Sadržaj

Uvod

U ovom radu se objašnjava veza između građe i funkcije organa u domenu

biofizike, odnosno fizički principi na kojima se zasniva funkcionisanje organizma.

Takođe, kroz rad smo sagledali i proučili fizička svojstva svakog pojedinačnog organa i

dijela organizma da bismo dobili potpuniju sliku o fizičkim svojstvima cjelokupnog

ljudskog organizma. Na početku smo pojasnili, uslovno rečeno, najprostije i najbolje

proučene sisteme organizma, počevši od biomehanike lokomotornog sistema i fizičkih

principa vidljivih okom, postepeno idući ka sve složenijim, kao što je kardiovaskulatorni

cirkulatorni sistem,vidni i slušni aparat i fizička svojstva organa i ćelija koji omogućuju

ostvarivanje njihovih osobenosti.

1

Biomehanika lokomotornog sistema

Lokomotorni sistem omogucuje covjeku da se krece u prostoru. Elementi

lokomotornog sistema su kosti, zglobovi i misici. Kosti i zglobovi su pasivni, dok su

misici aktivni elementi. Prilikom kretanja organizam je izlozen dejstvu spoljasnjih sila i

unutrasnjih sila kojima misici djeluju na kosti za koje su vezani.

Kostur tijela se sastoji od kratkih, pljosnatih i dugih kostiju. Kratke kosti imaju

sve tri dimenzije slicne. Njihova pokretljivost je mala. Pljosnate kosti imaju dvije

dimenzije znatno vece od trece, zbog cega su pogodne kao zastita osjetljivih dijelova

organizma. Takve su kosti lobanje, karlicna i grudna kost. Duge kosti imaju jednu

dimenziju mnogo vece od druge dvije. Sastoje se od srednjeg dijela (dijafiza), obicno

cilindricnog oblika i okrajaka (epifiza) koji su pokriveni hrskavicom i ulaze u sastav

zglobova.

Skup dijelova pomocu kojih se kosti medjusobno povezuju nazivaju se zglobovi.

Dijele se na nepokretne ili sinartroze, polupokretne ili amfiartroze i pokretne dijartroze

kojih ima najvise. Pokretni zglob se sastoji od okrajaka kostiju koje ulaze u zglob od

kojih je jedna obicno ispupcena- glava kosti, a druga udubljena- casica. Oblozene su

hrskavicom i odvojene medjusobno zglobnom supljinom u kojoj se nalazi bezbojna

sluzava tecnost (sinovijalna tecnost). U sastav zgloba ulazi jos zglobna cahura i zglobne

veze, tj. ligamenti. Zglobovi se mogu rotirati oko jedne, dvije ili tri ose.

Oko 40% tjelesne tezine otpada na skeletne misice koji predstavljaju aktivne

elemente lokomotornog sistema. Skeletni misici se sastoje od velikog broja misicnih

vlakana precnika 10-80 mikrometara. Na mjestima vezivanja za kosti misici djeluju na

2

njih na dva nacina: staticki, ako je duzina misica tokom vremena stalna i dinamicki, ako

se duzina mijenja.

Preko mjesta na kojem se vezuju na kosti misici djeluju odredjenom silom F na

njih. Kosti, ili sistem kostiju predstavljaju razlicite vrste poluga. Analiza funkcionisanja

sistema poluga u tijelu zavisi od tacnog poznavanja mjesta vezivanja misica za kost, od

udaljenosti te tacke od oslonca poluge, napadne tacke tereta i samog polozaja poluge. U

odnosu na ove elemente poluge se dijele na poluge prve, druge i trece vrste.

Poluge prve vrste su dvokrake poluge kod kojih se tacka oslonca nalazi izmedju

napadnih tacaka sila F i Q. Primjer poluge prve vrste je glava covjeka u normalnom

polozaju. Tacka oslonca 0 je na spoju lobanje i prvog vratnog prsljena. Ravnotezu tezine

glave (Q) odrzava sila F kojom vratni misici djeluju na mjestu njihovog spajanja. Poluge

druge vrste su uvijek poluge sile. Oslonac poluge nalazi se na jednom kraju poluge,

napadna tacka na drugom, a napadna tacka tereta je izmedju njih. Primjer poluge druge

vrste je stopalo covjeka koji stoji na prstima gdje je tacka oslonca u prednjem dijelu

stopala, napadna tacka tezine je u skocnom zglobu, a sila lisnog misica djeluje na petnu

kost. Poluga trece vrste je takodje jednokraka poluga, ali se ovdje napadna tacka sile

nalazi izmedju oslonca i napadne tacke tereta. Posto je krak sile kraci od kraka tereta ovo

su poluge brzine. Primjer je podlaktica kod koje se oslonac nalazi u lakatnom zglobu,

napadna tacka sile je mjesto vezivanja misica bicepsa za podlakticu a napadna tacka

tereta moze biti u saci u kojoj se nalazi neki predmet. Jednokraka poluga nasla je

primjenu u funkcionisanju ljudske ruke. Poseban znacaj u analizi lokomotornog sistema

ima ispitivanje funkcionisanja sistema poluga. Sistem poluga predstavlja vise poluga ma

koje vrste, medjusobno povezanih tako da pomjeranje jedne od njih utice na cio sistem.

