Fiziologie, Curs 2.docx

FIZIOLOGIE – 5 martie 2019

Prof. Simona Mihaela Slătineanu

OXIGENUL - este foarte important - suntem organism anaerob - aport continuu, permanent, adecvat - la nivelul alveolei pulmonare se - nu la fiecare respirație se schimbă aerul alveolar - presiunea trebuie să rămână constantă - respirația este un proces discontinuu, formată din inspir și expir, dar presiunea trebuie să rămână aceeași - organismul nu dispune de rezervă de oxigen - aportul la nivel celulare este reglat de: o creșterea numărului de hematii (hipoxia stimulează eritropoietina) o creșterea ventilației - utilizarea O2 a) incorporare directa in moleculele organice  se utilizează 10% din totalul de O2 consumat  aceste reacții nu sunt implicate în generarea de energie  servesc la sinteza catabolismul unor produși b) O2 servește cu acceptor de e acest mod de utilizare a O2 este legat direct de procesele care furnizează energie  aceste reacții au loc în cadrul lanțului respirator - când avem mai multe specii reactive, sau lipsesc mecanismele de apărare duc la stres oxidativ. - Oxigenul – element toxic o Toxicitatea O2 începe in momentul activării o Prin activare se formează specii reactive:  Oxigenul singlet  Anion superoxid  Anion hidroxil o Aceste forme acționează:  Ca atare  Prin producție de peroxizi o În sistemele biologice există sisteme de protecție eficiente care inhibă excesul de peroxizi la diferite nivele de formare – sisteme defensive. EFECTE PE ACIZII NUCLEICI - Leziuni ADN (reversibile/ireversibile) ce duce la refacerea incompletă, care duc la o geneza cancer o îmbătrânire celulară precoce EFECTE PE AMINOACIZI ȘI PROTEINE - oxidare a.a. ce duce la modificări ale proteinelor EFECTE ASUPRA GLUCIDELOR - modificarea proprietăților (ex. Scăderea văscozității acidului hialuronic) - modificări de structură ale ADN EFECTE ASUPRA LIPIDELOR

FIZIOLOGIE – 5 martie 2019 Prof. Simona Mihaela Slătineanu Acțiunea speciilor reactive de oxigen pe membranele biologice - membranele sunt un loc preferențial de acțiune pentru radicalii liberi și peroxizi deoarece conțin: o AGPN (acizi grași liberi polinesaturați) – substratul cel mai favorabil peroxidării o Catalizatori peroxidanți (Fe2+, hemoproteine) Exemple: a. Peroxidarea AGPN (acizi grași liberi polinesaturați) din mb eritrocitelor precede hemolilza (se întâlnește în anemiile hemolitice) b. Peroxidarea AGPN (acizi grași liberi polinesaturați) din membrana mitocondrială duce la tulburări în producerea de energie (pentru cuplarea oxidare/fosforilare, membrana mitocondrială trebuie să fie intactă) c. Membrane lizozomale sunt peroxidate cu viteză mai mare decât cele mitocondriale – distrugerea membranei determină eliberarea de enzime care pot determina distrugerea celulei. Fumul de țigară este foarte nociv, conține și peroxizi ce duc la peroxidarea membranei macrofagelor alveolare. STRESTUL OXIDATIV (Sies, 1985) Viața aerobă = echilibru factori pro/antioxidanți Definiție: Dezechilibru între factori pro/antioxidanți Dezechilibru - Producție: crește de SRO/SRN - Capacitate antioxidantă redusă Stres oxidativ reprezintă alterări reversibile/ireversibile - Morfologice - Funcționale Efecte favorabile ale stresului oxidativ: - Bactericid (în cursul fagocitozei) - Stimularea activării limfocitelor - Controlul tonusului vascular normal - Stimularea creșterii și proliferării celulare - Stimularea secreției de eritropoietină - Învățare și memorie Efecte nocive ale stresului oxidativ: - Distrugere/deteriorare a structurilor celulare - Transformare malignă celulară - Îmbătrânire Surse pentru SRO A. Endogene – reacții cu sediu: o Mitocondrie o Peroxizomi o Lizozomi o Sinteză de prostaglandine (PG) B. Exogene – intervenția unor agenți care cresc producția de SRO o U.V. o Alcool o Agenți poluanți din mediu (gudron, O3, fum de țigară, faze de eșapament) o Oxigenoterapia hiperbară

