PowerPoint Presentation

CURS F1.C2.Coninut:

Compoziia materiei vii.Homeostazia: definiie, conceptul de balan; antagonismul funcionalValoarea de referin n biologieFactorii de variaie ai parametrilor biologici.Mecanisme de meninere a homeostaziei: feedback-ul negativ negativ si pozitiv, reglarea nervoas si endocrin. Antagonismul funcional.

1Obiectivele nvrii Dup parcurgerea acestui curs, studentul trebuie:S descrie compoziia chimic a materiei viiS descrie rolurile principalelor macro i microelemente din compoziia organismului uman i s discute consecinele deficitului acestora asupra strii de sntate.S neleag i s explice conceptul de homeostazie i sa-l defineascSa neleg i s explice noiunea de balan i nivel de referin n biologie i fiziologieS numeasc factorii care induc variaii ale parametrilor fiziologiciS exemplifice variaii ale unor parametri fiziologiciS numeasc i s deosebeasc mecanismele de reglaj implicate n meninerea homeostaziei.S descrie componentele buclei de feedback negativ i pozitiv.S expliciteze mecanismul de reglare prin feedback negativ sau/i pozitiv, pentru o constant a mediului intern. S neleg i s exemplifice antagonismul functional.

2COMPOZIIA MATERIEI VII elementele chimice din care este format organismul umanMateria vie (MV) reprezinta forma de materie superior organizat, al carei substrat principal sunt proteinele. Acestea au capacitatea de autoreinnoire continu i cretere.Este format din elemente chimice, grupate n 2 mari categorii:Elemente plastice cunoscute sub numele de MACROELEMENTE (99,9%). Sunt reprezentate de:C, O, H care intr n componena tuturor moleculelor organiceN, Na, K, Cl, Ca, P, S, MgAu proporii relativ fixe, indiferent de concentratia lor din mediul inconjurator.Modificarea acestor proporii are loc doar n cazuri extreme sau n patologie.Mecanismele de reglare ale concentratiei sunt tot mai complexe, cu cat se avanseaz pe scala evolutiv.MICROELEMENTE: sau oligoelemente sau trace elementsSunt reprezentate de: Al, Bi, Cd , Co, Cr, Cu, F, Fe, Hg, I, Li, Mn, Mo, Ni, Pb, Si, Zn, Va.Concentratia oligoelementelor este mai dependenta de cea din mediul extern, iar sistemele de reglaj sunt mai puin precise. Modificarea concentraiei acestor elemente induce starea de boal.Macroelemente cu mare semnificaie fiziologic i clinic: CALCIUL Are o concentratie plasmatica (calcemia) de 9-11 mg/dl. Calciul ionic: 2-2,5 mmol/L sau 4-5 mEq/Ln plasm, calciul este sub trei forme: ionic, neionizat, difuzibil si legat de proteine. Din punct de vedere fiziologic, important este cel ionicSurse de calciu: lapte, branzeturi, oua, paine. Absorbtia este dependenta de vitamina D i variaz de la o persoan la alta. Scade cu varsta; este influenat si de compozitia alimentelor. Lactatul de Ca este mai bine absorbit decat gluconatul de Ca, iar srurile biliare i stimuleaza absorbtia.Roluri: Este constituent principal al scheletului i dintilor;Participa la coagularea sngelui i laptelui. Pentru a mentine sangele necoagulat, acesta se recolteaz n prezena unor sruri care fixeaz Ca (oxalai, citrai, etc.)Este mesager secund intracelular

Macroelemente cu mare semnificaie fiziologic i clinic: CALCIUL - continuareAre rol deosebit in excitabilitatea neuromusculara, in cuplarea excitatiei cu contractia si in desfasurarea contractiei propriu-ziseLa nivelul inimii particip la depolarizarea lent diastolic de la nivelul celulelor pacemacker din centrii de automatism i la realizarea platoului potenialului de aciune de la fibra miocardic contractil.n situaiile n care scade concentraia de Ca, se produce o cretere a permeabilitii membranei musculare pentru Na. Acesta va intra n celul, producnd depolarizri repetate, ceea ce va duce la o cretere a excitabilitii. Hiperexcitabilitatea neuromusculara caracterizeaza TETANIA sau spasmofilia (contractii spontane ale musculaturii membrelor, feei, precedate de parestezii). Contractiile tetanice evolueaza centripet, putnd ajunge la spasm laringian. Alte simptome pot simula epilepsia sau tulburari neuropsihice.Hipocalcemia apare n insuficienta paratiroidiana, lipsa vitaminei D, exces de fosfai, anticorpi anti receptori pentru Ca, cresterea calcitoninei, iar hipercalcemia n hiperparatiroidism, osteoliza malign etc..

