Atlas Anatomii [PDF]

Zitiervorschau

ATLAS ANATOMII

DR N. MED. TREYOR WESTON

bpis treści WSTĘP

10

Rozdział 1 BUDOWA CIAŁA Narządy wewnętrzne Układy organizmu Błony Komórki i chromosomy Metabolizm Homeostaza

12 13 16 17 18 20 21

Rozdział 2 UKŁAD KOSTNY I SKÓRA Kości i chrząstka Stawy i więzadła Skóra

22 23 30 33

Rozdział 3 UKŁAD MIĘŚNIOWY Mięśnie Ścięgna

36 37 41

Rozdział 4 UKŁAD NERWOWY Komórki nerwowe Obwodowy układ nerwowy Ośrodkowy układ nerwowy Oko

Ucho Receptory węchowe i smakowe Receptory dotykowe Mowa L Koordynacja ruchów I|L f Rozdział 5

1

UKŁAD WYDZIELANIA WEWNĘTRZNEGO Hormony Gruczoły dokrewne

42 43 44 46 50 54 57 60 61 64

66 67 70

Rozdział 6 UKŁAD ODDECHOWY Nos Gardło Płuca Oddychanie

80 82 84

Rozdział 7 UKŁAD KRWIONOŚNY Krew Serce Naczynia krwionośne Krążenie krwi

86 87 90 92 94

Rozdział 8 UKŁAD LIMFATYCZNY Naczynia limfatyczne Tkanki i narządy

96 97 98

78 79

Rozdział 9 UKŁAD TRAWIENNY Trawienie Jama ustna Przełyk i żołądek Jelito cienkie Wątroba

102 103 106 111 113 116

Rozdział 10 UKŁADY WYDALNICZE Wydalanie Jelito grube Nerki Pęcherz moczowy Gruczoły potowe

120 121 123 126 128 129

Rozdział 11 UKŁAD ROZRODCZY Narządy rozrodcze Menstruacja Zapłodnienie i rozmnażanie

130 131 140 142

SŁOWNIK

148

INDEKS

154

Wstęp

W czasach współczesnych w znacznym stopniu wzrasta ludzka wiedza o działaniu komputerów czy też budowie samochodów, w mniejszym zaś o procesach zachodzących w ich organizmach. Prawie każdy z nas zdobył wykształcenie, które pozwala pracować na swoje utrzymanie. Umiemy także miło i sensownie spędzać wolny czas. Dlatego tym bardziej zaskakujący jest fakt, jak niewielu z nas zna zasady funkcjonowania własnego organizmu lub potrafi określić rodzaj występujących w nim zaburzeń. Taki stan rzeczy jest nie tylko zadziwiający, ale i niepokojący. Dzisiaj częściej niż kiedykolwiek nasze zdrowie (a może nawet życie) spoczywa w naszych rękach. Możliwości lekarzy są nieporównywalnie większe niż kilka lat temu, lecz ich działanie będzie skuteczne tylko wtedy, gdy pacjenci będą dysponowali podstawową wiedzą dotyczącą funkcjonowania poszczególnych części ciała. Dzięki znajomości własnego organizmu można szybko rozpoznać stan chorobowy i zasięgnąć fachowej porady. Głównym celem ATLASU ANATOMII jest wprowadzenie w medyczne zagadnienia, ale przede wszystkim poprawienie stanu wiedzy w tej dziedzinie. Książka ta powinna znaleźć się w domu każdej odpowiedzialnej osoby, która dba nie tylko o zdrowie własne, ale także o zdrowie najbliższych. Opublikowanie ATLASU ANATOMII r zbiegło się w czasie ze wzrastającym zainteresowaniem społeczeństwa zaV gadnieniami medycznymi. Zaczyna ono dostrzegać, jak istotna jest relacja pomiędzy lekarzem a pacjentem. Ich współpraca przyniesie najlepsze rezultaty tylko wtedy, gdy pacjent będzie miał podstawy wiedzy medycznej. ATLAS ANATOMII to nie tylko cenny

informator w rodzinnej bibliotece. Książka ta może być także wykorzystana w szkołach, gdyż obejmuje swoim zakresem nie tylko anatomię, ale także zagadnienia fizjologiczne dotyczące funkcjonowania różnych części ludzkiego ciała. Wiedza w niej zawarta jest wyczerpująca, lecz bez zbędnych uproszczeń. Zastosowana terminologia odpowiada tej, jaką posługują się lekarze i pielęgniarki. Na sukces wydawniczy ATLASU ANATOMII wpłynął między innymi fakt, że bardzo złożone procesy są opisane w taki sposób, aby czytelnik nie zgubił się w gąszczu fachowych pojęć. Jednocześnie podane fakty są tak opracowane, by zadowolić najbardziej wybrednego odbiorcę. Kolejną rzeczą wartą podkreślenia są wspaniałe ilustracje ludzkiego ciała. Każda z nich to małe dzieło sztuki dokonale uzupełniające opisywaną strukturę ludzkiego organizmu. „Dobrze pamiętam zafascynowanie, jakie ogarnęło mnie, kiedy jako student medycyny zacząłem odkrywać nieznany, wspaniały świat ludzkiego wnętrza. Poznawanie tej dziedziny wiedzy jest jak niekończąca się podróż, podczas której ciągle ogarnia nas zdumienie i oczarowanie". W taką wędrówkę możemy wyruszyć teraz w towarzystwie tej książki.

/? /• Trevor Weston, doktor nauk medycznych

Rozdział 1

BUDO W A CIAŁA

Anatomia człowieka zajmuje się budową wielu zróżnicowanych narządów. Większość z nich może być zgrupowana w różne układy. Narządy danego układu współpracują z towarzyszącymi im strukturami i pełnią w organizmie określoną funkcję. Zdrowie człowieka i zachowanie wewnętrznej równowagi jego organizmu w ciągle zmieniających się warunkach zależy od wszystkich układów, a także od mikroskopijnych komórek, które są podstawowymi składnikami tkanek i narządów.

Krtań Żyta szyjna wewnętrzna

Opłucna

Prawe ptuco

Serce

Żebro

Jama klatki piersiowej rozciąga się od podstawy szyi aż po przeponę, która oddziela ją od jamy brzusznej. Żebra chronią przed uszkodzeniami narządy klatki piersiowej, m.in. serce i płuca.

Mostek

Przepona

Przełyk

BUDOWA CIAŁA/13

Narządy wewnętrzne Ludzki organizm jest niezwykle złożoną strukturą. Anatomia zajmuje się opisem poszczególnych części ciała i ich miejscem w organizmie. Rozszerzeniem anatomii jest fizjologia, która odpowiada na pytanie, jak dane elementy funkcjonują. Budowa określonego narządu czy też układu w dużej mierze zależy od funkcji, jaką spełnia on w organizmie. Wynika z tego, że anatomia i fizjologia są z sobą ściśle powiązane. Opisując budowę jakiegoś narządu, np. żołądka, nie sposób pominąć roli, jaką odgrywa - w tym przypadku będzie to trawienie pokarmu. Określony narząd stanowi różniącą się od pozostałych jednostkę, zbudowaną z różnych tkanek i spełniającą specyficzne funkcje. Naukę anatomii trzeba więc rozpocząć od przyjrzenia się poszczególnym elementom ludzkiego organizmu. Przed przystąpieniem do szczegółów należy zwrócić uwagę na główne narządy, które znajdują się w trzech dużych jamach ciała: w czaszce, klatce piersiowej i brzuchu.

Skóra Czaszka (kość)

|— mostka

Łopatka

Łopatka Płuco

Zebro

Chrząstka żebrowa

Mięsień piersiowy mniejszy

, Mięśnie międzyżebrowe wewnętrzne Wyrostek mieczykowaty Mięsień najszerszy grzbietu r Wątroba Mięsień — zębaty •i , .. i przedni Żołądek

Wyrostek mieczykowaty Mięśnie międzyżebrowe zewnętrzne

1 Wdech

Szkielet klatki piersiowej od tylu

Obojczyk

Kręgosłup

£ebra unoszą się iwysuwają do przodu

--

Mięśnie międzyżebrowe zewnętrzne kurczą się

Mięśnie międzyżebrowe wewnętrzne kurczą się

Zebro

Klatkę piersiową tworzą żebra, które ochraniają ważne organy: płuca, serce, wątrobę i żołądek. Dzięki chrząstce żebrowej klatka piersiowa może rozszerzać się i kurczyć podczas oddychania. Żebra zbudowane w całości z kości byłyby zbyt sztywne. W sytuacji, kiedy organizm ma zwiększone zapotrzebowanie na tlen (np. w czasie ciężkiego treningu fizycznego), mięśnie międzyżebrowe zewnętrzne kurczą się. Umożliwia to przesunięcie mostka do przodu i zwiększenie obwodu klatki piersiowej. Wydechowi towarzyszy rozluźnienie tych mięśni. Przy silnym wydechu mięśnie międzyżebrowe wewnętrzne kurczą się, powodując zmniejszenie obwodu klatki piersiowej.

28/UKŁAD KOSTNY I SKORA Żebra są połączone z kręgosłupem w sposób umożliwiający ruch w czasie oddychania. Z mostkiem większość żeber łączy się stawowo. Dwa najniżej położone żebra (jedenaste i dwunaste) są powiązane tylko z kręgosłupem, gdyż są zbyt krótkie i nie dochodzą do mostka. Są to tak zwane żebra wolne, które nie biorą udziału w oddychaniu. Zebra pierwsze są ściśle połączone z obojczykiem i tworzą podstawę szyi. Przez to miejsce przebiega kilka dużych nerwów i naczyń krwionośnych prowadzących do kończyn górnych. Głównym zadaniem szkieletu klatki piersiowej jest ochrona serca i płuc, które znajdują się w jej wnętrzu. Skutki uszkodzenia tych organów mogłyby być bardzo groźne.

Kości kończyny dolnej są najdłuższymi i najcięższymi w catym szkielecie. Kość udowa łączy się poprzez panewkę stawu biodrowego z kością miedniczną. Panewka jest skierowana na zewnątrz, tak więc kończyny dolne są oddalone od linii środkowej ciała, co umożliwia utrzymanie równowagi i chodzenie.

Budowa nadgarstka i ręki

Kość czworoboczna większa

Kość czworoboczna • mniejsza Kość główkowata — Kość haczykowata

Kośćgrochowata

Kości kończyny dolnej i obręczy miednicznej

Kość trójgraniasta

Kość łokciowa

Kość promieniowa

Kość księżycowata Kość łódeczkowata Kość biodrowa Kość krzyżowa

Kość udowa

Kłykieć przyśrodkowy kości udowej

Kostka przyśrodkowa

Kostka boczna Stęp

skokowa

Kończyny i miednica

Ramiona łączą się z centralną osią_k^ęgosłupa za pomocą obręczy-ktTnćlEyngórnych, którą tworzą łopatka i obojczyk. Masywna kość górnej części kończyny zwana jest kością ramienną. Łączy się w łokciu z dwiema kośćmi przedramienia: kością promieniową i kością łokciową. Ręka jest zbudowana z nadgarstka, śródręcza i palców. Dzięki temu możemy łapać przedmioty i wykonywać mnóstwo skomplikowanych ruchów, w czasie których każda z wielu części ręki porusza się w inny sposób. Ruchy te są jednak w dużym stopniu skoordynowane. Kończyny dolne są połączone z kręgosłupem miednicą zbudowaną z bardzo twardych kości. Pierścień miednicy składa się z dwóch ciężkich, masywnych kości miednicznych, łączących się w części tylnej kością krzyżową. Zakrzywiony górny brzeg kości biodrowych jest z łatwością wyczuwalny pod skórą. Pionowo ustawione stawy krzyżowo-biodrowe są wzmocnione włóknami i wieloma krzyżującymi się więzadłami. Powierzchnie tych kości idealnie do siebie pasują, co zwiększa stabilność połączenia. W zewnętrznej dolnej części kości miednicznej znajduje się zagłębienie, zwane panewką, którego kształt jest dopasowany do głowy kości udowej, najdłuższej kości szkieletu. Po-

niżej panewki kość miedniczną ulega zakrzywieniu, jednocześnie wysuwając się do przodu. Ta część kości miednicznej jest nazywana kością łonową. Tylny i dolny odcinek obręczy miednicznej tworzą kości kulszowe, które formują podstawę pośladków. W przedniej części miednicy dwie kości łonowe połączone chrząstką tworzą spojenie łonowe. Jest ono dodatkowo wzmocnione więzadłami. Inne więzadła łączą kości kulszowe z krzyżową, zwiększając stabilność miednicy. Kości podudzia to kość piszczelowa i znacznie cieńsza strzałka. Stopa jest zbudowana z kości stepu, śródstopia i palców, których lokalizacja i wzajemne połączenia są bardzo precyzyjne. Dzięki temu możemy, nie tracąc równowagi, zarówno pewnie i wygodnie stać, jak chodzić lub biegać.

UKŁAD KOSTNY I SKORA/29

i

Po lewej: Ręka ma czternaście paliczków (kości palców). Każdy palec posiada trzy paliczki, z wyjątkiem kciuka, który ma ich dwa. Ruch kości jest możliwy dzięki stawom i mięśniom.

Paliczek

Po lewej: Nadgarstek jest utworzony co najmniej z ośmiu oddzielnych kości, zwanych kośćmi nadgarstka, ułożonych w dwa rzędy. Kości nadgarstka są położone pomiędzy kośćmi śródręcza a kośćmi przedramienia - kością promieniową i łokciową. Kość grochowata jest jedyną z kości nadgarstka, którą można wyczuć pod skórą.

Paliczki środkowe Paliczki bliższe

Paliczki dalsze

Piszczel

Elastyczność ludzkiej stopy wypływa z jej skomplikowanej budowy anatomicznej. Ze względu na przenoszenie ciężaru ciała paliczki stopy są szersze i bardziej płaskie w porównaniu z paliczkami ręki. Ich kształt ułatwia utrzymanie równowagi.

Kość piętowa Paliczki

Kość sześcienna

Kości śródstopia

Kości stopy

Stawy i więzadta Kości szkieletu łączą się z sobą za pomocą stawów. Połączenia muszą być solidne, powinny jednak zachować dużą swobodę ruchu. Dzięki stawom szkielet człowieka jest konstrukcją niezwykle sprawną. Połączenia kości dzielimy na dwa główne typy: ruchome (stawy) i stałe (więzozrosty, chrząstkozrosty i kościozrosty). Stawy, czyli połączenia ruchome, są wyścielone błoną maziową, dzięki czemu kości połączone stawem mogą wykonywać ruch w szerokim zakresie. Ruch połączeń włóknistych kości ogranicza tkanka włóknista. Oprócz stawów i więzozrostów w szkielecie występują połączenia chrząstkozrostowe. Duża elastyczność chrząstki umożliwia szeroki zakres ruchów bez obecności maziówki. Połączenia chrząstkowe występują m.in. pomiędzy żebrami a mostkiem. Stawy Podział stawów można przeprowadzić w zależności od zakresu ruchów kości. Stawy zawiasowe (obecne m.in. w łokciu i kolanie) są stawami jednoosiowymi i pozwalają na ruch zginania i prostowania. Stawy płaskie, których nazwa jest związana z płaską lub prawie płaską powierzchnią kości występujących w takim połączeniu, umożliwiają nieznaczne przesunięcia w wielu kierunkach. Połączenia takie występują w kręgosłupie, nadgarstku i pomiędzy kośćmi stepu. Specyficznym stawem jednoosiowym jest staw śrubowy występujący w szyi

u podstawy czaszki. Ruchy wykonywane w tym stawie to ruchy obrotowe w obydwu kierunkach. Ten typ połączenia umożliwia odwracanie głowy. Praca polegająca na przykręcaniu śrub jest możliwa ze względu na staw obrotowy występujący w łokciu. Połączenia pozwalające na ruch we wszystkich kierunkach, jak np. staw ramienny, to tak zwane stawy kuliste. Stawy pomiędzy paliczkami palców są typowym przykładem stawów zawiasowych. Zakończenia kości są pokryte twardą, elastyczną chrząstką stawową. Twarda błona otacza cały staw, tworząc torebkę stawową, chroniącą go przed niepożądanymi ruchami i utrzymującą kości w określonym położeniu. Wnętrze torebki stawowej jest wyścielone maziówką. Warstwa tkanki maziowej jest czasami bardzo cienka. Wydziela płyn zwany mazią stawową, który nawilża stawy i zapobiega ich wyschnięciu. W określonych warunkach staw może funkcjonować bez mazi stawowej, nie ulegając uszkodzeniu. Do takiej sytuacji dochodzi podczas reumatoidalnego zapalenia stawów. Stan nieprawidłowego funkcjonowania warstwy maziowej musi być jednak krótkotrwały. Zdrowa błona maziowa jest niezwykle ważna w utrzymaniu stawu w dobrej kondycji.

Staw kolanowy

Staw kolanowy jest bardzo skomplikowanym stawem zawiasowym. Gładko zaokrąglone kłykcie kości udowej spoczywają w zagłębieniu kości piszczelowej. W obrębie stawu, pomiędzy kością udową a piszczelą znajdują się dwa pasma chrząstki (łękotki). Ich funkcją jest zwiększenie stabilności bez ograniczenia sprężystości. Ta część stawu kolanowego najczęściej ulega uszkodzeniu podczas sportowych wyczynów, co często kończy się operacją. Kolano pozbawione łękotek może nadal funkcjonować, jednak jest bardziej narażone na urazy. W późniejszym okresie życia może dojść do zmian zwyrodnieniowych stawu. Powierzchnie stawowe są smarowane mazią stawową. W obrębie stawu znajdują się także tak zwane kaletki wypełnione mazią, chroniące staw przed uszkodzeniami. Stabilność i wytrzymałość połączenia stawowego zapewniają pasma warstwy włóknistej zwane więzadłami. W prawidłowo funkcjonującym stawie kolanowym więzadła występują po obu jego stronach oraz w środku. Ruchy stawu kolanowego odbywają się dzięki mięśniom uda i podudzia.

Duża liczba stawów znajduje się w ręce. Łatwo jest zaobserwować, w jaki sposób, w przypadku ostrego reumatoidalnego zapalenia stawów, może dojść do trwałych zniekształceń palców i nadgarstka.

Przekrój ręki z zaznaczeniem stawów Kości śródręcza„

Staw promieniowo-nadgarstkowy

Patoek bliższy ~>JStaw międzypaliczkowy "m I Staw ' ^ ^ r - | » międzypaliczkowy

Paliczek dalszy

UKŁAD KOSTNY I SKORA/31 Staw kolanowy

Kaletka nadrzepkowa

Ląkotki (często uszkadzane podczas wyczynów sportowych)

Więzadlo rzepki Chrząstka

Piszczel

Strzałka

Mięśnie z przodu uda odpowiadają za prostowanie kolana, a mięśnie z tyłu za jego zginanie. Są przyczepione od góry do kości miednicznej, a także wierzchołka kości udowej. W kierunku kolana następuje ich kondensacja w formie włóknistego ścięgna, które jest przyczepione do kości piszczelowej (patrz Rozdział 3). Aby ścięgno znajdujące się z przodu nie ocierało się w czasie ruchu o staw, jest zrośnięte z kością zwaną rzepką, leżącą do przodu od kłykci kości udowej. Ścięgno przebiega w rowku wyściełanym chrząstką i jest smarowane mazią stawową. Rolę amortyzatorów wstrząsów rzepki pełnią kolejne kaletki, które znajdują się w okolicy tej kości. Kolano ma szczególnie ważną funkcję w czasie procesu chodzenia. Wykonanie każdego kroku wiąże się z ugięciem kolana, dzięki czemu noga może być przeniesiona do przodu. Przemieszczanie się na sztywnych nogach wymagałoby odsuwania ich na zewnątrz i jednoczesnego odchylania miednicy. Połączenia nieruchome Połączenia nieruchome występują w kręgosłupie, w czaszce, a także pomiędzy niektórymi kośćmi miednicy. W połączeniach tych brak maziówki, a łączenie kości odbywa się przez twardą tkankę włóknistą. W zależności od jej rodzaju połączenia są nieruchome lub posiadają ograniczoną możliwość ruchu. Wyjątek to połączenia kości w kręgosłupie,

Po lewej: Kości, więzadła i chrząstka stawu kolanowego ukazane od przodu. Po prawej: Przekrój strzałkowy stawu kolanowego z uwzględnieniem szczegółowej budowy, m.in. kaletek i błony maziowej. które są na tyle elastyczne, że umożliwiają pewien zakres ruchu. Zachowują jednocześnie funkcję ochronną dla rdzenia kręgowego.

Więzadła

Kości połączone stawem są wprawiane w ruch za pomocą mięśni, które są do nich przyczepione nierozciągliwymi ścięgnami. Więzadła mogą być w niewielkim stopniu rozciągliwe, a ich funkcją jest wzmocnienie połączenia stawowego. Ograniczają możliwości ruchowe stawów. W przypadku braku więzadła kości bardzo łatwo mogłyby ulec przemieszczeniu. Więzadła są obecne również w jamie brzusznej. Utrzymują we względnie stałej pozycji takie narządy, jak wątroba czy macica, równocześnie umożliwiając im przemieszczanie w niewielkim zakresie. Ma to duże znaczenie przy zmianie pozycji ciała, a także w czasie jedzenia, trawienia czy też ciąży. Więzadła występują również w okolicy klatki piersiowej. Podtrzymują piersi i zapobiegają ich obwiśnięciu. Obecność więzadeł często uświadamiamy sobie dopiero w chwili ich uszkodze-

nia. Naciągnięcie lub przerwanie więzadła może okazać się tak bolesne, jak złamanie kości. Budowa Więzadła stanowią pewną formę tkanki łącznej. Zbudowane są głównie z twardego białka zwanego kolagenem oraz sprężystej, żółtawej elastyny. W przypadku większości więzadeł tkanka ta występuje w postaci włóknistych wiązek. Pęczki włókien przebiegają w określonych kierunkach, w zależności od rodzaju ruchu, jaki ograniczają. W więzadłach o kształcie cylindrycznym przebiegających wzdłuż pnia kręgosłupa włókna są ułożone podłużnie i kontrolują jego rozciąganie. Inne więzadła, których funkcją jest ograniczenie przemieszczania się kości na boki, przybierają postać płaskiej obręczy, w której włókna wzajemnie się z sobą krzyżują. Pomiędzy włóknami znajdują się wyspecjalizowane komórki zwane fibroblastami. Komórki te wytwarzają nowe włókna kolagenowe lub regenerują ewentualne uszkodzenia. Wiązki włókien są osadzone w tkance, przez którą przebiegają naczynia krwionośne, limfatyczne oraz nerwy.

32/UKŁAD KOSTNY I SKÓRA Więzadła łączą się z kośćmi stawu za pomocą włókien, które penetrują zewnętrzną warstwę kości zwaną okostną. W okostnej przebiega sieć naczyń krwionośnych i nerwów. Umożliwia ona dostarczenie kości składników pokarmowych oraz stanowi miejsce przyczepu dla więzadeł i mięśni. Ewentualne uszkodzenie więzadeł jest związane z uszkodzeniem okostnej, ponieważ więzadła silnie w nią wrastają. Różnym typom stawów występującym w organizmie towarzyszą wyspecjalizowane więzadła. W przypadku większych stawów, takich jak kolanowy, biodrowy, łokciowy, czy też połączeń pomiędzy paliczkami palców lub w kręgosłupie, torebki stawowe są szczególnie grube, co Każdy ruch trenującego sportowca jest uzależniony od współdziałania stawów, mięśni, ścięgien i więzadeł. Poniżej przedstawione są najważniejsze więzadła barku w fazie ruchu. Ilustracja poniżej (na prawo) ukazuje więzadła łokcia wykonującego ruch olimpijczyka Daleya Thompsona.

bardzo wzmacnia połączenia. Wewnątrz lub na zewnątrz torebki stawowej znajdują się również więzadła. Spełniają indywidualną rolę ograniczającą określony rodzaj ruchu. Są to więzadła poboczne. Rola więzadeł Różnorodność ruchów, jakie może wykonać organizm, zależy od ukształtowania powierzchni kości tworzących staw, a także jego więzadeł. W przypadku niektórych stawów największe znaczenie odgrywają kości. W stawie łokciowym kość łokciowa, tworząca dolną część tego połączenia, jest półksiężycowato wycięta. Taki kształt panewki umożliwia jedynie proste ruchy do przodu i do tyłu. W tym przypadku więzadła zapobiegają jedynie bocznym wahaniom. Z kolei wyspecjalizowane więzadło pierścieniowate otacza jak kołnierz kość promieniową, łącząc ją z kością łokciową. Połączenie umożliwia ruch rotacyjny kości. W stawie kolanowym żaden kształt tworzących go kości nie ogranicza ruchów. Pomimo to, że kolano jest również stawem zawiasowym, ruchy są kontrolowane przez wyspecjalizowane więzadła krzyżowe. Zapobiegają one wysuwaniu się

Więzadło i kruczo-oMjczykows-

Więzadło kruczo-ramienn

kości piszczelowej ze stawu kolanowego do tyłu lub przodu oraz hamują ruch obracania goleni do wewnątrz. Kości stawu są wprawiane w ruch dzięki temu, że jedne mięśnie kurczą się, a inne rozkurczają. Więzadła ograniczają pracę mięśni, zapobiegając nieprawidłowym ruchom. Więzadła nie mają możliwości kurczenia się. Funkcjonują zatem jako statyczne struktury organizmu, chociaż w nieznacznym stopniu mogą ulec rozciągnięciu w czasie pracy stawu. Kiedy zachodzi taka sytuacja napięcie więzadła wzrasta do chwili, gdy dalszy ruch jest niemożliwy. Istnieją także więzadła, których przeciwległe końce są przyczepione do tej samej kości i żaden ruch nie ma na nie wpływu. Utrzymują one w stałej pozycji oraz ochraniają takie struktury, jak naczynia krwionośne czy nerwy.

UKŁAD KOSTNY I SKORA/33 Budowa skóry

Ziarnistości barwnikowe

Łuski martwej skóry (keratyna)

Receptor bólowy

|

Melanocyt Łodyga (trzon) włosa

- Naskórek

•—

Gruczoł łojowy

Mięsień prostujący włos - Skóra właściwa Mieszek włosowy Gruczoł apokrynowy Cebulka wtosa

'

Włośniczki żylne i tętnicze

/

Kolagen i włókna elastyczne

\

Podskórna tkanka tłuszczowa

Kolba Krausego (receptor odczuwania zimna)

Skóra Powierzchnię organizmu oddziela od iświata zewnętrznego ochronna powłoka [wspólna. Stanowi mocną, a zarazem elastyczną powłokę nieprzepuszczalną dla większości substancji rozpuszczalnych i gazowych. Chroni organizm przed niekorzystnym promieniowaniem słonecznym, a także przed inwazją flory bakteryjnej. Skóra odgrywa przewodnią rolę iw termoregulacji - zatrzymuje lub oddaje ciepło w miarę potrzeb organizmu.

[Budowa skóry

[Skóra składa się z dwóch podstawowych iczęści. Zewnętrzna, zwana naskórkiem, 'jest zbudowana z kilku warstw komórek. -Najgłębiej położona jest warstwa rozrodcza, gdzie komórki nieustannie dzielą się, a następnie przemieszczają na powierzchnię skóry. W miarę przesuwania się ku górze komórki ulegają spłaszczeniu, a następnie tworzą zrogowaciałą warstwę zwaną keratyna. Zrogowaciałe komórki

ostatecznie ulegają złuszczeniu jako płaskie, ledwo widoczne płytki. Komórka potrzebuje trzech do czterech tygodni, aby przemieścić się z najniżej położonych warstw na powierzchnię skóry. Zewnętrzna ochronna warstwa jest ściśle połączona z leżącą pod nią skórą właściwą. Drobne brodawki skóry właściwej wnikają w zagłębienia naskórka. Połączenie obydwu podstawowych warstw skóry najwyraźniej uwidacznia się na opuszkach palców w postaci linii papilarnych. Skóra właściwa jest zbudowana z pęczków włókien kolagenowych i elastynowych. W tej warstwie skóry osadzone są gruczoły potowe, łojowe i apokrynowe oraz mieszki włosowe, a także naczynia krwionośne. Nerwy docierają również do naskórka. Naczynia krwionośne są obecne tylko w skórze właściwej. Włosy i wyprowadzenia gruczołów wydostają się na powierzchnię poprzez kanaliki w skórze właściwej.

Unerwienie mieszka włosowego, gruczołów potowych i receptorów skóry

Skóra jest zbudowana z dwóch różnych warstw komórek: nabłonka i skóry właściwej. W obydwu warstwach znajdują się zakończenia nerwowe, które przekazują odczucia bólu, ucisku, ciepła czy zimna. Gruczoły potowe odgrywają ważną rolę w termoregulacji, natomiast gruczoły łojowe natłuszczają skórę i włosy. Gruczoły apokrynowe rozwijają się w okresie osiągania dojrzałości płciowej i są uznawane za jedną z cech płciowych. Melanocyty, będące komórkami produkującymi barwnik, mogą powodować powstawanie piegów. Każdy gruczoł potowy jest zwinięty na końcu w kłębek, a kanał wyprowadzający gruczołu, którego ujście znajduje się na powierzchni skóry, jest wyłożony nabłonkiem. Gruczoły potowe znajdują się pod kontrolą układu nerwowego. Wydzielanie potu może być spowodowane stanem emocjonalnym lub też potrzebą utraty ciepła przez organizm (patrz strona 129).

34/UKŁAD KOSTNY I SKÓRA Budowa skalpu Okostna Wiotka tkanka łączna Mięsień naczaszrj i czepiec ścięgnisty

Szczegółowy przekrój skalpu ukazuje kilka warstw tworzących tę nietypową część skóry. Dzięki luźnej tkance łącznej mięśnie skalpu mogą go poruszać. Mieszki włosowe (na powiększeniu po prawej) są odpowiedzialne za wytwarzanie i wzrost włosów (na powiększeniu po lewej).

Mięsień czołowy Mięsień potyliczny

Poniżej: Paznokieć jest stru ktu rą ma rtwą, wytwarza ną przez żywe komórki skóry, zlokalizowane w okolicy korzenia paznokcia. Dzięki silnemu unerwieniu skóry znajdującej się pod paznokciem jest on wrażliwy na dotyk.

Trzon paznokcia

Gruczoły łojowe mają ujście do torebki włosowej. Zbudowane są z wyspecjalizowanych komórek naskórka, które produkują łój skórny. Gruczoły te są najliczniejsze na głowie, twarzy, klatce piersiowej i plecach. Kontrolowane przez hormony płciowe natłuszczają włosy oraz skórę. Gruczoły apokrynowe rozwijają się w czasie osiągania dojrzałości płciowej. Występują w skórze dołów pachowych, w okolicach piersi i narządów płciowych. Wydzielają substancje wonne i są uznawane za jedną z cech płciowych. W początkowej fazie wydzielają gęstą, mlekopodobną substancję.

