwości danej cząstki przez błonę komórkową.

3.2. Utrzymanie stałości składu jonowego (izojonia).

Na pojęcie izojonii składa się utrzymanie równowagii chemicznej (tj. utrzymanie stężeń związków dysocjujących zgodnie z prawem i działania mas) oraz zachowanie elektroneutralności (tj. utrzymanie w danym przedziale płynowym sumy ładunków elektrycznych kationów i anionów bliskiej zeru).

Szczególnym fragmentem izojonii jest izohydria, czyli utrzymywanie w poszczególnych przedziałach płynowych ustroju stałości stężeń jonów wodorowych (H+), które wpływa na wiele procesów metabolicznych i regulacyjnych oraz czynność narządów i przesunięcia elektrolitowe.

Jon wodorowy wpływa na aktywność enzymów i białek strukturalnych, na tempo takich przemian biochemicznych jak glikoliza, glukoneogeneza, cykl krebsa, cykl pentozowy syntezę DNA, na przewodnictwo i pobudliwość tkanek, aktywność hormonów, na procesy recepcji w błonach komórkowych, a także na rozmieszczenie kationu potasowego pomiędzy przestrzenią zewnątrz- i wewnątrzkomórkową oraz na powinowactwo hemoglobiny do tlenu (efekt Bohra). Procesy metaboliczne toczą się głównie wewnątrzkomórkowo i dlatego stężenie wewnątrzkomórkowe H+ ([H+]) ma znaczenie dla ich tempa.

Równowagę kwasowo – zasadową ustroju można badać wewnątrzkomórkowo np. użyciu spektroskopii. Stan równowagi kwasowo – zasadowej pozakomórkowej, która zachowuje się do wewnątrzkomórkowej ocenia się znacznie łatwiej na podstawie parametrów tej równowagi we krwi tętniczej albo w „arterializowanej” krwi włośniczkowej (pobieranej z małżowiny usznej, opuszki palca, dłoni, przedramienia do kapilary).

Normalne wartości parametrów równowagi kwasowo – zasadowej krwi u zdrowego dorosłego osobnika w spoczynku przedstawiono poniżej:

Określenie „równowaga kwasowo – zasadowa” dotyczy bilansowego charakteru jonem wodorowym ustroju.

Źródłem „przychodów” w tej gospodarce są zakwaszające i alkalizujące półprodukty lub produkty końcowe procesów metabolicznych, czyli przemiana podstawowa, metabolizmu spożytych pokarmów oraz spalania towarzyszące aktywności fizycznej.

W warunkach spoczynkowych „przychody” ustroju składają się z:

Ä około 15 moli CO2 (około 330 litrów) dziennie, który jako lotny produkt przemian jest wydalany przez płuca i nie zakwasza ustroju,

Ä około 240 mmoli nie lotnych kwasów (HCl, H2...