Tetanie manifest: mn de mamoMacroelemente cu mare semnificaie fiziologic i clinic -continuare MAGNEZIUL Concentraie plasmatic (magnesiemia): de 0,7-1 mmol/L (1 2 mEq/L) sau 1,5-2,5 mg/dl Roluri: Mg are aciune inhibitoare la nivelul neuronilor, axonilor, sinapselor si intracelular.Este cofactor al enzimelor din metabolismul oxidativ al glucozei. Scaderea ATP (care leaga Mg), duce la depletia celulara in Mg. Substantele fixatoare de Mg (acidul orotic) favorizeaza preluarea lui si resinteza de ATP. Este miorelaxant (inhiba eliberarea Ach) i vasodilatatoar.Scaderea lui (in tulburari de absorbtie, pancreatite, ciroze, alcoolism, diabet) are ca efecte: creterea excitabilitii neuromusculare. Apare spasmofilia prin scaderea Ca si Mg; scade efectul cardioprotector prin cresterea rezistentei coronariene;induce aritmii, sau tulburri de repolarizare.Macroelemente cu mare semnificaie fiziologic i clinic-continuare CLORUL Este anionul specific mediului extracelular, alaturi de Na, unde are o concentratie de 102-104 mmol/L (plasma), Este un constituent normal al tesuturilor si umorilor, asigurnd izotonia mediului intern prin fenomenul migrarii ionului de Cl.n mica masura contribuie la faza de repolarizare a potentialului de actiune la miocard si tesut nervos. In organism il gasim in HCL din sucul gastric, i sub forma de cloruri (NaCl) n umori. In sange, se gaseste o cantitate importanta in hematii.Serul fiziologic este o soluie de NaCl 0,9 %. Se gsete ca atare n toate compartimentele lichidiene ale mediului intern. Se poate obine i pe cale chimic i este folosit n perfuzii pentru echilibrarea hidric si electrolitic.Sub form gazos provoac arsuri ale aparatului respirator gazul sarin (arm chimic).Macroelemente cu mare semnificaie fiziologic i clinic -continuare POTASIUL Este cationul specific mediului INTRACELULAR, unde are o concentratie de cca. 140 mEq/l; extracelular: potasemia este de 3-5 mmol/L (3-5 mEq/L)Se gaseste sub forma de combinatii anorganice ionizabile (cloruri, fosfati) sau organice complexe legat de proteine (oxihemoglobinat de K). Roluri importante: particip la generarea potentialului de repaus, intervenind astfel n excitabilitate; prin sistemele tampon celulare din care face parte contribuie la mentinerea echilibrului acido-bazicReglarea se efectueaz prin hormonii mineralocorticoizi, care ii maresc eliminarea. Necesar zilnic 3 grame. Scderea produce tulburri de ritm cardiac i dureri musculareCreterea produce tulburri de ritm cardiac , iar la concentraii foarte mari determin oprirea corduluin USA, injecia letal este o soluie de KCl cu o concentraie de 12 mEq/l;

Macroelemente cu mare semnificaie fiziologic i clinic - continuare SODIUL Este cationul specific mediului extracelular, unde are o concentratie de 1405 mmol/L;Roluri importante: n generarea depolarizarii membranare i formarea potenialului de aciune, alturi de Ca2+;n meninerea echilibrului osmotic, alturi de clor, cu care formeaz NaCl sau serul fiziologic;n meninerea echilibrului acido-bazic (face parte din sistemele tampon ale bicarbonatilor, fosfatilor). Reglarea metabolismului sau este asigurata prin interventia hormonilor mineralocorticoizi (aldosteron) si a rinichiului.Aportul zilnic necesar este de 4-6 grame.Macroelemente cu mare semnificaie fiziologic i clinic -continuare FOSFORUL Este preluat de plante ca fosfati si apoi folosit in sinteza unor compusi organici, ca de ex. fosfatide, fosfoproteine. Acesti compusi, impreuna cu fosfatii, sunt preluati de animale, care vor sintetiza, pe baza lor, fosfolipide, fosfoproteine, acizi nucleici.In organismul uman se gasete sub forma de derivati ai acidului ortofosforic.Roluri: constituent esential al membranei celulare si al componentelor intracelulare;ca fosfat de calciu intr n structura scheletului i a dinilor;intra in componena substantelor macroergice, ca ATP i creatinfosfat; formeaz sistemul tampon al fosfatilor, cu rol n meninerea EAB;este implicat in metabolismul glucidic, n contracia musculara, etc.Este eliminat prin urina si fecale ca fosfati, ce vor reintra in circuit.Se folosesc ingrasaminte fosfatice in agricultura.