FIZIOLOGIE – 5 martie 2019

Prof. Simona Mihaela Slătineanu

SISTEME ANTIOXIDANTE Sunt compuși care protejează sistemele biologice contra efectelor novice ale SRO Clasificare I. După mecanismul de acțiune 1. Enzimatice  Sistemul SOD: cUzUsod, fEsod 2. Neenzimatice  sistem redox glutation redus (GSH)  Vitamina E  Vitamina C  Beta carotenul  Seleniul  Bilirubina  Metalotioneinele bogate in cisteina  Feritina  Ceruloplasmina  Coenzima Q10 - ubiquinona II.

După momentul intervenției a. Antioxidanții primari i. Acționează ca inhibatori preventivi ii. Întârzie faza de inițiere 1. Exemplu: SOD, glutation peroxidaza, catalaze b. Antioxidanții secundari i. Substanțe care produc întreruperea autooxidării 1. Exemple: vitamina E, beta carotenul

FIZIOLOGIE – 5 martie 2019

Prof. Simona Mihaela Slătineanu

AZOTUL Rol: - Structural o Proteine o Liipide o Glucazamine (derivați de glucide) o Baze purinice/pirimidinice o Acizi nucleici - Funcțional o Prin structurile care îl conțin o NO și alte specii reactive de N o Efect narcotic o Implicat în accidente de depresurizare o Utilizat în explorarea funcției respiratorii Aer atmosferic 79,3% Nu este utilizat de către structurile vii prin preluare directă Organismul adult – 12,,8% din suctanța uscată 1 l se găsește dizolvat în umori/lipide: - Teaca de mielină - Grăsimea din jurul organelor - Grăsimea subcutanată Specii reactive ale azotului - Radical: monoxidul de azot - Neradicali: acid nitros HNO2 - Produși de către: celule endoteliale, neutrofile, macrofage, fibroblaști, trombocite Biosinteza: L-arginina – O2 în prezența NOS Absența formării duce la hipertensiune (leziuni endoteliale) EDRF – factor relaxant eliberat din endoteliu, care este monoxidul de axot Vasoconstrictor vascular – ENDOTHELIN Endoteline Pre-pro-endotelin = 203 aa Pro-endotelin = 39 aa ECE Endotelin = 21 aa Șarpele Atractaspis engadsensis (care a omorât-o de fapt pe Cleopatra) produce 10 ng/kgc ce duce la spasm coronarian. Implicații ale endothelimului: - Afecțiuni cardiovasculare: HTA sistemică, spasm coronarian, insuficiență cardiacă, infact miocardic - Insuficiență renală - Ischemie cerebrală - HTA pulmonară

FIZIOLOGIE – 5 martie 2019

Prof. Simona Mihaela Slătineanu

MONOXIDUL DE CARBON (CO) - 1655 Moray – gaz toxic, prin formare de carboxihemoglobina - 1952 – efecte vasculare - 1988 (Vreman, Stevenson) – producție endogenă (degradarea hemului în prezența hemooxigenazei) - 1990 (Graser et al.) – participare la reglarea tonusului vascular (vasorelaxant) - 1984, 1991, 1993, 1996: coronare, sfincter esofagian iferior, sfincter anal intern - 1993 (Verma et al.) – prezența în creier, rol în neurotransmiterea sau modularea chimică centrală (alături de NO) - Rol în imunitate - În eliberarea de CRF (1993) - Antiinflamator - Modularea activității hipocampului - În patologie: O HTA o Afecțiuni ischemice cardiace o Hemoragii subarahnoidiene HIDROGENUL (H) Scăderea Hidrogenului - în ciclul vital intra sub forma de apă Surse de Hidrogen: - În cursul proceselor metabolice normale (CO2, alți acizi: piruvic, lactic) duc la disociere - La nivelul colonului (H produs în colon este difuzibil în lichidele biologice și poate fi regăsit în aerul expirat: 14%) Rol structural: glucide, proteine, lipide, secreții (HCI) Rol funcțional: - Echilibru acido-bazic - Mecanisme reglatoare (stimulare de chemoreceptori) - Potentează efectele altor stimul (acidoza crescută este răspunsul vasoconstrictor la hipoxie a vaselor pulmonare) Tulburări determinate prin modificarea hidrogenului Acidoza: a. Respiratorie: PCO2 crescut (defect de eliminare) b. Metabolică: exces de acizi / pierderi baze Alcaloza: a. Respiratorie: PCO2 scăzut (hipervbentilație) b. Metabolică: creșterea bicarbonatului pl i. Creșterea producției endogene – stomac, rinichi, scăderea eliminării renale ii. Administrare exogenă

FIZIOLOGIE – 5 martie 2019 Celulele corpului nostru nu se ating.