Zarówno w naskórku, jak i w skórze właściwej znajduje się sieć zakończeń nerwowych. Szczególnie silnie unerwione są opuszki palców. Nerwy przekazują zarówno przyjemne odczucia ciepła i dotyku, jak i zimna, ucisku, swędzenia oraz bólu, który może wyzwolić odruchy obronne. Włosy i paznokcie Zarówno włosy, jak i paznokcie stanowią specyficzną formę keratyny. Paznokcie są strukturą martwą, wytwarzaną przez żywe komórki skóry. Uszkodzony paznokieć nie krwawi ani nie boli. Widoczna część paznokcia zwana jest trzonem paznokcia, a o jego kształcie decydują czynniki genetyczne. Paznokieć jest otoczony z trzech stron fałdem skórnym. Fałd ten jest najgłębszy od tyłu, gdzie zakrywa korzeń paznokcia. U podstawy znajduje się białe pole, tak zwany

UKŁAD KOSTNY I SKORA / 35 obłączek, najwyraźniej widoczny na kciuku. Obłączek jest nieco grubszy niż pozostała część, tak że naczynia krwionośne znajdujące się pod nim są niewidoczne. Paznokieć leży na podłożu, zwanym macierzą, utworzonym przez skórę właściwą. Komórki macierzy dzielą się: ich górna warstwa grubieje i twardnieje, a w momencie obumierania komórki tej warstwy tworzą paznokieć. Zniszczenie macierzy prowadzi do trwałej utraty paznokcia. Włos budują komórki zlokalizowane w kanale zwanym mieszkiem włosa. Istnieją dwa rodzaje włosów. Miękkie i puszyste pokrywają całe ciało, z wyjątkiem dłoni i spodniej strony stóp. Grube, o określonym zabarwieniu, rosną na głowie, brodzie oraz w okolicy łonowej. Zewnętrzna, wystająca ponad skórę martwa część włosa (zwana łodygą) jest zbudowana z keratyny. Dzielące się komórki końca korzenia, osadzone w łącznotkankowej, unaczynionej brodawce, powodują wzrost włosa. Korzeń znajduje się w zagłębieniu skórnym zwanym mieszkiem włosa. W przypadku uszkodzenia korzenia proces podziału zostaje zahamowany i włos może nigdy nie odrosnąć. W obrębie mieszka znajduje się gruczoł łojowy oraz gładkie mięśnie przywłosowe. Skurcze tego mięśnia, zachodzące w chwilach strachu lub zimna, powodują wyprostowanie włosa i efekt tak zwanej „gęsiej skórki". Dorosły człowiek ma na głowie około 120 tysięcy włosów. Osoby rude mają ich trochę mniej, a blondyni więcej. Rodzaj włosów zależy od ich struktury. Delikatny, miękki meszek pokrywa tylko niektóre części ciała. Długie włosy rosną na głowie, krótkie i sztywne two-

rzą brwi. Najdelikatniejsze są włosy jasne, natomiast czarne - najgrubsze i najbardziej szorstkie. W zależności od kształtu łodygi wyróżnia się włosy proste lub kręcone. Proste są w przekroju cylindryczne. Kształt owalny mają włosy kręte lub pofalowane, a kędzierzawe są spłaszczone. Komórki wytwarzające keratynę tworzącą włosy należą do najszybciej dzielących się struktur organizmu. W ciągu miesiąca powodują przyrost włosa na głowie średnio do 1,25 centymetra. Wzrost włosów nie zachodzi bez przerwy. Co 5 lub 6 miesięcy włos przechodzi fazę spoczynku, podczas której wzrost zostaje zahamowany. Korzeń włosa będącego w fazie spoczynku przybiera kształt maczugi i traci swoje normalne ubarwienie. Około 10 procent naszego owłosienia na głowie znajduje się w danej chwili w spoczynku. To właśnie włosy w fazie spoczynku wydają się wychodzić garściami podczas mycia głowy. Mieszki włosowe nie są uszkodzone i po pewnym okresie rozpoczyna się normalny wzrost włosa. Pigmentacja skóry Barwa skóry człowieka zależy od czarnego barwnika - melaniny. Może on występować także we włosach i tęczówce oka. Barwnik jest produkowany przez komórki zwane melanocytami, które są zlokalizowane w naskórku. Niezależnie od rasy każda ludzka istota ma w przybliżeniu tę samą liczbę melanocytów. Ilość wytworzonej przez te komórki melaniny jest jednak bardzo zróżnicowana. U ras ciemnoskórych melanocyty są większe i produkują więcej barwnika. Mełanina chroni skórę przed szkodliwym

promieniowaniem ultrafioletowym. Im skóra jest ciemniejsza, tym mniejsze prawdopodobieństwo poparzenia słonecznego. Złożony proces chemiczny, w czasie którego aminokwas tyrozyna ulega przekształceniu w melaninę, zachodzi przy zewnętrznej powierzchni każdego melanocytu. Powstały barwnik przemieszcza się do centrum komórki, gdzie stanowi osłonę dla bardzo wrażliwego jądra. Działanie światła słonecznego lub sztucznego ultrafioletowego stymuluje wytwarzanie melaniny, jednocześnie powodując opaleniznę. Wyprodukowany barwnik rozprzestrzenia się w skórze, dzięki czemu przybiera ona ciemniejsze zabarwienie. Reakcje skóry wystawionej na działanie promieni słonecznych są osobnicze, jednak każdy człowiek, z wyjątkiem albinosów, może się opalić przy odpowiedniej dawce promieniowania. Kolor skóry zależy również od ilości krwi przepływającej przez naczynia krwionośne skóry oraz od naturalnego, żółtawego zabarwienia naskórka. Bledniemy ze strachu, ponieważ małe naczynia krwionośne zwężają się, natomiast w chwilach złości wzmożony przepływ krwi sprawia, że gwałtownie czerwieniejemy. Siniejemy z zimna, kiedy krew przepływająca przez naczynia zawiera więcej dwutlenku węgla.

O kolorze skóry decyduje ilość produkowanej melaniny. Granulki barwnika są wytwarzane w naskórku przez komórki zwane melanocytami. Światło słoneczne intensyfikuje działanie melanocytów.

Normalna reakcja skóry na światło słoneczne

Anatomia paznokcia Obrąbek naskórkowy paznokcia

Korzeń paznokcia I— (miejsce jego ożywionego wzrostu)

Rozdział 3

MIĘŚNIOWY

Każdy ruch ludzkiego ciała, począwszy od mrugnięcia powieką po skok wzwyż, odbywa się dzięki mięśniom i ścięgnom. Możliwość kurczenia się mięśni ma decydujące znaczenie w procesie wprawiania kości w ruch. Pracą mięśni kieruje Mięsień złożony mechanizm. Nawet podgrzebieniowy Mięsień obły większy najprostszy ruch głową jest skomplikowanym procesem, w którym bierze udział mózg, nerwy i narządy zmysłów.

Mięsień potyliczny

Mięsień czworoboczny Mięsień naramienny

Mięsień trójglowy ramienia Mięsień najszerszy grzbietu

Mięśnie proste nadgarstka i palcowi

Mięsień pośladkowy wielki

Mięsień brzuchaty łydki

Ścięgno Achillesa

Po prawej: Mięśnie poprzecznie prążkowane umożliwiają ruch kontrolowany przez naszą świadomość. Biorą również udział w reakcjach odruchowych organizmu, takich jak np. odruch kolanowy.

UKŁAD MIĘŚNIOWY/37

Mięśnie

Mięsień czołowy . Mięsień okrężny oka . Mięsień okrężny ust Mięsień mostkowo-obojczykowo-sutkowy Mięsień piersiowy większy

Mięsień dwugłowy ramienia Mięsień skośny zewnętrzny brzucha

U człowieka występują trzy rodzaje włókien mięśniowych. Pierwszy typ to mięśnie szkieletowe. Mięśnie te wraz z układem kostnym są odpowiedzialne za wszelkiego rodzaju ruchy uzależnione od naszej woli, jak na przykład wbieganie po schodach. Biorą także udział w odruchowych reakcjach organizmu. Druga grupa to mięśnie gładkie (nazwa pochodzi od ich struktury widocznej pod mikroskopem), które są odpowiedzialne za ruchy narządów wewnętrznych, takich jak jelita czy pęcherz moczowy. Ich praca nie jest kontrolowana przez naszą świadomość. Trzeci rodzaj to mięsień sercowy, budujący najważniejszy narząd organizmu. Mięśnie szkieletowe zwane są również poprzecznie prążkowanymi. Wynika to z ułożenia formujących je włókien, które pod mikroskopem dają obraz charakterystycznych prążków. Praca mięśni jest związana z procesem skracania ich długości, a więc kurczeniem. Skurcz musi czasami nastąpić nagle, jak w przypadku mięśni nóg przy skoku. Okres trwania skurczu musi być odpowiednio długi w celu utrzymania ciała w określonej pozycji. Mięśnie szkieletowe występują w obrębie całego organizmu i stanowią około 25 procent jego wagi (nawet u noworodka). Można je porównać do sprężyn za-

Mięsień prosty brzucha

czepionych w różnych miejscach szkieletu. Pod ich kontrolą znajduje się ruch różnych kości, począwszy od mięśnia strzemiączkowego, który nadzoruje ruch filigranowej kości ucha środkowego tak zwanego strzemiączka - po mięsień pośladkowy wielki, który tworzy pośladek i reguluje pracę stawu biodrowego. W przypadku mięśni gładkich każde włókno stanowi długą, wrzecionowatą komórkę. Praca tych mięśni nie jest kontrolowana przez naszą świadomość. Rytmiczne skurcze mięśni gładkich są pożądane w procesach trawienia, ponieważ umożliwiają przesuwanie pokarmu w jelitach. Mięsień sercowy budową bardzo przypomina mięśnie szkieletowe, z tym że włókna tego pierwszego są krótsze i grubsze oraz tworzą gęstszą sieć.

Poniżej: Serce jest jedynym narządem ustroju zbudowanym z mięśnia sercowego. Skurcze serca są wywoływane przez bodźce, które są wytwarzane przez specyficzne tkanki znajdujące się wewnątrz tego organu. Impulsy te umożliwiają przetaczanie krwi do tętnic. CĘGOWA IZBA jvsfilARi!".£ i POŁOŻNYCH j B j| !& ) Jm * •» i* T A A * V (• ^.

T 8-400 KROSNO (0-13)

Mięśnie zginaczę nadgarstka i palców

Lewe uszko

Zastawka aorty

Zastawka dwudzielna

Mięśnie prostowniki palców stopy

Mięsień brodawkowy

Mięśniówka komory

Lewa komora

38 / UKŁAD MIĘŚNIOWY Ruch uzależniony od naszej woli zostaje zainicjowany w korze mózgowej, która przesyła impuls poprzez rdzeń kręgowy i nerwy ruchowe do mięśni szkieletowych, odpowiedzialnych za wykonanie określonego ruchu. Niektóre z tych impulsów powodują skurcze mięśni, inne hamują nerwy ruchowe i wywołują rozluźnienie mięśni antagonistycznych.

Sposób zasygnalizowania ruchu

Mięsień gładki nie ma tak uporządkowanej struktury filamentow i włókien tworzących skomplikowany układ geometryczny. Składa się z luźno poukładanych, wrzecionowatych komórek. Skurcze mięśnia gładkiego są również uzależnione od pracy filamentów miozynowych i aktynowych. Mięsień sercowy oglądany pod mikroskopem ma budowę podobną do mięśnia szkieletowego, jednak jego włókna wzajemnie się krzyżują, tworząc zwartą sieć.

Aktywacja mięśnia Budowa mięśni Mięśnie szkieletowe można opisać jako serię równolegle ułożonych pęczków włókien, które łącznie tworzą określoną strukturę. Najmniejsze z nich to filamenty zbudowane z białek: aktyny i miozyny. Stanowią podstawową jednostkę roboczą mięśnia i są tak małe, że można je wyodrębnić dopiero przy użyciu mikroskopu elektronowego. Mięsień kurczy się, kiedy filamenty zmniejszają swoją długość. Filamenty są zebrane w pęczki zwane miofibrylami. Pomiędzy nimi znajdują się cząstki glikogenu, będące depozytem energii mięśnia, oraz mitochondria, w których zachodzą przemiany energetyczne. Miofibryle z kolei są zebrane w wiązki zwane włóknami mięśniowymi. Są właściwymi komórkami mięśniowymi, w których można wyróżnić jądra komórkowe. Każde z włókien jest połączone z nerwem, który pobudza je do działania, gdy zachodzi potrzeba. Włókna mięśniowe są zgrupowane w wiązki otoczone tkanką łączną, podobnie jak izolacja otacza żyłę miedzi w kablu elektrycznym. Mały mięsień może składać się tylko z kilku takich wiązek. Duży, jakim jest np. mięsień pośladkowy wielki, jest zbudowany z setek takich pęczków. Cały mięsień otacza tkanka włóknista. Środkowa część mięśnia nosi nazwę brzuśca, który zwęża się przy końcach, przechodząc w przyczepione do kości ścięgno.

Impuls elektryczny powoduje uwolnienie acetylocholiny zawartej w pęcherzykach obecnych w płytkowatym zakończeniu nerwu. Substancja ta aktywuje mięsień.

Szczelina synaptyczna

UKŁAD MIĘŚNIOWY / 39 Budowa mięśnia szkieletowego

Naczynia krwionośne Jądro komórki mięśniowej

Wiązki włókien mięśniowych

Włókno mięśniowe (komórka mięśniowa) zbudowane z miofibryli

Przed skurczem mięśnia Miof ibryle zbudowane z filamentów aktynowych i miozynowych

Po skurczu mięśnia

Ftlamenty miozynowe

Filamenty aktynowe

Filamenty miozynowe

Mięsień gładki jest zbudowany z długich wrzecionowatych komórek.

Mięsień sercowy tworzą włókna, które regularnie się z sobą krzyżują.

W mięśniu szkieletowym drobniutkie filamenty, zbudowane z aktyny i miozyny, tworzą pęczki zwane miofibrylami, które z kolei zebrane w wiązki składają się na włókna mięśniowe będące komórkami mięśniowymi. Włókna mają jądra komórkowe i są otoczone tkanką łączną.

Miozynowe i aktynowe filamenty mięśnia szkieletowego zachodzą za siebie jak zęby dwóch grzebieni.

40/UKŁAD MIĘŚNIOWY Zasada działania mięśni

Mięśnie szkieletowe są pobudzane do działania przez nerwy ruchowe powiązane z rdzeniem kręgowym. Nerwy ruchowe rozgałęziają się, a ich włókna unerwiają mięśnie szkieletowe. Każde włókno dociera do innej komórki mięśniowej. Z mózgu poprzez zstępującą drogę nerwową przesyłany jest impuls elektryczny, który po dotarciu do końca nerwu uwalnia acetylocholinę zgromadzoną w granulkach. Związek ten pokonuje niewielką odległość pomiędzy zakończeniem nerwu a mięśniem i dociera do receptorów mięśnia, powodując skurcz, który utrzymuje się tak długo, jak długo acetylocholina będzie w kontakcie z receptorem. Rozluźnienie mięśnia następuje dzięki oddziaływaniu enzymów, które neutralizują acetylocholinę. Mechanizm najprostszej reakcji odruchowej organizmu polega na bezpośredniej aktywacji nerwów ruchowych. Receptory czuciowe wysyłają impuls prosto do rdzenia kręgowego. Przykładem tego procesu może być odruch kolanowy. Lekkie uderzenie wykonane tuż pod rzepką jest zarejestrowane przez receptory jednego ze ścięgien związanych ze stawem kolanowym. Receptory wysyłają impuls do rdzenia kręgowego i w nim pobudzają komórki ruchowe. Dalej impuls płynie przez włókna ruchowe wychodzące z rdzenia do mięśni uda. W rezultacie mięsień uda kurczy się błyskawicznie, powodując nagły ruch podudzia do przodu. Ruchy mięśni szkieletowych kontrolowane przez naszą świadomość są wywoływane przez impulsy przekazywane z mózgu w dół rdzenia kręgowego. Niektóre z tych impulsów powodują kurczenie się określonych mięśni, inne - rozluźnienie. Kurczenie się mięśnia to skomplikowany proces, w czasie którego nieustannie powstają i rozpadają się szeregi chemicznych wiązań pomiędzy miozynowymi i aktynowymi filamentami. Proces ten wymaga energii, która jest uzyskiwana z przemian zachodzących w mitochondriach. Energia jest gromadzona, a następnie transportowana w postaci wysokoenergetycznego związku ATP (adenozynotrójfosforanu). Proces kurczenia mięśnia rozpoczyna się od uwolnienia jonów wapniowych, które rozchodzą się w obrębie kanalików - zwanych mikrotubulami - i rozprzestrzeniają w obrębie miofibryli. W każdej chwili kilka komórek danego mięśnia kurczy się, dzięki czemu jest on w pewnym stopniu napięty. Kiedy wystarczająca ilość włókien mięśniowych skurczy się, cały mięsień się skróci. W rezultacie zmniejszy się odległość pomiędzy punktami jego przyczepu, a tym samym kości przemieszczą się w stosunku do siebie. Poszczególne mięśnie mogą się tylko kurczyć i nie mają możliwości wydłużania odległości pomiędzy punktami przyczepu. W celu wykonania ruchu w przeciwnym kierunku musi zostać pobudzony

inny mięsień. Przykładem może być staw łokciowy. Jego zginanie powoduje np. mięsień dwugłowy ramienia, natomiast za wyprostowanie jest odpowiedzialny mięsień trójgłowy umiejscowiony na tylnej stronie ramienia. Mięśnie dwugłowy i trójgłowy są nazywane mięśniami antagonistycznymi ze względu na fakt wykonywania przeciwnej pracy. Mięśnie gładkie również są połączone z nerwami ruchowymi, jednak proces pobudzania zachodzi inaczej niż w przypadku mięśni szkieletowych, gdzie nerw ruchowy dociera do każdej komórki mięśniowej. W mięśniu gładkim impuls rozchodzi się w postaci fali, pobudzając kilka komórek.

Mięsień grzebieniowy Mięsień naprężacz powięzi szerokiej

Mięsień przywodziciel krótki

Mięsień

Mięsień krawiecki

Powyżej: Mięśnie podudzia i stopy. W czasie chodzenia stopa jest zginana podeszwowo dzięki skurczom silnych mięśni podudzia - mięśnia brzuchatego łydkij i mięśnia płaszczkowatego. Mięśnie oddziałują na staw skokowo-goleniowy, który spełnia rolę dźwigni. W ostatniej fazie ruchu mięśnie prostowniki palców powodują zgięcie grzbietowe palców stopy.

Po lewej: W ruchu kończyny dolnej do przodu biorą udział: mięsień naprężacz powięzi szerokiej, który łączy miednicę z kością udową, oraz mięsień krawiecki, i będący najdłuższym mięśniem w organizmie człowieka. Włókna tego mięśnia biegną od obręczy kończyny górnej aż do kolana. Trzy mięśnie przywodziciele - krótki, wielki i długi - biorą udział w ruchu cofania kończyny dolnej do pozycji wyjściowej *

Falistość tego procesu ułatwia np. przesu wanie pokarmu w jelitach. Skurcze mięśnia sercowego są wywołane bodźcami wytwarzanymi przez specyficzne tkanki znajdujące się wewnątra serca, a nerwy ruchowe nie biorą udziah w tym procesie. Impulsy te z częstotliwoś cią około 72 razy na minutę powoduj; skurcze i przepompowywanie krwi.

UKŁAD MIĘŚNIOWY/41

Ścięgna Ścięgna odgrywają ważną rolę w wielu ruchach. Zasadniczo ścięgno łączy aktywny brzusiec mięśnia ze strukturą (zazwyczaj jest to kość), która ma być wprawiona w ruch. Siła kurczących się włókien mięśniowych koncentruje się i zostaje przekazana poprzez ścięgno do punktu docelowego, tym samym powodując ruch. Ścięgna stanowią swego rodzaju przedłużenie mięśni. Zbudowane są z tkanki łącznej, która spaja z sobą pęczki włókien mięśniowych, a następnie przechodzi w bardzo twarde, sztywne pasmo. Unerwienie ścięgna jest niewielkie, podobnie mało jest naczyń krwionośnych. Brzusiec mięśnia kończy się ścięgnem, które z drugiej strony mocno łączy się z odpowiednią kością. Niektóre z jego włókien właściwie wrastają w strukturę kości. Część ścięgien ustroju jest zlokalizowana tuż pod skórą i łatwo można je wyczuć. Przykładem są ścięgna podkolanowe (kontrolujące proces zginania stawu kolanowego), które znajdują się z tyłu kolana. Ścięgna często spotykane są w tej części ciała, gdzie dużo stawów występuje na stosunkowo niewielkiej powierzchni. Wynika to z faktu, że zajmują one znacznie mniej miejsca niż mięśnie. W związku z tym cała seria ścięgien występuje zarówno w przedniej, jak i tylnej części ręki i stopy. Mięśnie przekazujące skurcze tym ścięgnom są umiejscowione w bliższych częściach kończyn. Nietypowe ścięgno znajduje się w obrębie serca, a jego obecność jest związana z mięśniem sercowym tworzącym ściany tego organu. Włókna tego mięśnia są przytwierdzone do grubych pasm tkanki łącznej włóknistej formujących pierścienie i tworzących swego rodzaju szkielet serca.

strukturami, są otoczone pochewką. Zabezpieczenie to umożliwia sprawne funkcjonowanie i wykluczenie powstania tarcia. Pochewka ścięgna stanowi swego rodzaju rękaw o podwójnej ścianie, którego zadaniem jest ochrona ścięgna przez izolowanie i smarowanie. Dzięki pochewce możliwość uszkodzenia ścięgna jest znacznie ograniczona. Pomiędzy dwoma

warstwami tworzącymi pochewkę znajduje się płyn umożliwiający swobodne przesuwanie się dwóch warstw względem siebie. Organizm człowieka nie jest jednak w stanie znieść nieustannego powtarzania tych samych ruchów, dlatego też dochodzi do stanów zapalnych. Dzieje się tak, gdy występuje brak okresów spoczynku,

Ścięgna i ich pochewki maziowe Mięśnie

Pochewki ścięgna Ścięgna w okolicy kostek i nadgarstka, w miejscach gdzie się krzyżują lub znajdują się w bliskim kontakcie z innymi Powyżej: Pochewka ścięgna zapobiega ocieraniu się ścięgna o inne elementy budowy anatomicznej ciała. Ścięgno tworzą błony, które łączą się na końcu mięśnia.

Ścięgna prostowników

Ścięgna prostowników

\ \

Ścięgna prostowników ręki umożliwiają wyprostowanie palców.

niezbędnych do uzupełnienia zapasów płynu smarującego. Niedobór płynu w systemie sprawia, że warstwy pochewki ścięgna zaczynają ocierać się o siebie i dochodzi do ich podrażnienia. Kontynuowanie ruchu będzie zarówno bolesne, jak i spowoduje objawy w postaci trzeszczenia. W rezultacie może dojść do zapalenia pochewki ścięgna. Nagłe użycie określonego zespołu mięśni, bez wcześniejszego przygotowania, może zakończyć się wyżej opisanym stanem zapalnym.

Rozdział 4 Topografia ośrodkowego i obwodowego układu nerwowego

NERWOWY

Układ nerwowy jest nieodzowny dla naszego postrzegania zmysłowego, odczuwania przyjemności i bólu, sterowania ruchami oraz dla regulacji funkcji życiowych, np. oddychania. Stanowi najważniejszy, a zarazem najbardziej złożony system wewnętrzny ciała ludzkiego, odpowiedzialny za umiejętność myślenia i mówienia. Jego część centralną stanowią mózg i rdzeń kręgowy, sprawujące najwyższą kontrolę nad całą tkanką nerwową w pozostałych częściach ciała.

Móżdżek Nerwy rdzeniowe szyjne (8 par), unerwiające szyję, kończyny górne i przeponę

Nerwy rdzeniowe piersiowe (12 par), unerwiające tułów i kończyny górne

Nerwy rdzeniowe lędźwiowe (5 par), zmierzające do kończyn dolnych oraz dolnego odcinka odcinka grzbietu

Nerwy rdzeniowe krzyżowe (5 par), odchodzące do kończyn dolnych i narządów płciowych zewnętrznych

Nerwy rdzeniowe guziczne (1 para), unerwiające okolicę guziczną

Anatomia neuronu (komórki nerwowej)

Połączenie mózgu i rdzenia kręgowego z obwodowym układem nerwowym widok od tyłu (powyżej, po prawej). Ich wzajemne relacje są niezwykle złożone (powyżej, skrajnie na prawo): nerwy części somatycznej łączą się z nerwami części autonomicznej za pośrednictwem zwojów, a ponadto wspólnymi drogami wchodzą i opuszczają rdzeń kręgowy. Rysunek wycinka kręgosłupa (skrajnie na prawo) pokazuje, jak doskonale chroniony jest rdzeń. Ilustracja po prawej przedstawia neuron w osłonce mielinowej. Węzeł Ranviera wspomaga przekazywanie impulsów elektrycznych.

Zakończenie | nerwowe Osłonka mielinowa

UKŁAD NERWOWY/43

Komórki nerwowe czuciowe układu somatycznego (przenoszą bodźce do ośrodkowego układu nerwowego) I

Zależności pomiędzy somatycznym i autonomicznym układem nerwowym Rdzeń kręgowy • Trzon kręgu

Korzenie przednie nerwów rdzeniowych (przenoszą impulsy z ośrodkoweogo kładu nerwowego)

Nerwy układu somatycznego

Korzeń przedni i tylny, włókna biegną do i od rdzenia kręgowego. '

Początek nerwu trzewnego (wspólczulnego)

Przekrój przez k Zwój przykręgowy (ciała komórkowe) układu współczulnego

Wyrostek kolczysty

Korzeń tylny (czuciowy) Korzeń przedni (ruchowy)

Zwój współczulny przykręgowy

Dendryty (odgałęzienia nerwowe) Płyn mózgowo-rdzeniowy

Czynne części układu nerwowego stanowią miliony nawzajem z sobą połączonych komórek nerwowych zwanych neuronami. Ich funkcjonowanie jest w pewnym sensie zbliżone do przewodów w skomplikowanych urządzeniach elektrycznych: odbierają bodźce na jednym krańcu układu nerwowego i przesyłają do innego, gdzie są przekazywane dalszym neuronom albo wywołują reakcje czynnościowe (np. skurcz włókien mięśniowych). Ze względu na swe funkcje neurony dzielą się na trzy typy: neurony czuciowe, przenoszące informacje z narządów zmysłów do ośrodkowego układu nerwowego, neurony pośrednie, przetwarzające odebraną informację, oraz neurony ruchowe (efektorowe), które powodują ruchy dowolne i mimowolne. Budowa neuronu Neurony są zróżnicowane pod względem wielkości i kształtu, ale wszystkie mają tę samą podstawową strukturę. Podobnie jak wszystkie komórki, zawierają jądro zawieszone w bańkowatym ciele komórkowym (perykarionie). Na obwodzie od ciała komórkowego odchodzi pewna liczba wypustek tworzących drzewkowate rozgałęzienia. Są to dendryty. Obok nich z ciała komórkowego wyrasta też dłuższa wypustka osiowa zwana neurytem lub aksonem - główny „kabel przewodzący" neuronu. Na końcu rozpada się on na wiele gałązek, z których każda jest zakończona kilkoma niewielkimi guzkami. Każdy taki guzek znajduje się w dużej bliskości dendrytu innego neuronu, ale nie dotyka go. Miejsce styku nosi nazwę synapsy. Impulsy są przekazywane przez synapsę za pośrednictwem związków chemicznych zwanych przekaźnikami lub mediatorami (neurotransmiterami). Każdy neuron jest otoczony cienką, półprzepuszczalną błoną komórkową, która odgrywa ważną rolę w przekazywaniu bodźców. Bodźce są wywoływane przez pobudzenie jednego lub więcej dendrytów, po czym są przenoszone do ciała komórkowego. Następnie zostają wysłane z ciała komórkowego wzdłuż neurytu. Dla przyspieszenia transmisji bodźców wiele aksonów posiada osłonkę mielinową. Dotarłszy do zakończeń guzkowatych, w pewnych okolicznościach bodziec może przeskoczyć przez synapsę do dendrytu przyległego neuronu i w ten sposób kontynuować wędrówkę. Neurony nie są jedynym typem komórek spotykanych w układzie nerwowym. W ośrodkowym układzie w dużych ilościach występują neurogleje (albo gleje), a w układzie obwodowym znaleźć można komórki Schwanna. Obydwa typy komórek łączą, chronią i odżywiają, a także wspomagają neurony.

Obwodowy układ nerwowy Podstawowym budulcem obwodowego układu nerwowego są nerwy. Łączą układ ośrodkowy ze wszystkimi innymi częściami ciała oraz ze zwojami, czyli skupiskami komórek nerwowych, rozsianymi po układzie nerwowym. Nerw składa się z wiązki włókien czuciowych i ruchowych wraz z tkanką łączną i naczyniami krwionośnymi. Główne nerwy, w liczbie 43, mają swój początek w ośrodkowym układzie nerwowym: 12 par odchodzi z podstawy mózgu (nerwy czaszkowe), a 31 par powstaje z korzeni pochodzących z rdzenia kręgowego (nerwy rdzeniowe). Nerwy czaszkowe unerwiają narządy zmysłów i mięśnie głowy, chociaż jeden z najważniejszych nerwów czaszkowych — nerw błędny - swym obszarem działania obejmuje układ trawienny, serce oraz oskrzela. Niektóre nerwy czaszkowe, np. nerw wzrokowy prowadzący do oka, zawierają jedynie włókna czuciowe, inne, np. nerw odwodzący, mają tylko włókna ruchowe. Nerwy rdzeniowe są rozmieszczone przy rdzeniu odcinkowo i zawsze zawierają włókna czuciowe, ruchowe i współczulne. Unerwiają całe ciało poniżej szyi. Każdy nerw rdzeniowy jest przyczepiony do rdzenia kręgowego dwoma korzeniami, z których jeden tworzą włókna czuciowe, natomiast drugi - ruchowe. Zaraz za korzeniami włókna czuciowe i ruchowe łączą się, tworząc razem nerw, mimo że działają całkowicie niezależnie od siebie - jak dwa przewody w kablu elektrycznym. (Nerwy czaszkowe również są przyczepione do podstawy mózgu za pomocą korzeni, jednak włókna czuciowe i ruchowe często tworzą tam osobne nerwy.) Wkrótce po opuszczeniu otworu międzykręgowego każdy nerw rozgałęzia się kolejno na liczne, coraz mniejsze gałęzie, tworząc siatkę promieniującą na całe ciało. Włókna ruchowe i czuciowe są jedynie częścią składową neuronów ruchowych i czuciowych. W obwodowym układzie nerwowym włókna te to nic więcej, jak najdłuższe wypustki odpowiednich neuronów. Przykładowo - neuryty neuronu ruchowego w rdzeniu kręgowym mogą ciągnąć się nieprzerwanie aż do mięśnia w stopie. Układ somatyczny i autonomiczny Obwodowy układ nerwowy dzieli się na dwie części: somatyczny układ nerwowy będący pod naszą świadomą kontrolą oraz układ autonomiczny (wegetatywny) zawiadujący czynnościami niezależnymi od woli. Układ somatyczny pełni podwójną rolę. Po pierwsze - odbiera od narządów zmysłów (np. oka wyposażonego w specjalne komórki receptorowe) informacje o środowisku zewnętrznym. Impulsy pochodzące z receptorów są następnie przenoszone do ośrodkowego układu nerwo-

go za pośrednictwem włókien czuciowych. Po drugie - ma za zadanie przesyłać włóknami ruchowymi bodźce z ośrodkowego układu nerwowego do mięśni szkieletowych, pobudzając je do ruchu. Układ autonomiczny jest związany z niezależnym od naszej woli oddziaływaniem na czynności narządów wewnętrznych, jak: serce, płuca, żołądek, jelita, pęcherz, narządy płciowe i naczynia krwionośne. Składa się w całości z nerwów ruchowych zorganizowanych w system przekaźników wiodących od rdzenia kręgowego do poszczególnych mięśni gładkich i gruczołów. Układ nerwowy autonomiczny dzieli się na dwie części: współczulną (sympatyczną) i przywspółczulną (parasympatyczną). Każda z nich wykorzystuje inny typ przekaźnika elektrochemicznego w miejscu, gdzie włókno nerwowe dociera do narządu wykonawczego. Ponadto każda jest zbudowana w inny sposób i inaczej oddziałuje na narząd, któremu służy. Np. nerw przywspółczulny unerwiający oskrzele prowadzące do płuc sprawia, że ulega ono obkurczeniu. Nerwy współczulne prowadzące do tego samego obszaru

powodują rozszerzanie się tych samych struktur. Całość układu autonomicznego jest sterowana przez obszar mózgu zwany podwzgórzem, które jest częścią międzymózgowia. Podwzgórze otrzymuje informacje na temat zakłóceń, np. w składzie chemicznym ustroju, i tak dostosowuje układ autonomiczny do zaistniałych warunków, by przywrócić stan równowagi w organizmie. Jeżeli, np. w wyniku wysiłku, opada poziom tlenu, podwzgórze nakazuje autonomicznemu układowi nerwowemu wzmożenie tempa pracy serca, a przez to dostarczenie większej ilości utlenowanej krwi.

Poniżej: Diagram pokazuje, jak obwodowy układ nerwowy kontroluje czynności serca. Gdy nerwy czuciowe nadsyłają wiadomość do ośrodka kardioregulacyjnego w rdzeniu przedłużonym, system współczulny lub przywspółczulny dostosowuje odpowiednio rytm serca. Głównym nerwem przywspółczulnym jest nerw błędny, hamujący tempo uderzeń serca.