11Macroelemente cu mare semnificaie fiziologic i clinic-continuare SULFUL reprezinta 0,16 % din masa organismului uman.In sol se afla sub forma de sulfati, in special de Ca, de unde este preluat de plante i folosit la sinteza unor substante organice cu S, care vor fi apoi preluate de animale. Roluri: Prin substanele din care face parte, S are roluri esentiale in multiple funcii ale organismului.In structura organismului uman se gsete n:aminoacizii cu S (cisteina, metionina); glutation, acetilCoA, acidul mucoitinsulfuric (mucina) si condroitinsulfuric (condrina);proteine cu S (fibrinogen, imunoglobuline), hormoni (insulina, ocitocina, vasopresina), vitamine (tiamina). Puntile disulfidice S-S confera rigiditate polimerilor organici, de ex. fibrina si asigura, alaturi de gruparile SH, structura tertiara a proteinelor. Un alt rol deosebit de important al S este cel de participant la procesul de DETOXIFIERE a organismului, proces care are loc in ficat, prin procesul de SULFOCONJUGAREMicroelementeleMicroelementele sunt reprezentate de Al, Bi, Cd , Co, Cr, Cu, F, Fe, Hg, I, Li, Mn, Mo, Ni, Pb, Si, Zn, Va.Reprezint orice element prezent n materia vie n concentratie mai mic de 0,01% din greutatea uscata au rol predominant CATALITIC. Se pot clasifica n: 1) esentiale sau necesare; 2) neesentiale; 3) toxice. Aceste categorii sunt aproximative, pentru c, un microelement poate face parte din 2 3 categorii, in functie de concentratie, de ex. Zn este esential pentru participarea in digestie si metabolism; poate fi neesential, ca factor farmacodinamic, cicatrizant si, n doze mari, poate fi toxic.Se consider c necesitatile in oligoelemente ale organismului uman si animal pot fi asigurate prin aport alimentar. Datorita interventiei umane n natura (fungicide, insecticide, pesticide, ngrasaminte), se pot inregistra dezechilibre ntre minerale, care pot duce la ingerarea unor cantitati anormale de oligoelemente. Oligoelementele eseniale sunt considerate a fi: Co, Cr, Cu, F, Fe, I, Li, Mn, Mo, Ni, Si, Zn, Va.Oligoelementele neeseniale sunt: Al, Li.Oligoelementele toxice: nu sunt prezente in mod normal in organism, prezena lor determinnd mbolnaviri. Oligoelementele toxice sunt Pb, Bi, Cd, Hg, etc.

Microelemente cu mare semnificaie fiziologic i clinic FIERUL Microelement esential, este transportor de electroni i de O2. Are rol esenial n hematopoiez (formarea eritrocitelor)Se gaseste n cantitate de 4-6 gr in organism, dintre care:3 grame n hemoglobina, unde are rolul de a lega O21-1,5 gr. n depozitele de Fe (splina, ficat, mucoasa intestinala),300 mg in mioglobina, catalaze, peroxidaze, citocromi,3 mg ca Fe circulant in plasma, sub forma de transferina.Necesarul zilnic de Fe este dependent de vrst si perioadele fiziologice : - la nou-nascuti = 2 mg ; - la adolescenti i femei = 2,5 mg; - la femei n perioada de lactatie = 3-3,5 mg ; - la adulti = 1mg. - la persoanele cu parul rosu necesarul de Fe este mai mare, deoarece pierd prin pr cantiti mai mari de Fe. Surse de Fe ficat, muschi de porc, de vita, spanac. Absorbia . In alimente, Fe este bi si trivalent. Pentru a fi absorbit trebuie transformat n Fe bivalent, n stomac, sub actiunea HCl. Dintr-o dieta zilnica, care poate conine 12-15 mg Fe, se absorbe o cantitate de 0,5-1,5mg. Absortia este favorizata de HCl, vitamina C, Co, eritropoietin, rezervoare goale de Fe (stari posthemoragice, sarcina, ciroze, anemii hemolitice).Absorbtia este inhibata de substanele alcaline, de calciu si sarurile sale, de sucul pancreatic, de depozitele pline de Fe. Transport. Fe bivalent absorbit ajunge n snge, unde se leag de o betaglobulin, numita apotransferina sau siderofilina. Nu toata apotransferina se satureaza cu Fe. Valoarea normala a SIDEREMIEI (Fe plasmatic) este de 80-150 micrograme% la barbati si 70-130 micrograme% la femei. Depozitarea Fe se realizeaza sub 2 forme: prin legare de apoferitina formeaz FERITINA forma solubila de depozit din ficat, hematii ;ca HEMOSIDERINA- polimer al feritinei. Este forma insolubila de depozit, din hematii.Excretia fierului se face prin fecale, descuamarea pielii, prin par si unghii. Se pot elimina 0,5 -15 mg/zi, cantitati mai mari la femei.n carena de fier se produc anemii hipocrome feriprive, microcitare, deficiene in cresterea unghiilor, glosite, fisuri la nivelul comisurilor bucale, ingrosarea mucoasei esofagiene, cu disfagie. Aceste simptome dispar la administrarea de fier.Daca deficitul de fier se asociaza si cu deficit de cupru se produce anemia SIDEROACRESTICA.In aportul crescut de fier, ex.transfuzii repetate, poate avea loc o depunere masiva de Fe n ficat, cu alterarea functiilor hepatice.