Prof. Simona Mihaela Slătineanu

Schimburile se realizează prin lichidul interstițial ce duce la gradiente (presionale, de concentrație) ce duce la o compoziție constantă Compartimente hidrice – hidroelectrice - Intracelular - Extracelular: o intravascular o interstițial Importanța cunoașterii mediului intern Rol: -

sursa de materie prima pentru celule loc de debuseu – conducere spre zone de eliminare, neutralizare

Determinarea volumului compartimentelor hidrice Substanța: - să poată fi inoculată - să realizeze diluție uniformă - să fie inertă metabolic - fără echivalent endogen - să nu modifice PO - să nu se fixeze pe celule - să rămână timp suficient în circulație - să poată fi determinată cantitativ Compartimentul intravascular - sânge - limfă Compoziția sângelui - elemente figurate: hematii, trombocite, leucocite - plasma Funcțiile sângelui: 1. respiratorie: oxigenul și dioxidul de carbon sunt aduși sau eliminați din organism 2. circulatorie: asigură presiunea sângelui, volumul și calitățile sângelui 3. nutritivă: substanțele absorbite sunt duse în organism 4. de excreție: 5. homeostazia hidro-electrolitică 6. homeostazia (echilibrul) acido-bazică: proteinele care le conține, sistemele tampon 7. homeostazia termică: 8. apărare: prin ambele componente: masă celulară (limfocite) și plasmă (anticorpi) 9. transport: substanțe nutritive, O2, hormoni etc. 10. asigurarea unității organismului proprietățile fizico-chimice ale sângelui

FIZIOLOGIE – 5 martie 2019 1. Culoare – în funcție de saturația în O2

Prof. Simona Mihaela Slătineanu

Sânge venos 60% din Hb este OxiHb a) Activitate intensă - Circulație intensă (viteză crescută) - Cedare parțială de O2 la țesuturi - Concentrație de OxiHb=K - Culoare mai deschisă b) Vâscozitate crescută - Flux sanguin lent - Se cedează o cantitate mai mare de O2 - Cantitate de HbR mai mare de 5g% Sânge arterial 97% din Hb este OxiHb - Intoxicații cu CO – roșu aprins (carboxiHb) - Plasma/ser: o Galben citrin (pigmenți biliari) o Galben verzui (ictere – pigmenți biliari crescuți) o Transparența o Lactescență (postprandial, hiperlipemie) o Roșietică (hemoliză) CIANOZA Definiție = colorație difuză, albăstruie a tegumentelor și a mucoaselor Este semn de hipoxie tisulară Apare când HbRsânge arterial este mai mare de 5g% (nesaturarea în O2 a sângelui mai mică de 6,7 ml%) Nu are importanță valoarea raportului HbR/OxiHb. Temperatura – variații în teritoriile vasculare în funcție de intensitatea proceselor metabolice Ficat – 40-41oC Termogeneza în repaus - Organe interne 70% - Mușchi 20% - Alte țesuturi 10% Adultul consumă 3000 kcal/24ore Termogeneza în efort: Sursa principală de căldură este musculatura striată. Transportul căldurii din profunzime spre straturile superficiale ale corpului se face prin: - Transport pasiv, datorită conductibilității termice a țesuturilor și lichidului interstițial - Transport activ, prin sângele circulant Sângele și țesuturile au un conținut mare de apă. Apa are căldură specifică mare și poate absorbi cantități mari de căldură din zonele mai calde ale corpului, pe care le transferă spre zonele mai reci.