Regulacja pracy serca

Układ nerwowy przywspółczulny (hamuje pracę serca)

I

Układ nerwowy współczulny (przyspiesza rytm serca)

I

Włókna czuciowe

UKŁAD NERWOWY/45

Obwodowy układ nerwowy

31 par nerwów rdzeniowych

Nerwy rdzeniowej

Obszar ciała unerwiony przez nerwy rdzeniowe szyjne Obszar ciała unerwiony przez nerwy rdzeniowe piersiowe Obszar ciała unerwiony przez nerwy rdzeniowe lędźwiowe Obszar ciała unerwiony przez nerwy rdzeniowe krzyżowe

Obszary ciała kontrolowane przez nerwy rdzeniowe

Ośrodkowy układ nerwowy Obwodowy układ nerwowy działa wyłącznie jako przekaźnik bodźców zmysłowych i ruchowych pomiędzy układem ośrodkowym a mięśniami, gruczołami i narządami zmysłów. Nie odgrywa żadnej roli w odczytywaniu impulsów czuciowych czy wysyłaniu bodźców ruchowych. Obie czynności, obok wielu innych, wykonuje ośrodkowy układ nerwowy. Centrum przetwarzania informacji całego układu nerwowego stanowią mózg i rdzeń kręgowy. Otrzymują dane za pośrednictwem włókien czuciowych biegnących od narządów zmysłów i receporów, filtrują je i analizują, następnie zaś, poprzez włókna ruchowe, wysyłają sygnały wywołujące odpowiednie reakcje w mięśniach i gruczołach. Czynności analityczne i przetwarzające mogą być stosunkowo proste w przypadku niektórych funkcji rdzenia kręgowego, jednak dekodowanie mózgowe jest zazwyczaj procesem bardzo złożonym, angażującym do pracy tysiące różnych neuronów. Chociaż wiele neuronów czuciowych kończy się, a wiele ruchowych zaczyna w mózgu, większość jego komórek nerwowych to neurony pośredniczące, których zadaniem jest filtrowanie, analizowanie i przechowywanie informacji. Dla prawidłowego funkcjonowania cały ośrodkowy układ nerwowy wymaga stałych i obfitych dostaw krwi bogatej w tlen i substancje odżywcze. Układ jest ponadto chroniony przez osłony dwojakiego rodzaju. Pierwszą z nich jest kość - czaszka mieszcząca w środku mózg - oraz kręgosłup otaczający rdzeń kręgowy. Na drugą osłonę składają się trzy błony z tkanki włóknistej, zwane oponami. Okrywają cały mózg, a także rdzeń kręgowy. Płyn mózgowo-rdzeniowy to przejrzysta, wodnista ciecz opływająca opony

Ogólny podział mózgu Obszar sprawujący kontrolę nad ruchami ciała

t ciemieniowy Płat czołowy

Ptat skroniowy

i rdzeń kręgowy oraz wypełniająca komory mózgowe. Płyn działa jako amortyzator chroniący ważną tkankę mózgu przed urazami. Płyn jest nieustannie wytwarzany z krwi w komorach mózgowych przez wyspecjalizowane komórki splotu naczyniówkowego. Komory te, w przeciwień-

Droga zstępująca (odmózgowa)

Drogi nerwowe wstępujące (domózgowe)

Korzeń tylny (czuciowy) Istota szara

Istota biała Opona miękka

Korzeń przedni (ruchowy)

Płyn mózgowordzeniowy Pajeczynówka

Opona twarda

—

Para nerwów rdzeniowych

Ptat potyliczny

stwie do komór sercowych, zostały ponumerowane kolejno od położonych najwyżej w kierunku do dołu. Największe są komory I i II (nazywane również bocznymi). Płyn mózgowo-rdzeniowy wypływa z komór bocznych maleńkimi otworami międzykomorowymi i wpływa do komory III, następnie zaś jeszcze węższym kanałem - wodociągiem mózgu - przedostaje się do nieco szerszej komory IV. Stąd wydostaje się przez otwory w dachu komory ku wypełnionym płynem przestrzeniom (zbiornikom) wokół pnia u podstawy mózgu, po czym opływa górą mózg (półkule mózgowe) i zostaje resorbowany do krwi żylnej przez specjalne wyrostki, zwane ziarnistościami pajęczynówki, położone na oponie pajęczej, jednej z trzech opon. Rdzeń kręgowy Rdzeń kręgowy to, ogólnie ujmując, cylindryczny słup z tkanki nerwowej o długości około 40 centymetrów, który biegnie

Przekrój poprzeczny przez rdzeń pokazuje do- i odmózgowe drogi czuciowe i ruchowe, którymi są przekazywane bodźce. Czynności odruchowe są efektem przejścia impulsu przez neuron wstawkowy.

UKŁAD NERWOWY / 47 Wewnętrzna budowa mózgu

bie informacje poprzez synapsę między neuronami obwodowymi i rdzeniowymi. Drugą funkcją rdzenia kręgowego jest kierowanie prostymi odruchami. Umożliwiają to neurony, których włókna ciągną się na niewielkich odległościach w górę i w dół rdzenia, oraz neurony pośredniczące, które przekazują informacje bezpośrednio z komórek nerwowych czuciowych do ruchowych. Jeśli na przykład przypadkiem położymy rękę na gorącej płycie kuchennej, receptory bólu znajdujące się w skórze wysyłają wiadomość włóknami czuciowymi do rdzenia kręgowego. Część bodźców jest natychmiast przekazywana do neuronów ruchowych kontrolujących ruchy rąk i mięśnie dłoni i w tej chwili szybko i bezwiednie cofamy rękę. Kolejna część impulsów wędruje w górę wzdłuż rdzenia i jest przekazywana przez neurony pośredniczące do neuronów ruchowych odpowiedzialnych za ruchy szyi. W ten sposób głowa automatycznie zwraca się w kierunku przyczyny bólu.

Ciato migdałowate Ciało suteczkowate Twór siatkowaty

Po lewej: Przekrój ukazujący główne struktury mózgu. Układ limbiczny (powiększenie) umiejscowiony m.in. we wzgórzu jest przede wszystkim związany z pamięcią, nauką i emocjami.

Układ limbiczny

wewnątrz kręgosłupa od mózgu do dolnego odcinka grzbietu. Zbudowany jest ze skupienia neuronów i wiązek włókien nerwowych. Istota szara - nazwa stosowana na określenie skupienia komórek nerwowych - w przekroju poprzecznym ma kształt litery H z rogami (słupami) przednimi i tylnymi odchodzącymi z każdej połowy. W obrębie słupów przednich znajduje się wiele neuronów ruchowych, podczas gdy rogi tylne zawierają ciała komórkowe neuronów czuciowych i pośredniczących. Istota szara jest otoczona istotą białą podzieloną na trzy sznury. W jej skład wchodzą włókna zstępujące i wstępujące, za pomocą których rdzeń kręgowy i mózg komunikują się w obu kierunkach. Drogi zstępujące wysyłają impulsy ruchowe z mózgu do obwodowego układu nerwowego, natomiast drogi wstępujące przekazują bodźce czuciowe do mózgu. Czynności rdzenia kręgowego Rdzeń kręgowy pełni dwie zasadnicze funkcje. Po pierwsze - działa jako dwukierunkowy system przekaźniczy komunikujący mózg z obwodowym układem nerwowym. Jest to możliwe za sprawą neuronów czuciowych i ruchowych, których włókna ciągną się długimi wiązkami z różnych partii mózgu. Biegną one na odcinkach o różnej długości wzdłuż rdzenia kręgowego, by na przeciwległych końcach spotkać się z włóknami lub ciałami komórkowymi neuronów czuciowych lub ruchowych, należących do obwodowego układu nerwowego. Przekazują so-

Polożenie jąder podstawy Mózgowie

r

A

48/UKŁAD NERWOWY Pozostałe impulsy idą aż do mózgu i tam wywołują uświadomione wrażenie gorąca i bólu.

Mózgowie

Mózgowie można podzielić na trzy różne regiony: tyłomózgowie, śródmózgowie i przodomózgowie. W każdym z tych obszarów można z kolei wyróżnić odrębne obszary odpowiedzialne za całkowicie różne czynności organizmu, wszystkie komunikujące się za pomocą misternej siatki połączeń z pozostałymi częściami mózgowia. Największym składnikiem tyłomózgowia jest móżdżek. Jest to narząd związany głównie z czynnościami ruchowymi. Wysyła sygnały, które sterują napięciem mięśni koniecznym dla utrzymania pionowej postawy ciała i równowagi. Współdziała również z obszarami ruchowymi mózgu w celu koordynacji ruchów. Pień mózgu łączący mózgowie z rdzeniem kręgowym obejmuje część tyłomózgowia, całość śródmózgowia i część przodomózgowia. To właśnie w pniu mózgu gromadzą się i krzyżują wszystkie informacje przybywające do mózgu i opuszczające go, jako że lewą połową naszego ciała zawiaduje prawa strona mózgu i na odwrót.

Różnorodne struktury mózgowia w tym rdzeń przedłużony i most oraz układ siatkowaty aktywujący (twór siatkowaty śródmózgowia) - są odpowiedzialne za właściwe czynności życiowe. Sterują pracą serca, ciśnieniem krwi, przełykaniem, kaszlem, oddychaniem i świadomością. Kontrola stopnia świadomości jest jedną z najważniejszych funkcji mózgu. Zalew nadchodzących z otoczenia informacji jest przesiewany przez twór siatkowaty. On też decyduje, które bodźce są na tyle ważne, by powiadamiać o nich korę mózgową. Drogi nerwowe prowadzące z całego organizmu przechodzą przez twór siatkowaty, łącząc się z nim za pomocą odgałęzień włókien nerwowych, i nieustannie karmią go strumieniem impulsów elektrycznych powstających w komórkach nerwowych. Takie działanie pobudza twór siatkowaty do „wystrzeliwania" impulsów do różych celów w mózgu, tzn. właściwych im ośrodków, gdzie są zbierane, kojarzone i gdzie zapoczątkowują odpowiednie reakcje. Jeśli siła napędowa tworu siatkowatego ulegnie osłabieniu lub jeśli zostanie on wyłączony, kora mózgowa przechodzi w stan bezczynności, co powoduje utratę świadomości.

Kontrola snu -

Kora mózgu Niepokojące myśli

Sygnały 2 mózgu

Bodźce wzrokowe

Ośrodek snu i czuwania (aktywujący układ siatkowaty) Bodźce pobudzające mózg do czuwania

Monotonia Ciepło Bodźce wstępujące z rdzenia kręgowego Impulsy aktywujące rdzeń kręgowy

Te skłaniają do snu

Ból i inne dolegliwości fizyczne

Te pobudzają nas do czuwania

Lekki sen

Największą częścią całego mózgowia jest położone w przodomózgowiu kresomózgowie. Mózg człowieka, będący na znacznie wyższym poziomie rozwoju ewolucyjnego niż mózg zwierząt, jest narządem fundamentalnym dla funkcji myślenia, pamięci, świadomości i wyższych procesów umysłowych. Pozostałe części mózgowia nadsyłają tu wszelkie informacje w celu podjęcia decyzji. Kresomózgowie jest podzielone na dwie równe części, tzw. półkule mózgowe. Łączą się z sobą za pomocą grubego pęczka włókien nerwowych, zwanego ciałem modzelowatym lub spoidłem wielkim mózgu. Chociaż każda półkula jest lustrzanym odbiciem drugiej, posiadają one całkowicie odmienne funkcje, a porozumiewają się między sobą głównie za pośrednictwem ciała modzelowatego. W środku półkul mózgowych mieszczą się skupienia istoty szarej (komórek nerwowych) noszące miano jąder podstawy mózgu. Stanowią one złożony system koordynacji czynności mięśni, który pozwala ciału wykonywać pewne typy ruchów w sposób swobodny i automatyczny. Zjawisko to zaobserwować można np. podczas kołysania ramion w trakcie marszu, w mimice twarzy i ułożeniu kończyn przed wstawaniem lub chodzeniem. Podwzgórze leży u podstawy mózgu, pod obiema półkulami mózgowymi. Znajduje się bezpośrednio pod innym ważnym narządem przodomózgowia, a mianowicie wzgórzem, będącym stacją przekaźnikową między rdzeniem kręgowym a półkulami mózgowymi. Podwzgórze jest w rzeczywistości skupieniem wyspecjalizowanych ośrodków nerwowych, połączonych z innymi ważnymi obszarami mózgu, a także z przysadką mózgową. W tym rejonie mózgu odbywa się regulacja tak ważnych czynności, jak jedzenie, sen i utrzymanie ciepłoty ciała. Podwzgórze jest również ściśle powiązane z układem dokrewnym, czyli układem wydzielania wewnętrznego (patrz Rozdział 5). Podwzgórze jest wyposażone w drogi nerwowe łączące się z układem limbicznym (rąbkowym), ściśle powiązanym z ośrodkami węchowymi mózgowia. Ta część mózgu komunikuje się również

Pień mózgu

Alkohol i leki nasenne

Senność

Mózg i podwzgórze

Głęboki sen

Oczy zamknięte Czuwanie

Ośrodek snu i czuwania jest położony w pniu mózgowym. Stymulowany przez informacje m.in. o wrażeniach zmysłowych, przekazuje je dalej do kory mózgowej, która decyduje o zapadaniu w sen lub pozostawaniu w stanie czuwania. Ośrodek snu reaguje również na impulsy odkorowe, w efekcie czego, gdy nachodzą nas niepokojące myśli, przewracamy się z boku na bok, nie mogąc zasnąć. Podobnie spokój, ciepło, niektóre środki farmakologiczne, nawet monotonia, sprawiają, że ogarnia nas senność. Fale mózgowe zmieniają się w zależności od stanu pobudzenia: senności, snu lub czuwania.

UKŁAD NERWOWY/49 Powstawanie dreszczy

z obszarami zawiadującymi pozostałymi zmysłami, zachowaniem oraz organizacją pamięci.

Ośrodek termoregulacyjny podwzgorza

Kierunek mięśnie i skóra

Wzrost aktywności tarczycy i przyspieszeni^ metabolizmu

Kora mózgowa Kora mózgowa jest grubą na trzy milimetry, pofałdowaną warstwą istoty szarej, otulającej kresomózgowie od zewnątrz. U ludzi osiągnęła takie rozmiary, że musiała się wielokrotnie zawinąć, by zmieścić się w puszce czaszki. Rozprostowana miałaby powierzchnię około trzydziestokrotnie większą niż w formie złożonej. Pomiędzy fałdami kory istnieją liczne głębokie bruzdy dzielące każdą z półkul na pięć obszarów zwanych płatami. Każdy płat spełnia co najmniej jedno konkretne zadanie. Płaty skroniowe są związane ze słuchem oraz węchem, płaty ciemieniowe z dotykiem i smakiem, płaty potyliczne ze wzrokiem, płaty czołowe zaś z ruchem, mową i złożonymi operacjami myślowymi. Głęboko, w szczelinie bocznej mózgu leży ukryty piąty płat zwany wyspą. W każdym płacie znajduje się specjalny wycinek przeznaczony do odbierania bodźców czuciowych z jednego obszaru ciała. Przykładowo w płacie ciemieniowym istnieje maleńki kawałeczek przeznaczony wyłącznie do odbioru impulsów dotykowych nadsyłanych z kolana i większy kawałek zarezerwowany dla kciuka. Wyjaśnia to, dlaczego niektóre części ciała, jak np. kciuk, są bardziej wrażliwe od innych, np. kolan. Tę samą zasadę stosuje się do innych ośrodków zmysłowych kory, a także ośrodków ruchowych. Zatem to właśnie w korze mózgowej informacje nadsyłane ze wszystkich pięciu zmysłów - wzroku, słuchu, powonienia, dotyku i smaku - ulegają analizie i przetworzeniu, tak by inne części ciała mogły w razie potrzeby odpowiednio na nie zareagować. Ponadto korowe ośrodki przedruchowe i ruchowe współpracują z innymi obszarami układu nerwowego ośrodkowego i obwodowego w celu koordynacji ruchów, niezbędnej dla wykonywania wszelkich świadomych czynności.

Mięśnie zaczynają się na przemian szybko kurczyć rozkurczać

epfzywtosowe I kurcią siej powodując j ,jeżfniejsięwłosów J Obniża produkcja potu

Bodźce hormonalne

Proces powstawania dreszczy. Zjawiskiem dreszczy kierują cztery mechanizmy. Podwzgórze odbiera sygnały o obniżeniu temperatury i wysyła impuls do tarczycy, nakazując jej przyspieszenie metabolizmu. Mięśnie całego ciała zaczynają na przemian kurczyć się i rozkurczać, wytwarzając w ten sposób ciepło. Wówczas nerwy przekazują do skóry bodźce powodujące zwężanie się porów, zapobiegając tym samym uchodzeniu ciepła z ciała.

Oko W celu wyjaśnienia mechanizmu działania oka często porównuje sieje do aparatu fotograficznego najwyższej klasy. Aby jednak w pełni pojąć, jak to się dzieje, że świat zewnętrzny jest widoczny wewnątrz •niewielkiej komory w środku gałki ocznej, należy zacząć od podstaw. Najlepiej przyjąć, że światło to pewnego rodzaju nośnik informacji. Bez względu na źródło rozchodzi się we wszystkich kierunkach i odbija od przedmiotów, pozwalając w ten sposób je zobaczyć. Należy tutaj również wspomnieć, że chociaż zazwyczaj światło porusza się po prostej drodze, może ulegać załamaniu przechodząc przez niektóre substancje, np. odpowiednio ukształtowane soczewki aparatu lub soczewki tkankowe w oku ludzkim. Co więcej, stopień załamania można precyzyjnie regulować poprzez zmiany krzywizn soczewki. Promienie światła mogą zostać załamane do środka, czyli skupione, przez co otrzymamy pomniejszone, lecz wierne obrazy przedmiotów. Rogówka Kiedy promień światła wpada do oka, pierwszą przeszkodą, na jaką napotyka, jest okrągłe, przezroczyste „okno" - zwane rogówką - jedna z dwóch soczewek ocznych. Rogówka jest silną soczewką o stałej ogniskowej. Moc optyczna rogówki stanowi około dwóch trzecich całkowitej mocy optycznej oka, choć ma zaledwie pół milimetra grubości w części środkowej i milimetr w miejscach zejścia się z białkiem oka zwanym twardówką. Rogówka składa się z pięciu warstw. Zewnętrzną warstwę o grubości pięciu komórek stanowi nabłonek przedni, który odpowiada powłoce skórnej. Pod nim leży elastyczna, włóknista warstwa Bowmana, następnie twarda (najgrubsza) warstwa zrębowa zbudowana z kolagenu. Zręby zapobiegają infekcjom rogówki, gdyż są siedliskiem różnych typów antygenów zwalczających zakażenia; podejrzewa się również, że zrąb pomaga pokonywać zapalenia rogówki. Następną po zrębie warstwą jest śródbłonek o grubości zaledwie jednej komórki. Ta cienka powłoka dba o to, by rogówka była stale przezroczysta, i zapewnia zrównoważony poziom wody napływającej od oka do rogówki. Jej komórki nie mają zdolności regeneracyjnych, dlatego uszkodzenia lub choroby śródbłonka grożą trwałym kalectwem oka. Ostatnia, sprężysta warstwa nosi nazwę blaszki granicznej tylnej lub błony Descemeta. Nabłonek jest pokryty warstwą cieczy łzowej. Bez łez rogówka byłaby pozbawiona ochrony przed drobnoustrojami bakteryjnymi, zanieczyszczeniami i ku-

Komora przednia

Tęczówka Soczewka

Obwódka rzęskowa Mięsień rzęskowy

\

rzem. Ciecz łzowa stanowi również warstwę optyczną - w wypadku jej braku nabłonek traci przezroczystość i matowieje. Po przejściu przez rogówkę promień światła wpada do jedej z dwóch komór wewnętrznych oka, określanej w terminologii medycznej komorą przednią. Wypełniona jest ona wodnistą cieczą, będącą w ciągłym obiegu. Błona naczyniowa Błona naczyniowa to nazwa używana na określenie obszaru obejmującego trzy oddzielne struktury położone w centrum gałki ocznej: naczyniówkę, ciało rzęskowe i tęczówkę, które łącznie bywają nazywane warstwą naczyniową.

Naczyniówka to cienka błona wyściełająca przestrzeń pomiędzy zewnętrzną, ochronną twardówką a siatkówką. Jest wypełniona naczyniami krwionośnymi i tworzy drobną siatkę, obejmującą swym zasięgiem niemal całą gałkę oczną. W jej skład wchodzą tkanki pomocnicze zawierające zmienną ilość barwnika; zapobiega to wielokrotnym odbiciom światła w tylnej części oka, zakłócającym nasze postrzeganie. Ciało rzęskowe to pierścieniowate zgrubienie powstałe z fragmentu błony naczyniowej. Zadaniem tego narządu jest akomodacja soczewki (poprzez ruchy mięśnia rzęskowego), pozwalająca uzyskać ostry obraz przedmiotów, oraz produkcja cieczy wodnistej - płynu krążącego w komo-

UKŁAD NERWOWY / 51 naszej woli. W świetle przyćmionym źrenica rozszerza się. Stan podniecenia, strachu oraz przyjmowanie niektórych farmaceutyków również powodują zmianę średnicy źrenicy. Tuż za tęczówką położona jest miękka, elastyczna, przezroczysta soczewka. Jest to stosunkowo mało istotny narząd, gdyż większość promieni ulega skupieniu już wcześniej - na rogówce.

Budowa oka

Ciało szkliste i siatkówka

- Naczynia krwionośne siatkówki

Komora wewnętrzna

Nerw wzrokowy

Dołek środkowy

Żyta środkowa siatkówki Tętnica środkowa siatkówki

Tarcza nerwu wzrokowego

Za soczewką znajduje się główna, wewnętrzna komora oka. Wypełniona jest substancją - zwaną ciałem szklistym - mającą galaretowatą konsystencję, która sprawia, że pod palcami oko zdaje się być twarde i gumowate. Przez środek oka przebiega kanał ciała szklistego - pozostałość przewodu, którym prowadziła tętnica w czasie rozwoju płodowego. Wewnętrzna krzywizna gałki w części ciągnącej się ku tyłowi jest wyścielona światłoczułą powłoką zwaną siatkówką. W istocie tworzą ją dwa typy komórek światłoczułych, ze względu na swój kształt noszące nazwę pręcików i czopków. Pręciki są wrażliwe na światło o niskiej intensywności i nie posiadają zdolności interpretacji barw, które są odczytywane tylko przez czopki. Te ostatnie są również odpowiedzialne za czytelność obrazu. Ich największa koncentracja występuje w tylnej części oka zwanej doł-

U góry: Przekrój pionowy przez gałkę oczną człowieka z ukazaniem nerwu wzrokowego. Powyżej: Powiększona fotografia tarczy nerwu wzrokowego - miejsca wychodzenia z siatkówki nerwu wzrokowego.

Ukrwienie błony naczyniowej

• Naczyniówka

Tęczówka

ri

- Siatkówka

Po prawej: Przekrój przez gałkę oczną (przy ..odwiniętej" do tyłu twardówce) ukazuje naczynia krwionośne naczyniówki.

rach oka pomiędzy soczewką a wewnętrzną powierzchnią rogówki. Do ciała rzęskowego przyczepiony jest trzeci wyspecjalizowany narząd - tęczówka, tworząca ścianę przednią komory tylnej. Jest to część oka, której zabarwienie stanowi o kolorze oczu. Funkcjonuje na zasadzie przysłony w aparacie fotograficznym: jej włókna mięśniowe rozszerzają lub zwężają źrenicę, decydując o ilości i intensywności światła docierającego do siatkówki. Jeśli na siatkówkę padnie zbyt silne światło, źrenica zwęża się niezależnie od

Rogówka

Źrenica

Nerw wzrokowy

Twardówka Siatka tętnic i żył naczyniówki

52 / UKŁAD NERWOWY O s t r o ś ć widzenia Mechanizm widzenia

Soczewka Rogówkd

Mięsień rzęskowy Obwódka rzęskowa

Obraz na siatkówce

Obraz na siatkówce oka lewego

Obraz na siatkówce oka prawego

Powyżej: Promienie światła odbite od przedmiotu umieszczonego blisko oka rozchodzą się pod dużym kątem, więc powierzchnia soczewki wysklepia się (u góry), by łatwiej było je skupić. Promienie biegnące od dalszego przedmiotu są prawie równoległe i ich skupienie wymaga mniejszej pracy soczewki (powyżej). kiem środkowym, który leży w obrębie tzw. plamki. Jest to też miejsce ogniskowania przez soczewkę najostrzejszych obrazów, a zatem obszar najlepszego widzenia. W partiach otaczających dołek środkowy siatkówka również odbiera ostre obrazy, jednak im bliżej jej krańców, tym bardziej mamy do czynienia z tzw. widzeniem obwodowym, polegającym na tym, że przedmioty znajdujące się na obrzeżach postrzegamy połowicznie. Widzenie środkowe i obwodowe łącznie dają kompletny obraz świata zewnętrznego. Nerw wzrokowy Każda światłoczuła komórka w siatkówce jest połączona za pomocą nerwu z mózgiem, gdzie informacje o wzorach, kolorach i kształtach są przetwarzane. Wszystkie włókna nerwowe zbiegają się w tyle oka i tworzą jeden główny „kabel", czyli Po prawej: Pola widzenia oka lewego i prawego nieznacznie się różnią. Każde z nich jest podzielone na połowę prawą i lewą. Kiedy promienie światła padają na siatkówki oczu, połowy zamieniają się stronami, a obraz zostaje odwrócony. Następnie wędrują wzdłuż nerwu wzrokowego do skrzyżowania nerwów wzrokowych. Wszystkie informacje pochodzące z bocznej połowy pola widzenia każdego oka są przekazywane wzdłuż dróg wzrokowych poprzez ciało kolankowate boczne i promienistość wzrokową do okolicy wzrokowej kory mózgowej po tej samej stronie. Później obrazy nakładają się na siebie i zostają zinterpretowane przez mózg.

Ski/v/ov\..irnr nerwów wzrokowych

— — Ciało kolankowarai.boczr1

mózgowej

UKŁAD NERWOWY/53 Ruchy gałki ocznej

Po prawej: Gałkę oczną porusza sześć głównych mięśni. Mięsień (a) obraca ją od nosa w kierunku do boku; (b) w kierunku do nosa; (c) obraca ją w górę, a (d) w dół; (e) porusza oko w dół i na zewnątrz, a (f) w górę i na zewnątrz. nerw wzrokowy. Biegnie on od gałki oczon od gałki ocznej poprzez tunel kostny w czaszce i wyłania się wewnątrz czaszki tuż pod mózgowiem, w okolicach przysadki mózgowej. Tu dołącza do niego drugi nerw wzrokowy. Nerwy z obu stron krzyżują się następnie z sobą, przez co część informacji z lewego oka przechodzi do prawej połowy mózgu i odwrotnie. Nerwy od skroniowej strony siatkówki nie krzyżują się i pozostają po tej samej stronie mózgu, podczas gdy włókna od tej strony oka, która ,,widzi" najwięcej, biegną do przeciwnych stron mózgu. Nerw wzrokowy to nic innego jak wiązka włókien nerwowych przenoszących niewielkie impulsy elektryczne po cieniutkich kablach, izolowanych osłonką mielinową. W środku głównego kabla biegnie grubsza tętnica, ciągnąca się przez całą jego długość. Nosi nazwę tętnicy środkowej siatkówki. Dochodzi do tylnej strony oka, po czym rozgałęzia się, pokrywając całą powierzchnię siatkówki coraz drobniejszymi naczyniami. Odpowiadająca jej żyła środkowa siatkówki wstępuje do nerwu wzrokowego i dołącza do tętnicy, zebrawszy uprzednio krew z siatkówki. Nerwy opuszczające siatkówkę należą do typu czuciowych. W przeciwieństwie do ruchowch, nerwy wzrokowe po drodze do mózgu tworzą więcej niż jedno przełączenie. Pierwsze z nich leży zaraz za miejscem wymiany informacji, zwanym skrzyżowaniem nerwów wzrokowych i ulokowanym w pobliżu przysadki mózgowej. Tuż za punktem skrzyżowania znajduje się pierwsze przełączenie, rodzaj „stacji komórkowej", zwane ciałem kolankowym bocznym. Impulsy z prawej i lewej strony są stąd częściowo ponownie przekazywane z jednej strony na drugą.

Krótkowzroczność

J

%\ •-V

Funkcja tego przełączenia wiąże się z reakcjami odruchowymi źrenicy. Od ciała kolankowego bocznego włókna nerwowe rozchodzą się wachlarzowato po obu stronach i wokół płata skroniowego, tworząc promienistość wzrokową. Potem lekko zakręcają i spotykają się, by przejść przez punkt głównej wymiany - torebkę wewnętrzną, gdzie dochodzi do koncentracji wszelkich informacji czuciowych i ruchowych, dotyczących wszystkich części ciała. Stamtąd nerwy zdążają ku tylnej stronie mózgowia do okolicy wzrokowej kory mózgowej.

Poniżej: Najczęściej spotykaną przyczyną krótkowzroczności (1) jest wydłużenie gałki ocznej w poziomie, w wyniku czego promienie światła po załamaniu rzucają obraz przed siatkówką. Wadę koryguje się soczewką wklęsłą. W przypadku nadwzroczności (zwanej potocznie dalekowzrocznością) gałka oczna jest zbyt „krótka", tak że obraz powstaje poza nią. Soczewka wypukła pozwala ogniskować promienie na siatkówce. (Obraz odwrócony powstały na siatkówce zostaje zinterpretowany przez mózg jako prosty.)

Nadwzroczność

Ucho Ucho nie tylko służy nam jako narząd zmysłu słuchu, ale również jako narząd równowagi. Jest to organ niezwykle złożony, dzielący się na trzy zasadnicze części: ucho zewnętrzne, zbierające dźwięki jak antena radaru; ucho środkowe z przypominającymi mechanizm dźwigniowy kosteczkami słuchowymi, które wzmacniają odbierane dźwięki; ucho wewnętrzne, przetwarzające drgania akustyczne w impulsy elektryczne oraz ustalające aktualną pozycję głowy. Otrzymane bodźce są przekazywane do mózgu za pośrednictwem pary biegnących równolegle nerwów: przedsionkowego i ślimakowego - pierwszy z nich jest odpowiedzialny za zmysł równowagi, drugi zaś za dźwięki. Funkcja ucha zewnętrznego i środkowego ma związek głównie ze słuchem, natomiast elementy struktury ucha wewnętrznego interpretujące pozycję głowy i odczytujące dźwięki są od siebie odseparowane, mimo że znajdują się razem w jednym narządzie.

Słuch

To, co słyszymy, to fale akustyczne wytwarzane przez drgania cząsteczek powietrza. Wielkość i natężenie fal decyduje o głośności dźwięków, mierzonej w decybelach (dB). Ilość drgań lub cykli przypadających na sekundę to częstotliwość dźwięku: im więcej wibracji, tym wyższy dźwięk. Częstotliwość wyraża się w cyklach na sekundę lub hercach (Hz). Zakres dźwięków słyszanych przez osoby młode zamyka się w przedziale od 20 do 20000 Hz, chociaż ucho najbardziej jest wyczulone na dźwięki mieszczące się w środkowej części przedziału, tj. od 500 do 4 000 Hz. Zdolność słyszenia wysokich dźwięków słabnie z wiekiem lub w następstwie długiego przebywania w ponadnormatywnym hałasie. W celu pomiaru utraty słuchu zostały opracowane międzynarodowe normy poziomu słuchu. Indywidualny poziom słuchu to wyrażona w decybelach różnica między najsłabszym słyszanym pojedynczym dźwiękiem a tonem standardowym wytwarzanym w specjalnym urządzeniu zwanym audiometrem.

Ucho spełnia rolę odbiornika (ucho zewnętrzne), wzmacniacza (ucho środkowe) oraz przekaźnika (ucho wewnętrzne). Odbiornik stanowi mięsista część ucha małżowina. W jej środku znajduje się przewód słuchowy zewnętrzny prowadzący do błony bębenkowej. Ze ścian przewodu wydzielana jest woskowina - substancja mająca za zadanie zapobiegać wysuszeniu i łuszczeniu się skóry. Wzmacniacz tworzy system dźwigienek z trzech kosteczek słuchowych. W ich skład wchodzą: młoteczek, przyczepiony do błony bębenkowej, strzemiączko, połączone z uchem wewnętrznym, oraz kowadełko, niewielka kosteczka służąca jako łącznik pomiędzy pozostałymi dwoma. Cały mechanizm wzmacnia drgania błony bębenkowej dwudziestokrotnie. Od jamy bębenkowej do jamy gardła prowadzi trąbka słuchowa, zwana trąbką W odpowiedzi na drgania śródchtonki i blaszki podstawnej włosowate receptory wysyłają informacje do mózgu za pośrednictwem pobliskiego nerwu.

Budowa ucha Ucho zewnętrzne _L

Ucho środkowe

Ucho wewnętrzne

X

Okienko ślimaka

Trąbka słuchowa (Eustachiusza)

Ucho zewnętrzne odbiera dźwięki, ucho środkowe je wzmacnia, zaś ucho wewnętrzne przesyła impulsy do mózgu.