Frotiu de snge periferic colorat MGG

Hematii mici si hipocrome Anemie feripriv Cheilit GlositMicroelemente cu mare semnificaie fiziologic i clinic CUPRUL este un oligoelement esential, care intervine in diferite procese importante pentru organism, printre care hematopoiezaNecesarul zilnic este de 2-4 mg, putand fi furnizat prin regim alimentar echilibrat. Surse de Cu crustacee, moluste, peste, ficat, creier, rinichi, nuci.Se gaseste in toate tesuturile, in concentratii mari in: ficat, creier, inima, rinichi.n sange circul legat de CERULOPLASMINA, i n proporie mult mai mic ( 7%) este legat de albumine si aminoacizi, reprezentand Cu labil, important din punct de vedere metabolic Cupremia normala este de 88 160 microgr/dl. Variaza la diferite populatii, cu varsta (la nou-nascut valori mici), cu alimentatia, cu prezenta antagonistilor, cu ciclul ovarian. Principalul depozit de Cu este in ficat, sub form de HEPATOCUPREINA.Se elimina prin bila 80%, fecale, foarte putin prin urina, dar cantitatea creste in obstructii biliare.Roluri multiple prin enzimele din care face parte:- n integritatea peretelui arterial (prin liziloxidaza);- n hematopoieza (ceruloplasmina);- n formarea melaninei (tirozinaza);- n mielinizare, prin citocromoxidaza; - n protecia antiinfectioasa, antiinflamatorie, anticanceroasa.Acumularea anormala de Cu n esuturi se intalneste in boala Wilson. n acest boal, Cu se depune in special in ficat, creier, rinichi, nuclei bazali, dnd simptomatologie neurologica, hepatica, oftalmologic. Ca tratament se administreaz agenti chelatori, care leaga Cu si-l elimin, i regim alimentar sarac in cupru.

Microelemente cu mare semnificaie fiziologic i clinic COBALTUL microelement esential, este activ fiziologic doar prin vitamina B12 (ciancobalamina), unde reprezint 4% din molecul.Din Co ingerat, se absoarbe o proportie de 90%.Necesarul zilnic este de 5-6 micrograme. Excretia are loc majoritar pe cale renala, eliminarea fiind in relatie cu depozitele de Fe (cand rezervele de Fe sunt scazute, se nregistreaza o excretie crescuta de Co). Roluri:Prin vitamina B12 stimuleaz hematopoieza (eritropoieza). Deficitul de vitamina B12 duce la aparitia anemiei megaloblastice (pernicioase), care afecteaz nu numai eritrocitele, ci i toate organele cu o rat crescut de rennoire celular: tub digestiv, sistem nervos. Are efect neurotrofic, intervine n cresterea i regenerarea nervilor.S-a descris i un efect cardiotoxic, evidentiat la cei care au baut bere in care se adaugase sulfat de Co, pentru marirea spumarii.

Frotiu de snge periferic, colorat May-Grmwald-Giemsa. Anemie megaloblastic (deficit de vit. B12)

Se observ eritrocitele cu diametru mare, comparativ cu limfocitele.

Microelemente cu mare semnificaie fiziologic i clinic IODUL Microelement esential, este necesar pentru sinteza hormonilor tiroidieni.Necesarul zilnic este de 250-300 microgr, ca surse fiind considerate: produsele marine, apa, laptele, nucile.Sinteza hormonilor tiroidieni se realizeaza prin iodarea succesiva a tirozinei. Iodul anorganic plasmatic este captat in foliculii tiroidieni, prin transport activ, cu participarea ATP i a pompei de I din portiunea bazala a celulei acinoase. La acest nivelul, I este utilizat pentru iodarea aminoacidului tirozin din structura tireoglobulinei, o protein care se gsete n coloidul secretat de foliculi. n coloidul tiroidian este concentrat, nregistrand o concentratie de 30-50 ori mai mare ca n plasma (in iodocaptarea maxima). Doar 1/3 din iodul ingerat este folosit n sinteza hormonilor tiroidieni, restul este eliminat prin saliva, prin rinichi sau depus n muschi, oase, piele. Degradarea hormonilor tiroidieni prin deiodare, duce la eliberarea I, care reintra in ciclul sintezelor hormonale.Farmacologic, iodul este folosit ca antiseptic extern sau ca adaos n sare i ap pentru prevenirea hipotiroidismului. Carenta de iod produce la copil, cretinismul guogen (nanism dizarmonic, deficit mintal, metabolism bazal scazut ), iar la adult determin mixedemul: edeme, piele uscata, neelastic, pierderea prului, diminuarea activitatii mentale.