Ovakav sistem poluga predstavlja model za sistem kostiju u lokomotornom sistemu, cije

je jednostavno funkcionisanje ostvareno preko misica koji su za njih vezani. Odnos sile i

tereta zavisit ce ovdje ne samo od duzine poluge i odnosa napadnih tacaka i tacke oslonca

vec i od ugla koji poluge zatvaraju medjusobno.

Realna tijela, kao sto su kosti, deformisu se pod dejstvom spoljasnjih sila. Kao

protiv-dejstvo spoljasnjim silama javljaju se unutrasnje sile koje teze da tijelo vrate u

prvobitan oblik. To su elasticne sile cija velicina zavisi od medjumolekularnih sila. Ako

su spoljasnje sile dovoljno velike da udalje molekule uzvan sfere njihovog dejstva,

3

elasticne sile se nece javiti a tijelo ce svoj oblik trajno deformisati. To svojstvo tijela

naziva se plasticnost. U granicnom slucaju moze doci do kidanja tijela. Plasticne

deformacije se mogu javiti i pri slabim silama ukoliko je njihovo dejstvo dugotrajno ili

periodicno.

Dijelovi ljudskog organizma reaguju na ovakve vrste sila svojom funkcionalnom

adaptacijom. Tako ce npr. kost da promijeni svoju strukturu i formu, a to je moguce jer

kosti stalno stvaraju nove a razgradjuju stare celije. Proces nastajanja i formiranja kostiju

naziva se osteogeneza. Ona omogucuje promjenu strukture na mjestima dejstva

dugotrajne sile. Takodje moze doci do adaptacije forme kostiju. Forma se mijenja tako da

se kost ili njen dio postavlja longitudinalno u odnosu na pravac djelovanja sile. Time se

izbjegava djelovanje transverzalnih sila koje mogu da izazovu prijelom kostiju. Kosti su

u organizmu izlozene svim vrstama deformacija: istezanje- sabijanje, smicanje, te

savijanje i uvrtanje. Pri odjedjenoj vrijednosti normalnog napona doci ce do kidanja

tijela. Ta vrijednost je kriticni napon. Kriticne vrijednosti napona za neka tkiva su data u

tabeli.

Materijal Kriticni napon (N/m2) Vrsta deformacije

Kost 100 x 106 Sabijanje

Kost 83 x 106 Istezanje

Kost 27,5 x 106 Savijanje

Tetiva 68,9 x 106 Istezanje

Misic 0,55 x 106 Istezanje

Mehanizam misicne kontrakcije

4

Dejstvo misica na kosti odredjenom silom preko tetive javlja se kao posljedica

kontrakcije misica. Kontrakcija misica moze biti dvojaka: izometricka i izotonicka.

Izometricka je ona kontrakcija pri kojoj se duzina misica ne mijenja. U tom slucaju

napregnuti misic drzi ravnotezu dejstvujucoj sili. Pri izotonickoj kontrakciji misic se

skracuje, dolazi do pomijeranja tijela, ali napregnutost misica ostaje nepromijenjena. U

ovom slucaju dolazi do aktivnog skracivanja misicnih vlakana. Svaka kontrakcija misica

je zapravo kombinacija ove dvije vrste. Da bi se objasnila mnisicna kontrakcija mora se

poci od molekulske struktore misicnih vlakana.

Svako misicno vlakno sadrzi nekoliko stotina do nekoliko hiljada miofibrila.

Miofibrile se sastoje od miozinskih i aktinskih niti. To su veliki polimerizovani molekuli

proteina koji imaju elasticne osobine i oni su odgovorni za misicnu kontrakciju. Prilikom

kontrakcije misicnih vlakana dolazi do skracenja sarkomera usljed uvlacenja miozinskih

medju aktinske niti. Duzina sarkomere pri misicnom tonusu iznosi oko 2 mikrometra.

Ako se misic isteze normalni napon u njemu blago raste da bi na duzinama vecim od 2,2

mikrometra poceo da opada. Pri skracivanju sarkomera nagli pad napona se javlja na

duzini od 1,65 mikrometara. Druga vazna karakteristika dinamike misicne kontrakcije je

zavisnost brzine misicne kontrakcije od opterecenja.