\

Narząd ślimakowy (Cortiego) z zakończeniami nerwów słuchowych

UKŁAD NERWOWY / 55 Ułożenie i budowa wyrostków sutkowatych

Po lewej: Wyrostki sutkowate to twory kostne lezące za uchem. Połączone są z uchem środkowym i przypuszcza się, że pomagają utrzymać głowę w pozycji równowagi na szyi. Eustachiusza, której wylot znajduje się za nozdrzami tylnymi i która ma za zadanie wyrównanie ciśnienia powietrza po obu stronach błony bębenkowej. Jej działanie możemy zaobserwować, np. zjeżdżając gwałtownie windą: przytkanie uszu jest spowodowane niewielkimi ruchami błony bębenkowej, wywołanymi zmianami ciśnienia w uchu środkowym. Część przekaźnikowa ucha jest bardziej skomplikowana. Narząd słuchu i równowagi tworzą wspólną jamę wypełnioną płynem, przekazującym od ucha środkowego do receptora słuchu zmiany ciśnienia wywieranego przez fale dźwiękowe. Część słuchowa jest ulokowana w jednym końcu jamy i tworzy zwinięty twór przypominający wyglądem muszlę ślimaka. Na całej długości ślimaka ciągnie się cienka błona - blaszka podstawna, doprowadzająca tysiące maleńkich włókienek nerwowych do nerwu ślimakowego.

Młoteczek ucha środkowego

Komórki sutkowe (powietrzne)

Błona bębenkowa Gardło

Trąbka Eustachiusza

Fale dźwiękowe dochodzące przez przewód słuchowy zewnętrzny wprawiają błonę bębenkową w drgania. Wibracje te są przenoszone przez kosteczki słuchowe, które wzmacniają ciśnienie fal akustycznych i przekazują drgania okienku owalnemu przesłaniającemu wejście do ucha wewnętrznego. Równoczesne, pulsujące ruchy błony zamykającej okienko okrągłe wyrównują ciśnienie wewnątrz ucha wewnętrznego. Fale powstałe w płynie (przychłonce) przenoszą się na schody przedsionka i dalej na schody bębenka, wprawiając w wibracje rozdzielającą je blaszkę podstawna. Błona ta jest wyposażona we włosowate komórki rzęsate (słuchowe), stanowiące zasadniczą część narządu ślimakowego (Cortiego); wzbudzają one impulsy nerwowe, zmierzające nerwem ślimakowym do mózgu.

Kosteczki słuchowe

Młoteczek

Słyszenie dźwięków

Strzemiaczko

Ślimak

Kowadełko

Fale akustyczne Schody bębenka Błona bębenkowa

Okienko ślimaka

_

Schody przedsionka

Włoski komórek receptorowych

56/UKŁAD NERWOWY Utrzymanie równowagi ciata

Podczas ruchów ciała płyn śródchłonkowy wypełniający kanały półkoliste powoduje uginanie się włosków komórek nerwowych w masie galaretowatej. Włoski te łączą się z nerwem przedsionkowym, który ostrzega mózg o konieczności przywrócenia ciału równowagi.

Przewody półkoliste

Płyn

srodchlfllowy

Ucho wewnętrzne

Trąbka słuchowa (Eustachiusza)

Zmiany wysokości lub głośności dźwięków są wychwytywane przez drobne komórki rzęskowe rozmieszczone na blaszce podstawnej dzięki temu, że ciśnienie fal akustycznych jest przekazywane przez śródchłonkę przepływającą tam i z powrotem przez ślimak. Impulsy płynące nerwem ślimakowym dochodzą do wyspecjalizowanego obszaru kory mózgowej zwanego ośrodkiem słuchowym. Sposób, w jaki fale akustyczne są kodowane jako impulsy elektryczne, a następnie dekodowane, nie jest w pełni wyjaśniony. Obecnie obowiązująca teoria głosi, że komórki narządu Cortiego dokonują pomiaru ciśnienia fal w śródchłonce i zamieniają je w bodźce elektryczne. Nie można też mieć pewności co do tego, jak ucho rozróżnia wysokość dźwięków od ich głośności. Zmysł równowagi Ucho, jako narząd równowagi, jest odpowiedzialne za nieustanną kontrolę pozycji i ruchów głowy. Prawidłowa kontrola dokładnego położenia głowy gwarantuje utrzymanie ciała człowieka w stanie równowagi. Delikatne narządy równowagi, dobrze chronione przez kości czaszki, leżą w najgłębszej części ucha, adekwatnie nazwanej uchem wewnętrznym. Znajduje się tam labirynt rurek wypełnionych płynem, każda na innym poziomie i w in-

nej płaszczyźnie. Spośród wszystkich struktur trzy są związane ze zmysłem równowagi: łagiewka, woreczek i przewody półkoliste. Łagiewka i woreczek służą jako detektor położenia głowy. Powierzchnie obu tych jam są wyścielone warstwą komórek, pokrytych galaretowatą substancją, noszącą miano błony kamyczkowej ze względu na osadzone w niej drobne kamyczki błędnikowe - skupienia kryształów związków wapnia. Gdy ciało znajduje się w pozycji pionowej, pod wpływem przyciągania ziemskiego kamyczki naciskają na włoski komórek nerwowych w substancji galaretowatej. Włoski wysyłają wówczas do mózgu impulsy nerwowe z wiadomością „pozycja pionowa". Kiedy pochylimy głowę w przód, w tył lub w bok, kamyczki napierają na włoski, zginając je w innym kierunku. W tym momencie zostaje wysłana inna informacja do mózgu, który, w miarę konieczności, może wysłać rozkaz mięśniom, by odpowiednio dopasowały pozycję całego ciała. Łagiewka pracuje również wtedy, gdy ciało porusza się do przodu lub do tyłu. Jeśli np. dziecko zaczyna biec, siła bezwładności odrzuca kamyczki w tył, jak gdyby przy upadku do przodu. Z chwilą, gdy taka informacja dotrze do mózgu, wysyła on sygnał do mięśni, nakazu-

jąc im pochylenie ciała w przód i powrót do stanu równowagi. Cała operacja przebiega odwrotnie w przypadku, gdy np. dziecko zachwieje się do tyłu na krześle. Rozpoczynanie i kończenie ruchu Od łagiewki odchodzą trzy przewody półkoliste wypełnione cieczą. U podstawy każdego z nich znajduje się owalna galaretowata bańka. W bańkach są ukryte zakończenia włosków zmysłowych, które uginają się w rezultacie poruszenia głową i ruchów płynu w przewodach. Przewody półkoliste odbierają informacje o tym, kiedy głowa rozpoczyna i zaprzestaje wykonywania ruchów, co ma szczególne znaczenie w przypadku drobnych, szybkich ruchów. Kiedy głowa zaczyna się poruszać w jedną stronę, płyn w przewodach pozostaje z reguły nieruchomy, napierając jedynie na włoski zmysłowe, które wysyłają do mózgu sygnał do rozpoczęcia działań. Kiedy jednak głowa przestaje się ruszać, zwłaszcza gdy zatrzymuje się po kilkakrotnych obrotach, płyn faluje wewnątrz przewodów półkolistych jeszcze przez niemal minutę lub dłużej, wywołując zawroty głowy. Ośrodek kontroli Obszarem mózgowia w największym stopniu odpowiedzialnym za czynności mięśni zmierzające do utrzymania równowagi ciała jest móżdżek. Niepoślednią rolę odgrywają tu również oczy, gdyż dostarczają istotnych informacji o fizycznej relacji pomiędzy ciałem a otoczeniem. Kiedy głowa zaczyna poruszać się np. w lewo, ruch płynu w przewodach półkolistych powoduje skierowanie wzroku w prawo. Mechanizm równowagi sprawia, że oczy następnie wracają w lewą stronę, by zająć pozycję stosowną do pozycji głowy. Taki ruch oczu tłumaczy częściowo, dlaczego wielu ludzi ma mdłości przy próbach czytania podczas podróży środkami lokomocji, np. autobusem lub samochodem. Czytanie przeciwstawia się owym naturalnym ruchom oczu, co prowokuje napady nudności i wymioty, określane jako choroba lokomocyjna. Uczenie się równowagi Jest to długi proces, zabierający prawie dwa pierwsze lata życia i jeszcze kolejny rok potrzebny do dokładnego opanowania sztuki stania na jednej nodze. Zanim osiągniemy doskonałą równowagę, zarówno mózg, jak i mięśnie muszą być tak rozwinięte, by zapewnić właściwą siłę i koordynację ruchów.

LJ

UKŁAD NERWOWY / 57

Receptory węchowe i smakowe 'owonienie jest chyba najstarszym, a zarazem najmniej poznanym z naszych pięciu zmysłów. Podczas ewolucji zachowało bołączenie z tą częścią mózgu, która wyspecjalizowała się jako sortownia naszych Reakcji emocjonalnych, ściśle wiążąca zapachy obiektów z przeżyciami. Zmysł węchu odgrywa również kluczor ą rolę w odbieraniu podniet płciowych, ociaż w wyniku ewolucji człowieka ta je;o rola została znacznie osłabiona. Obecie powonienie spełnia funkcję systemu osItrzegawczego i ośrodka informacji: ostrzega nas o niebezpieczeństwie i gromadzi :enne wiadomości o otaczającym świecie. Nie zawsze jesteśmy świadomi bliskich iwiązków powonienia ze zmysłem smam. Dopiero przy przeziębieniach odkrywamy, że nie tylko przestajemy wyczuwać tapachy, ale również zanika zdolność odbierania wrażeń smakowych. 'owonienie 'odobnie jak w przypadku wielu innych larządów, aparat węchowy jest parzysty, >rzy czym jeden jego obwód działa niezaeżnie od drugiego. Komórki odbierające podniety zapa;howe są umieszczone na sklepieniu jamy losowej, tuż pod płatami czołowymi móz;owia. Obszar ten, zwany okolicą węchovą, jest gęsto zapełniony milionami maleńtich komórek węchowych. Każda z nich wsiada około tuzina włosków wnikająsych w warstwę błony śluzowej. Błona ślu:owa dba, by były stale wilgotne, i działa ako pułapka na substancje zapachowe. Rzęski zwiększają efektywną powierzchlię komórki węchowej, a co za tym idzie również naszą wrażliwość na zapachy. Nie wiadomo dokładnie, jak to się izieje, że śladowe ilości substancji chemiczrych wywołujące wrażenie zapachu pomdzają do czynności komórki węchowe. Jważa się jednak, iż cząsteczki tych subitancji rozpuszczają się w śluzie błony, wzyklejają do włosków węchowych, a naitępnie powodują, że komórki wytwarzaą impulsy elektryczne. i Włókna nerwu węchowego biegną jako pici węchowe i przenoszą impulsy poprzez otworki w kości sitowej do dwóch ppuszek węchowych w mózgowiu, gdzie sgromadzone informacje są przetwarzane przesyłane do kory mózgowej przez skomplikowany system drogi węchowej. N korze impulsy zostają odczytane i fakt stnienia zapachu dociera do naszej świalomości. Dokładny mechanizm molekularny rząIZTY powonieniem jest właściwie nieznaly. Podobnie jak zagadką pozostaje to, y jaki sposób komórki receptorowe potraią wychwycić tysiące różnych woni i wyzuć minimalne różnice pomiędzy nimi. o to jest zapach Vby posiadać zapach, substancje muszą vydzielać cząsteczki związków chemicz-

nych, z których się składają. Generalnie rzecz biorąc, są to substancje złożone. Proste substancje chemiczne - np. sól są bezwonne lub mają słaby zapach. Dopiero gdy cząsteczki substancji unoszą się w powietrzu w formie lotnej, można je wciągnąć w głąb nozdrzy, by osiadły w śluzie otaczającym rzęski. Znalazłszy się tam, cząsteczki muszą się rozpuścić, by aparat węchowy mógł stwierdzić ich obecność. Związki chemiczne łatwo ulatniające się - np. benzyna - są postrzegane zazwyczaj jako silnie wonne, ponieważ do komórek węchowych docierają w dużych stężeniach. Silniej pachną również ciała mokre. W miarę parowania woda unosi wraz

Substancje lotne rozpuszczają się w śluzie otaczającym włoski komórek węchowych. Dochodzi wówczas do reakcji chemicznej pobudzającej komórki węchowe do generowania impulsów elektrycznych. Bodźce przechodzą włóknami nerwowymi przez kość sitową do opuszki węchowej. Tu następuje przetwarzanie informacji, która następnie jest przekazywana po złożonych obwodach drogi węchowej do kory mózgowej. W tym momencie zapach dochodzi do naszej świadomości.

Powonienie

Substancja lotna (zapach) Błona stttzowa pokrywająca całą jam notową

Okolica węchowa

Opuszka węchowa

3kolica węchowa kory mózgowej

Nerw węchowy Pasmo węchowe

Komórki węchowe (receptory zmysłowe)

Komórki nabłonkowe Włoski węchowe

58 / UKŁAD NERWOWY z sobą ich cząsteczki. Perfumy są celowo robione jako związki złożone, aby ułatwić ulatnianie. Zapach, emocje i pamięć Część mózgu analizująca bodźce nadsyłane z komórek odbiorczych w nosie jest ściśle powiązana z układem rąbkowym (limbicznym), czyli tym obszarem mózgowia, którego domeną są emocje, nastroje i pamięć. Związek między tymi organami wyjaśnia, dlaczego zapachom nadaje się często znaczenie emocjonalne. Zapach wiosennego deszczu wprawia ludzi w dobry nastrój i wzbudza w nich energię; może również przywoływać przyjemne wspomnienia. Woń świeżo upieczonego ciasta może wywoływać nagłe uczucie głodu, natomiast perfum - wprawiać w stan oczekiwania na doznania seksualne. Odwrotnie z zapachami nieprzyjemnymi, np. zgniłych jaj, które działają odpychająco, a nawet wywołują mdłości. Są jednak wyjątki. Szczególnie ostre zapachy wielu gatunków serów pleśniowych wabią ich zagorzałych wielbicieli: im bardziej ser czuć, tym większą stanowi atrakcję. Niektóre zapachy powodują natłok wspomnień dawno zapomnianych okoliczności i sytuacji. Dzieje się tak dlatego, iż ludzie przejawiają naturalną skłonność do pamiętania rzeczy, które miały specjalne znaczenie emocjonalne, jako że obszary mózgu odpowiedzialne za przetwarzanie wspomnień i ich przywoływanie są jednocześnie zespolone z układem rąbkowym, który z kolei komunikuje się z węchowymi ośrodkami mózgowymi. Smak Zmysł smaku to najprymitywiejszy ze zmysłów. Jest bardzo ograniczony pod względem zakresu doznań i wszechstronności, a ponadto daje nam mniej informacji na temat otoczenia niż pozostałe zmysły. W istocie wyłączną funkcją tego zmysłu jest selekcja pożywienia i delektowanie się nim, w czym jest dodatkowo wspomagany przez bardziej wrażliwy zmysł powonienia. Powonienie dodaje kolorytu czterem podstawowym smakom rozróżnianym przez nasze kubki smakowe. W efekcie utrata zdolności czucia smaku - bez względu na przyczynę -jest mniej dotkliwa niż utrata węchu. Kubki smakowe Podobnie jak w przypadku powonienia, doznania smakowe są wywoływane przez substancje chemiczne zawarte w pożywieniu i napojach. Ich cząsteczki są wychwytywane w jamie ustnej i zamieniane na impulsy nerwowe przesyłane za pośrednictwem nerwów do mózgu, gdzie zostają zdekodowane. Sercem tego mechanizmu są kubki smakowe. Cała powierzchnia języka jest gęsto usiana drobnymi naroślami zwanymi brodawkami. Wewnątrz nich kryją się kubki smakowe. Człowiek dorosły ma około 9000 kubków, głównie na górnej

powierzchni języka, lecz również na podniebieniu, a nawet w gardle. Każdy kubek jest zbudowany z grupy komórek receptorowych, zaopatrzonych w mnóstwo cienkich, włoskowatych wypustek - włosków smakowych - wystających na powierzchnię języka poprzez otwory smakowe w brodawkach. U podstawy komórka smakowa łączy się z siatką włókien nerwowych. Ze względu na ogromną liczbę wzajemnych połączeń pomiędzy włóknami nerwowymi a komórkami nabłonka siatka jest istną gmatwaniną nerwów. Dwie różne wiązki nerwów tworzące nerw twarzowy i nerw językowo-gardłowy przekazują impulsy do mózgu. Kubki smakowe odbierają jedynie cztery podstawowe smaki: słony, kwaśny, słodki i gorzki. Kubki wyczuwające dany rodzaj smaku mają swoje miejsce: kubki odczuwające smak słodki są ulokowane na szczycie języka, natomiast kubki odbierające smak słony, kwaśny i gorzki położone są kolejno w kierunku nasady języka. Choć dokładnie nie wiadomo, w jaki sposób kubki smakowe reagują na związki chemiczne w pożywieniu i jak inicjują bodźce nerwowe, jedno jest pewne: aby wyczuć te substancje, muszą one być w stanie płynnym. Sucha żywność stanowi nikłą podnietę smakową, a silniejsze doznania wywołuje dopiero po rozpuszczeniu się w ślinie. Dziś powszechne jest przekonanie, że związki chemiczne zawarte w jedzeniu powodują zmiany potencjału elektrycznego na powierzchni komórek receptorowych, co z kolei prowadzi do generowania impulsów elektrycznych w włóknach nerwowych. Analiza smaku Oba nerwy przenoszące bodźce smakowe od języka (nerw twarzowy oraz językowo-gardłowy) kierują się najpierw ku wyspecjalizowanym komórkom w pniu mózgu. Obszar ten stanowi zarazem pierwszy przystanek dla innych doznań nadchodzących z jamy ustnej. Po wstępnym przetworzeniu w ośrodku pnia impulsy smakowe zostają przekazane drugą wiązką włókien nerwowych na przeciwną stronę pnia i wstępują do wzgórza. Tutaj dochodzi do kolejnego „przekazu" polegającego na dalszej analizie bodźców, następnie zaś informacja zostaje podana do tej części kory mózgowej, która bierze udział w świadomym postrzeganiu doznań smakowych. Kora zajmuje się jednocześnie innymi wrażeniami zmysłowymi dochodzącymi z języka - takimi jak faktura czy temperatura. Wrażenia te prawdopodobnie ulegają integracji z podstawowymi doznaniami smakowymi, stając się źródłem niezwykle subtelnych doznań, doświadczanych podczas spożywania posiłków. Rezultaty tej analizy, przeprowadzanej w dolnej partii płata ciemieniowego, są modyfikowane przez bodźce węchowe i analizowane w sąsiednim płacie skronio-

Zmysl smaku Migdalki podniebienny i językowy

Nagłośnia

Kwaśny

— Różne typy brodawek

Słony

Słodki Każda brodawka zawiera sto do dwustu kubków smakowych

Brodawki na jęzku zwiększają powierzchnię kontaktową z pokarmem. Z wyjątkiem brodawek umieszczonych centralnie, zawierają liczne kubki smakowe. Kubki z kolei posiadają receptory smakowe rozmieszczone tak, by różne obszary języka były wrażliwe na poszczególne typy smaków: słodki, słony, kwaśny i gorzki.

wym. Większość niuansów odczuć smakowych jest pochodną wrażeń zapachowych. W porównianiu z innmi doznaniami zmysłowymi (zwłaszcza węchu) nasz zmysł smaku nie jest szczególnie wrażliwy. Obliczono, że aby rozpoznać smak substancji w jamie ustnej, komórki receptorowe potrzebują jej 25 000 razy więcej, niż aby wyczuć jej zapach. Mimo to kombinacja czterech typów kubków smakowych reagujących na podstawowe smaki: słodki, kwaśny, słony i gorzki zapewnia odbieranie szerokiej gamy wrażeń. Analiza w mózgu polega bowiem na określeniu względnej mocy smaków podstawowych. Niektóre z silniejszych smaków, np. ostry smak potraw pikantnych, powstają w wyniku podrażnienia językowych zakończeń nerwów bólowych.

UKŁAD NERWOWY / 59 Przekrój poprzeczny przez język •*-

Brodawki

Rowek okalający brodawkę wypełnia się śliną

Kubek smakowy Kubki smakowe pobudzone przez rozpuszczone cząsteczki pożywienia

Gdybyśmy utracili zmysł powonienia, zniknęłyby również wszelkie doznania smakowe. Ostrygi, podczas spożywania których zapach jest absolutnie niezbędny, by w pełni docenić ich walory, okazałyby się mdłe i praktycznie bez smaku.

Receptory Owinięte wokół podstawy cienkich włosków skórnych leżą wolne zakończenia nerwowe, które reagują na każde pobudzenie włosa. Owe receptory dotykowe pod względem struktury są najmniej skomplikowane ze wszystkich komórek odbiorczych. Jeśli działanie bodźca przedłuża się, przestają wkrótce reagować. Receptory występujące w większych ilościach w partiach skóry bezwłosowej, np. na opuszkach palców lub na wargach, mają postać maleńkich krążków. Osadzenie włókien nerwowych wewnątrz krążków spowalnia reakcję na nacisk i powoduje nieprzerwane wytwarzanie impulsów, gdy nacisk się utrzymuje. Inne, bardziej złożone pod względem budowy receptory, są utworzone z wielu błon okręconych „na cebulkę" wokół zakończeń nerwowych i są wrażliwe na bardziej długotrwały nacisk. Ponadto rodzaj informacji wysyłanej przez nie do układu nerwowego zmienia się na ogół pod wpływem temperatury, w jakiej działają. Tłumaczy to, dlaczego nasz zmysł dotyku zdaje się być nieco przytępiony w niskiej temperaturze. Szlaki nerwowe Niektóre z włókien czucia somatycznego wchodzą do rdzenia kręgowego i nie zatrzymując się, zmierzają wprost do pnia mózgu. Sterują głównie doznaniami wywołanymi bodźcami mechanicznymi, zwłaszszcza posiadającymi konkretny punkt nacisku. Stąd też konieczność wysyłania informacji bezpośrednio do wyższych ośrodków mózgowych, by wrażenia miejscowe zostały oszacowane bez ingerencji analizatorów rdzenia kręgowego. Inne włókna nerwowe - przynoszące informacje o bardziej rozsianych bodźcach dotykowych - wchodzą do istoty szarej rdzenia kręgowego i tam napotykają na siatkę komórek analizujących wstępnie nadesłane informacje. Jest to ten sam obszar, który otrzymuje impulsy od receptorów bólu w skórze i innych organach. Spotkanie się w rdzeniu kręgowym bodźców bólowych i czucia somatycznego pozwala na scalenie tych dwóch doznań. Analiza w rdzeniu kręgowym polega na filtrowaniu wrażeń, które następnie są wysyłane w górę do mózgu. Istota szara rdzenia kręgowego służy tutaj jako układ bramkujący, tłumiący bodźce bólu za pośrednictwem nadciągających do rdzenia niektórych typów impulsów dotykowych, zapobiegając w ten sposób przedostaniu się nadmiernej ilości bodźców bólowych do ośrodków bólu. W ten sposób drogi dotykowe prowadzące do mózgu zostają podzielone na dwa strumienie: jeden, który idzie praktycznie wprost do pnia mózgu, oraz drugi, który zostaje wstępnie przeanalizowany przez komórki rdzenia kręgowego. Dzięki temu człowiek zachowuje zdolność po-

dotykowe strzegania niewielkich nawet różnic między doznaniami dotykowymi. Możemy więc precyzyjnie określić wielkość nacisku i położenie jego przyczyny. Jeżeli jednak bodziec mechaniczny jest zbyt wielki lub zbyt gwałtowny, za sprawą połączenia w rdzeniu kręgowym zostają „włączone" analizatory bólu. Sortownia wrażeń zmysłowych Bez względu na to, czy doznania czuciowe nadchodzą ze skóry drogą bezpośrednią, czy też po analizie wstępnej z rdzenia kręgowego, ostatecznie kończą swą drogę w zbitym skupisku istoty szarej wzgórza, gdzie strzępy informacji z różnego typu receptorów skórnych zostają zebrane i skoordynowane. Pozwala to wyższym ośrodkom kory mózgowej na stworzenie zintegrowanego obrazu doznań czuciowych, których zaczynamy być wówczas

świadomi. Surowe dane ze wzgórza podlegają projekcji na wąski pasek przedniej części płata ciemieniowego. To pierwszorzędowe pole czuciowe kory mózgowej przetwarza informacje, następnie zaś przekazuje je do pól drugoi trzeciorzędowych. W kolejnych polach projekcyjnych powstaje pełny obraz miejsca, rodzaju i znaczenia wrażenia czuciowego, jakim go postrzegamy. Obraz zostaje następnie skorelowany ze wspomnieniami wrażeń z przeszłości, jak również zintegrowany z bodźcami wzrokowymi i słuchowymi. Wrażenia dotykowe - nie mniej istotne - są na tym etapie skoordynowane z czuciem głębokim, czyli postrzeganą pozycją kończyn, stawów oraz palców; jest to niezwykle ważne, ponieważ pozwala nam określić rozmiary i kształty przedmiotów, a także je rozróżniać.

Plat ciemieniowy Kora mózgowa

Receptory dotykowe w skórze przesyłają impulsy do kory mózgowej dwoma drogami w rdzeniu kręgowym: jedna przekazuje wrażenia dotykowe miejscowe, druga przenosi informacje o bardziej rozsianych (rozproszonych) bodźcach dotykowych.

Szlak bezpośredni bodźca precyzyjnego czucia dotyku

Pośrednia droga czucia rozproszonego i bólu

Rdzeń kręgowy

Wlokna czucia ból i dotyku spotykają, się-analiza wrażeń

Ciałko Paciniego (nacisk ciągły)

Wolne zakończenia nerwowe (lekki dotyk i ból)

UKŁAD NERWOWY/61

Mowa Mowa to jedna z najbardziej złożonych i delikatnych operacji dokonywanych przez ciało na nasze polecenie. Całością mowy - mówieniem i rozumieniem - steruje mózg. To w korze mózgowej istnieją tzw. ośrodki mowy, gdzie słowa zostają odszyfrowane, a wychodzące sygnały i instrukcje kierują się do setek mięśni w krtani, gardle i jamie ustnej, które biorą udział w tworzeniu wypowiedzi. Cały układ oddechowy i konstrukcja mięśniowa od podbrzusza aż po nos odgrywają mniejszą lub większą rolę w artykulacji dźwięków mowy. Najważniejszymi organami są krtań, język, wargi oraz podniebienie miękkie.

Położenie i budowa krtani Gardło

Część krtaniowa gardła

Krtań

Krtań człowieka jest skrzynią głosową wyposażoną w struny, które wprawione w drgania wytwarzają głoski. Krtań jest organem niezwykle delikatnym. Pełni również mniej skomplikowaną funkcję - jest zaworem broniącym wstępu do płuc. Podczas jedzenia lub picia krtań szczelnie się zamyka, powodując, że pożywienie i napoje ześlizgują się w głąb przełyku wiodącego wprost do żołądka. Gdy istnieje potrzeba wykonania wdechu lub wydechu, krtań, rzecz jasna, z powrotem się otwiera. Krtań jest umiejscowiona mniej więcej w środkowej części szyi na szczycie tchawicy. Leży do przodu od części krtaniowej gardła. Zbudowana jest z 3 chrząstek nieparzystych i 3 parzystych. W jej górnej części znajduje się nagłośnia - miękka „klapa" opadająca w dół w celu zamknięcia wejścia do krtani - otworu łączącego dolną część jamy gardła z jamą krtani. Czynności nagłośni są automatycznie sterowane przez mózg, czasami jednak zdarza się, że mechanizm zawodzi, a wtedy płyny lub cząsteczki jedzenia wpadają do niewłaściwego kanału. O ile pokarm nie jest na tyle duży, by utkwić w przewodzie poniżej krtani, można go wykrztusić z powrotem. Struny (fałdy) głosowe pełnią funkcję podobną do ustnika w instrumentach dętych, np. klarnetu. Kiedy muzyk wtłoczy powietrze w ustnik, cienkie części drewniane lub plastikowe poczynają wibrować, wytwarzając podstawowy dźwięk, który następnie jest modelowany przez system rurek i otworów w instrumencie. Podobnie dzieje się ze strunami głosowymi - drgają, gdy człowiek wydobywa głos, a powstały dźwięk ulega „obróbce" w gardle, nosie i jamie ustnej. Struny głosowe składają się z dwóch fałdów wyglądem przypominających wargi, które otwierają się i zamykają, przepuszczając przechodzące przez nie powietrze. Jeden koniec przyczepiony jest do ruchomych chrząstkek nalewkowatych, natomiast drugi - trwale przymocowany

Kość gnykowa Kieszonka krtaniowa Chrząstka tarczowata (jabłko Adama)

Krtań

do chrząstki tarczowatej, stanowiącej część grdyki (tzw. jabłko Adama). Chrząstki nalewkowate zmieniają swą pozycję, tak że przestrzeń pomiędzy nimi i strunami (szpara głośni) może przyjmować kształt od rozszerzonej litery V (podczas mówienia po zamkniętą szczelinę w trakcie przełykania). Drgania strun głosowych podczas mówienia powstają w wyniku zwężenia szpary głośni podczas wyrzucania powietrza z płuc przez krtań. Proces ten nosi nazwę fonacji. Głośność dźwięku jest uwarunkowana siłą, z jaką powietrze jest wyrzucane z płuc, a jego wysokość zależy od długości i napięcia strun głosowych. Naturalna barwa i tembr głosu są efektem kształtu i wielkości nosa, gardła oraz jamy ustnej: dlatego mężczyźni, którzy na ogół posiadają pokaźniejsze krtanie, mają niższe głosy niż kobiety, których krtanie są mniejszych rozmiarów. Jama ustna jest ściśle związana z mową, gdyż to ona nadaje formę dźwiękom

Przedni i boczny widok krtani. Wewnątrz krtani schowane są struny głosowe osadzone na specjalnie ukształtowanych tworach chrząstkowych. Powietrze przechodzące podczas wydechu w ich pobliżu wprawia struny w drgania, co prowadzi do powstania dźwięku. Chrząstki mają zdolność napinania lub rozluźniania strun głosowych, regulując w ten sposób wysokość dźwięków.

wydobywającym się z krtani. Artykulacja spółgłosek, np. k lub t, polega na nagłym odcięciu przez język i podniebienie dopływu powietrza z krtani, natomiast samogłoski (np. a lub e) nie wymagają przerwania strumienia powietrza, lecz odpowiedniej pozycji języka i zębów. Poszczególne dźwięki w każdym języku są określone przez minimalnie odmienne ruchy warg, języka i żuchwy. Zdolność

62 / UKŁAD NERWOWY Polecenia wydawane przez okolicę ruchową w korze mózgowej sterują za pomocą impulsów nerwowch wszystkimi skomplikowanymi czynnościami składającymi się na proces mówienia. Dźwięki wytwarzane przez struny głosowe przekształcają się w słowa dzięki pracy warg, języka, podniebienia miękkiego oraz kształtowi ust.

Kora ruchowa wysyła szczegółowe instrukcje do warg, języka, mięśni twarzy i krtani Ośrodek czuciowy mowy interpretuje słowa

Ośrodek ruchowy mowy (formułuje odpowiedź)

Pozycja warg języka i podniebienia podczas wypowiadania dźwięku „ L "

Powstawanie dźwięku niskiego Chrząstka tarczowataa

Struny głosowe

i

w pozycji swobodnej

T~

L

Chrząstki nalewkowate rozsuwają się . i odwodzą struny głosowe

Powstawanie dźwięku wysokiego A

Napięte struny głosowe •

&£»

osób niesłyszących do czytania z ust dowodzi roli, jaką odgrywają usta w procesie mówienia. Artykulacja dźwięków Zamiana prostych dźwięków wytwarzanych w krtani na zrozumiałe słowa odbywa się przy istotnym udziale warg, języka, podniebienia miękkiego i komór rezonansowych. Do tych ostatnich należą: cała jama ustna, nosowa, gardło (odcinek pomiędzy jamą ustną a przełykiem) oraz - w mniejszym stopniu - klatka piersiowa. Kontrolę nad tymi wszystkimi narządami możemy sprawować dzięki setkom niewielkich mięśni, które ściśle z sobą współdziałają z niewiarygodną wręcz szybkością. W dużym uproszczeniu na mowę składają się samogłoski i spółgłoski wszystkie samogłoski należą do głosek dźwięcznych.