Nanism guogen i cretinism prin hipotiroidism (al 2-lea copil de la stanga la dreapta)

MixedemMicroelemente cu mare semnificaie clinic PLUMBULMicroelement toxic, prezena lui in organism determina o intoxicaie numit SATURNISM. Astfel de intoxicatii pot aprea la minerii din industria metalelor neferoase, la cei care lucreaza n industria vopselurilor, a maselor plastice, la fabricarea acumulatorilor, in urma expunerilor la gazele de esapament etc. Ci de intoxicare: cea tegumentara, digestiva, respiratorie.Se fixeaza pe hematii (90%), producnd anemii, leziuni la nivelul S.N., ficatului, scheletului. Eliminandu-se prin saliva produce un lizereu gingival caracteristic dung cenuie la baza gingiei.

Linie dens metafizar. Intoxicaie cu plumb.

Lead lines on gum due to lead poisoning

CATIONI:Na: 1405 mmol/L; 300 350 mg/dL.K: 3 5 mmol/L ; 16 20 mg/dL.Ca: 4 5 mEq/L; 2 2,5 mmol/L; 8,5 11 mg/dL.Mg: 0,7-1 mmol/L; 1 2 mEq/L; 1,5-2,5 mg/dlANIONI :Cl: 102-104 mEq/l (mmol/l); 340 370 mg/dL.HCO3 - bicarbonat: 25 27 mEq/lAnioni proteici: 16 mEq/lAcizi organici: 3 4 mEq/lPO4 fosfati: 1,6 mEq/lSO4 sulfati: 1 mEq/lDegetele hipocratice i faciesul hipocraticFiziologie clinicDegetele hipocratice sunt modificari morfologice care constau in curbarea unghiei si hipertrofia ultimei falange. Unghiile capat aspect de cioc de pasare, ghear de pasre, cap de sarpe sau sticl de ceasHipertrofia pulpei degetelor este determinata de infiltrarea edematoas, care este limitat n sus de anul interfalangian. Din cauza edemului, falangele capt aspect de baghet de tambur, de spatula, de limb de clopot sau maciucsunt determinate fie, genetic fie sunt asociate cu unele boli: boli pulmonare cronice- supuratii pulmonare, cu boli cardiovasculare- endocardite, boli intestinale- polipoza intestinala) etc.Faciesul hipocratic: ochi nfundai n orbite, cu privire pierdut i cearcne; nasul ascuit; urechi reci, retractate; obraji subi; anuri nazo- labiale adncite; pielea de pe fa tras, cu pielea ntins i uscat; culoarea feei pmntie, ca de plumb, vnt.Se ntlnete n fazele terminale ale mai multor boli, ca peritonita sau n bolile n care pacientul nu se poate alimenta un timp ndelungat caexie.

HOMEOSTAZIA. ARGUMENTAREA TEMEI caz clinictefan, in vrst de 36 de ani se prezint la medic pentru dureri de cap (cefalee) i ameeli (vertij) care au aparut de aproximativ o lun. i mai spune medicului c st 10-12 ore la serviciu si mnnc neregulat, mai ales mcare de fast-food.Dup consult si investigaii de laborator, medicul este n msur s-i spun lui tefan de ce are aceste simptome (adic s pun un diagnostic);Msurtorile antropometrice: G 105 Kg, -181 cmTA 170/90 mmHgGlicemia 128 mg/dlHemoglobina: 15 mg/dlColesterol: 253 mg/dlTrigliceride: 198 mg/dlLDLc 170 mg/dlHDL 41 mg/dl