FIZIOLOGIE – 5 martie 2019

Prof. Simona Mihaela Slătineanu

În mediu cald: se produce dilatația arteriolelor subcutanate – mecanism reflex (în special de la nivelul extremităților). Crește viteza fluxului sanguin încălzit Crește volumul sângelui circulant - Repartiție sanguină midificată (la 34 o C cantitatea de cânge care circulă prin vasele cutanate este de aproximativ 12% debitul cardiac și poate ajunge la 30%) Radiația - Se pierde căldura fără contact fizic cu un obiect - Pondere 50% din totalul pierderilor temice - Factori de influență: suprafața radiantă, gradient termic corp-ambient - Exemplu: copii pierd mai multă căldură (au o suprafață radiantă mai mare față de adulți)

Conducția – transfer de căldură organism–obiect de contact. Pondere: 3% din totalul pierderilor termice Factori de influență: gradientul termic, conductibilitatea obiectelor de contact Exemplu: pierderi de căldură mai mari în apă decât în aer, impachetări termice Convecția – transfer de căldură prin deplasarea aerului cald din vecinătatea corpului Factori de influență: - Gradient de temperatură (suprafața corpului – aer) - Intensitatea mișcării aerului (intensitatea vântului) Pondere: 12% din totalul pierderilor de căldură Mecanism: - Aerul din vecinătatea corpului (2-4mm) - Se încălzește prin conducție/radiație ce duce la o densitate scăzută care se ridică și care este înlocuit permanent cu aer rece Volumul sanguin Raportare la înălțime, greutate corporală, suprafață corporalp Valori: 7,5-8% la bărbați 6,8-7,3% la femei: - Număr de eritrocite - Volum hepatic - Țesut adipor - Hormoni sexuali (diferențele apar după pubertate și dispar după menopauză) Repartizare inegală între segmentele sistemului circulator Repartiție după tipul de vas sanguin - Artere - 20 - Vene - 75 - Capilare - 5 15% *(750 ml) în sectorul de presiune crescută 85% (4250 ml) în sistemul de capacitantă (sistem de joasă presiune)

FIZIOLOGIE – 5 martie 2019

Prof. Simona Mihaela Slătineanu

Reglarea volumului sanguin 1. Valoare presiunii arteriale 2. Presiune hidrostatică 3. Tendințe permanente de modificare Lichide ingerate Oxidări celulare

legătură cu

Saliva Sucuri digestive Urină Transpirație – perspirație insensibilă

54% din volumul sanguin total (VST) se află efectiv în circulație (volum sanguin circulant) 46% din volumul sanguin total (VST) circulă mai lent - Stagnează în unele sectoare ale sistemului venos (volum sanguin de rezervă) o Ficat o Splină o Plexuri subpapilare - Vasele din aceste teritorii au particularități: morfologice, funcționale, care permit acumularea unui volum de sânge fără modificări de presiune intravasculară. Exemple: In splină: - Între vene și sinusurile venoase se găsește un sfincter: a cărui contracție duce la sechestrare de sânge în sinusuri ce duce la hemoconcentrație (lichid spre interstiții) ce duce la sângele eferent: eritrocite crescute, Hb crescu (+15%) Ficat: - În peretele vaselor hepatice mari (la animal și în venele suprahepatice) se găsesc formațiuni musculare netede cu dispoziție sfincteriană ce încetinesc, dar nu blochează fluxul sanguin. Distribuția volumului sanguin în repaus/efort Raportul volum circulant/volum de rezervă se modifică permanent. Importanță: în condiții fiziologice se realizează o irigație diferențiată cu solicitați cardiace minime Are loc o redistribuire sanguină (fiziologică): - Crește debitul organelor în activitate - Scade debitul în organe nesolicitate Exemple: - în cursul digestiei debitul sanguin, din tub digestiv crește, iar din tegument/mucoase scade - modificări de poziție: clinostatism vs. ortostatism Volum sanguin – variații - variații fiziologice o vârstnici, sex o stări fiziologice – sarcină, efort, digestie o volum sanguin de rezervă - variații patologice o hemoragii, o retenții hidrice

FIZIOLOGIE – 5 martie 2019 Prof. Simona Mihaela Slătineanu Factori de influență ce duc la schimburi dintre i.v. și interstițiu - Ph - Pco - Po Digestia: ingestii mari de lichide determină un volum crescut sanguin (modificările de volum nu sunt pe măsura ingestiei deoarece absorbția intestinală este relativ lentă)