Właściwości rezonacyjne różnych komór w jamie ustnej i układzie oddechowym stanowią o indywidualnych cechach naszego głosu. Przykładowo - wokalizacja tzw. głosek nosowych (m, n, c, ą) jest uzależniona od swobodnego rezonansu wjamie nosowej. Na dowód tego spróbujmy powiedzieć coś, zatkawszy nos efekt komiczny, który w ten sposób uzyskamy, udowadnia, że przestrzeń jamy nosowej, jedynie kiedy jest wypełniona powietrzem, gwarantuje naszej mowie poprawną dykcję i zrozumiałość. Ludzie różnią się między sobą kształtem nosa, klatki piersiowej oraz ust, stąd też biorą się różnice w brzmieniu głosów. Podczas mówienia rezonują również kości czaszki - część fal akustycznych, które sami wytwarzamy, jest przenoszona owymi kośćmi, podobnie jak część jest wyłapywana przez uszy. Zjawisko to jest nie bez znaczenia, gdyż pozwala nam

słyszeć to, co sami mówimy, a ponadto tłumaczy, dlaczego nasz głos zarejestrowany na taśmie magnetofonowej zdaje się brzmieć tak obco - nagrane zostają bowiem jedynie dźwięki przenoszone drogą powietrzną. Rola mózgu Mowa i pokrewne jej operacje zazwyczaj są skoncentrowane w jednej półkuli. W przypadku osób praworęcznych jest to na ogół lewa półkula, zaś u osób leworęcznych - prawa. Obszar ten jest podzielony na ośrodek ruchowy mowy (Broca), zawiadujący mięśniami jamy ustnej i gardła, oraz ośrodek czuciowy mowy (Wernickego), interpretujący sygnały dźwiękowe nadchodzące drogami słuchowymi. W pobliżu nich są też umiejscowione ośrodki odpowiedzialne za koordynację: słuchu (dzięki którym rozumiemy mowę innych), wizji (umożliwiające rozpozna-

UKŁAD NERWOWY / 63 Mięśnie poruszające wargami Unosi górną wargę

Po lewej: Ruchem warg rządzą pokazane obok mięśnie. Wargi odgrywają ważną rolę w produkcji mowy - np. wypowiadając dźwięk b najpierw zaciskamy razem wargi, tak by zatrzymać prąd wychodzącego powietrza, a następnie otwieramy je, wydając dźwięk.

i ściąga wargi Pociąga w górę i w bok górną wargę

Wysuwa do przodu dolną wargę Obniża wargę dolną

Poniżej: Położenie języka i otaczających go mięśni. Podobnie jak krtań i wargi, również język bierze udział w artykulacji mowy-jest narządem nieodzownym dla komunikacji międzyludzkiej. Przyczyn różnicy pomiędzy ostrym, czystym s a niewyraźnym, szeleszczącym s, wypowiadanym przez osobę sepleniącą, należy szukać w sprawności działania mięśni języka.

Ułożenie języka

łie znaków pisarskich) oraz złożonych ruchów rąk (pozwalające na pisanie, grę na instrumentach muzycznych itp.). Rozmowa to operacja niezwykle skomplikowana. Kiedy ktoś się do nas odzywa, pierwszą naszą czynnością jest rozpoznanie mieszaniny nadchodzących od uszu bodźców dźwiękowych dokonujące się w ośrodkach słuchowych kory mózgowej. Ośrodek czuciowy mowy dekoduje słowa, tak by inne części mózgu biorące udział w procesie również mogły je rozpoznać i sformułować odpowiedź. Kiedy odpowiedź jest „wymyślona", do akcji wchodzą ośrodek ruchowy mowy i pień mózgowy. Pień mózgowy steruje zarówno mięśniami międzyżebrowymi, które rozszerzają płuca, jak i mięśniami brzucha, regulującymi ciśnienie powietrza wpływającego i wypływającego z płuc. Podczas wydechu powietrza ośrodki ruchowe mowy dają równocześnie strunom głosowym sygnał do wkroczenia w strumień powietrza, który wprawia je w wibracje i generuje prosty dźwięk. Wielkość nacisku wywieranego na płuca podczas wydechu reguluje prędkość, z jaką powietrze przechodzi przez szparę głośni - im szybszy prąd powietrza, tym głośniejszy uzyskany dźwięk. Podczas szeptu struny głosowe są rozstawione szeroko, tak że praktycznie nie drgają przy pędzie powietrza, a jedynie powodują lekkie tarcie. Fizyczną postać słowom nadają w głównej mierze ruchy warg, języka i podniebienia miękkiego, znajdujące się pod nadzorem kory mózgowej.

Gardziel Brodawki nadające górnej powierzchni języka chropowatą fakturę Mięśnie podniebienno-językowy i rylcowc-językowy pociągają język ku górze i tyłowi Mięsień gnykowo-językowy opuszcza język do pozycji spoczynku

Kośćgnykowa ,™

Mięsień bródkowo-językowy wysuwa język

Koordynacja ruchów Zwinne ruchy czołowych gimnastyków lub lekkoatletów udowadniają, jak precyzyjnie nasz mózg potrafi sterować setkami mięśni tułowia i kończyn. By ruchy łączyły się w logiczną całość, ludzki mózg w drodze ewolucji wykształcił złożony system kontroli i wspomagania, przy którym bledną współczesne komputery. Dzieci przychodzą na świat wyposażone jedynie w umiejętność reagowania odruchowego. Przykładem odruchów pozostałych u osoby dorosłej może być reakcja natychmiastowego wycofania ręki, gdy dotkniemy przypadkiem gorącego garnka. Na ten prosty odruch nakładają się ruchy kierowane bezpośrednio przez mózg. Przy każdej wykonywanej czynności pewna grupa mięśni kurczy się, inna rozkurcza, a jeszcze inne pozostają napięte, by zapewnić stabilność reszcie ciała. Proces, w wyniku którego mózg synchronizuje ruchy wszystkich mięśni, by umożliwiać niczym nie zakłócone przeprowadzanie czynności, nosi nazwę uzgadniania, czyli koordynacji ruchów. Mechanizm koordynacji Dla lepszego zrozumienia zasady działania koordynacji przeanalizujmy czynność

znaną z życia codziennego, np. pochylanie się nad stołem w celu sięgnięcia po szklankę herbaty. W jaki sposób mózg steruje tą na pozór prostą czynnością? Zanim szklanka znajdzie się w naszej ręce, zajść musi wiele zdarzeń. Po pierwsze musimy najpierw zorientować się, gdzie znajdują się szklanka i ręka oraz jaka jest pomiędzy nimi relacja. Znaczy to, że mózg musi stworzyć sobie „mapę" otoczenia, pozwalającą zaplanować niezbędne ruchy. Zjawisko to zwie się postrzeganiem przestrzennym. Taka mapa orientacyjna powinna zostać teraz odczytana przez mózg, by opracować strategię wzięcia szklanki ze stołu do ręki. Taki plan działania należy następnie przełożyć na język szczegółowych poleceń wydawanych mięśniom, by kurczyły się we właściwej kolejności. Podczas ruchów zapoczątkowanych przez „planujące" partie mózgu nieprzerwany strumień informacji napływa ze wszystkich nerwów czuciowych w mięśniach i stawach, powiadamiając mózg o ich pozycji i etapie skurczu. Wszystkie te informacje muszą być na bieżąco porządkowane i przekazywane dalej w celu aktualizacji mapy i nanoszenia wszelkich

koniecznych poprawek. Aby poruszyć ręką i podnieść szklankę, musimy również pochylić się do przodu. Wymaga to przemieszczenia środka ciężkości ciała. Cały działający na zasadzie odruchu mechanizm równowagi musi zostać uruchomiony, powodując właściwe zmiany w tonusie mięśni, pozwalające na wykonanie ruchu pochylającego, nakazanego przez mózg. Oznacza to, że schemat napięcia wszystkich innych mięśni, nie biorących bezpośredniego udziału w czynności podnoszenia szklanki, musi być stale kontrolowany i koordynowany. Pierwszy etap koordynacji Nasze ciało, zanim nauczy się koordynować wszelkie ruchy zamierzone, musi je Wysoki poziom koordynacji pracy mięśni osiągany przez czołowych sportowców (takich jak widoczny poniżej płotkarz), jest możliwy przy udziale większej części mózgu. Ruchy oka współdziałają ze wzrokowymi ośrodkami recepcyjnymi, które następnie uzgodniają ruchy z nerwami i mięśniami pozwalającymi na precyzyjną kontrolę ruchów reszty ciała i ich koordynację w czasie.

UKŁAD NERWOWY / 65 tJak mózg kieruje sięganiem po szklankę herbaty Okolica przedruchowa W okolicy przedruchowej dokonuje się rozwiązanie problemu i plan działania zostaje przekazany do okolicy ruchowej.

Płat przedni Postrzeganie przestrzenne czucie somatyczne

Płat ciemieniowy Płat ciemieniowy otrzymuje informacje od narządów zmysłów pozwalające skonstruować mapę ułożenia ciała w odniesieniu do szklanki herbaty. Mózg musi następnie rozwiązać problem: jak poruszyć ręką i podnieść szklankę.

Okolica ruchowa Okolica przedruchowa

emieniowy czuciowy mowy potyliczny •bejmujący okolicę -zrokową

Płat skroniowy z okolicami słuchowymi

Ośrodek ruchowy mowy

Móżdżek Podczas całego ruchu móżdżek weryfikuje informacje wysyłane do ręki i w miarę potrzeb nanosi na nie poprawki.

Okolica ruchowa Okolica ruchowa wysyła informacje do mięśni ręki ze wskazówką, jak podnieść szklankę.

Móżdżek Jądra podstawy mózgu Pozycja pozostałych części ciała zostaje tak dostosowana, by umożliwić ruchy ręki. Szklanka zostaje podniesiona

Diagram pokazuje, że nawet najprostsze wykonywane przez nas czynności w rzeczywistości składają się z licznych aktów ruchowych, angażujących do pracy mózg, nerwy i mięśnie, a wszystko to odbywa się w przeciągu ułamka sekundy.

aąjpierw przećwiczyć. Nawet tak zwykłe czynności, jak chodzenie stanowiły nie lada trudność ruchową dla małego dziecka. W miarę rozwoju mózgu dziecka i wzrostu jego powiązań z innymi narządami, pierwotne odruchy, z którymi się rodzimy (np. odruch rozkładania rąk w obliczu zaskoczenia), zostają stopniowo wypierane przez bardziej złożone sposoby poruszania się. Pojawiają się one w wyniku wyostrzenia zmysłów dziecka. Zabawka przyciąga wzrok niemowlaka, ponieważ jej ostre kolory stanowią silny bodziec dla ośrodków wzrokowych. Następnie dziecko odkrywa, że wyciągnięcie ręki nie wystarcza, by dosięgnąć przedmiotu i że należy podejść w jego stronę. Pierwsze próby poruszania się nie są koordynowane: kończyny dosłownie „rozjeżdżają się" na wszystkie strony. Pozwala to jednak wykształcić się pewnym połączeniom mózgowym, które prowadzą do skoordynowanego już raczkowania. Po osiągnięciu tego etapu polecenia wysyłane z mózgu do mięśni mogą być sys-

tematycznie ulepszane do chwili, aż wszystko, co znajduje się na podłodze, jest dla dziecka dostępne. Kiedy dziecko odkrywa, że może się wyprostować do pozycji pionowej, móżdżek musi zacząć analizować nowy zestaw wiadomości dochodzących od ośrodków równowagi w pniu mózgowym. Chodzenie to kolejna umiejętność, której pora się nauczyć i która wymaga wielu prób i błędów, podczas których móżdżek, współdziałając z ośrodkami ruchowymi kory mózgowej, wypracowuje odpowiednie wzorce komunikowania się z mięśniami. Oddzielne etapy każdego aktu ruchowego opanowane w ten sposób zostają zaprogramowane w rdzeniu kręgowym. Warunkiem koniecznym dla ich uzgadniania jest logiczny układ, podobnie jak orkiestra musi posiadać dyrygenta, aby wszystkie jej instrumenty zgodnie zagrały melodyjny utwór. Gdy te względnie proste umiejętności zostaną opanowane do perfekcji, wzorce zachowań są kodowane również w mózgu, tak że od tej pory nie wymagają koncentracji umysłowej - ośrodki przedruchowe wydają polecenie „Idź!" i uruchomiony zostaje odpowiedni schemat poleceń, prowadzący do automatycznego wykonania wielu skomplikowanych czynności. Móżdżek kontroluje przebieg

akcji, jednak jest to proces coraz bardziej mimowolny. Jeżeli do wyuczonego układu ruchów wprowadzamy jakieś innowacje (np. zmieniamy ułożenie stopy przez założenie butów na wysokich obcasach), należy przeprogramować wzorzec, co wymaga pewnej koncentracji uwagi, gdy okolica ruchowa kory otrzymuje instrukcje zachowania się w nowej sytuacji. Wyższe współdziałanie Obejmuje ono uzgadnianie ruchów oka z wzrokowymi ośrodkami recepcyjnymi mózgowia, a następnie ruchami pozostałych części ciała. Nie ulega wątpliwości, iż ten typ koordynacji, wymagający udziału większości mózgowia, jest ostatnią sprawnością opanowywaną przez dziecko. Stanowi podstawę dla nauki bardziej skomplikowanych ruchów, stosowanych w wielu dyscyplinach sportowych czy innych umiejętnościach, np. grze na instrumentach muzycznych. Mózgi niektórych ludzi pod wieloma względami zdają się być lepiej wyposażone w chwili urodzenia niż mózgi innych. W dużej jednak mierze różnice w opanowaniu bardziej złożonych typów koordynacji ruchowej przez poszczególne osoby zależą od ich zdolności koncentracji podczas budowania wzorców (programów) ruchowych.

Rozdział 5

UKŁAD WYDZIELANIA WEWNĘTRZNEGO

Nad wieloma funkcjami naszego organizmu czuwają gruczoły wewnątrzwydzielnicze, czyli dokrewne, które pomagają zapewnić harmonijne współdziałanie różnych narządów. Uwalniane przez nie do krwi substancje chemiczne, zwane hormonami, umożliwiają przekazywanie wiadomości do narządów i pobudzają je do przeprowadzania rozmaitych procesów życiowych, w tym tak podstawowych, jak wzrost czy rozmnażanie. Ponieważ fizjologicznie wszystkie hormony łączą się z metabolizmem, ich działania są tak skorelowane, by wspólnie przynosiły pożądane efekty.

Wodór

UKŁAD WYDZIELANIA WEWNĘTRZNEGO / 67

Hormony Hormony to chemiczni „posłańcy" naszego ustroju. Produkowane są w specjalnych gruczołach rozsianych po całym organizmie, rozprowadzane zaś - wraz z krwią do innych komórek somatycznych, zwanych wykonawczymi, gdzie wywołują określone skutki. Gruczoły, których głównym zadaniem jest wytwarzanie oraz uwalnianie większości hormonów ustrojowych, to grupa bezprzewodowych gruczołów dokrewnych, zwanych tak, ponieważ swą wydzielinę wyprowadzają ezpośrednio do krwi, nie zaś za pośredjjjictwem przewodu lub kanału, jak gruoły zewnątrzwydzielnicze. iałanie hormonów W odróżnieniu od nerwów działanie więszości hormonów jest wolniejsze i bardej długotrwałe. Owe „powolne" horony biorą udział w podstawowych prosach życiowych, takich jak wzrost czy zmnażanie. Ujmując rzecz bardzo ogóle, rola hormonów sprowadza się do nitroli i regulacji przemian chemicz[ ch w komórkach wykonawczych, m.in. creślania szybkości, z jaką zużywają te substancje pokarmowe i wyzwalają lergię, lub decydowania, czy powinny idukować mleko, włosy, czy inne prokty metaboliczne. Wedle klasycznej definicji hormony :aściwe to te, które są wydzielane przez tówne gruczoły dokrewne i które swym iałaniem wywierają przemożny wpływ cały organizm. Należą do nich m.in. iulina i hormony płciowe. Ustrój wytwa-

Podwzgórze (otrzymujące ostrzeżenie o stresie lub niebezpieczeństwie)

Rozszerzone źrenice Bledniecie twarzy Spierzchnięte usta Pot

Ptuco (pobudzające oddychanie) Nadnercze Serce (podwyższone ciśnienie krwi, przyspieszone akcja serca i tętno) Mięśnie (wzmożenie aktywności) Wątroba (podwyższony poziom glukozy i kwasów tłuszczowych) Żołądek (zamknięty w wyniku odcięcia dopływu krwi)

Śledziona (do przodu od nerki)

Zwężenie powierzchniowych naczyń krwionośnych (ograniczony przepływ krwi)

i lewej: Model cząsteczki sterydu, ormony to białka, pochodne białka i sterydy. Do tych ostatnich zaliczają się irmony płciowe oraz hormony wydzielane : korę nadnerczy. Wszystkie sterydy siadają tę samą strukturę cząsteczki, ttada się ona z atomów tlenu, wodoru oraz gla. Konstrukcja cząsteczki jest oparta |17 atomach węgla ułożonych w cztery Ączone pierścienie. Poszczególne sterydy nią się między sobą jedynie odmienną frdową odchodzących od pierścieni gałęzi.

i prawej: Adrenalina, wydzielana przez |zeń nadnerczy, znana jest jako „hormon alki i ucieczki". Oddziałuje na ustrój już bhwilą uwolnienia przez gruczoł. Hormony ^wpływają na część autonomicznego adu nerwowego, tak ze w nagłej trzebię organizm człowieka jest gotowy bo stawić czoło niebezpieczeństwu, albo ucić się do ucieczki. Adrenalina jest varzana nie tylko w obliczu zagrożenia ycznego, ale również w sytuacjach Iresowych. Zahamowanie jej produkcji i dłuższy czas może mieć groźne stępstwa dla całego ustroju.

rza też wiele innych hormonów, tzw. lokalnych, których oddziaływanie ogranicza się do okolic ich powstawania. Jednym z przykładów hormonu tkankowego jest sekretyna, produkowana w dwunastnicy w obecności pokarmu. Hormon ten wędruje z krwią do pobliskiej trzustki i pobudza ją do wydzielenia

wodnistych soków zawierających enzymy (katalizatory chemiczne) niezbędne w procesach trawiennych. Innym przykładem hormonu tkankowego - neuroprzekaźnika - jest acetylocholina, pośrednik w przekazywaniu komórkom mięśniowym pobudzenia nerwowego z rozkazem skurczu.

68/UKŁAD WYDZIELANIA WEWNĘTRZNEGO Białka i sterydy Wszystkie hormony działają w ilościach śladowych. W niektórych przypadkach do wypełnienia zadania wystarczy jedna milionowa grama tej substancji. Pod względem chemicznym istnieją dwie kategorie hormonów: hormony będące białkami lub pochodnymi białek oraz hormony 0 budowie pierściennej, czyli sterydowej. Hormony płciowe i hormony wydzielane przez zewnętrzną część, czyli korę nadnerczy, należą do kategorii sterydowych. Insulina z kolei to białko, natomiast hormony tarczycy wytwarzane są na podstawie białka i są pochodnymi białkowymi. Dotarłszy do punktu docelowego, hormon może zacząć działać jedynie pod warunkiem znalezienia w błonie komórki wykonawczej siedliska o odpowiednim kształcie. Kiedy osiądzie w receptorze błonowym, przystępuje do wypełniania swej misji, czyli pobudza wytwarzanie cAMP (cyklicznego adenozynomonofosforanu). Sądzi się, że działanie cAMP polega na uaktywnianiu enzymów wewnątrzkomórkowych dla przeprowadzania konkretnych reakcji i wytwarzania wymaganych produktów. Reakcja każdej komórki zależy od jej składu chemicznego. Tak więc cAMP, produkowany pod wpływem obecności insuliny, powoduje przyjęcie i spalenie glukozy przez komórki, podczas gdy glukagon, również wytwarzany w trzustce, powoduje uwolnienie glukozy z komórek 1 gromadzenie się jej we krwi, gdzie zostaje zużytkowana jako paliwo dostarczające energii dla czynności fizycznych. Po wykonaniu zadania hormony zostają unieczynnione przez samą komórkę lub odtransportowane do wątroby, gdzie następuje ich dezaktywacja i rozkład, po czym zostają albo wydalone, albo wykorzystane jako materiał na cząsteczki nowych hormonów. Rola podwzgórza Podwzgórze stanowi pomost pomiędzy układem nerwowym a gruczołami dokrewnymi. Jedną z jego głównych funkcji jest przekazywanie impulsów i bodźców na drodze pomiędzy mózgiem i takimi narządami, jak np. nerki. Niektóre z mediatorów chemicznych uwalnianych przez komórki nerwowe mózgu docierają do podwzgórza, zmuszając je do uwolnienia hormonów. Dwa hormony uwalniane przez płat tylny przysadki - hormon antydiuretyczny (ADH) i oksytocyna - są wydzielane w podwzgórzu pod ścisłą kontrolą bodźców nerwowych. Istnieje również związek komórek nerwowych podwzgórza z funkcjami wydzielniczymi przedniego płata przysadki. Specjalne komórki nerwowe podwzgórza wydzielają czynniki uwalniające, które, aby doszło do sekrecji hormonu, muszą zadziałać na komórki płata przedniego przysadki. Wpływ na stany emocjonalne Silna korelacja mózgu z przysadką w dużym stopniu tłumaczy, dlaczego istnieje tak zdecydowany związek pomiędzy

Ważniejsze hormony wydzielane w układzie dokrewnym Fioletowy - Hormony przysadki wywierające bezpośredni wpływ na ustrój Czerwony - Hormony tropowe przysadki (oddziałujące na gruczoły podległe) Żółty HORMON WZROSTU Pomarańczowy - Produkcja hormonów regulowana przez przysadkę Decyduje o wzroście ustroju Brązowy Szary PROLAKTYNA Odpowiedzialna za produkcję mleka Zielony - Hormony produkowane niezależnie Niebieski

OKSYTOCYNA Rozpoczyna akcję porodową HORMON ANTYDIURETYCZNY Utrzymuje poziom wody w organizmie

HORMON TARCZYCY Pobudza wszystkie układy do aktywności

PARATHORMON Reguluie gospodarkę wapniową ustroiu

ADRENALINA Mobilizuje ciało do wysiłku fizycznego

KORTYZON Pomaga przeciwdziałać stresowi ALDOSTERON Kontoroluje poziom sodu we krwi

INSULINA Obniża poziom cukru we krwi

ESTROGEN I PROGESTERON Regulują cykl menstruacyjny i utrzymują ciążę (Męskie cechy płciowe znajdują się pod kontrolą testosteronu)

hormonami a emocjami. Wiele kobiet zauważyło zapewne, że stany przygnębienia lub lęku prowadzą nierzadko do zakłóceń w cyklu miesiączkowym. Poziom estrogenu i progesteronu - tych samych hormonów, które zawiadują menstruacjami, może mieć ogromny wpływ na nastrój kobiety. Nagły spadek poziomu hormonu, który następuje tuż przed krwawieniem, jest prawdopodobnie w dużej mierze przyczyną objawów, zwanych napięciem przedmenstruacyjnym, podczas gdy wysokie poziomy hormonów w środkowej fazie cyklu mogą być wytłumaczeniem dobrego samopoczucia kobiet w tym okresie. I nie jest chyba przypadkiem, że jest to również czas najwyższej płodności u kobiet i najwyższej pobudliwości seksualnej. Poziom hormonów może jednak ule-

Oprócz sekrecji własnych hormonów przysadka mózgowa wywiera ogromny wpływ na wiele innych gruczołów dokrewnych. Hormony tropowe przysadki wpływają na aktywność nadnerczy, tarczycy i gruczołów płciowych.

gać zmianom pod wpływem czynników emocjonalnych. Uważa się, że podczas miłosnej gry wstępnej, w bezpośrednim następstwie dochodzenia do mózgu bodźców przyjemnościowych, rośnie poziom estrogenu i progesteronu. Tymczasem sama myśl o akcie płciowym z osobą fizycznie odpychającą działa dosłownie jak „wyłącznik", ponieważ hamuje produkcję hormonów. W okresie przekwitania, czyli meno-

UKŁAD WYDZIELANIA WEWNĘTRZNEGO / 69

Powiększenie zrazika gruczołowego

Mięsień •

Dodatkowa tkanka tłuszczowa i gruczołowa

Powiększone pęcherzyki gruczołowe

Przewody mleczne w zwiększonej liczbie i wielkości

Po p r a w e j : Za produkcję mleka w gruczole mlecznym są odpowiedzialne dwa hormony przysadki mózgowej: prolaktyna pobudzająca pierś do wytwarzania mleka, oraz oksytocyna - powodująca wydzielanie pokarmu. Sekrecja mleka następuje w warstwie wyściełającej pęcherzyki gruczołowe (powyżej). W trakcie karmienia dziecko ssące brodawkę sutkową ściąga mleko w dół przewodami mlecznymi.

pauzy, kobieta nierzadko doświadcza sporych wahań emocjonalnych. Jest to spowodowane częściowo tym, że jajniki przestają reagować na hormon folikulotropowy i zaprzestają produkcji estrogenu oraz progesteronu. Zmiany nastroju mogą być również wywołane czynnikami psychicznymi. Ciekawostką może być jednak to, że nagłe wycofanie hormonów z systemu po porodzie może mieć podobne skutki psychiczne jak menopauza.

Gruczoły dokrewne Przysadka mózgowa jest „głównodowodzącym" gruczołem ustroju. Nie tylko wytwarza własne hormony, ale również wpływa na produkcję hormonalną pozostałych gruczołów. Przysadka leży u podstawy mózgu. Jest połączona z podwzgórzem za pomocą lejka zbudowanego z tkanki nerwowej i ściśle współdziała z tym obszarem mózgu. Przysadka i podwzgórze wspólnie kontrolują wiele aspektów metabolizmu ustrojowego, a więc rozmaitych procesów chemicznych, których zadaniem jest zapewnienie sprawnego funkcjonowania wszystkich części organizmu. Budowa i funkcja Przysadka jest osadzona w ochronnym zagłębieniu zwanym siodłem tureckim, które z łatwością da się zobaczyć na zdjęciach rentgenowskich czaszki. Powiększenie siodła jednoznacznie wskazuje na zmiany chorobowe przysadki i konieczność przeprowadzenia badań.

Gruczoł ten jest podzielony na dwie, praktycznie niezależne od siebie pod względem czynnościowym, części. Tylna część, zwana płatem tylnym przysadki, jest połączona z podwzgórzem za pomocą lejka. Jest związana z uwalnianiem tylko dwóch głównych hormonów, które faktycznie są wytwarzane w podwzgórzu. Stamtąd wędrują wyspecjalizowanymi włóknami nerwowymi do płata tylnego przysadki, która uwalnia je w momencie, gdy podwzgórze otrzyma odpowiednie dane o stanie organizmu. Płat tylny i podwzgórze stanowią zatem swoisty układ scalony. Przedni płat przysadki wydziela hormony uaktywniające inne gruczoły w organizmie, a ponadto produkuje jeden lub dwa hormony oddziałujące wprost na tkanki. Chociaż nie jest połączony bezpośrednio z podwzgórzem, istnieje między nimi relacja funkcjonalna. Skoro płat przedni nie posiada bezpośrednich dróg nerwowych łączących go

Położenie i budowa przysadki mózgowej

Tętnice przysadkowe górne

Podwzgórze

Skrzyżowanie nerwów wzrokowych

Ptat

z podwzgórzem, jego działanie jest uzależnione od serii czyników uwalniających i hamujących, czyli kontrolujących wydzielanie hormonów. Niektóre z tych czynników same są hormonami podwzgórzowymi, działającymi na położoną o parę milimetrów dalej przysadkę. Są przenoszone przez specjalną siatkę żył zwanych przysadkowym układem wrotnym. Układ ten rozciąga się pomiędzy podwzgórzem a przysadką. Mimo że większość poleceń dotyczących uwalniania hormonów nadchodzi z podwzgórza, płat przedni w znacznym stopniu posiada zdolność samodzielnego stanowienia o sekrecji. Uwolnienie niektórych hormonów bywa hamowane przez substancje krążące wraz z krwią. Za przykład może służyć hormon tyreotropowy (TSH), dopingujący tarczycę umieszczoną w szyi do produkcji jej własnego hormonu. Uwolnienie TSH przez przysadkę zostaje zahamowane, gdy jego poziom we krwi jest wysoki. Taki mechanizm, zwany ujemnym sprzężeniem zwrotnym, stanowi niezwykle ważną zasadę sterowania wieloma hormonami przysadkowymi. Oznacza on, że poziom hormonu obwodowego wyprodukowanego w gruczole podległym przysadce nigdy nie może przekroczyć pewnej wartości, gdyż ujemne sprzężenie zwrotne, działające na przysadkę, przerwie produkcję odpowiedniej tropiny, czyli hormonu pobudzającego wytwarzanie danego hormonu obwodowego.

tyl ny przy sadki

Żyły wo!i e

1

Ciało suteczkowate

Opona twarda I Lejek

Przysadka mózgowa jest podwieszona od spodu mózgowia. Ostania ją zagłębienie w kości zwane siodłem tureckim.

UKŁAD WYDZIELANIA WEWNĘTRZNEGO / 71 Czynności hormonalne przysadki mózgowej ^Naczynia włosowate podwzgónza jelnicze podwzgórza

Ko

Tętnica podwzgorzowa Neurohormony podwzgórza przepływają włóknami nerwowymi

Układ wrotny przysadki

Oksytocyna: Odpowiedzialna za rozpoczęcie akcji porodowej i wydzielanie mleka

ADH: Kieruje gospodarką wodną ustroju

Płat przedni przysadk Żyła przysadkowa

TSH: Dopinguje gruczoł > tarczowy do produkc i

ACTH: Pobudza wydzielanie hormonu nadnerczy-

Prolaktyna: Przyczynia się do wytwarzania mleka

Hormon wzrostu: Reguluje wzrostorganizmu

FSHiLH: Kontrolują produkcję estrogenu, progesteronu i testosteronu

Progestęron

—

Estrogen

Testosteron

Hormony przysadkowe

Tylny płat przysadki mózgowej uwalnia dwa hormony: antydiuretyczny (ADH) oraz oksytocynę. Wytwarza również wiele substancji zwanych neurofizynami, których znaczenie nie zostało do końca poznane. Nie ma jednak dowodu na to, że działają one tak, jak „prawdziwe" hormony. ADH jest związany z gospodarką wodną ustroju. Wpływa na zdolność kanalików nerkowych do zatrzymywania lub uwalniania wody. Oznacza to, że tkanka nerki może w miarę konieczności bardziej lub mniej nasiąkać wodą odciąganą z moczu opuszczającego kanaliki. Po sekrecji AiDH do krwi nerki zatrzymują wodę. W przypadku braku hormonu wraz z moczem wydalane jest więcej wody z organizmu. Rola oksytocyny jest mniej jasna. Daje sygnał do rozpoczęcia akcji porodowej i powoduje skurcze macicy. Odgrywa też istotną rolę w pobudzaniu wydzielania mleka przez gruczoł mleczny w procesie laktacji. Przypuszcza się, że u osobników męskich oksytocyna może być związana z wywoływaniem orgazmu.

Przedni płat przysadki mózgowej produkuje sześć zasadniczych hormonów. Cztery z nich - hormony tropowe - są związane z kontrolą podległych im gruczołów: tarczycy, nadnerczy i gonad (jąder u mężczyzn i jajników u kobiet). Aktywność gruczołu tarczowego jest wywołana przez TSH, natomiast gruczoł kory nadnerczy pozostaje pod wpływem hormonu ACTH (adrenokortykotropowego). Ogólny poziom hormonu tarczycy i kortyzonu z kory nadnerczy jest utrzymywany dzięki układowi regulacyjnemu (sprzężenie zwrotne), któremu podlega przysadka, oraz dodatkowym sygnałom nadchodzącym z podwzgórza, np. w sytuacji stresowej. Przedni płat przysadki uwalnia również hormony FSH (folikulostymulinę) oraz LH (hormon luteinizujący). Określane są one mianem gonadotropin, a więc hormonów regulujących pracę gruczołów płciowych. Pobudzają sekrecję dwóch głównych hormonów płciowych: estrogenu i progesteronu, które w organizmie kobiecym sprawują kontrolę nad cyklem miesiączkowym. W przypadku mężczyzn

Cztery z hormonów przysadkowych działają pobudzająco na inny narząd wytwarzający pokrewny hormon. Część owego hormonu powróci do przysadki i na zasadzie sprzężenia zwrotnego dokona regulacji produkcji. Pozostała ilość przejdzie przez podwzgórze, rozpoczynając wytwarzanie neurohormonów, które powędrują do żył wrotnych i powrócą do przysadki, by kontrolować uwalnianie różnych hormonów. FSH i LH stymulują wytwarzanie hormonów męskich i nasienia. Prolaktyna jest jednym z dwóch hormonów płata przedniego, które wydają się oddziaływać bezpośrednio na tkanki, bez uprzedniego pobudzania innych gruczołów. Podobnie jak gonadotropiny, prolaktyna łączy się blisko z funkcjami rozrodczymi organizmu. Tak jak gonadotropiny, prolaktyna odgrywa znacznie bardziej złożoną rolę w organizmie kobiecym niż w męskim. W rzeczywistości jej rola w ustroju męskim nie jest do końca jasna, chociaż wiadomo, że jej nadmiar prowadzi do zaburzeń chorobowych.