Sa povecanjem opterecenja opada brzina kontrakcije eksponencijalno. Nakon

kontrakcije nastupa relaksacija misica za koju je potrebno nesto vise vremena. Ukupno

vrijeme kontrakcije i relaksacije je razlicito zavisno od funkcije misica. Za ocni misic

iznosi 0,01 s, a za soleus 0,1 s. Promjena duzine sarkomera vrsi se na racun energije koja

se dobija iz ATP-a, pri cemu se stvara ADP, koji se opet jedini sa jednim fosforom u

ATP. Energija za obnavljanje ATP-a. Korisno dejstvo, odnosno procenat dobivenog rada

od ukupne ulozene energije iznosi 20-25%. Maksimalno korisno dejstvo se ostvaruje pri

kontrakciji misica umjerenom brzinom. Ako se kontrakcija vrsi sporo veliki dio energije

se pretvara u toplotu. Pri brzoj kontrakciji pored oslobodjene toplote dio energije se trosi

na savladjivanje trenja usljed viskoznosti samog misica. U praksi vecina materijala nije

potpuno elasticna, pa se samo dio izvrsenog rada sacuva kao elasticna potencijalna

energija. Ostatak se rasipa kao toplota, pa temperatura tih materijala raste kada se oni

deformisu.

5

Cirkulatorni ciklus

Kardiovaskularni sistem čine srce i krvni sudovi (arterije, kapilari i vene),

povezani u zatvoreni krvotok, prikazan na slici.

Srce, centralni šuplji mišićni organ, svojim snažnim ritmičkim kontrakcijama pod

znatnim pritiskom ubacuje krv u početni deo aorte (i plućne arterije), čime je ostvaren

dovoljno veliki gradijent pritiska između početnog (arterijskog) i završnog dela krvotoka

(šuplje vene i plućne vene). Zahvaljujući tom gradijentu, krv neprekidno kruži kroz

krvotok. Srce se sastoji od četiri šupljine: dve pretkomore ili atrijuma (leva i desna) i dve

komore ili ventrikula (leva i desna). Između desne pretkomore i komore, kao i leve

pretkomore i komore, nalaze se atrio-ventrikularni zalisci (sa strane komora), i pri

povišenju pritiska u komorama oni se zatvaraju, sprečavajući vraćanje krvi iz komora u

pretkomore.

Mišićni zid srca (miokard) sastavljen je od poprečnoprugastih mišićnih vlakana

specijalne građe – koja su strukturno slična poprečno-prugastim (skeletnim) mišićima, ali

se po funkcionalnim specifičnostima (ritmičko grčenje) približavaju osobinama glatkih

mišića unutrašnjih organa! Automatsko, ritmičko grčenje srca, reguliše se sinusnim

čvorom (Kejt Flakov čvor), koji se nalazi u zidu desne pretkomore, i koji se naziva

"predvodnikom ritma" srčanog rada – jer pored njega postoji njemu podređeni drugi

centar srčanog automatizma kod čoveka, pretkomorno komorni čvor (Ašof- Tavarinov

čvor) sa tzv. Hisovim snopom. O ovom bioelektričnom centru automatizma srca, kao i o

bioelektričnim pojavama u srcu (EKG) biće detaljnije reči u Od. 5.1. Srčana revolucija

se deli u dve osnovne faze: sistolu (grčenje srca) i dijastolu (opuštanje srca, i punjenje

pretkomora i komora krvlju). Sistola počinje sistolom pretkomora, zbog čega se krv iz

6

pretkomora istiskuje u komore. Posle toga počinje sistola komora, kada se zatvaraju i

atrio-ventrikularni zalisci, koji sprečavaju povratak

krvi u pretkomore. Kada pritisak u komorama nadvlada pritisak u aorti i plućnoj arteriji,

otvaraju se zalisci na početku ovih arterija – i počinje period istiskivanja krvi iz komora u

arterije. Posle prestanka depolarizacije miokarda komora, započinje repolarizacija

mišićnih vlakana i period dijastole – i naglo sniženje pritiska u komorama i zatvaranje

zalizaka arterija, pošto pritisak u njima opet postaje veći nego u komorama. Dalje se

otvaraju atrio-ventrikularni zalisci i krv iz pretkomora ponovo počinje da utiče u komore.

Punjenje celog srca traje do pojave sledećeg impulsa iz sinusnog čvora. Treba reći da pri

sistoli komora nikada ne dolazi do njihovog potpunog pražnjenja (oko 60% od ukupnih

200 ml krvi u svakoj komori se ne isprazni pri sistoli). Trajanje pojedinih faza srčane

revolucije, pri frekvenciji rada srca od 75 otkucaja u minutu, dato je u Tabl. 4.2.

Radni efekat srca (As) jednak je proizvodu srednjeg arterijskog pritiska ( a p ) i

sistolnog volumena krvi koji se ubaci u arterije (ΔVs):

s a s . A = p ΔV (4.12) Za levu komoru je Asl ≈ 0,8 J, a za desnu (čiji je zid miokarda

tanji od zida leve komore) je Asd ≈ 0,1 J, odnosno ukupni radni efekat srca, u mirnom

stanju osobe,

jednak je As ≈ 0,9 J – u toku jedne sistole! Pri telesnim naprezanjima ovaj rad se

višestruko povećava! Regulisanje srčanog rada je moguće sa dve grupe faktora:

7

hemijskim (humoralnim) i nervnim – koji mogu uticati na automatski rad srca.