VALORI DE REFERIN

G normal cca 91 KgTA sistolica (maxima) = 105 - 130 mmHg;TA diastolica (minima)= 60 80 mmHg.Glicemia: 60 -110 mg/dlHemoglobina brbai: 14 18 g/dl Colesterol: 140-200 mg/dlLDLc: < 130 mg/dlTrigliceride: Femei: 35-135 mg/dl Brbati: 40-160 mg/dlHDLc: >50 mg/dl30Interaciune cu grupulCe reprezint valorile din dreapta slide-ului anterior?De ce credei c il doare capul pe Stefan i de ce are ameeli?Putei indica i voi diagnosticul pus de doctor?OBEZITATEHIPERTENSIUNE ARTERIALHIPERGLICEMIE, POSIBIL DIABET ZAHARATDISLIPOPROTEINEMIE (DISLIPIDEMIE)31Orice parametru biologic este exprimat printr-o valoare care poate fi considerat normal sau patologic prin raportarea ei la un sistem de referin.Din punct de vedere teoretic, normalul reprezint valoarea, aspectul, comportamentul cel mai apropiat de cel gsit la majoritatea indivizilor studiai aleator.Din punct de vedere practic, normalul reprezint nivelul de referin, pentru compararea cu parametrul msurat de noi.VALOAREA DE REFERIN. NORMALUL N BIOLOGIE I MEDICINADe ex. Valorile normale stabilite prin studii populationale (pe un numar mare de indivizi) pentru TA sunt:TA sistolica (maxima) = 105 - 130 mmHgTA diastolica (minima)= 60 80 mmHg.Daca la un individ caruia i masuram TA vom gasi valori de 170/90 mmHg, aceste valori nu se inscriu intre limitele normale (de referinta), deci constituie abateri (deviatii) de la normal.

32NORMALUL N BIOLOGIE I MEDICINA - nivelul de referinNivelul de referin reprezint valoarea normal pentru o constant (parametru) a organismului, stabilit prin studii anterioare i fa de care raportm (comparm) valorile gasite de noi pentru constanta respectivPentru ca un parametru biologic s fie constant, organismul uman posed mecanisme de reglaj care ajusteaz permanent abaterile de la normal, adic pstreaz homeostazia acelui parametru;aceste abateri sunt determinate de variaiile mediului intern sau extern, la care organismul uman trebuie sa se adaptezeIn biologie foarte multi parametri sunt repartizati simetric, dupa o curba a normalului (curb de densitate), cunoscuta sub numele de curba Gauss. Varful curbei reprezinta valoarea medie a parametrului masurat, iar liniile coborte din inflexiuni sunt limitele acceptate.Un parametru biologic poate varia ntre anumite limite considerate fiziologice datorit influenei unor factori de mediu, la care organismul uman se adapteaz

33Curba densitii normale sau curba Gauss sau clopotul lui Gauss

34FACTORII CARE INDUC VARIATII FIZIOLOGICE ALE PARAMETRILOR BIOLOGICI.SEXUL: concentratia HEMOGLOBINEI este mai mare la barbati decat la femeiVARSTA: concentratia HEMOGLOBINEI este mai mica la copii decat la adultiRASA: majoritatea populatiei de culoare are Rh negativEFORTUL FIZIC: TA si frecventa cardiaca, precum si ali parametri fiziologici cresc in timpul efortuluiFACTORII DE MEDIU: ALTITUDINEA la inaltimi mari creste numarul de eritrocite pentru a compensa scaderea concentratiei de O2;TEMPERATURA la temperaturi ridicate diureza este mai scazuta;UMIDITATEA crescuta duce la cresterea frecventei respiratorii;STARI FIZIOLOGICE:SARCINA la gravide hematocritul este mai micMENSTRUATIA creste usor VSH

35FACTORII CARE INDUC VARIATII FIZIOLOGICE ALE PARAMETRILOR BIOLOGICI- continuare.RITMUL CIRCADIAN SAU ALTE RITMURI secretia de GH este maxima intre orele 22-24; hormonii estrogeni au variaii lunare, datorate ciclului ovarianALIMENTATIAexcesul de grasimi creste lipidele plasmaticeglicemia postprandiala este mai mare decat cea determinata pe nemancate ( jeune);ESANTIONUL DE SANGE DIN CARE SE FACE MASURATOAREA hematocritul este mai mare in sangele venos;ALTI FACTORI: profesia, mediul urban sau rural, traditiile culturale

36HomeostaziaEtimologie: grecescul: homoios = asemntor i stasis = oprire pornind de la verbul istanai = a face s in.Noiunea a fost introdus de Walter B. Cannon, n 1932 (Wisdom of the body nelepciunea corpului)Definiie: homeostazia este proprietatea sistemelor (a organismelor vii) de a-i menine, constante, ntre anumite limite, principalele caracteristici fizice i chimice. Sau proprietatea organismelor vii de a-i pstra constant compoziia mediului intern Pentru fiziologie, conceptul de homeostazie are o valoare foarte mare, deoarece permite ca diversele mecanisme de reglare ale parametrilor mediului intern s fie nelese n termeni de "de ce?", precum i de "cum?". Conceptul de homeostazie constituie baza, fundamentul pentru procedurile medicale de diagnosticare, de ex:atunci cnd investigaiile de laborator (biochimice sau hematologice) folosite pentru aprecierea constanei mediului intern deviaz n mod semnificativ de la normal, se poate concluziona c homeostazia nu este meninut i c persoana respectiv este bolnav. Combinnd observaiile clinice cu informaiile aduse de msurtorile de laborator, medicul poate identifica mecanismul de reglaj care funcioneaz defectuos i ncearc s-l normalizeze pentru a pstra homeostazia parametrului respectiv..