72/UKŁAD WYDZIELANIA WEWNĘTRZNEGO U kobiet prolaktyna pobudza wydzielanie mleka. Obecna w dużych ilościach hamuje również owulację i cykle miesiączkowe. Dlatego też kobiety karmiące piersią mają niewielkie szansę na zajście w ciążę (choć z drugiej strony karmienie nie jest absolutnie niezawodną metodą antykoncepcyjną). Drugi wspomniany hormon płata przedniego to hormon wzrostu. Jak sugeruje nazwa, ma on dbać o właściwy wzrost organizmu. Jest niezwykle ważny w okresie dzieciństwa i dorastania, jednak jego rola nie zanika w późniejszym okresie życia - określa on sposoby przemiany węglowodanów w tkankach somatycznych. Gruczoł tarczowy Gruczoł tarczowy, zwany pospolicie tarczycą, znajduje się w szyi, nieco poniżej krtani. Składa się z dwóch płatów położonych na przedniej i bocznych powierzchniach tchawicy. Oba płaty połączone są mostem tkankowym zwanym węziną. Czasami odchodzi od niej dodatkowy środkowy płat piramidowy. TarPoniżej: Rysunek anatomiczny ilustruje położenie gruczołu tarczowego względem sąsiednich części gardła, jabłka Adama i tchawicy. Na powiększeniu widzimy wycinek tarczycy z ukazaniem komórek produkujących i magazynujących główny hormon - tyroksynę.

czyca osoby dorosłej waży około 20 gramów. Zadaniem tego gruczołu jest produkcja hormonu - tyroksyny. Miąższ tarczycy, oglądany przez mikroskop, jest zbudowany z pęcherzyków: są to wysepki tkankowe zawierające skupienia koloidu - substancji białkowej, z którą wiąże się hormon tarczycy i od której jest odszczepiany pod wpływem enzymów. Trudno jest sprowadzić rolę tyroksyny do jednej czynności. Uwolniwszy się z gruczołu, zostaje ona prawdopodobnie przechwycona z krwi przez komórki somatyczne. Powierzchnia jąder owych komórek pokryta jest receptorem reagującym na obecność hormonu. Ostatecznie działanie hormonu przejawia się w zwiększeniu zużycia energii przez komórkę. Zwiększa on również ilość produkowanego przez nią białka. Choć dokładna funkcja tyroksyny nie jest znana, wiadomo, że jest niezbędna dla życia. Składnikiem niezastąpionym, jeśli chodzi o funkcjonowanie gruczołu tarczowego, jest jod. Tarczyca to jedyny narząd wymagający jodu, którego każdą ilość bardzo sprawnie wychwytuje z krwi. Niedobór jodu w diecie powoduje zaburzenia pracy tarczycy i nadmierny rozrost gruczołu określany mianem wola nagminnego. Podobnie jak wiele innych gruczołów dokrewnych, tarczyca poddaje się kon-

troli przysadki mózgowej. Wyprodukowany przez przysadkę TSH zwiększa ilość hormonu tarczycy. Stężenie wytworzonego TSH wzrasta wraz ze spadkiem poziomu tyroksyny w ustroju, natomiast zmniejsza się w przypadku jej wzrostu, w efekcie czego ilość hormonu tarczycy we krwi jest względnie stała. Sama przysadka z kolei pozostaje pod wpływem podwzgórza - poziom TSH będzie wzrastać w miarę uwalniania hormonu tropowego TRH (tyreotropiny) z podwzgórza. Sytuacja ta ulega dalszym komplikacjom z uwagi na fakt, że hormon tarczycy występuje w dwóch wersjach, w zależności od zawartej liczby atomów jodu. Hormon uwalniany z tarczycy ma na ogól formę tyroksyny, czyli czterojodotyroniny (T4), składającej się z czterech atomów jodu. Najaktywniejszym hormonem na poziomie komórkowym jest jednakże trójjodotyronina (T3), posiadająca trzy atomy jodu. Pomimo że tarczyca uwalnia do krwi pewne ilości T3, głównym jej produktem jest • T4, przekształcana w tkankach w T3. Niekiedy dochodzi do odwrócenia procesu przemiany i T4 zostaje zamieniona w nieczynną pochodną, zwaną „odwróconą" T3. Pociąga to za sobą obniżenie poziomu aktywności hormonu tarczycy w tkankach, nawet jeśli jego zawartość we krwi jest wystarczająca.

Gruczoł tarczowy Przekrój przez tarczycę Lewy i prawy płat tarczycy

Tętnica

Komórki produkujące tyroksynę Jama wypełniona koloidem przechowującym tyroksynę

Luk aorty Tętnice tarczowe

UKŁAD WYDZIELANIA WEWNĘTRZNEGO / 73 Przytarczyce pomagają sprawować kontrolę nad stężeniem wapnia w ustroju. Górna para znajduje się za tarczycą. Dola para natomiast - co ciekawe - może być ukryta wewnątrz tarczycy (patrz rysunek) lub w gardle.

Absorbcja wapnia do krwi jest regulowana przez witaminę D 3 , której źródłem jest światło słoneczne i niektóre pokarmy, a także hormon wytwarzany przez gruczoły przytarczyczne zwany parathormonem (PTH). Przy zbyt niskim stężeniu wapnia przytarczyce wydzielają zwiększoną ilość PTH uwalniającego wapń z kości, co prowadzi do wzrostu jego stężenia we krwi. Odwrotnie - przy nadpodaży wapnia przytarczyce ograniczają lub wstrzymują sekrecję PTH, obniżając poziom pierwiastka. Przytarczyce są tak niewielkie, że ledwo dostrzegalne. Górna para jest umieszczona za gruczołem tarczowym; dolna zaś może być ukryta w utkaniu tarczycy lub niekiedy po prostu w głębi ściany gardła.

Chrząstka tarczowata

Gruczoły przytarczyczne

Gruczoły przytarczyczne dolne

Tchawica

przytarczyczne cjorne

W^^ Współzależność przysadki i tarczycy Gruczoły przytarczyczne Przytarczyce to dwie pary niedużych gruczołów usytuowanych za tarczycą. Odgrywają one główną rolę w sterowaniu gospodarką wapniową ustroju. Wapń to niezwykle istotny pierwiastek: nie tylko z racji tego, że stanowi główny budulec kości i zębów, lecz również z uwagi na kluczową rolę w pracy mięśni i komórek nerwowych. Stężenie wapnia w organizmie musi być utrzymane w stałych granicach, w przeciwnym bowiem wypadku mięśnie przestają funkcjonować i może dojść do nadmiernej pobudliwości skurczowej mięśni, czyli tężyczki. To właśnie jest obszar działania gruczołów przytarczycznych: pilnują one równowagi poziomu wapnia.

Gdy spada poziom hormonu tarczycy (po lewej), przysadka mózgowa wydziela TSH (hormon tyreotropowy) pobudzający jego produkcję. Gdy ilość hormonu tarczycy jest zadowalająca (po prawej), przysadka wstrzymuje sekrecję TSH.

Hormon tyreotropowy (TSH)

74/UKŁAD WYDZIELANIA WEWNĘTRZNEGO Trzustka

Trzustka to jeden z największych gruczołów organizmu, a właściwie dwa zespolone gruczoły. Prawie wszystkie jej komórki pełnią funkcję sekrecyjną. Jest ona gruczołem dokrewnym, którego najważniejszym hormonem jest insulina. Jest również gruczołem zewnątrzwydzielniczym, który wydziela do jelit, nie zaś do krwi. Trzustka jest położona na tylnej ścianie brzucha, przed kręgosłupem, do przodu od górnej części aorty brzusznej i żyły głównej dolnej. Wokół głowy trzustki okręcona jest dwunastnica. Pozostała jej część składa się z trzonu i ogona, który ciągnie się w lewo od kręgosłupa. Podstawowym składnikiem trzustki są

zraziki - zgrupowania komórek zewnątrzwydzielniczych skupionych wokół ślepych zakończeń krótkich przewodzików. Każdy przewodzik łączy się z przewodzikami biegnącymi od innych zrazików, by razem dołączyć do głównego przewodu ciągnącego się środkiem trzustki. Pomiędzy zrazikami odnaleźć można niewielkie grupy komórek zwane wyspami Langerhansa: stanowią one podstawę „drugiego wcielenia" trzustki jako narządu dokrewnego wydzielającego insulinę, niezbędną dla ustroju, jako że pomaga ona utrzymać stały poziom cukru. Wysepki, tworzące wspólnie tzw. aparat wysepkowy, produkują również hormon o nazwie glukagon, którego działanie polega na podnoszeniu poziomu cukru.

Położenie trzustki

' Punkt, wktoiym przewód żółciowy wspólny i główny pizewod trzustkowy uchodzą razem do dwunastnicy Pęcherzyk żółciowy

Żołądek

Jakie dokładnie znaczenie ma glukagon dla naszych codziennych czynności, nie wiadomo. Celem insuliny jest obniżanie stężenia cukru we krwi do poziomu normalnego. Niedobór tego hormonu wywołuje cukrzycę - chorobę, którą leczyć da się tylko przez zastrzyki insuliny uzyskiwanej od zwierząt lub produkowanej sztucznie. Jeśli poziom cukru we krwi zaczyna przekraczać wartość progową, aparat wysepkowy odpowiada uwolnieniem insuliny do krwi. Zaczyna ona wówczas przeciwdziałać skutkom działania innych hormonów, np. kortyzonu i adrenaliny, które podwyższają stężenie cukru w krwiobiegu. Aktywność insuliny powoduje przeniesienie cukru z krwi do komórek somatycznych, gdzie zostaje spalony jako źródło energii. W przypadku nieobecności insuliny w ustroju zanika mechanizm równoważenia poziomu cukru, gdyż cukier znajdujący się we krwi nie może zostać przekształcony w paliwo dla komórek. Prowadzi to wprost do cukrzycy. Wyróżnia się dwa typy schorzenia zwanego diabetes - moczówka. Typ pierwszy to diabetes mellitus - moczówka cukrowa, czyli schorzenie, które na ogół rozumie się pod nazwą cukrzycy. Typ drugi to moczówka prosta (diabetes insipidus), niezwykle rzadko spotykana, wynikająca z zaburzeń w czynnościach przysadki mózgowej. Większość diabetyków cierpi na niedobór insuliny wywołany niewydolnością trzustki, spowodowaną uszkodzeniem komórek produkujących insulinę. Nie wiadomo dokładnie, jak dochodzi do takiego uszkodzenia, jednak nieustannie prowadzi się badania nad tym zagadnieniem. Wydaje się, że niektóre osoby są bardziej podatne na rozwój cukrzycy niż inne oraz że wywołać ją może nawet pojedyncze wydarzenie, np. infekcja. Rodzaj cukrzycy rozwijającej się niespodziewanie w następstwie bezwzględnego niedoboru insuliny najczęściej dotyczy ludzi młodych i dzieci, stąd też zwana jest cukrzycą młodzieńczą. Na szczęście może ona być opanowana za pomocą zastrzyków insuliny otrzymywanej z trzustki świń lub bydła. Większość diabetyków cierpi na tzw. cukrzycę typu dorosłych. W przypadku tej odmiany trzustka produkuje co prawda insulinę, nierzadko w normalnych ilościach, jednakże obniża się wrażliwość tkanek na jej działanie, co prowadzi do wzrostu poziomu cukru we krwi. Choroba ta często idzie w parze z otyłością, zatem częścią kuracji jest odpowiednia dieta prowadząca do ograniczenia zapasów cukru. Zazwyczaj dodatkowym zabezpieczeniem są środki farmakologiczne pobudzające trzustkę do wzmożonej produkcji insuliny. Trzustka pełni dwojaką funkcję: produkuje hormony-insulinę i glukagon-pozwalające utrzymać zrównoważony poziom cukru w ustroju, oraz odgrywa ważną rolę w procesie trawienia jako gruczoł wydzielający do jelita cienkiego enzymy trawienne.

UKŁAD WYDZIELANIA WEWNĘTRZNEGO/75 Produkcja insuliny w organizmie Tętnica śledzionowa transportująca natlenowaną krew

Przewód żółciowy wspólny Żyta krezkowa dolna

Komórki B wytwarzające insulinę

Komórki A wydzielające glukagon

Zraziki produkujące enzymy trawienne, odprowadzane do jelita poprzez przewód trzustkowy

9 O

Insulina Glukagon

Rola insuliny

Powyżej: Insulina i glukagon powstają w wysepkach Langerhansa. Przedostają się do żyły wrotnej poprzez żyłę śledzionową i regulują poziom cukru w ustroju. Niedobór insuliny wywołuje cukrzycę: jej leczenie polega na uzupełnianiu tego niedoboru.

Insulina działająca normalnie Po lewej: W trakcie produkcji insuliny w trzustce glukoza - niezbędna komórkom do spalania w przemianie materii - może swobodnie gromadzić się w wątrobie. W wypadku zwiększonego zapotrzebowania komórek na energię, a co za tym idzie na glukozę, zostaje ona uwolniona z wątroby, a insulina umożliwia komórkom jej zużycie.

Tkanki

o

•

Przedstawiony powyżej podział cukrzyc na dwa typy jest niestety wielkim uproszczeniem. W rzeczywistości oba te rodzaje występują łącznie. Niektórzy, w tym również dzieci, przeważnie cierpią na cukrzycę młodzieńczą, natomiast pacjenci w podeszłym wieku na ogół wymagają iniekcji insulinowych dla obniżenia poziomu cukru.

76/UKŁAD WYDZIELANIA WEWNĘTRZNEGO Gruczoły nadnerczowe

Hormony nadnerczy i ich działanie Źródło

Hormon

Działanie

Rdzeń nadnerczy

Adrenalina

Mobilizuje organizm do wysiłku fizycznego

Noradrenalina

Utrzymuje jednakowe ciśnienie krwi

Aldosteron

Reguluje wydalanie soli przez nerki Zapewnia równowagę sodowo-potasową w ustroju

Kortyzon

Pobudza wytwarzanie i przechowywanie glukozy będącej źródłem energii Bierze udział w rozkładzie tłuszczów w organizmie Bierze udział w przemianie węglowodanów i białek

Hormony płciowe

Uzupełniają działanie hormonów płciowych wydzielanych przez gonady

Kora nadnerczy

Gruczoły nadnerczowe albo nadnercza, jak sama nazwa wskazuje, są umieszczone nad nerkami, płasko spoczywając na ich biegunach. Każdy gruczoł składa się z dwóch wyraźnie odrębnych części: środkowego rdzenia i zewnętrznej osłony kory. Części te wydzielają różne hormony, z których każdy ma odmienne zadanie. Rdzeń nadnerczy jest miejscem sekrecji adrenaliny i pokrewnej jej noradrenaliny. Razem znane są jako „hormony walki lub ucieczki", ponieważ przygotowują ciało do wykonania dodatkowego wysiłku, potrzebnego, by stawić czoło niebezpieczeństwu, przezwyciężyć stres lub wykonać trudne zadanie. Rdzeń nadnerczy jest ściśle związany z układem nerwowym, co nie powinno dziwić zważywszy, że jest to gruczoł odpowiedzialny za mobilizację organizmu do działań natychmiastowych. Stresy i zagrożenia, w obliczu których staje współczesny człowiek, są zarówno natury fizycznej, jak i psychicznej. Bez względu jednak na ich rodzaj reakcje organizmu są zawsze fizyczne. Gwałtownie wzrasta produkcja adrenaliny przyspieszającej i wzmacniającej bicie serca. Powoduje to podwyższenie ciśnienia i równoczesne zwężenie obwodowych naczyń krwionośnych, kierując główny strumień krwi ku sercu - stąd też nierzadko mówimy, że ktoś „blednie ze strachu". Efektem działania adrenaliny jest ponadto zamiana zmagazynowanego w wątrobie i mięśniach glikogenu w glukozę - szybki materiał energetyczny. Gdy niebezpieczeństwo mija lub znika przyczyna stresu, produkcja adrenaliny spada i organizm powraca do normalnego stanu. Jeśli jednak zagrożenie lub stres są długotrwałe, lub jeśli jesteśmy nieustannie w stanie nadpobudzenia emocjonalnego, względnie żyjemy pod stałą presją, organizm pozostaje w stanie mobilizacji, co w rezultacie prowadzić może do rozwoju zaburzeń stresopochodnych, np. nadciśnienia tętniczego. Kora nadnerczy Okalająca rdzeń kora nadnerczy wydziela kilka hormonów znanych jako sterydy (streoidy), z których najważniejsze to aldosteron i kortyzon. Aldosteron: Istnieją trzy typy sterydów, posiadające trzy całkiem odmienne funkcje fizjologiczne. Pierwsze, zwane hormonami elektrolitów, zwiększają gromadzenie wody w ustroju. Zasadniczym hormonem tej grupy jest aldosteron, działający jako przekaźnik chemiczny w wydawaniu nerkom polecenia ograniczenia ilości soli wydalanej z moczem. Sól decyduje o objętości krwi będącej w obiegu, co z kolei odbija się na sprawności serca jako pompy tłoczącej. Każdej cząsteczce soli w organizmie towarzyszy duża liczba cząsteczek wody. Oznacza to, iż utrata dużej ilości soli pociąga za sobą odwodnienie ustroju, a w następstwie ograniczenie objętości i ciśnienia krążącej krwi. Serce napotyka wówczas trudności

UKŁAD WYDZIELANIA WEWNĘTRZNEGO / 77 Chlorek sodu (sól kuchenna) jest istotnym składnikiem płynu, w którym zanurzone są komórki, a ponadto rzutuje na ilość krwi będącej w obiegu. Nerki utrzymują poziom równowagi pomiędzy ilością soli wydalanej z moczem lub z potem a ilością soli zatrzymywanej w organizmie. Czynność ta jest kontrolowana przez hormon nadnerczy aldosteron, który nakazuje nerkom zredukowanie ilości wydalanej soli w przypadku, gdy jej poziom w ustroju jest zbyt niski. Większość jonów sodu znajduje się w płynie zewnątrzkomórkowym. Utrzymywane są tam za pomocą układu nośników zwanego pompą sodowo-potasową. Usuwa on sód z wnętrza komórki, pozostawiając w niej komplementarne jony potasowe. Taki układ potencjałów jest niezbędnym warunkiem do przekazywania impulsów nerwowych poprzez błonę komórkową.

Regulacja poziomu soli

Równowaga elektrolityczna w komórce (pompa sodowo-potasowa)

Utrata soli z potem

Potas wchodzący do :omórki zrównoważon1 przez opuszczający ją sód

Błona komórkowa Płyn zewnątrzkomórkowy

Torebka ciałka nerkowego (Bowmana)

Nadnercze • Nerka

Moczowód

Pęcherz-

Krew tętnicza

Wchłanianie zwrotne soli w kanalikach nefronu

Krew żylna

w dotłoczeniu wystarczającej ilości krwi do tkanek. Sekrecja aldosteronu jest kontrolowana przez reninę - hormon wytwarzany w nerkach. Układ ten działa niejako na zasadzie huśtawki: przy niskim poziomie aldosteronu nerki produkują reninę i poziom hormonu zaczyna się podnosić; gdy jego poziom jest za wysoki, spada stopień aktywności reninotwórczej nerek i stężenie aldosteronu we krwi powraca do normy. Kortyzon: Hormony cukrowe, spośród których najważniejszy to kortyzon, są odpowiedzialne za podnoszenie poziomu glukozy we krwi. Glukoza stanowi podstawowy surowiec energetyczny organizmu. Gdy zatem zwiększa się zapotrzebowanie energetyczne, jak np. w sytuacjach stresowych, kortyzon rozpoczyna akcję przemiany białek w glukozę. Kortyzon jest ważnym, lecz nie jedynym, hormonem podnoszącym poziom cukru. Dla kontrastu - funkcjonuje wyłącznie jeden hormon obniżający poziom cukru, tj. insulina. Z uwagi na tę nierównowagę, istnieje większe prawdopodobieństwo wystąpienia niedoboru hor-

monu obniżającego, a więc cukrzycy, która leczona jest przez podawanie tabletek lub zastrzyków insulinowych. Kortyzon, oprócz tego, że pełni kluczową rolę w metabolizmie (procesach przemiany materii niezbędnych dla podtrzymania życia), jest też nieodzowny dla układu odpornościowego, stanowiącego system obrony ustroju przed zakażeniami i uszkodzeniami. Jeżeli jednak w wyniku powziętych działań medycznych normalny poziom kortyzonu zostanie podwyższony (np. w celu zapobieżenia odrzuceniu przeszczepu), odporność na zakażenia obniża się. Organizm sam nie potrafi produkować zwiększonych ilości kortyzonu. Hormony płciowe: Ostatnią grupą hormonów powstających w nadnerczach są tzw. androgeny nadnerczowe. Wydziela je kora nadnerczy, by wspomagały pracę hormonów płciowych produkowanych w jeszcze większych ilościach przez gonady - męskie i żeńskie gruczoły płciowe. Główny męski hormon płciowy - obecny również w mniejszych ilościach u kobiet - to testosteron, odpowiedzialny za zwiększanie masy mięśniowej. Sterydy ana-

boliczne są sztucznymi pochodnymi m.in. męskich hormonów płciowych.

Regulacja kortyzonowa

Kortyzon jest tak ważny dla funkcjonowania organizmu, że jego sekrecja musi być pod ścisłą kontrolą. Mechanizmem regulującym jego produkcję - jak również produkcję sterydów -jest przysadka mózgowa. Przysadka wydziela hormon ACTH, pobudzający wytwarzanie kortyzonu. Podobnie jak w przypadku aldosteronu i reniny, obie te substancje podlegają mechanizmowi sprzężenia zwrotnego. Gdy zawartość kortyzonu w ustroju jest zbyt niska, przysadka uwalnia ACTH i jego poziom wzrasta; jeżeli poziom jest zbyt wysoki, gruczoł ogranicza produkcję i stężenie kortyzonu maleje.

Rozdział 6

ODDECHOWY

Tlen jest najważniejszą substancją chemiczną, od której zależy życie naszego organizmu - jest niezbędny każdej komórce i każdej tkance, które produkują energię konieczną dla podtrzymania życia. Tlen wprowadzamy do ustroju wdychając powietrze, a uboczne produkty jego przemiany są usuwane podczas wydechu. Proces zwany respiracją, czyli oddychaniem, angażuje do pracy płuca i przeponę oraz górne drogi oddechowe: nos, jamę ustną, gardło, krtań i tchawicę.

Jama nosowa

Ucho środkowi. Trąbka słuchowa prawa

Po prawej: Jama nosowa, przechodząca w dolnej części w przedsionek zakończony nozdrzami przednimi, jest rozcięta pionową przegrodą nosową na dwie połowy: prawą i lewą. Każda połowa jest podzielona trzema małżowinami na trzy przewody nosowe, łączące się z tyłu z przewodem nosowo-gardłowym. Rysunek pokazuje położenie trąbki słuchowej (Eustachiusza) względem jamy nosowej.

Żuchwa

Ujście gardłowe lewej trąbki słuchowej

UKŁAD ODDECHOWY / 79

Nos Nos oprócz tego, że jest narządem zmysłu powonienia, służy także jako naturalna droga przedostawania się powietrza do organizmu podczas spoczynkowego oddychania. Ponadto chroni przed czynnikami drażniącymi: prowokując kichanie, wyrzuca np. kurz z ustroju, by nie dopuścić do uszkodzenia płuc. Nos zewnętrzny składa się częściowo z kości, a częściowo z chrząstki. Dwie kości nosowe (po jednej z każdej strony) są wysunięte w dół, u góry zaś schodzą się między oczami, tworząc grzbiet nosa. Nos jest twardy, choć do pewnego stopnia giętki dzięki leżącym poniżej kości chrząstkom nosa i nozdrzy, które jednocześnie decydują o jego kształcie. Wnętrze nosa jest podzielone kostno-chrzęstną przegrodą, biegnącą od przodu ku tyłowi, na dwie wąskie komory. Przegroda jest pokryta miękką i delikatną błoną śluzową, która stanowi przedłużenie warstwy wyściełającej no-

zdrza. Powierzchnia wewnętrzna nozdrzy jest porośnięta sztywnymi włoskami skierowanymi w dół, które strzegą wejścia do nosa. U niektórych osób, zwłaszcza mężczyzn, często są znakomicie widoczne. Dwie komory oddzielone przez przegrodę tworzą łącznie jamę nosową. Są bardzo wąskie - mają poniżej 6 milimetrów szerokości. W górnej części jamy są umieszczone cienkie blaszki kostne z licznymi, niewielkimi receptorami nerwu węchowego. Podczas przeziębienia receptory są pokryte gęstym śluzem ograniczającym powonienie, a w konsekwencji także zmysł smaku.

Przewody nosowe

Tylny odcinek jamy nosowej jest podzielony na trzy części przez trzy fałdy kostne zwane małżowinami nosowymi. Są one cienkie, o wydłużonym kształcie i przebiegają wzdłuż osi nosa, kierując się w tylnej części w dół. Przestrzenie

pomiędzy poszczególnymi małżowinami to przewody nosowe. Wyściełane są błoną śluzową, silnie unaczynioną, co pozwala nawilżać i ogrzewać wdychane powietrze. Błona wydziela około 0,5 litra śluzu dziennie. Pokrywają ją tysiące maleńkich włosków zwanych rzęskami. Śluz i rzęski wychwytują cząsteczki kurzu, które następnie są przesuwane dalej i połykane. Zatoki - przestrzenie w przedniej części czaszki - są połączone z wnętrzem nosa. Leżą za brwiami i w szczękach w trójkącie utworzonym przez nos i oczy. Zatoki, niczym amortyzator, zmniejszają siłę uderzeń w twarz. Od przewodów nosowych odchodzą dwa inne kanały. Kanał nosowo-łzowy odprowadza łzy z oczu (dlatego też musimy wydmuchiwać nos podczas płaczu). Drugi z nich - trąbka słuchowa - uchodzi w ścianie gardła, do tyłu od połączenia z jamą nosową.

Przekrój przez nos Komórka sitowa -i Małżowina nosowa

Małżowina nosowa górna

Oczodo Kość nosowa Chrząstka boczna nosa Chrząstka przegrody

Małżowina nosowa dolna

Oczodół

Przegroda nosowa Zatoka szczękowa

Chrząstki skrzydłowe mniejsze

Tętnica sitowa przednia

Chrząstki skrzydłowe większe

Tętnica sitowa tylna Tętnica klinowo-podniebienna

Powyżej i po prawej: Ilustracje pokazujące kości i chrząstki nosa (powyżej), przekrój poprzeczny nosa (powyżej po prawej) oraz wewnętrzne unaczynienie nosa (po prawej).

U

Przedsionek nosa

Gardło Gardło to nazwa popularnie stosowana na określenie jamy prowadzącej w głąb układu trawiennego i oddechowego. Z reguły przyjmuje się, że gardło rozciąga się od jamy ustnej i nosowej aż do przełyku i tchawicy. W anatomii w obszarze tym wyróżnia się dwie odrębne części: krtań i jamę gardłową. Dla naszych potrzeb cały omawiany obszar podzielimy na trzy odcinki: jamę gardłową, krtań i tchawicę, które wraz z jamą ustną i nosową tworzą górne drogi oddechowe. Gardło spełnia różnorakie funkcje. Najważniejszą z nich jest przewodzenie pokarmu do przełyku oraz powietrza do płuc - tym zadaniem obarczona jest następnie krtań i tchawica. Rola krtani w oddychaniu jest widoczna w czynnościach strun głosowych: poruszane odpowiednimi mięśniami mogą się zacisnąć i odciąć dopływ powietrza, np. podczas kaszlu. (Bardziej szczegółowe informacje dotyczące budowy krtani i jej roli w procesie mówienia znaleźć można na strome 61. Części gardła biorące udział w trawieniu omówione są w Rozdziale 9.)

Przekrój poprzeczny dolnej części szyi Tkanka tłuszczowa Mięsień mostkowo-obojczykowo-sutkowy

Żyła szyjna wewnętrzna Nerw błędny Tętnica szyjna wspólna

Tarczyca

Tchawica Mięśnie szyi

Trzon kręgu szyjnego Żyła szyjna zewnętrzna

Rdzeń kręgowy Wyrostek kolczysty

Budowa przedniej ściany gardła Migdałek gardłowy

Przegroda nosowa

Część nosowa gardła Języczek podniebienia Migdatek podniebienny

Nagłośnia

Cieśń gardziel Część krtaniowa gardła \?

Jama gardłowa

Jama gardłowa to przestrzeń do tyłu od jamy nosowej, ustnej i krtani, ciągnąca się nieco w głąb szyi. Wyłożona jest grubą warstwą mięśniową i posiada kształt zbliżony do odwróconego stożka, który ciągnie się około 12 centymetrów poniżej podstawy czaszki, gdzie łączy się z przełykiem. Górna, szersza część jamy gardłowej jest twarda dzięki otaczającym kościom czaszki, natomiast w odcinku dolnym i węższym jej mięśnie są przyczepione do chrząstek krtani. Wewnętrzna warstwa tkankowa okrywająca gardło, będąca przedłużeniem warstwy wyściełającej jamę ustną, zawiera wiele gruczołów śluzotwórczych, które dbają o to, by powierzchnia jamy ustnej i gardłowej była podczas jedzenia i mówienia zawsze pokryta śluzem. Topograficznie i fizjologicznie jama gardłowa dzieli się na trzy odcinki. Część najwyższa - nosowa leży nad poziomem podniebienia miękkiego i do tyłu od nosa. Jej dolną granicę wyznacza samo podniebienie miękkie: w chwili przełykania podnosi się i zamyka część nosową gardła, by zapobiec przedostaniu się pożywienia do nosa. Niefortunne skutki awarii tego mechanizmu koordynującego można czasami zaobserwować podczas kichania. W części nosowej znajdują się 3 skupiska tkankowe, szczególnie widoczne u dzieci, zwane migdałkami - trąbkowymi

UKŁAD ODDECHOWY/81 Po lewej: Przekrój poprzeczny przez gardło. Poniżej po lewej: Główną częścią jamy gardłowej jest umięśniona rura ciągnąca się od podstawy czaszki po przełyk. Kanałem tym przechodzi wszystko, co jemy i wdychamy. Tu też schodzą się drogi oddechowe i pokarmowe.

Trąbka słuchowa łącząca ucho środkowe z gardłem Ujście gardłowe trąbki słuchowej

r

— Część nosowa

Część ustna

Gardło

Część krtaniowa

Jabłko Adama Po prawej: Schemat jamy (chrząstka tarczowata) gardłowej ukazujący jej położenie względem dróg Przełyk nosowych i ustnych. Gardło komunikuje się również z uszami za pośrednictwem Tchawica kanału wyrównującego trąbki słuchowej, która pomaga ujednolicić ciśnienie powietrza po obu stronach błon bębenkowych.

i gardłowym („trzeci migdałek"). Do części nosowej gardła, po obu jej stronach, uchodzi również trąbka słuchowa (Eustachiusza) - kanał łączący gardło z uchem środkowym. Takie rozmieszczenie narządów bywa przyczyną wielu chorób, gdyż drobnoustroje chorobotwórcze z jamy ustnej, nosa i gardła mają łatwy dostęp do uszu. Efektem tego są częste zapalenia ucha środkowego. Odcinek jamy gardła znajdujący się za jamą ustną - część ustna gardła - jest fragmentem drogi powietrznej łączącej usta z płucami. Skurcze i rozkurczę mięśni tego odcinka, znacznie bardziej ruchliwych niż mięśnie części nosowej, pomagają nadać fizyczny kształt dźwiękom wychodzącym z krtani. Wspomagane przez ruchy języka umożliwiają również wtło-

czenie pokarmu do otworu przełyku. Najważniejszymi organami części ustnej są dające się wielu z nas we znaki migdałki podniebienne - dwa zgrubienia tkanki, które często ponoszą winę za powikłania chorób gardła u dzieci. Rola najniższej - krtaniowej - części gardła sprowadza się do udziału w przełykaniu. Ruchy krtani muszą być tak zgrane, by gwarantowały powietrzu dotarcie do płuc, natomiast pokarmowi - do przełyku. Koordynacja taka jest możliwa dzięki układowi nerwów zwanemu splotem gardłowym. Jego czynnościami zawiaduje niższa część pnia mózgu, która kojarzy informacje nadchodzące z wyższych ośrodków mózgowych - oddechowego i połykania.