Najznačajniji humoralni faktori su hormoni, od kojih neki deluju inhibitorno

(acetilholin, vazopresin, insulin, i neki drugi), izazivajući usporenje rada srca

(bradikardija), dok neki deluju stimulativno (adrenalin, noradrenalin, tiroksin),

izazivajući ubrzanje rada srca (tahikardija). Inervacija srca je, kao i kod drugih

unutrašnjih organa, ostvarena antagonističkim dejstvom oba dela autonomnog

(vegetativnog) nervnog sistema: simpatikusa (deluje stimulativno) i parasimpatikusa

(deluje inhibitorno); međutim, medijatori u prenošenju nervnih uticaja vegetativnog

sistema su opet hormoni: za simpatikus to je mešavina noradrenalina i adrenalina, dok je

za parasimpatikus to acetilholin.

Krvotok

Krvotok se može podeliti na dva dela: veliki (telesni krvotok) i mali (plućni krvotok),

koji su šematski prikazani na Sl. 4.11. Pri proticanju kroz kapilare, arterijska krv predaje

tkivima kiseonik i hranljive materije (koje prima iz crevne sluzokože i jetre), a iz tkiva se

prima ugljendioksid i drugi metabolički produkti, koji se prenose venskom krvlju.

Srednja brzina lamilarnog kretanja krvi u krvnom sudu poluprečnika r i dužine l, data je

Hagenovim zakonom (1839)

gde je η - koeficijent viskoznosti krvi, 1 2 p ≡ p − p - razlika pritisaka na krajevima

krvnog suda (koja se u fiziološkoj literaturi naziva srednjim pritiskom krvnog suda, i čije

vrednosti se mere i daju u tabelama (v. Tabl. 4.3)); p l - je gradijent krvnog pritiska.

Biomehanička svojstva krvotoka određena su gradijentom pritiska u krvnim sudovima i

viskoznošću krvi!

8

Vrednosti krvnog pritiska u raznim delovima krvotoka

Intenzitet protoka (ili protok) krvi kroz krvni sud jednak je zapremini krvi

koja protekne kroz krvni sud u jedinici vremena,

Iz ove formule moze se dobiti Poazejev zakon:

Iz Poazejevog zakona mozemo dobiti otpor krvnog suda:

Vidi se da je otpor krvnog suda utoliko veći ukoliko je krvni sud uži i njegova dužina

veća. Zbog otpora krvnih sudova jedan deo rada srca (As) trošiće se na njegovo

savlađivanje, usled čega će krvni pritisak ( p ) opadati od arterija do vena, kako je to

prikazano na Sl. 4.12. Prikazane oscilacije krvnog pritiska posledica su promena

vrednosti arterijskog pritiska tokom srčane revolucije i respiracionih (disajnih) oscilacija

grudnog koša.

9

Iz Hagenovog zakona mozemo dobiti i pritisak krvnog suda, koji zavisi od dužine krvnog

suda (l), brzine proticanja krvi ( v ) i poprečnog preseka

krvnog suda (~ r2). Tako, sužavanje kapilara dovodi do povećanja pritiska u njima!

Elastičnost krvnih sudova, posebno arterija, je od velikog značaja za kontinuirano

proticanje krvi (v. Sl. 4.13). Pri sistoli komore, sistolni volumen krvi će se upumpati u

arteriju sa energijom a S p ΔV . Deo te energije delovaće na zidove suda arterije i

transformisaće se u elastičnu energiju deformacije (proširenja) arterije. Po prestanku

systole komore, elastični zid arterije se vraća u prvobitni položaj, čime se energija

elastične

deformacije pretvara u kinetičku energiju arterijske krvi. Ovaj elastični talas se širi duž

cele arterije kao pulsni talas, čija je brzina data Jungovom jednačinom

gde je E - Jungov modul elastičnosti arterije, ρ - specifična gustina krvi, d -

10

debljina zida arterije, r - njen unutrašnji poluprečnik, a C – empirijska konstanta koja

zavisi od uslova proticanja krvi. Eksperimentalno je pokazano da je brzina pulsnog talasa

na početku aorte ~ 3 m/s, a u perifernim arterijama ~ 10 m/s.