37Homeostazia - continuareUn parametru biologic nu are niciodata o valoare constant exact, la msurtori diferite. Vom gsi variaii mici, n plus sau n minus, dar care se nscriu n limitele admise de abatere (fiziologice). Acest lucru nsemn c parametrul respectiv, sau mediul intern, la modul general are o constan dinamic i nu staticFenomenul este imaginat ca o balan care se inclin permanent, dar sistemele de reglaj reuesc s gseasc i s menin starea de echilibru, adic homeostazia.

38Sursa: Fox Human Physiology, 12 th ed., 2010

Cum mentine organismul uman homeostazia?Un mecanism de reglaj, de meninere a homeostaziei este un circuit cu mai multe componente:Senzorul sau senzoriin biologie acestia sunt cunoscui sub numele de receptori, care sunt capabili s detecteze abateri de la un anumit nivel de referin. Ca exemplu, punctul de referin este analog cu temperatura setat la un termostat din locuin. n mod similar, exist un nivel stabilit, de referin pentru temperatura corpului, concentraia glucozei din snge, tensiunea arterial, numrul de bti ale inimii etc. Atunci cnd senzorul (receptorul) detecteaz o abatere (o eroare) de la o anumit valoare prestabilit, de referin trebuie s transmit aceast informaie la un centru de integrare, care primete, de obicei, informaii de la mai muli senzori diferii.

39

Sursa: Fox Human Physiology, 12 th ed.

Cum mentine organismul uman homeostazia?Centrul de integrare este o anumit regiune a creierului sau a mduvei spinrii, dar n unele cazuri, poate fi un grup de celulele dintr-o gland endocrin. Intensitile diferite ale informaiilor senzoriale sunt cntrite i analizate n centrul de integrare, care rspunde prin creterea sau scderea activitii unor efectori specifici

40

Sursa: Fox Human Physiology, 12 th ed.xCum mentine organismul uman homeostazia?Efectoriipot fi muchi (scheletici, netezi sau muchiul cardiac), glande sau celule specifice dintr-un organ;reprezint aprarea valorilor normale de la abaterile induse de variaiile mediului intern sau extern . Prin rspunsul lor, efectorii rectific eroarea sau abaterea, adic aduc un parametru la valorile considerate fiziologicentre componentele mecanismului de reglaj se stabilete o relaie de feed-back, care, n majoritatea cazurilor este de tip negativ.

41

Sursa: Fox Human Physiology, 12 th ed.

Mecanisme de meninere a homeostazieiHomeostazia este meninut, n general, de dou tipuri de mecanisme:Intrinseci i n acest caz vorbim de autoreglara funciei unui organExtrinseci n care reglarea unei funcii sau a unui parametru este realizat de ctre sistemul nervos i cel endocrin. Sistemul endocrin funcioneaz n strns relaie cu sistemul nervos pentru reglarea i integrarea proceselor organismului i meninerea homeostaziei. Sistemul nervos, la rndul lui controleaza secreia multor glande endocrine, iar unii hormoni, la rndul lor influeneaz funcia sistemului nervos. mpreun, cele dou sisteme regleaz activitile celorlalte sisteme ale organismului.Sistemul nervos acioneaz prin impulsuri nervoase transmise ctre organele int de ctre fibrele nervoase care le inerveaz. Aceste organe int pot fi muchii sau glandele care funcioneaz ca efectori n meninerea homeostaziei.Sistemul endocrin intervine prin secreia n snge a unor substane chimice numite hormoni, care acioneaz pe organe int42Mecanisme de meninere a homeostaziei feedback-ul negativ43Feedback = retroaciune care se manifest la nivelul a diferite sisteme (biologice, tehnice etc.) n scopul meninerii stabilitii i echilibrului lor fa de influene exterioare; se mai numete i retroaciune invers sau conexiune invers;Dac senzorul detecteaz o cretere a unui parametru, de exemplu a tensiunii arteriale i efectorul acioneaz n sensul scderii valorii TA, atunci feedback-ul este negativ. O bucla de feedback negativ este un sistem de control care acioneaz cnd apare o perturbare, o abatere, pentru a menine nivelul unor parametri ntr-un interval dat