Tchawica Powyżej tchawicy do przodu od gardła leży krtań, która składa się z chrząstek, utrzymujących drożność światła tego sprężystego narządu. Łatwo je wyczuć palcami u nasady szyi. W górnej części szyi krtań jest pokryta chrząstką tarczowata (jabłko Adama). Od tego miejsca tchawica ciągnie się w dół aż do oskrzeli. Podobnie jak nos, jest wyłożona błoną śluzową zbudowaną z komórek posiadających rzęski, które usuwają wszelkie zarazki i kurz z powrotem do gardła, gdzie zostają połknięte.

Płuca Większą część klatki piersiowej wypełniają dwa płuca, z których prawe jest nieco większe, ponieważ po lewej stronie część przestrzeni klatki zajmuje serce. Każde płuco dzieli się na płaty — prawe posiada trzy płaty: górny, środkowy i dolny, natomiast lewe płuco - dwa: górny i dolny. Płaty są rozdzielone od siebie, a granice między nimi wyznaczają wgłębienia na ich powierzchni, tzw. szczeliny międzypłatowe. Same płuca są niczym więcej jak gęstą konstrukcją kratową złożoną z rurek. Największe z nich to oskrzela główne, które powstają w wyniku rozgałęzienia tchawicy pomiędzy płucami. Oskrzele prawe biegnie do prawego płuca, lewe do lewego. Wewnątrz płuc oskrzela główne rozwidlają się na płatowe, następnie segmentowe, a te rozgałęziają się na coraz mniejsze odnogi zwane oskrzelikami. Ich zakończenie stanowią pęcherzyki płucne. Równolegle do drzewa oskrzelowego układ rurek tworzą tętnice płucne, które wpadają do płuc wraz z oskrzelami. One również dzielą się na mniejsze rurki - naczynia krwionośne, biegnące wraz z oskrzelikami. Wokół pęcherzyków płucnych tworzą siatkę naczyń włosowatych. Funkcjonowanie płuc Gdyby płuca usunąć z klatki piersiowej, skurczyłyby się niczym przebity balon. W stanie rozdętym utrzymuje je napięcie powierzchniowe płynu wydzielanego przez cienką błonę okrywającą płuca i wewnętrzną ścianę klatki piersiowej - opłucną. By lepiej to zrozumieć, wyobraźmy sobie dwie szklane szyby. Jeśli położymy je na sobie suche, łatwo się rozdzielają; jeśli jednak je zmoczymy, napięcie powierzchniowe wody sprawia, że silnie do siebie przylegają. Jedyny sposób na ich oddzielenie to rozsunięcie ślizgiem. Na tej samej zasadzie działają płuca: jeśli tylko pomiędzy nimi a ścianą znajdzie się cienka warstwa płynu, pozostają „otwarte". Rozszerzenie klatki piersiowej powoduje rozciągnięcie płuc i wpłynięcie powietrza do pęcherzyków. Podczas wydechu mięśnie międzyżebrowe zewnętrzne stopniowo rozkurczają się. Gdyby pozwolić im rozkurczyć się całkowicie, płuca gwałtownie odskoczyłyby z powrotem, chyba że celowo pozostaną puste. W przypadku przedostania się powietrza do jamy opłucnej (potencjalnej przestrzeni między opłucną ścienną a płucną) napięcie powierzchniowe maleje i płuca zapadają się (odma płucna). Opłucna Wokół płuc dają się wyróżnić dwa typy błony opłucnej: wewnętrzna, tzw. opłucna płucna, oraz zewnętrzna, tzw. opłucna ścienna. Opłucna płucna okrywa całą powierzchnię zewnętrzną płuc, w tym również szczeliny. Opłucna ścienna wyścieła wewnętrzną powierzchnię ścian klatki pier-

Tętnica szyjna wspólna Obojczyk I żebro Gruczoł tarczowy

. Grasica

Płuco lewe " w worku opłucnej

Przepona

Osierdzie otaczające serce

siowej. Obie blaszki opłucnej spotykają się wokół wnęki płuca, w miejscu, gdzie płuco łączy się z tchawicą za pomocą oskrzela głównego i z sercem za pośrednictwem naczyń krwionośnych płucnych. Na pozostałym obszarze są od siebie oddzielone. U osób zdrowych obie blaszki opłucnej są w stałym kontakcie i prześlizgują się po sobie w miarę, jak płuca poruszają się w rytm oddechu. Rzecz jasna, istnieje między nimi pewna przestrzeń wolna zwana jamą opłucnej. U osób zdrowych jama opłucnej jest minimalna - tylko taka, by pomieścić niewielkie ilości płynu zwilżającego powierzchnie blaszek, tak by się po sobie bez trudu przesuwały. Jedna z postaci zapalenia opłucnej polega na wypełnieniu jamy nadmierną ilością płynu - jest to tzw. wysiękowe zapalenie opłucnej. W przeciwieństwie do płuc, opłucna jest wyposażona w receptory bólu, o czym najlepiej wiedzą cierpiący na zapalenie opłucnej. Każdy rodzaj zapalenia sprawia, że powierzchnia opłucnej zostaje pozbawiona płynu, w następstwie czego opłucna płucna i ścienna ocierają się o siebie w czasie oddychania, wywołując ból.

I

UKŁAD ODDECHOWY / 83 Budowa płuc i zaburzenia

rzele

Żyta płucna

Naczynia włosowate

W płucu zdrowym (powyżej) tlen z powietrza zostaje przekazany do naczyń włosowatych otaczających każdy pęcherzyk płucny (po lewej). Do typowych zaburzeń pracy płuc (powiększenia) należą: zapalenie płuc, w którym pęcherzyki płucne wypełniają się płynem; odma, polegającą na zapadaniu się ścian pęcherzyków; astma, czyli zwężenie umięśnionych ścian oskrzelików; nowotwór oskrzeli; bronchit, czyli zapalenie oskrzeli, podczas którego oskrzela wypełniają się wydzieliną śluzową.

Oddychanie Czy to w stanie czuwania, czy podczas snu, oddychamy średnio 12 razy na minutę. W ciągu doby wdychamy i wydychamy ponad 8 tysięcy litrów powietrza. W trakcie wytężonego wysiłku fizycznego tempo oddychania znacznie rośnie, nawet do 80 razy na minutę. Celem wprowadzania powietrza do organizmu, a następnie jego usuwania jest pobranie tlenu niezbędnego dla podtrzymania życia i pozbycie się z ustroju zbędnego dwutlenku węgla, produktu wewnętrznych przemian chemicznych. Tlen stanowi około jednej piątej składu wdychanego powietrza, a praca płuc, serca i naczyń krwionośnych jest związana przede wszystkim z dostarczaniem tlenu z powietrza do wszystkich tkanek, gdzie jest potrzebny do produkcji energii, której nasz ustrój wymaga dla podtrzymania funkcji życiowych. Tak jak samochód spala benzynę przy udziale tlenu, a kominek ogrzewa pokój dzięki obecności i węgla, i tlenu, tak samo komórki wykorzystują tlen: spalają swoje paliwo - zazwyczaj w postaci cukru - za pomocą tlenu, w celu uzyskania energii. Produkty końcowe takiej reakcji chemicznej są identyczne w przypadku oddychania komórkowego i spalania benzyny, a mianowicie dwutlenek węgla i woda. Jakkolwiek niektóre tkanki są zdolne do funkcjonowania przez jakiś czas

bez dopływu tlenu, mózg nie może się bez niego obyć. Większość pracy związanej z wdechem wykonuje przepona - cienki mięsień z tkanki włóknistej, szczelnie odgradzający klatkę piersiową od jamy brzusznej. Górną część „obudowy" mieszczącej serce i płuca tworzą żebra, natomiast dno stanowi przepona. Gdyby spojrzeć na przeponę od góry, zobaczylibyśmy duży, centralny obszar włóknisty, przymocowany włóknami mięśniowymi do wewnętrznej części dolnych sześciu żeber. Podobna jest do słońca z promieniami rozchodzącymi się w kierunku żeber, do których jest przymocowana. Przepona oglądana od przodu ma kształt wysklepionej kopuły, przyczepionej do żeber sznurami z mięśni. Włókna mięśniowe przepony kurczą się podczas wdechu i spłaszczają kopułę, ściągając jej najwyższy punkt centralny w kierunku jamy brzusznej. Dzięki temu zwiększa się objętość płuc i powietrze zostaje wciągnięte przez nos, gardło, krtań i tchawicę. Znalazłszy się w płucach, wędruje do pęcherzyków płucnych, gdzie zachodzi wymiana tlenu na dwutlenek węgla. Tlen łączy się z hemoglobiną krwi, a czerwone ciałka uwalniają ładunek dwutlenku węgla z powrotem do pęcherzyków, by został wypchnięty na zewnątrz przez płuca. Wydech następuje

Przepona

w wyniku prostego rozluźnienia mięśni, powodującego uchodzenie powietrza jak z balonu. Podobnie jak wszystkie inne mięśnie, polecenia skurczu lub rozkurczu przepona otrzymuje od układu nerwowego. Nerwy unerwiające przeponę zwane są lewym i prawym nerwem przeponowym. Co ciekawe, pochodzą z wyższego odcinka rdzenia kręgowego, a zatem muszą odbyć długą drogę od szyi ku dolnej części klatki piersiowej. W wyniku urazu lub przebytych chorób może dojść do uszkodzenia nerwów przeponowych. Tempo oddychania Częstotliwość oddychania podlega regulacji przez ośrodek oddechowy mózgu (rdzeń przedłużony) i jest zależna od stężenia dwutlenku węgla, nie zaś tlenu we krwi. Mózg reaguje na wzmożoną produkcję dwutlenku węgla, np. podczas znacznego wysiłku fizycznego, i dostosowuje do niej tempo oddychania. Oddechy stają się wtedy głębsze i częstsze, tak by zaczerpnąć więcej tlenu. Praca serca ulega przyspieszeniu, wzmaga się obieg krwi i usunięty zostaje dwutlenek węgla. Po zakończonym wysiłku poziom dwutlenku węgla spada i oddechy wracają do normy. Dowolne modyfikacje częstotliowści oddychania mają miejsce, np. podczas śpiewu, mówienia i jedzenia. Ziewanie, wzdychanie, kaszlenie i czkawka wymagają innego rodzaju oddychania. Śmiech i płacz, w przypadku których po długich oddechach następują krótkie „spazmatyczne" wydechy, są odmianami rytmu oddechowego wywołanymi przez bodźce emocjonalne. Wstrzymywanie oddechu, czy to celowe (podczas nurkowania), czy mimowolne (w następstwie ataku nerwowego), również wywołuje zakłócenia w rytmie oddechowym. Po kilku pierwszych głębokich oddechach poziom dwutlenku węgla obniża się, następnie oddech zostaje wstrzymany i zanika pobudzanie mózgu. Może to doprowadzić do utraty przytomności, a w przypadku nurkowania nawet do śmierci przez utonięcie, jeśli pływak nie zdąży powrócić na powierzchnię wody.

Nerwy przeponowe

Przepona Żyla główna dolna Aorta

Przepona oddziela klatkę piersiową od jamy brzusznej oraz reguluje objętość płuc w trakcie wdychania i wydychania powietrza.

HM mr

UKŁAD ODDECHOWY/85 Obieg tlenu w organizmie Tchawica Oskrzele

Aorta

Płuco Tętnica płucna

- Zyty płucne

Lewy przedsionek

Prawy _ przedsionek

Oskrzeliki Lewa komora

Prawa komora

Pęcherzyk płucny

-"^ r Powietrze / wpływające wypływające z pęcherzyka

Erytrocyty niosące tlen Pęcherzyk płucny

Naczynie włosowate

Strumień tlenu do komórek

Wnętrze pęcherzyka płucnego wypełnione powietrzem Erytrocyty przenoszące dwutlenek węgla

Powyżej: Powietrze wdychane przez tchawicę, oskrzela i oskrzeliki dociera do pęcherzyków płucnych, gdzie tlen z powietrza zostaje przekazany do naczyń włosowatych otaczających pęcherzyk. Nasycona tlenem krew płynie do żyły płucnej, a następnie do lewej połowy serca.

które wtłacza ją do aorty. Krew okrąża całe ciało tętnicami aż do naczyń włosowatych. Tlen przenoszony przez czerwone ciałka krwi zostaje oddany tkankom, w zamian za produkt przemiany materii - dwutlenek węgla. Gaz zostaje odtransportowany z powrotem żyłami do prawej połowy serca

Dwutlenekwęgla uwalniany z komórek

i na ostanim etapie krew wpływa tętnicą płucną do płuca. W pęcherzyku powracająca z obiegu krew oddaje dwutlenek węgla, który następnie wydychamy, pobiera zaś nową porcję tlenu.

Rozdział 7

KRWIONOŚNY Układ krwionośny składa się z serca i systemu naczyń krwionośnych. Serce, zbudowane prawie w całości z tkanki mięśniowej, jest odpowiedzialne za tłoczenie krwi wokół ciała. Krew nie tylko transportuje substancje odżywcze i gazy z jednych części ciała do drugich, ale działa również jako środek komunikacji, przenosząc informacje chemiczne w postaci hormonów przebywających drogę z gruczołów dokrewnych do narządów i tkanek.

Luk aorty

—

Lewa tętnica płucna

Żyła główna górna Lewy przedsionek

Zastawka pólksiężycowata pnia płucnego

i

Prawy przedsionek

Zastawka pólksiężycowata Aorty

Zastawka trójdzielna

Prawa komora Przegroda międzykomorowa

Mięśniówka

Tkanka tłuszczowa

Po prawej: Przekrój przez serce z ukazaniem aorty i jej gałęzi oraz ważniejszych zastawek, żył, przedsionków i komór.

Itr—> Żyla główna dolna

Aorta

UKŁAD KRWIONOŚNY / 87

Krew Krew jest absolutnie niezbędna dla funkcjonowania organizmu. Serce zaczyna ją pompować przez wewnętrzny system tętnic i żył już w okresie życia płodowego i czyni to aż do śmierci, dostarczając tlenu, pokarmu i innych ważnych substancji do tkanek. W zamian zabiera dwutlenek węgla i inne zbędne produkty przemiany materii, które mogłyby być toksyczne dla ustroju. Krew ma też swój udział w zwalczaniu drobnoustrojów chorobotwórczych, a przez zdolność do krzepnięcia pełni ważną rolę jako element mechanizmu obronnego organizmu. Krew jest płynem. Swą przysłowiową gęstość zawdzięcza obecności milionów komórek, których właściwości fizjologiczne decydują o tym, że krew klasyfikuje się jako tkankę, podobnie jak kości czy mięśnie. Jej składnikami są: przezroczysty płyn - osocze, w którym unoszą się krwinki czerwone (erytrocyty), krwinki białe (leukocyty) oraz maleńkie płytki krwi (trombocyty). Jak prawie całe ciało ludzkie, osocze składa się głównie z wody. Ponieważ jest cieczą, ma zdolność przenikania przez ściany drobnych naczyń krwionośnych, np. włośniczek, czyli kapilar. Stąd też jej pokrewieństwo z płynem zewnątrzkomórkowym, w którym są zanurzone wszystkie komórki ciała. Oznacza to, że związki mineralne i inne substancje mogą się przenosić za pośrednictwem osocza z komórki do komórki po całym ciele. Osocze Osocze jest środkiem transportującym „paliwa" ustrojowe - glukozę i podstawowe tłuszcze. Z osoczem po ciele rozprowadzane są i inne substancje, np. żelazo, ważny budulec barwnika wiążącego tlen - hemoglobiny, oraz wiele innych. Dlatego też osocze jest w istocie wodnym roztworem substancji mineralnych, odżywczych i niewielkich ilości innych ważnych związków (np. hormonów) oraz dodatkowo jednego niezwykle istotnego elementu - białka, które stanowi jego zasadniczy składnik. W litrze osocza występuje około 75 gramów białka dwóch głównych frakcji: albuminy i globuliny. Albumina jest wytwarzana w wątrobie. Jest nie tylko źródłem pokarmu komórek, ale także wywiera ciśnienie onkotyczne, które utrzymuje płynne składniki krwi w łożysku naczyniowym, zapobiegając ich ucieczce do tkanek, a dalej do komórek. Można przyjąć, że albumina jest jak krążąca z krwią płynna gąbka, zatrzymująca niezbędne ilości wody w krwiobiegu i przeciwdziałająca przekształceniu się ciała w rozmokłą, galaretowatą masę. Najważniejszymi globulinami są te, które działają jako przeciwciała zapobiegające infekcjom. Niektóre globuliny białkowe wraz z krwinkami biorą udział w procesie krzepnięcia krwi.

Płytki krwi

Płytki krwi to najmniejsze komórki ciała. Jeden mililitr krwi zawiera około 250 milionów płytek, każda zaś płytka ma średnicę około 3 mikronów (1 mikron -jedna tysięczna część milimetra). Trombocyty pełnią jedną podstawową funkcję: doprowadzać do krzepnięcia krwi tamującego krwawienie. Mechanizm działania płytek bardzo intrygu-

je lekarzy, ponieważ przybywa dowodów na to, że mogą odgrywać istotną rolę w arteriosklerozie - stwardnieniu tętnic, chorobie nagminnej w cywilizacji zachodniej. Trombocyty występują we krwi w takiej obfitości, że gdziekolwiek doszłoby do krwawienia, zawsze w najbliższej okolicy znajdzie się wystarczająca ich ilość.

Żyła szyjna wewnętrzna Tętnice szyjne

Prawa tętnica szyjna wspólną Tętnica podobojczykowa

Żyła szyjna wewnętrzna Żyła główna górna

Aorta

Pień płucny Żyły wątrobowe Żyla główna dolna Tętnica ramienna Nerka

Serce Żyła odpromieniowa Tętnica nerkowa Żyła odłokciowa Żyła nerkowa Tętnica krezkowa dolna

Tętnica jądrowa Aorta brzuszna Tętnice promieniowa i łokciowa Tętnica udowa

Żyła jądrowa

Żyła odpiszczelowa

Żyły powierzchowne

Tętnica piszczelowa przednia

Po lewej: Układ krwionośny jest zbudowany z naczyń krwionośnych i serca, których funkcje są związane z tłoczeniem krwi wokół ciała. Drogi cyrkulacji krwi dzielą się na: krążenie płucne (małe), w którym krew wędruje pomiędzy sercem a płucami, oraz krążenie wielkie (duży krwiobieg), prowadzące krew z serca do każdej części ciała i z powrotem.

88/UKŁAD KRWIONOŚNY Ściany naczyń krwionośnych są wyłożone gładką warstwą komórek śródbłonkowych. W przypadku przerwania śródbłonka, a więc krwawienia, składniki krwi wchodzą w kontakt z innymi częściami ściany naczynia krwionośnego. Pod wpływem zetknięcia się trombocyty przylegają do ścian i do siebie nawzajem (agregacja), korkując otwór, którym wypływa krew. Pozostałe ciałka krwi zaczynają wchodzić pomiędzy sobą w reakcje w celu wytrącenia fibryny, czyli włóknika stanowiącego trwalszy środek zaradczy. Zdolność krwi do krzepnięcia, czyli koagulacji, a co za tym idzie do zapobiegania wykrwawieniu organizmu w przypadku nadwyrężenia naczynia, jest wynikiem połączonych wysiłków trombocytów i kilkunastu substancji biochemicznych, zwanych czynnikami krzepliwości, pośród których najważniejszą jest protrombina. Czynniki krzepliwości są składnikami płynnej części krwi - osocza. Zaburzenia procesu krzepnięcia mogą być dwojakiego rodzaju: niemożność uformowania się skrzepu oraz zakrzepica, polegająca na tworzeniu się zakrzepów wewnątrz naczyń kwionośnych. Krwinki czerwone Czerwone krwinki służą jako nośniki tlenu na drodze z płuc do tkanek. Po odtransportowaniu go nie wracają wolne, gdyż zabierają dwutlenek węgla, produkt uboczny działalności komórek i niosą z powrotem do płuc, skąd zostaje wydalony. Jest to możliwe dzięki zawartym w erytrocytach milionom cząsteczek hemoglobiny. W płucach tlen wiąże się bardzo szybko z hemoglobiną, nadając krwinkom jasnoczerwony kolor, od którego wywodzi się ich nazwa. Natleniona krew dociera tętnicami do tkanek. Za pomocą enzymów zawartych w krwinkach czerwonych dwutlenek węgla i woda (drugi zbędny produkt przemian komórkowych) łączą się z erytrocytami, które zabierają je żyłami do płuc. Produkcja czerwonych ciałek krwi rozpoczyna się w pierwszych paru tygodniach od chwili poczęcia. Przez pierwsze trzy miesiące cały proces ma miejsce w wątrobie, a dopiero po sześciu miesiącach życia płodowego przeniesiony zostaje do szpiku kostnego, gdzie odbywa się do końca życia. Do osiągnięcia dojrzałości krwinki czerwone wytwarza szpik we wszystkich kościach, lecz po około 20. roku życia produkcja erytrocytów zostaje ograniczona do kości kręgosłupa, żeber i mostka. Krwinki czerwone rozpoczynają żyw oi jako nieregularne, zaokrąglone, wielkojądrzaste komórki zwane hemocytobla^tami (komórki macierzyste krwinek). Komórki te przechodzą następnie mnóstwo szybkich podziałów, podczas których jądro staje się coraz mniejsze, aż do całkowitego zaniknięcia. Do produkcji erytrocytów ustrój potrzebuje żelaza - głównego składnika hemoglobiny, witaminy B 1 2 , kwasu foliowego i białek.

W trakcie wędrówki w krwiobiegu czerwone krwinki często ulegają zużyciu, stąd konieczność ich stałego odnawiania. Każdy erytrocyt żyje przeciętnie 120 dni. Po tym czasie komórki pochodzące ze szpiku kostnego i śledziony atakują „stare" krwinki. Niektóre pozostałości chemiczne powracają zaraz do osocza dla powtórnego wykorzystania, natomiast inne, w tym hemoglobina, są wysyłane do wątroby w celu dokończenia procesu ich rozkładu. Organizm doskonale panuje nad ilością czerwonych krwinek w krwiobiegu, dostosowując ją do swych potrzeb. W przypadku dużych ubytków krwi, uszkodzenia części szpiku kostnego lub obPoniżej: W przypadku zranienia z przerwanych naczyń krwionośnych zaczyna wypływać krew i trombocyty (maleńkie, lepkie ciatka krwi), które podążają w kierunku miejsca urazu, by zatamować krwawienie (A). Uwalniają się tkankowe czynniki krzepliwości i wkraczają na teren działania wraz z czynnikami osoczowymi (B). Reakcja trombocytów, obu typów czynników krzepliwości i innych substancji biorących udział w procesie zmierza ku zamianie fibrynogenu (rodzaj białka) w pasma fibryny, czyli włóknika. Fibryna tworzy galaretowaty konglomerat pokrywający miejsce przerwania ciągłości naczynia (C). Schwytane weń płytki krwi i krwinki wydzielają surowicę (osocze pozbawione czynników krzepliwości), która wspomaga tworzenie skrzepu (D). Skrzep zapobiega wtargnięciu bakterii i wywiązaniu się zakażenia.

niżenia poziomu tlenu docierającego do komórek (w następstwie niedoczynności serca lub przebywania na dużych wysokościach), szpik kostny natychmiast intensyfikuje produkcję erytrocytów. Nawet wytężona, codzienna gimnastyka pobudza organizm do wzmożonej produkcji czerwonych krwinek, gdyż wzrasta jego zapotrzebowanie na tlen. Obliczenia liczby krwinek czerwonych pokazują, że lekkoatleci mogą mieć nawet dwa razy więcej czerwonych ciałek krwi niż osoby prowadzące siedzący tryb życia. Białe ciałka krwi Białe krwinki - leukocyty - są większe i całkowicie odmienne od krwinek czerwonych. W przeciwieństwie do erytrocytów nie są identyczne i poruszają się ruchem pełzającym. Biorą czynny udział w systemie obrony ustroju przed chorobami. Leukocyty dzielą się na trzy kategorie: granulocyty, limfocyty i monocyty. Granulocyty stanowią 50-75 procent wszystkich białych ciałek i również dzielą się na trzy grupy. Najliczniejsza z nich to granulocyty obojętnochłonne (neutrofile). Ńeutrofile przystępują do pracy w przypadku infekcji bakteryjnej. Wabione przez substancje chemiczne wydzielane przez bakterie „napływają" do miejsca infekcji i zaczynają je otaczać. Jednocześnie zawarte w ich wnętrzu ziarnistości rozpoczynają produkcję związków niszczących złapaną w potrzask bakterię. Ropa gromadząca się w miejscu zakażenia jest wynikiem aktywności granulocytów. Zbudowana jest w większości z martwych krwinek białych. Fibryna (nierozpuszczalna)

Skrzep

UKŁAD KRWIONOŚNY / 89 Drugą grupą są granulocyty kwasochłonne, zwane eozynofilami, ponieważ, jeśli zmieszać krew z barwnikiem kwaśnym - eozyną, granulki tych granulocytów barwią się na kolor różowy. Stanowią one jedynie 1-4 procent białych ciałek i oprócz zwalczania bakterii spełniają drugą, nie mniej istotną rolę. Jeżeli do krwi przedostanie się jakiekolwiek obce białko lub antygen, pojawiają się przeciwciała zwalczające antygeny lub neutralizujące skutki ich obecności. Równocześnie wyzwalana jest histamina. Eozynofile niwelują szkodliwe działanie histaminy, ponieważ jej nadmiar może wywoływać reakcje uczuleniowe. Kiedy przeciwciała połączą się z antygenami, eozynofile usuwają resztki chemiczne. Trzeci typ granulocytów - granulocyty zasadochłonne, czyli bazofile - stanowią mniej niż 1 procent ciałek białych. Niemniej jednak są niezbędne do życia jako producenci heparyny - związku zapobiegającego krzepięciu krwi wewnątrz naczyń krwionośnych.

dałkach i węzłach chłonnych rozrzuconych po całym ciele. Zarówno monocyty, jak i płytki krwi powstają w szpiku kostnym. Długość życia monocytów wciąż nie jest dokładnie znana, ponieważ wydaje się, że część swego istnienia spędzają w tkankach, część natomiast w osoczu. Co więcej, organizm ludzki jako nigdy nie zatrzymująca się linia produkcyjna wymienia miliony trombocytow przeciętnie co 4 dni. Krwotoków, czy to wewnętrznych, czy zewnętrznych, nie należy co prawda lekceważyć, jednakże wbudowany mechanizm samozachowawczy organizmu sprawia, że utrata nawet jednej czwartej objętości krwi nie grozi poważniejszym długotrwałym uszczerbkiem na zdrowiu (pomimo braku transfuzji). A ponieważ krew niczym dostawca kursuje między

tkankami, nie powinno dziwić, że zaburzenia ustrojowe i choroby uwidaczniają się w zmianach we krwi. Krew, oprócz tego, że jest zwierciadłem stanu zdrowia organizmu, sama również może ulegać rozmaitym schorzeniom dotykającym krwinki czerwone, białe, płytki krwi, osocze, z których każde wymaga rozpoznania i odpowiedniej kuracji.

Produkcja krwinek

Limfocyty Około 25 procent wszystkich białych ciałek krwi to limfocyty - komórki o gęstych, kulistych jądrach. Są niezastąpione w organizmie ze względu na ochronę immunologiczną, jaką mu zapewniają dzięki produkcji antytoksyn neutralizujących potencjalnie szkodliwe skutki działania silnych substancji trujących lub związków chemicznych wytwarzanych przez niektóre bakterie. Kolejnym ważnym zadaniem limfocytów jest produkcja przeciwciał oraz substancji chemicznych, które dają komórkom odporność na infekcje bakteryjne. Ostatnią grupą krwinek białych są monocyty, stanowiące do 8 procent ogólnej liczby białych ciałek. Największe monocyty zawierają duże jądra, pożerają (fagocytują) bakterie i usuwają szczątki ciał obcych. Czynności granulocytów i monocytów w postępowaniu z bakteriami chorobotwórczymi noszą nazwę odpowiedzi zapalnej, przy rozumieniu zapalenia jako reakcji organizmu na uraz na poziomie lokalnym. Czynności limfocytów w postępowaniu z drobnoustrojami inwazyjnymi i innymi substancjami noszą nazwę odpowiedzi immunologicznej. (Zjawisko to omówiono szczegółowo w Rozdziale 8.) Oba typy reakcji mogą być uruchamiane jednocześnie. Miejsce produkcji białych ciałek krwi Szpik kostny jest miejscem produkcji części białych krwinek. Powstają tu wszystkie trzy typy granulocytów. Tworzą się z mieloblastu w wyniku wielokrotnego podziału. Okres życia granulocytu wynosi przeciętnie 12 godzin, czas efektywnej walki z zakażeniami bakteryjnymi - 2 do 3 godzin. W przypadku wtargnięcia bakterii produkcja limfocytów wzrasta odpowiednio do zapotrzebowania organizmu. Żyją średnio 200 dni, a wytwarzane są w grasicy, śledzionie oraz niektórych innych narządach: mig-

Wytwarzaniem ciałek krwi w organizmie zajmuje się wiele narządów - inne u dzieci, inne u dorastających. Proces ten stabilizuje się dopiero u dorosłych i ma miejsce głównie w kościach czaszki, kręgosłupa, żeber, mostka oraz w końcach większych kości. np. kości ramiennej. Tam szpik kostny produkuje wszystkie typy krwinek białych, czerwonych i płytek krwi. Białe ciałka krwi powstają tez w grasicy, śledzionie i węzłach chłonnych.

Serce Serce to duży narząd zbudowany z tkanki mięśniowej, położony w środku klatki piersiowej. Choć często uważa się, że serce znajduje się po lewej stronie, w istocie jest ulokowane asymetrycznie na linii środkowej: większa część jest przesunięta w lewo. Waży około 340 gramów u mężczyzn i nieco mniej u kobiet. Rzut prawego brzegu serca leży nieco na prawo od prawego brzegu mostka. Część serca na lewo od mostka ma kształt zbliżony do spłaszczonego stożka, którego wierzchołek (koniuszek serca) leży tuż pod lewym sutkiem. Łatwo wyczuć pulsowanie towarzyszące każdemu skurczowi serca. Nosi ono nazwę uderzenia koniuszkowego serca. Zadaniem serca jest tłoczenie krwi do dwóch oddzielnych obiegów. Najpierw pompuje krew do tętnic przez aortę, główną tętnicę ciała. Krew krąży przez wszystkie narządy i tkanki, dostarczając im pokarmu i tlenu, po czym wraca do serca żyłami, oddawszy uprzednio cały tlen. Następnie serce wtłacza krew do drugiego obiegu, tym razem do płuc, by uzupełnić brak tlenu. Natleniona krew płynie powtórnie do serca. W sercu dają się wyróżnić cztery jamy związane funkcyjnie z kolejnymi etapami tłoczenia. Każda z nich ma postać worka mięśniowego o ścianach zdolnych do kurczenia się, a przez to do wypychania krwi na zewnątrz. Grubość ściany mięśniowej jest uzależniona od tego, ile pracy dana jama musi wykonać. Najgrubsze ściany ma lewa komora, gdyż musi dotłoczyć krew do najodleglejszych partii ciała. Jamy są ułożone parami. Każda posiada cienkościenny przedsionek, do którego wpływa krew z żył. Każdy przedsionek tłoczy krew przez zastawkę do komory o grubszych ścianach, która pompuje ją do tętnicy. Oba przedsionki leżą nad komorami i są w stosunku do nich nieco przesunięte w tył. Obydwa przedsionki i komory sąsiadują z sobą, przedzielone jedynie odcinkami ściany zwanymi odpowiednio przegrodami: międzyprzedsionkową i międzykomorową.

prawego przedsionka, który kurczy się i pompuje krew przez zastawkę trójdzielną do prawej komory. Skurcze prawej komory wyrzucają krew do tętnic płucnych przez zastawkę pnia płucnego i stąd przepływa ona przez płuca, gdzie otrzymuje nowy ładunek tlenu. Następnie powraca do serca żyłami płucnymi, gotowa, by zacząć całą drogę od początku. Opisany proces odbywa się 50-60 razy na minutę.