Regulisanje krvnog pritiska vrši se promenom otpora krvnih sudova, odnosno njihovog

poprečnog preseka (v. izraze (4.16-17)). Pri suženju (vazokonstrikciji) krvnog suda

pritisak raste, a pri proširenju (vazodilataciji) krvnog suda pritisak

opada. Pri tome, da bi došlo do znatne promene krvnog pritiska ispred mesta suženja ili

proširenja, potrebno je da dođe do vazokonstrikcije ili vazodilatacije većeg broja

arteriola, kapilara ili vena! Na Sl. 4.14 dat je uporedni kvalitativni prikaz krvnog pritiska

(kriva I), brzine proticanja krvi (kriva II) i otpora krvnih sudova (kriva III) u raznim

delovima krvotoka. Vidi se da idući od aorte ka šupljim venama krvni pritisak

progresivno opada; otpor sa progresivnim smanjenjem prečnika krvnih sudova raste,

tako da je najveći u oblasti arteriola i kapilara, a zatim opada sa

proširenjem krvotoka u šuplje vene; brzina proticanja krvi opada sa porastom otpora, a

potom sa smanjenjem otpora ponovo raste, tako da je u šupljim venama samo nešto

manja nego u aorti: tako je brzina u aorti ~ 0,25 m/s, u kapilarima ~ 0,0005 m/s, a u

venama ~ 0,20 m/s (uočiti razliku u odnosu na brzinu pulsnog talasa)!

Uporedni kvalitativni prikaz promena krvnog pritiska (I), brzine proticanja krvi (II) i

otpora krvnog suda (III) u raznim delovima krvotoka

11

Na stanje krvnog pritiska utiču nervni faktori (simpatikus deluje kao vazokonstriktor, a

parasimpatikus kao vazodilatator) i humoralni (hemijski) faktori (proizvodi

metabolizma (CO2, ...) i hormoni, koji mogu biti vazodilatatorni (acetilholin, vazopresin,

insulin, ...) i vazokonstrikcioni (adrenalin, noradrenalin, serotonin,hipertenzin, ...)).

Raspodela krvi u organizmu prikazana je u Tabl. 4.4, za vreme mirovanja.

Pri pojačanoj aktivnosti pojedinih organa oni dobijaju veću količinu krvi nego za vreme

mirovanja, i to na račun organa koji u tom momentu ne pokazuje pojačanu aktivnost (tzv.

"borba za krv"). To je posledica vazodilatacije aktivnijih organa, što povećava protok

krvi u njima, i vazokonstrikcije neaktivnijih organa, što smanjuje njihovo snabdevanje

krvlju; istovremeno, povećava se i količina krvi u cirkulaciji na račun većeg broja organa-

depoa krvi (jetra, slezina, koža, pluća), koji je oslobađaju u krvotok.

Raspodela krvi u pojedinim organima čoveka za vreme mirovanja,

pri minutnom volumenu od 5.000 ml

Krv kao fluid

12

Fizičke osobine krvi su: količina, boja, temperatura, gustoća (specifična težina),

viskoznost, miris, osmotski tlak, sedimentacija krvnih stanicaNajmanja strukturna i

funkcionalna jedinica živih organizama sposobna za samostalan život i reprodukciju. i

zgrušavanje (koagulacija).

Količina krvi u organizmu zavisi od tjelesne površine, odnosno visine i težine. Prosječna

cjelokupna težina krvi u organizmu iznosi 7% tjelesne težine. Količina krvi je konstantna

kod zdravih osoba za vrijeme mirovanja, a povećava se za vrijeme tjelesnog rada i

unošenjem veće količine tekućine i hrane u organizam. Kod suprotnih slučajeva dolazi do

smanjenja zapremine krvi. Fiziološke promjene zapremine krvi su posljedica promjene u

zapremnini plazme. Količina krvi je različito raspoređena u organizmu, uglavnom prema

potrebi pojedinih organa. Pri povećanoj aktivnosti nekog organa povećava se i količina

krvi u njemu. Za vrijeme bolesti dolazi do trajnijeg smanjenja ili povećanja količine krvi

u organizmu i to kao rezultat smanjenja (povećanja) same plazme ili eritrocita zbog

istovremenih promjena i kod krvnih stanica i u plazmi. Povećanje količine krvi naziva se

pletora, a smanjenje oligemija.

Boja krvi je crvena i ona potječe od krvnog pigmenta hemoglobina koji se nalazi u

eritrocitima. Prema stupnju oksidacije hemoglobina, boja je svjetlije ili tamnije crvena.

Oksihemoglobin daje jasno crvenu boju, a reducirani tamnije crvenu. Po tome se i

razlikuje venska i arterijska krv. Boja krvi se mijenja pri nekim patološkim stanjima: pri

trovanju ugljičnim monoksidom krv je svijetlo crvena, u slučaju spriječene oksigenacije u

plućima ona postaje crnkasta.

Temperatura krvi se kreće od 36-40 C˚. Ona ne zavisi od temperature okoline već je

konstantna. Najniža je u venama kože, a najviša u venama koje odvode krv iz jetre.

Specifična težina krvi prosječno iznosi 1.060 i uvjetovana je brojem eritrocita i

količinom hemoglobina u njima. Kod muškaraca je nešto veća nego kod žena. Snižava se

13

poslije obroka, a povećava poslije fizičkog napora.