Feedback negativ pentru meninerea n limite normale a temperaturi

La viitoarele evaluri, acest mecanism va fi folosit ca exemplu de mecanism de meninere a homeostaziei!Mecanisme de meninere a homeostaziei feedback-ul negativCaracteristici ale rspunsului de tip feedback negativ:Se exercit numai dac variabila (parametrul) controlat a fost perturbat;Corecia care urmeaz s fie aplicat poate fi evaluat numai prin amploarea semnalului de eroare, adic diferena dintre valoarea dorit i valoarea deplasat a variabilei n cauz;n practic, acest lucru nseamn c sistemele de feedback negativ pot oferi o corecie incomplet. Poate determina o supracorecie ceea ce cauzeaz oscilaii n controlul parametrului respectiv aceste dezavantaje sunt n mare parte depite n sistemele fiziologice prin existena mai multor sisteme de reglaj pentru acelai parametru

44Mecanisme de meninere a homeostaziei feedback-ul negativMecanismele de reglaj dedicate unui parametru pot aciona n opoziie sau antagonic (push-pull sau mpinge trage). De exemplu, glicemia este meninut constant sub aciunea unui hormon hipoglicemiant insulina i a altuia hiperglicemiant care este glucagonul.

45

Feedback negativ pentru meninerea n limite normale a glicemiei

La viitoarele evaluri, acest mecanism va fi folosit ca exemplu de mecanism de meninere a homeostaziei!

Efectori antagoniti sau sisteme de reglaj antagoniste

Cei mai muli parametri ai mediului intern sunt controlai de mai muli efectori, care au, de multe ori, aciuni antagoniste; Controlul prin efectori antagoniti este descris uneori ca "push-pull" (mpinge-trage) cnd activitatea de cretere a unui efector este nsoit de scderea activitii efectorului antagonic. Acest lucru permite un grad de control mai fin dect ar putea fi realizat prin simpla comutare a efectorului: oprit-pornit. Temperatura camerei poate fi meninut, de exemplu, prin simpla pornire sau oprire a unui aparat de aer condiionat sau a unui radiator. Temperatura normal a corpului este meninut la aproximativ 37 C, prin efectele antagoniste ale transpiraiei, frisoanelor, vasodilataiei sau vasoconstriciei (vezi schema anterioar, slide 17)46

Concentraiile glucozei din snge, a calciului i a altor substane sunt reglate prin bucle de feedback negativ care implic hormoni cu efecte opuse. Astfel, n timp ce insulina scade glucoza din snge, ali hormoni , ca glucagonul o cresc (vezi schema anterioar, slide 19)n acelai mod, frecvena cardiac este controlat de ctre fibre nervoase care produc efecte opuse: fibrele simpatice determin creterea frecvenei de descrcare a stimulilor cardiaci; stimularea unui alt grup de fibre, parasimpatice ncetinete ritmul cardiac.Bucla de feed-back negativ pentru homeostazia tensiunii arteriale

Sursa: Fox Human Physiology, 12 th ed. pag 947Sunteti rugati sa precizati:Unde se gasesc receptorii?Unde este localizat exact centrul de integrare?Ce fel de fibre se duc catre inima?Care parametri ai activitii cardiace sunt influenai pentru ca in final s creasc TA?Cum se numeste arcul reflex declansat de stimularea senzorilor?

La viitoarele evaluri, acest mecanism va fi folosit ca exemplu de mecanism de meninere a homeostaziei!Mecanisme de meninere a homeostaziei feedback-ul pozitivConstana mediului intern este meninut prin efectori care acioneaz pentru a compensa diverse abateri care au constituit stimulul pentru activarea lor, adic prin feedback-ul negativ. Un termostat menine o temperatur constant prin creterea produciei de cldur atunci cnd este frig i prin scderea producia de cldur atunci cnd este cald. Opusul apare n timpul feedback-ului pozitiv: astfel, un termostat care functioneaza prin feedback pozitiv ar crete producia de energie termic, ca rspuns la o cretere a temperaturii.Deci un feedback pozitiv pentru exemplele din paragrafele anterioare ar nsemna: o cretere a glucozei, dei senzorul a detectat valori crescute; o crestere a temperaturi, dei afar este cald etc. Rezult c, n majoritatea situaiilor, homeostazia se menine prin feedback negativ.Totui eficacitatea unor bucle de feedback negativ, crete prin asocierea cu mecanisme de feedback pozitiv, care amplific aciunile feedback-ului negativ. De exemplu, coagularea sngelui are loc ca urmare a unei activri secveniale a factorilor de coagulare; activarea unui factor de coagulare determin activarea celorlali, ntr-un feedback pozitiv, n cascad. n acest fel, o singur modificare este amplificat pentru a produce cheagul de snge. Cu toate acestea, formarea cheagului previne alte pierderi de snge reprezentnd de fapt finalitatea unei bucle de feedback negativ care restabilete homeostazia.

48