Viskoznost krvi se mjeri brzinom proticanja krvi kroz kapilarne cjevčice određenog

promjera pri određenoj temperaturi i tlaku. Uspoređuje se s viskoznošću vode od koje je

veća i iznosi od 3,5-5,4. Viskoznost krvi zavisi od broja eritrocita, a broj leukocita utječe

samo kada je veliki.

Miris krvi je otužan, sličan mirisu znoja i potječe od isparljivih masnih kiselina u njoj.

Osmotski tlak krvi zavisi od koncentracije tvari u njoj (elektrolita i neelektrolita).

Osmotski tlak iznosi 7 atmosfera. Mjeri se pomoću krioskopa.

Sedimentacija krvi je taloženje krvnih stanica na dnu posude u kojoj se nalazi krv, kojoj

je dodana neka antikoagulacijska tvar. Brzina izdvajanja krvnih stanica iz krvne plazme

je u stvari brzina sedimentacije i ona ovisi od vremena stajanja krvi, od broja i osobina

eritrocita i od odnosa pojedinih tvari u krvnoj plazmi. Od sastojaka plazme na brzinu

sedimentacije najviše utječu količine fibrinogena, kolesterola i pojedinih frakcija

bjelančevina. Do ubrzanja sedimentacije dovode povećanja količine fibrinogena ili

kolesterola i pojedinih globulinskih frakcija, a povećanje albumina je usporavaju.

Koagulacija krvi je pojava prelaska krvi iz tekućeg u čvrsto stanje, poslije vađenja krvi

iz krvne žile. Čimbenici zbog kojih se krv zgrušava jesu proteini, koje proizvodi

uglavnom jetra, a ima ih 16 (fibrinogen, protrombin,tkivni tromboplastin, kalcijevi ioni,

proakcelerin (Ac-G), aktivirani proakcelerin, prokonvertin, antihemofilijski globulin A,

antihemofilijski globulin B, Stuart Prowerov čimbenik, preteča plazmatskog

protoplazmina, Hagemanov čimbenik, čimbenik stabiliziranja fibrina, Fletcherov

čimbenik, Fitzgeraldov čimbenik, trombocitni čimbenik: Suština je u pretvaranju

bjelančevina fibrinogena rastvorenog u krvnoj plazmi, pod djelovanjem enzima trombina

u nerastvorljivu bjelančevinu fibrin, u prisustvu iona kalcija. To je složen enzimski

proces, koji protječe u tri faze:

14

-prva faza je stvaranje aktivnog enzima tromboplastina (trombokinaza)

-druga faza je pretvaranje proenzima protrombina u aktivni enzim trombin pod

djelovanjem tromboplatina u prisustvu kalcijevih iona

-treća faza je pretvaranje rastvorljive bjelančevine fibrinogena u nerastvorljivi fibrin pod

djelovanjem trombina.

Tijekom ove tri faze krv se pretvara iz tekućeg u čvrsto stanje, koje se naziva krvni

ugrušak (krvni koagulum). Poslije izvjesnog vremena krvni koagulum se skuplja i iz

njega se istiskuje tekući dio krvi, koji ima sve sastojke kao i plazma osim fibrinogena. Ta

tekućina se naziva krvni serum. Poslije izdvajanja seruma kogulum se razgrađuje pod

djelovanjem enzima fibrinolizima. U plazmi se nalaze tvari koji utječu, ali i koje

sprečavaju koagulaciju. Ti koji sprečavaju su antitrombini. Zahvaljujući ravnoteži

činilaca koagulacije i antikoagulantnih činilaca ne dolazi do koagulacije u krvnim žilama.

Osnovna uloga koagulacije u krvi je sprečavanje iskrvarenja organizma jer se pri ozljedi

krvne žile brzo aktiviraju svi enzimski procesi koji sudjeluju u koagulaciji. Koagulacija u

krvnim žilama je tromboza i nastaje uslijed oštećenja endotjela krvne žile, smanjenje

brzine krvotoka i povećanje koagulabilnosti krvi.

Kemijske osobine krvi predstavljaju ustvari sastav krvi. Krv kao cjelina sadrži veliki

broj organskih i neorganskih tvari. Djelimično se oni nalaze u krvnoj plazmi, a

djelomično u krvnim stanicama. Neorganske tvari krvi su voda i neorganske soli.

Fizika oka

Opticki sistem oka sa vidnim putevima slican je kameri sa

pridruzcnim djelovima.I jedan i drugi sistem sastoji se iz sledećih

celina:

1. Sistem sociva kroz koje prolaze i prelamaju se svjetlosni zraci;

15

2. Dijafragma sa uskim kružnim otvorom, odnosno zjenica, koja regulise

količinu primljene svjetlosti;

3. Mracna komora sa negativom, koju u oku predstavlja mrežnjača, koja

prima svjetlosne nadrazaje;

4. Opticki nervi, preko kojih se prenose svjetlosni nadrazaji ka vidnim

centrima u mozgu

Oka ima dva glavna fokusirajuća dela: roznjaču, koja vrsi oko dvije trecine

fokusiranja, i socivo koje vrsi fino fokusiranje. Rožnjača ima stalan fokus,

dok socivo može mjenjati svoj oblik i samim tim fokusirati objekte na

različitim udaljenostima. Rožnjača fokusira prelamanjem svetlosnih zraka, a

ugao prelamanja zavisi od zakrivljenosti njene povrsine i njenog relativnog

indeksa prelamanja.

Indeks prelamanja rožnjače je 1.376,očne vodice 1.34,očnog sočiva 1.40 i staklastog

tijela 1.336

Indeks prelamanja roznjače je priblizno kanstantan za sve Ijude, dok

zakrivljenje varira i uglavnom je odgovorno za probleme u vidu. Ukoliko je

roznjaca previse zakrivljena oko je kratkovido, ako nijc dovoljno zakrivljena oka je

dalekovido, a ako nije jednako zakrivljena onda je astigmatično.

Očno sočivo menja žiznu daljinu promenom svoje zakrivljenosti.

Fokusiranje sociva je znacajno manje od fokusiranja roznjace zbog toga sto

je ono okruženo djelovima koji imaju približan indeks prelamanja.

Redukovano oko

Za uprošcenu analizu oka koristi se tzv. redukovano oko. Sistem sociva

se zamenjuje jednim debelim sočivom indeksa prelamanja 1.41 čija je

sredisnja tačka udaljena 17 mm od žiže F1 i mreznjace. Tačka preseka

glavne optičke ose i mreznjače definiše drugu žižu F2.

Ukupna optička jačina oka je 59 dioptrija kada je oko prilagodeno

za gledanje u daljinu. Prednja površina rožnjače doprinosi ukupnoj

dioptrijskoj snazi sa 48 dioptrija i to iz tri razloga: I. indeks prelamanja

16

rožnjače se jako razlikuje od indeksa prelamanja vazduha, 2. rožnjača je u

odnosu na očno sočivo udaljenija od mržnjače i 3. zakrivljenost roznjače je

velika. Zadnja površina roznjače je konkavna ali budući da je razlika između

indeksa prelamanja očne vodice i roznjače mala, ona ima optičku jacinu od

sarno -4 dioptrije, čime se umanjuje ukupna optička jacina oka.

Ljudsko uho kao slušni aparat

Slusni aparat coveka je fino i precizno dizajnirani pretvarač veoma slabih

mehaničkih oscilacija frekvcncija od 20 - 20.000 Hz u električne signale. Sastoji i se iz tri

osnovna dijela:

1. Uho, mehanicki sistem koji sakuplja i transmituje zvučne mehaničke

oscilacije i pretvara ih u električne signale;

2. Auditorni nervi, koji kodirane zvucne informacije u vidu

električnih signala prenose do mozga;

3. Auditivni korteks,dio moždane kore u kome se elektricni signali dekodiraju i

interpretiraju.

Uho se sastoji iz tri dela:1 spoljno uho, koje sakuplja zvučne talase,2 srednje uho,

koje transmituje i delom pojačava preko sistema koščica (poluga) zvucne lalase i 3

unutrašnje uho, u kome se zvučni talasi pretvaraju u elektricne signale. Spoljno i srednje

uho predstavljaju prenosni dio, dok je unutrašnje uho prijemni dio. Spoljno uho se sastoji

od ušne skoljke i slusnog kanala, koji se završava bubnom opnom. Ušna školjka pomaze

u sakupljanju zvučnim talasa. Bubna opna je tanka zategnuta membrana povrsine oko 65

mm2 i debljine oko 0,1 mm. Ona prenosi vibracije iz spoljnog u srednje uho. Amplitude

oscilovanja membrane imaju veoma male vrednosti i kreću se od 10-11(prag cujnosti) do

1O -7m (prag bola). Oscilovanje je acentricno buduci da cekić nije vezan za centar

membrane. Bubna opna moze da izdrži pritisak zvuka nivoa intenziteta do 160 dB. Veci

pritisak moze da izazove pucanje bubne opne. Ostecena bubna opna zarasta kao i svako

drugo tkivo u ljudskom organizmu. Srednje uho predstavlja prostor izmedu dveju opni

17

bubne i opne na tzv. ovalnom prozoru, koja predstavlja granicu izmedu srednjeg i

unutrašnjeg uha. Sastoji se od centralne supljine - bubne duplje i Eustahijeve tube.

Osnovnu strukturu bubne duplje, koja je ispunjena vazduhom, cine tri medusobno

povezane koščice: čekić, nakovanj i uzengija.To su jedine kosti u ljudskom organizmu

koje dostizu konacnu velicinu jos pre rodenja. Sistem kosčica djeluje kao sistem poluga,

čime se uvećava sila zvučnog pritiska za oko 1,3 puta. Ako se tome doda da povrsina

membrane na ovalnom prozoru iznosi 1/ 15 povrsine bubne opne, u rezultatu se dobija da

je pritisak na membranu ovalnog prozora oko 20 puta veći u odnosu na pritisak koji trpi

bubna opna.

Postoji jos jedan značajan efekt koščica srednjeg uha. Akusticka impedancija

koščica je slična po vrednosti sa impedancijom bubne opne i opne ovalnog prozora pa ne

dolazi do znacaj nih gubitaka u trnasportu zvuka usled retleksije. Kada bi u srednjem uhu

bio samo vazduh oko 99,9% zvucnog talasa bi se retlektovalo na graničnim površinama.

Za koščice srednjeg uha pripojena su dva misica, koji svojim zatezanjem i opustanjem

regulisu intenzitet zvuka koji treba da se prenese ka unlltrasnjem uhu. Njihova uloga je

dvojaka:

• štite puz od dejstva zvuka velikog intenziteta - amortizerska funkcija

(mogu da oslabe zvuk za 30 - 40 dB);

• prekrivaju zvuk niske frekvencije u bučnoj sredini i time uglavnom

odstranjuju pozadinsku buk) i smanjuju osjetljivost uha na vlastiti govor

U unutrašnjem uhu se nalazi puž kao dio slušnog sistema i vestibularni aparat koji

služi za kontrolu i refleksno odrzavanje ravnoteže. Puž je akustički pojačivač, frekventni

analizator i pretvarač mehaničkih u električne impulse. Kada bi se cijev puža ispravila,

njena dužina bi iznosila 3,4 cm. Cijev je po uzdužnoj osi podjeljena u tri dijela: skale

vestibuli i timpani i medije.

Bazilarna membrana sa Kortijevim organom je najvažniji deo sluha. Sastoji se od

oko 20.000 bazilarnih lliti

18

Membranski potencijal

Ljudski organizam je vrlo složen biološki sustav kojeg čine više od 100 bilijuna

stanica Procjenjuje se da se svake minute proizvodi više od 300 milijuna novih stanica, te

nadalje, da se svake sekunde u svakoj stanici zbiva oko 40.000 biokemijskih reakcija. Sve

te reakcije uključuju konstantni tijek elektrona (negativne subatomske čestice) i protona

(pozitivne subatomske čestice) čime dolazi do stvaranja slabih električnih struja. Svaka

zdrava stanica ima normalni potencijal membrane od -85 mV. Taj potencijal je

neophodan za život i omogućuje normalno odvijanje i ponavljanje svih biokemijskih

staničnih reakcija. Ako padne normalni potencijal stanične membrane (stanice raka imaju

potencijal od -20mV do -30 mV), metablizam stanice se narušava. Ulaz hranjivih tvari i

izlučivanje metaboličkog otpada postaju nedovoljni. Stanica počinje degenerirati i na

kraju umire.

Bioelektricitet je kritična komponenta za normalno funkcioniranje i život ljudskog

organizma. Elektricitet prožima sva tkiva organizma i može se objektivno mjeriti (npr.

EKG, EEG). Da bi bio u stanju proizvesti i slobodno provoditi elektricitet kroz tijelo

(živci, mozak, krv, mišići, međustanična matrica) organizam mora imati dovoljnu

količinu minerala. Ioni (pozitivno ili negativno nabijeni atomi ili grupe atoma) su vodiči

elektriciteta. Najvažniji ioni minerala su kalcij, magnezij, natrij, kalij, fosfor i klor. Da bi

mogli ispravno provoditi elektricitet, specifična tkiva i tjelesne tekućine zahtjevaju vrlo

precizne koncentracije različitih minerala.

19

ZAKLJUČAK

Sagledavši ove činjenice jasno se izvodi zaključak da je ljudski organizam veoma

složen i da najmanja odstupanja od normalnih fizičko-fizioloških granica mogu imati

fatalne posljedice. Zbog toga, svaki pojedinac treba i mora da cijeni sopstveni organizam,

i da se pridržava do sad otkrivenih načina prezervacije zdravog tijela, samim tim

osiguravajući sebi zdrav i ispunjen život. Što bi rekao Dr. Arslanagić: “U zdravom tijelu-

zdrav duh!”

Iako postoje mnogi načini da očuvamo organizam i poboljšamo kvalitet vlastitog

života, činjenica je da je nauka još uvijek samo na pragu saznanja i razumijevanja

kompleksnosti ljudskog organizma i prava otkrića su tek pred nama.

20

LITERATURA

1. Mirjanić D., Janić I., Šetrajčić J., Opšta fizika i biofizika, Matićgraf, Banja Luka,

1993.

2. Raković D., Osnovi biofizike, ASC & EFPG, Beograd, 2008.

3. Tuszynski J., Kurzynski M., Introduction to molecular biophysics, CRC Press, New

York, 2003.

21