Zastawki

Podobnie do innych pomp, właściwa praca serca jest uzależniona od szeregu „zaworów" w formie zastawek sercowych. W prawej połowie serca występuje zastawka półksiężycowatą pnia płucnego i zastawka trójdzielna; po lewej natomiast zastawka półksiężycowatą aorty i zastawka dwudzielna. Wszystkie cztery zastawki otwierają się i zamykają automatycznie, wpuszczają i wypompowują

Czynności tłoczące serca Żyła płucna

Vl

-\

Zyla główna dolna

Przedsionki wypełniają się krwią

Zastawka trójdzielna Przedsionki kurczą się i krew wpływa do komór Zastawka mitralna -

Zastawka pnia płucnego

Rdzeń płucny

Aorta

Praca serca

Krew powraca do serca z płuc żyłami płucnymi z odnowionym zapasem tlenu. Wpada do lewego przedsionka, który kurcząc się, wypycha ją przez zastawkę dwudzielną do lewej komory. Lewa komora również kurczy się i w tym momencie zastawka dwudzielna zamyka się, pozwalając krwi jedynie na wyjście przez otwartą zastawkę półksiężycowatą do aorty. Potem krew zmierza do tkanek, gdzie oddaje tlen. Z ciała krew powraca do serca dużą żyłą, zwaną żyłą główną dolną, natomiast z głowy żyłą główną górną. Wpada do

krew z przedsionków i komór, uniemożliwiając jej cofnięcie. Zastawki pnia płucnego i aorty mają zbliżoną budowę. Złożone są z trzech płatków twardej, ale cienkiej tkanki włóknistej. Zastawki dwu- i trójdzielna są bardziej skomplikowane, choć również podobne do siebie. Zastawka dwudzielna posiada dwa płatki, trójdzielna zaś - trzy. Każda z tych zastawek jest położona w pierścieniu ujścia przedsionkowo-komorowego. Każdy płatek jest przymocowany podstawą do pierścienia, natomiast wolnymi brzegami styka się z płatkami sąsiednimi, przesłaniając światło ujścia i zamykając tym samym zastawkę. Owe wolne brzegi i powierzchnie komorowe płatków są przyczepione również do wielu cienkich sznureczków strun ścięgnistych - które biegną w dół komory i zapobiegają odskoczeniu zastawki (pod ciśnieniem krwi) do przedsionka.

Zastawka aorty

Komory kurczą się tłocząc krew do płuc i dużego krwiobiegu

Komory rozkurczają się i cykl rozpoczyna się od początku

UKŁAD KRWIONOŚNY/91 Zjawiska elektryczne

Z każdym uderzeniem serca oba przedsionki równocześnie się kurczą i zapełniają komory krwią. Następnie kurczą się obie komory. Taka kolejność skurczów jest uzależniona od skomplikowanego „zegara" elektrycznego. Główną kontrolę nad nim sprawuje węzeł zatokowo-przedsionkowy położony w prawym przedsionku. Wysyłane przez niego impulsy powodują kurczenie się obu przedsionków. Obok niego istnieje drugi węzeł - przedsionkowo-komorowy, ulokowany w miejscu zejścia się przedsionków z komorami. Impuls przepływa z węzła zatokowo-przedsionkowego do przedsionkowo-komorowego za pośrednictwem kurczącej się mięśniówki „roboczej" przedsionków. Węzeł przedsionkowo-komorowy powoduje opóźnienie impulsu wywołującego skurcz i przesyła go dalej wiązką włókien przewodzących w przegrodzie międzykomorowej zwanej pęczkiem Hisa. Po przejściu przez pęczek i jego odnogi, a następnie tzw. włókna Purkinjego, impuls rozchodzi się po mięśniach komór, nakazując im skurcz w chwilę po skurczu przedsionków.

Zastawki - widok od góry Zastawka pólksiężycowata pnia płucnego

Położenie zastawek - widok od przodu

Struny ścięgniste

Luk aorty

Żyla główna górna

Tętnice płucne

Zastawka aorty

Lewy przedsionek —

Zastawka pnia płucnego — Lewe uszko

Prawy przedsionek

Zastawka dwudzielna

Lewa komora Zastawka trójdzielna

Prawa komora

\ Żyła główna dolna"

Zastawki zapewniają przepływ krwi przez serce w jednym tylko kierunku i nie dopuszczają do jej cofania się. Złożone są z dwóch lub trzech płatków, które zwierają się z chwilą przepłynięcia krwi. Zastawka dwudzielna i półksiężycowata aorty kierują przepływem krwi natlenionej przez lewą połowę serca; zastawka pnia płucnego i trójdzielna sterują przepływem krwi odtlenionej przez prawą połowę.

Naczynia krwionośne Tętnice i żyły to dwa typy dużych naczyń krwionośnych w ciele. Tętnice przypominają rurki, przez które przepływa krew od serca do tkanek, podczas gdy żyły służą jako szlak powrotny. Główna komora tłocząca serca - komora lewa - wyrzuca krew do największej tętnicy naszego ciała - aorty. Pierwsze gałęzie odchodzą od niej już zaraz za sercem. Są to tzw. tętnice wieńcowe, zaopatrujące w krew samo serce. Prawie natychmiast po odejściu od aorty lewa tętnica wieńcowa rozdziela się na dwie duże gałęzie. Tak więc w rezultacie otrzymujemy trzy tętnice wieńcowe — prawą i dwie gałęzie lewej. W dalszym swym przebiegu opasują dokładnie serce i penetrują je, dostarczając krew do każdej jego partii. Pozostałe tętnice transportują krew do wszystkich części ciała, dzieląc się najpierw na odgałęzienia - tętniczki, następnie zaś na naczynia włosowate zwane włośniczkami lub kapilarami. Lewa komora jest źródłem ogromnego ciśnienia, które umożliwia wtłoczenie krwi do wszystkich odnóg siatki naczyniowej. Ucisk wywierany przez mankiet gumowy stosowany przy pomiarze ciśnienia jest taki sam jak maksymalna siła skurczu lewej komory przy każdym uderzeniu serca. Budowa tętnic Tętnice muszą posiadać grube ściany, by wytrzymać działanie wysokiego ciśnienia wywieranego przez silne skurcze serca. Od zewnątrz tętnica jest otoczona luźną powłoką z tkanki włóknistej. Pod nią znajduje się sprężysta warstwa z tkanki mięśniowej, stanowiąca umocnienie naczynia. Dodatkowo pośród tkanki elastycznej (śródbłonka) widnieją biegnące okrężnie włókna mięśniowe. Na wewnętrzną błonę składa się warstewka z komórek gładkich, umożliwiających swobodny przepływ krwi. Grube elastyczne ściany mają ogromne znaczenie dla funkcjonowania całego układu. Sprężyste ściany wielkich tętnic przejmują na siebie główną siłę ciśnienia wywołanego skurczem serca, a w przerwach pomiędzy kolejnymi skurczami popychają krew dalej. Tętno Kiedy lekarz mierzy puls, stara się wyczuć miarowość pracy serca pompującego krew wokół ciała przez system tętnic. Siła każdego uderzenia serca jest przenoszona po ścianach tętnic, podobnie jak fala biegnie po tafli jeziora. Sprężyste ściany tętnic rozszerzają się, aby przyjąć uderzenie czoła fali. W dalszym etapie skurczu sercowego ściany zapadają się i w ten sposób przyczyniają do swobodnego przepływu krwi przez cały układ.

Puls da się wyczuć w wielu tętnicach powierzchniowych. Najczęściej wykorzystuje się w tym celu tętnicę promieniową w nadgarstku, tuż powyżej kciuka. Przyjęło się przykładać do niej jeden lub dwa palce, nigdy jednak nie kciuk, którego własne tętno może wprowadzić nas w błąd. Tętnica ramienna również posiada łatwo wyczuwalne tętno, najlepiej w wewnętrznej części dołu łokciowego na przedłużeniu linii małego palca. Tętno często mierzy się na tętnicy szyjnej, około 2,5 centymetra poniżej kąta żuchwy. Można do tego wykorzystać stetoskop, który czasami ujawnia szmer naczyniowy - regularny odgłos towarzyszący każdemu uderzeniu serca. Objaw ten wskazuje na częściową blokadę tętnicy, pomimo że wyczuwalne tętno wydaje się być całkowicie w normie. Innymi miejscami pomiaru tętna bywają: pachwiny, okolica podkolanowa, wewnętrzna strona stawu skokowego i powierzchnia grzbietowa stopy. Naczynia włosowate Naczynia włosowate (włośniczki), mierzące zaledwie osiem tysięcznych milimetra, są niewiele szersze od pojedynczej komórki. Każda kapilara jest zbudowana z bardzo cienkiej warstwy tkanki zwiniętej w rurkę i otoczonej równie cienką błoną. Wszystkie ściany kapilar są na tyle cienkie, by niektóre substancje bez trudu przenikały przez nie z krwi i do krwi. Kontrolę nad kapilarami sprawują mięśnie. Obok wymiany związków chemicznych naczynia włosowate skóry odgrywają spec-

Żywiczny model siatki naczyniowej mózgu. Komórki mózgowe pozbawione natlenionej krwi obumierają w ciągu kilku minut. jalną rolę - pomagają regulować ciepłotę ciała. Kiedy jest nam gorąco, kapilary skóry rozszerzają się, umożliwiając większej niż zazwyczaj ilości krwi dotarcie do skóry, gdzie oddaje ciepło i ulega ostudzeniu. Mając bardzo cienkie ścianki, włośniczki są narażone na uszkodzenia, zwłaszcza dotyczy to naczyń włosowatych skóry. Na skutek przecięcia lub zadrapania, ewentualnie uderzenia, następuje wylew krwi z naczyń włosowatych. Sińce są następstwem gromadzenia się w skórze krwi z uszkodzonych kapilar. Naczynia włosowate mogą zostać naruszone również w wyniku poparzenia, posiadają jednak w pewnym stopniu zdolność do samoodnawiania się, czyli regeneracji. U osób w podeszłym wieku lub od dłuższego czasu nadużywających alkoholu naczynia włosowate często kruszeją, pozostawiając na skórze fioletowa we plamy lub czerwonawe linie. Przeszedłszy przez naczynia włosowate, krew powraca do serca żyłami.

UKŁAD KRWIONOŚNY/93 Tętnice wieńcowe

Żyły

Żyły są podobne do tętnic pod względem rozmieszczenia w organizmie - tętnice i żyły unaczyniające dany narząd lub tkankę często mają równoległy przebieg. Istnieją jednakże między nimi zasadnicze różnice. Przykładowo, wiele żył jest wyposażonych w zastawki, których tętnice nie posiadają. Ściany tętnic są zawsze grubsze niż ściany żył tej samej wielkości, natomiast ich światło, czyli przepustowość, są znacznie mniejsze niż odpowiadających im żył. Żyły to rury z tkanki mięśniowej i włóknistej. Ściana żyły dzieli się na błonę zewnętrzną (przydankę), błonę środkową z włókien mięśniowych i wewnętrzną warstwę wyściełającą - błonę wewnętrzną. Warstwa mięśniowa żył jest niezwykle cienka.

-

Luk aorty

Kierunek przepływu krwi 1 Gałęzie lewej tętnicy J wieńcowej

Po prawej: Tętnice wieńcowe zaopatrują mięsień sercowy w potrzebny mu tlen i składniki pokarmowe. Zasadniczo istnieją trzy tętnice wieńcowe: dwa odgałęzienia tętnicy wieńcowej lewej oraz tętnica wieńcowa prawa. Poniżej: Ściany tętnic są zbudowane z kilku warstw mięśniowych, które przyspieszają przepływ krwi w łożysku naczyń po każdym uderzeniu serca. Zjawisko to najlepiej da się zaobserwować w miejscu pomiaru pulsu na tętnicy promieniowej w nadgarstku.

rPrzydanka (btona zewnętrzna) Zewnętrzna warstwa sprężysta Zgmacze

Warstwa mięśniowa (btona środkowa) Wewnętrzna warstwa sprężysta

Warstwa wyścielająca (błona wewnętrzna)

Budowa tętnicy

Tętnica promieniowa (miejsce wyczuwania tętna) _._

Tętnica międzykostna przednia

Miejsce badania tętna Tętnica łokciowa

Mechanizm krążenia krwi w tętnicach Zastawka sercowa otwarta

I

Przepływ krwi

Poszerzone ściany tętnicy Zwężenie mięśni ściany tętnicy

Zastawka sercowa zamknięta

Budowa i czynności tętnic

£ ^ i _ ^ Krew popchnięta wzdłuż tętnicy

Krążenie krwi Krew rozpoczyna drogę po ustroju w chwili opuszczenia lewej komory. Na tym etapie jest bogata w tlen, pokarm rozłożony na cząsteczki i inne ważne substancje, np. hormony. Rozdzieliwszy się na tętnice wieńcowe, aorta kieruje się w górę, po czym zakręca z powrotem w dół, tworząc łuk aorty. Od łuku odchodzą pień ramienno-głowowy, tętnica szyjna wspólna lewa i lewa tętnica podobojczykowa. Potem aorta zstępuje w dół klatki piersiowej i jamy brzusznej. W jamie brzusznej tworzą się trzy główne tętnice, wiodące do jelit i wątroby, oraz po jednej do obu nerek. Następnie aorta rozwidla się na prawą i lewą tętnicę biodrową wspólną, które dowożą krew do miednicy i kończyn dolnych. Z tętnic krew płynie dalej tętniczkami prowadzącymi do każdego narządu i tkanki w ustroju, nie wyłączając serca, przechodzącymi następnie w rozległą siatkę naczyń włosowatych. W naczyniach włosowatych krwinki płyną „gęsiego", oddając cały tlen i pozostałe substancje i zabierając w zamian dwutlenek węgla i inne zbyteczne produkty przemiany materii. Gdy ciało znajduje się w stanie spoczynku, krew na ogół przepływa tzw. anastomozami, czyli naczyniami włosowatymi o większej niż przeciętna wielkości. W przypadku zapotrzebowania na dodatkowy tlen w danej części ciała krew przepływa niemal wszystkimi dostępnymi arteriami unaczyniającymi ten obszar. Po przejściu przez kapilary krew wkracza do układu żylnego. Początkowo biegnie naczyniami cienkimi - żyłkami, żylnymi odpowiednikami tętniczek. Następnie wpływa do żył mniejszych i zmierza z powrotem ku sercu żyłami już tak dużymi, że łatwo je dostrzec pod powierzchnią skóry. Duże żyły, prócz żył głowy i szyi, posiadają zastawki, które powstrzymują krew przed cofaniem się do tkanek. Mają one maleńkie, półksiężycowate listki zachodzące na światło żyły, pozwalające na przepływ krwi tylko w jednym kierunku. Żyły nadchodzące ze wszystkich zakątków ciała ostatecznie łączą się w dwa duże naczynia: żyłę główną górną i dolną. Pierwsza z nich odprowadza krew z głowy, kończyn górnych i szyi, druga zaś zbiera krew wracającą z dolnych partii ciała. Krew z obu tych żył wpada do prawej połowy serca, skąd jest tłoczona do pnia płucnego (jedynej tętnicy przewodzącej krew odtlenioną), kierując krew do płuc. W końcowym etapie podróży natleniona krew przepływa przez żyły płucne (jedyne żyły niosące krew natlenioną) i zmierza do lewej połowy serca. Obieg krwi w płucach jest zwany krążeniem płucnym (małym), a cyrkulacja po pozostałych częściach ciała - krwiobiegiem (krążeniem) dużym. Tętnicami du-

żego i małego krążenia płynie krew w kierunku od serca, a żyłami dużego i małego obiegu - krew powracająca.

Na skróty

Opuściwszy jelita, krew nie płynie bezpośrednio do serca, lecz jest odciągana do tzw. wątrobowego układu wrotnego żył. Umożliwia on krwi, która może być bogata w przetrawiony pokarm, transport wprost do wątroby. Dotarłszy z trzustki do wątroby, krew przepływa pomiędzy komórkami wątroby w specjalnych naczyniach włosowatych - tzw. naczyniach zatokowych, po czym uchodzi do kolejnego układu - żył wątrobowych. Te z kolei wiodą ostatecz-

nie do żyły głównej dolnej, a potem do serca. Układ taki gwarantuje najsprawniejszy sposób dostarczania wątrobie pokarmu, przechodzącego z jelit do systemu żylnego. Szczególne układy żył znajdują się również w krańcowych częściach ciała: dłoniach, stopach, uszach i nosie. Można tam znaleźć bezpośrednie połączenia pomiędzy drobnymi tętnicami i żyłami, przez które krew może przedstawać się bez konieczności przepływania przez system włośniczek w tkankach. Główna funkcja tych połączeń (anastomoz tętniczożylnych) wiąże się z kontrolą ciepłoty ciała. Przy ich otwarciu zwiększa się wytracanie ciepła z organizmu.

Układ tętniczy

Tętnica szyjna wspólna prawa

Luk aorty

Tętnica szyjna wspólna lewa Tętnica podobojczykowa Tętnica płucna

Tętnica wieńcowa prawa I

Tętnica ramięnna Gałąź tętnicy wieńcowej lewej

Tętnica krezkowa górna

Aorta Tętnica nerkowa

Tętnica krezkowa dolna

UKŁAD KRWIONOŚNY/95 Układ żylny Zyla szyina wewnętrzna Zyla płucna Zatoka wieńcowa Żyla podobojczykowa Żyla główna górna

Zyla odlokciowa

ło 59 procent znajduje się w żyłach, 15 procent w tętnicach, 5 procent we włośniczkach i pozostałe 9 procent w sercu. Podobnie tempo przepływu krwi nie wszędzie jest jednakowe. Jest ona wyrzucana z serca i pompowana przez aortę z szybkością 33 centymetrów na sekundę, jednak zanim osiągnie kapilary, jej prędkość obniża się do zaledwie 0,3 centymetra na sekundę. Szybkość prądu powrotnego krwi stopniowo wzrasta, tak że docierając do serca, porusza się już z prędkością 20 centymetrów na sekundę.

Regulacja krążenia

W dolnej części mózgu znajduje się obszar zwany ośrodkiem naczynio-ruchowym, który steruje krążeniem krwi, a zatem i jej ciśnieniem. Spośród naczyń krwionośnych, odpowiedzialnymi za kontrolę sytuacji są tętniczki, ogniwo pośrednie pomiędzy małymi tętnicami a naczyniami włosowatymi krwiobiegu. Ośrodek naczynio-ruchowy otrzymuje informacje o wysokości ciśnienia od nerwów czuciowych w aorcie i tętnicach szyjnych, następnie wysyła polecenia do tętniczek.

Żyla wątrobowa

Poniżej: Na rysunku żyły głębokie kończyny dolnej zaznaczono kolorem jasnoniebieskim. Szereg zastawek otwierających się i zamykających na zasadzie śluzy, w odpowiedzi na nieustanne zmiany w ciśnieniu krążącej krwi, zapewnia nieprzerwany przepływ, przeciwstawiając jej ruch sile grawitacji. Przekrój przez podudzie (rys. dolny) ilustruje relację topograficzną między żyłami głębokimi i powierzchniowymi. Zyla udowa

Zyla podkolanowa

Zyla odpiszczelowa

- Żyla udowa

Mechanizm zabezpieczenia przeciwurazowego

W niektórych częściach ciała, np. w kończynach górnych i dolnych, tętnice i ich odgałęzienia biegną parami, tak by mogły się dublować i stanowiły drogę alternatywną dla krwi na wypadek, gdyby jedna z pary uległa uszkodzeniu. Zjawisko to nosi nazwę krążenia obocznego. W przypadku zniszczenia tętnicy gałąź sąsiednia, która przejmuje jej rolę, poszerza się, przyspieszając krążenie krwi. Jeśli organizm znajduje się w stanie napięcia fizycznego (np. podczas ruszania do biegu), naczynia krwionośne w mięśniach kończyn dolnych rozszerzają się, natomiast naczynia narządów trzewnych zamykają, tak by krew kierowała się tylko do miejsca, gdzie jest najbardziej potrzebna. W trakcie np. poobiedniego odpoczynku odbywa się proces odwrotny, wspomagany przez wiele połączeń omijających, czyli anastomoz. Dystrybucja i przepływ Krew nie jest rozprowadzana równomiernie po całym ciele. W każdym momencie około 12 procent krwi znajduje się w tętnicach i żyłach krążenia płucnego, oko-

- Żyla odpiszczelowa

- Żyla odstrzalkowa

- Żyla podkolanowa

Żyla piszczelowa przednia

- Żyla piszczelowa tylna Żyla strzałkowa

Rozdział 8

LEiFATYCZNY

Układ limfatyczny jest drugim, obok układu krwionośnego, systemem naczyń przenoszących płyny w obrębie ciała. Naczynia limfatyczne są odpowiedzialne za transport nadmiaru płynu, obcych elementów i innych substancji z tkanek i komórek ciała. Układ jest zaangażowany w procesy neutralizacji potencjalnie szkodliwych cząstek. Przy realizacji tego zadania współpracuje ściśle z krwią, a szczególnie z limfocytami krwinkami białymi, ważnymi dla obrony organizmu przed chorobą.

Po prawej: Układ limfatyczny tworzy sieć cienkich naczyń, które zbierają nadmiar płynu (limfę, chłonkę) z komórek i tkanek organizmu i przenoszą z powrotem do krwi. Dwa największe naczynia limfatyczne (prawy przewód limfatyczny i przewód piersiowy) uchodzą do żył w pobliżu serca. Powiększenie pokazuje przekrój węzłów chłonnych, będących skupieniami tkanki limfatycznej, rozmieszczonych w różnych częściach ciała wzdłuż naczyń limfatycznych.

Wejście do prawego —7 przewodu limfatyczncgo

Naczynia limfatyczne

UKŁAD LIMFATYCZNY / 97

Naczynia limfatyczne W skład układu limfatycznego wchodzą naczynia limfatyczne oraz wysoko wyspecjalizowane tkanki i narządy, w tym grasica, śledziona i migdałki. Drobne naczynia limfatyczne - najdrobniejsze nazywane są włośniczkami oplatają ścianki żył i tętnic. Zbierają z tkanek nadmiar płynu nazywanego limfą lub chłonką. Ściany włośniczek limfatycznych są cienkie i bardzo przepuszczalne, tak że duże cząsteczki i cząstki - w tym i bakterie, które nie mogą przejść przez ścianę włośniczek do krwi są transportowane z limfą. W ściankach niektórych naczyń limfatycznych występują mięśnie gładkie, które kurcząc się rytmicznie w jednym kierunku, powodują ruch limfy. Na wewnętrznych powierzchniach ścianek znajdują się zastawki zapobiegające wstecznemu ruchowi chłonki. Naczynia limfatyczne można znaleźć we wszystkich częściach ludzkiego ciała, z wyjątkiem centralnego systemu nerwowego, kości, chrząstek i zębów. Skład chłonki jest zależny od lokalizacji naczyń. Na przykład w naczyniach drenujących kończyny jest zawarty bogaty w białka płyn, który przesączył się z komórek i tkanek, podczas gdy chłonka jelitowa

jest pełna tłuszczu, nazywanego mleczem (ma kolor mlecznobiały), który powstał w przewodzie pokarmowym podczas trawienia. W różnych miejscach swego przebiegu naczynia limfatyczne łączą się ze skupieniami tkanki limfatycznej, nazywanymi węzłami chłonnymi. Stąd właśnie pochodzą krwinki białe - limfocyty krążące w organizmie w naczyniach chłonnych i krwionośnych. Węzły chłonne można odnaleźć w tkance otaczającej duże żyły. Są wyczuwalne w tych miejscach, gdzie naczynia przebiegają pod powierzchnią skóry, np. w dołach pachowych, pachwinach i na karku. Bakterie oraz inne obce cząstki, które wraz z limfą wpływają do węzłów chłonnych, zostają w nich odfiltrowane i zniszczone, a limfa opuszczająca węzeł chłonny jest wzbogacona w limfocyty i przeciwciała - białkowe substancje odpowiedzialne za unieczynnienie obcych cząstek. Wszystkie naczynia limfatyczne łączą się, tworząc dwa duże przewody - przewód piersiowy po stronie lewej oraz prawy przewód chłonny - które uchodzą do kątów żylnych w pobliżu serca.Tak więc układ naczyń chłonnych doprowadza limfę z tkanek do krwi.

Rodzaje limfocytów Limfocyt

Immunoglobuliny (przeciwciała)

Komórka szpiku kostnego

Limfocyt T-cytotoksyczny

Limfocyt T-supresyjny " Limfokiny Limfocyt T-pomocniczy

Po lewej: Limfocyty są odpowiedzialne za odporność organizmu. Chociaż są rodzajem krwinek białych, odgrywają także rolę w układzie limfatycznym i można je znaleźć w wielu narządach tego układu: w migdałkach oraz śledzionie.

Tkanki i narządy Śledziona jest integralną częścią układu limfatycznego. Jej głównym zadaniem jest spełnianie roli filtra krwi oraz wytwarzanie przeciwciał. Co więcej - powiększona śledziona, którą lekarz może wybadać podczas badania palpacyjnego brzucha, często sugeruje występowanie jakiegoś schorzenia w organizmie i konieczność wykonania dalszych badań. Śledziona jest położona tuż pod przeponą, w górnej części jamy brzusznej po lewej stronie. Długość śledziony wynosi zwykle około 13 centymetrów, a jej oś długa przebiega wzdłuż 10. żebra. Waży przeciętnie około 200 gramów u dorosłych, a powiększona może dochodzić aż do dwóch i więcej kilogramów. Oglądana gołym okiem wygląda jak włóknista torebka otaczająca czerwoną, bezkształtną masę. Jedyne co można wyodrębnić z tej masy, to drobne ziarnistości zwane ciałkami Malpighiego, będące skupiskami limfocytów. Śledziona jest zaopatrywana w krew za pośrednictwem tętnicy śledzionowej, która jak każda inna dzieli się na mniejsze tętnice i tętniczki. Te drobne naczynia, przebiegając przez miazgę śledziony, są bardzo ściśle związane z tkanką limfatyczną, co więcej - w odróżnieniu od innych tętniczek nie dzielą się, tworząc sieci włośniczek, ale wylewają krew bezpośrednio w macierz śledziony. Niezwykły sposób, w jaki śledziona zaopatruje się w krew, umożliwia jej wypełnianie dwu podstawowych funkcji. Po pierwsze, przez to, że drobne tętniczki są jakby owinięte tkanką limfatyczną, dochodzi do bezpośredniego kontaktu tego układu ze wszystkimi obcymi białkami zawartymi we krwi, co z kolei uruchamia produkcję przeciwciał. Po drugie, dzięki temu, że krew z drobnych tętniczek jest wylewana wprost do miazgi śledziony, retikulocyty (komórki siateczkowe) mogą dokonać oczyszczenia krwi ze wszystkich zużytych bądź starych krwinek. Funkcje śledziony Śledziona pełni funkcję jednego z głównych filtrów krwi. Makrofagi nie tylko usuwają stare i zużyte krwinki, są także zdolne do wyeliminowania jakiejkolwiek nieprawidłowej komórki. Dotyczy to głównie erytrocytów (krwinek czerwonych), jednak w razie konieczności śledziona może także dokonać selekcji krwinek białych oraz płytek krwi. Narząd ten jest również odpowiedzialny za usuwanie wszelkiego rodzaju nieprawidłowych cząstek mogących pojawić się we krwi. Dlatego też odgrywa bardzo istotną rolę, chociażby w procesie oczyszczania organizmu z bakterii chorobotwórczych. Poza tym śledziona bierze udział w wytwarzaniu przeciwciał białek krążących we krwi, które wiążą się z obcą cząstką i unieruchamiając ją,

ułatwiają jej zniszczenie przez krwinki białe zwane fagocytami. Przeciwciała są wytwarzane w obrębie ciałek Malpighiego. W pewnych okolicznościach śledziona może także przejmować funkcję wytwarzania nowych krwinek, co nie występuje w zdrowym, dorosłym organizmie. Dzieje się tak wtedy, gdy szpik kostny zostaje zaatakowany przez proces chorobowy. Wtedy to wątroba i śledziona stają się głównymi miejscami produkcji krwinek czerwonych. Co więcej, w życiu płodowym to właśnie śledziona wytwarza znaczną część krwi płodu. Badanie śledziony W przypadku normalnych zdrowych ludzi śledziony nie bada się. Istnieje jednak wiele chorób powodujących powiększenie tego narządu, co można zbadać przez powłoki brzuszne. Sposób postępowania jest prosty - u pacjenta leżącego na plecach lekarz zaczyna palpację (dotykanie, obmacywanie) od dolnej części brzucha, powoli przesuwając dłonie w kierunku lewego górnego rogu. Jako że śledziona przemieszcza się podczas wykonywania ruchów oddechowych, prosi się pacjenta

0 wykonanie głębokiego wdechu, tak by możliwe stało się wyczucie tego ruchu. Powiększenie śledziony może także być wykryte podczas zwykłego badania rentgenowskiego albo badania z użyciem izotopów promieniotwórczych. Grasica W ciągu ostatnich dwudziestu lat stało się jasne, że grasica spoczywa w centrum swoistej pajęczyny, utworzonej przez współpracujące z sobą tkanki i narządy układu limfatycznego, odpowiedzialnej za obronę immunologiczną ustroju, czyli ochronę przed atakiem jakichkolwiek czynników chorobotwórczych. Ciągle jeszcze nie wiadomo, w jaki sposób grasica spełnia swoje funkcje, pewne jest jednak, że jest niezbędna dla prawidłowego funkcjonowania układu limfatycznego, szczególnie podczas kilku pierwszych lat życia. Poniżej: Śledziona znajduje się w lewym górnym rogu jamy brzusznej, zaraz pod przeponą. W takim położeniu jest ona względnie odsłonięta, dlatego też często dochodzi do jej uszkodzenia w wypadkach 1 czasami musi zostać usunięta.

Położenie śledziony Przepona

Śledziona Tętnica śledzionowa

Jelito cienkie

UKŁAD LIMFATYCZNY/99 Rozmiar i położenie grasicy

Lewy i prawy płat grasicy

Dziecko on największy w okresie dojrzewania, kiedy to może osiągać wagę do 45 gramów. U dziecka grasica jest bardzo duża w porównaniu z resztą ciała i może sięgać za mostkiem w dół klatki piersio-wej. Powiększa się bardzo szybko aż do 7. roku życia, a następnie do okresu dojrzewania wzrost masy narządu następuje znacznie wolniej. Po zakończeniu procesu dojrzewania obserwuje się zmniejszanie się rozmiarów grasicy, co nazywane jest inwolucjąU ludzi starszych jedyną pozostałością tkanki grasicy może być strzępek tkanki łącznej i tłuszczu.

U góry: Porównanie względnych rozmiarów grasicy u dorosłego i dziecka unaocznia jej wpływ na powstanie układu odpornościowego we wczesnych latach życia. W wieku dorosłym dochodzi do rzeczywistego jej zmniejszenia. Poniżej: Małe powiększenie przekroju przez prawidłową grasicę pozwala zobaczyć jej budowę. Grasica leży w górnej części klatki piersiowej, tuż za mostkiem. W organizmie młodego dorosłego człowieka waży ona około 15 gramów i ma parę centymetrów długości. To proste stwierdzenie odkrywa najbardziej zadziwiający fakt dotyczący tego narządu. Otóż w odróżnieniu od innych organów jest

Budowa i funkcja W grasicy występuje wiele rodzajów limfocytów ważnych dla obrony organizmu przed schorzeniami. Poza tym narządem komórki te znaleźć można we krwi, węzłach chłonnych, śledzionie i szpiku kostnym. Obserwuje się przemieszczanie się ich do tkanek w czasie reakcji zapalnych. Zewnętrzna warstwa grasicy - kora zawiera głównie limfocyty, w odróżnieniu od wewnętrznej nazywanej rdzeniem, w której poza limfocytami występują też inne komórki typowe dla tego narządu. Obecnie coraz rzadziej poddaje się w wątpliwość wpływ grasicy na powstawanie i rozwój systemów obronnych we wczesnych latach życia. Co więcej - wydaje się ona także odpowiedzialna za kontrolę tych systemów, tak by nie były aktywowane przez własne tkanki ustroju.

W organizmie wyróżnić można dwa główne typy komórek odpornościowych, a są nimi dwa rodzaje limfocytów. Limfocyty typu T, zależne od grasicy, są odpowiedzialne za rozpoznawanie obcych substancji oraz za wiele sposobów ich atakowania. Inny rodzaj komórek immunologicznych to limfocyty typu B, wytwarzające przeciwciała dla obcych substancji. Metoda, jaką posługuje się grasica, nadzorując limfocyty T, nie jest dokładnie znana poza jednym ważnym mechanizmem. Otóż wydaje się, że około 95 procent powstałych w grasicy limfocytów zostaje przez nią samą zniszczonych, zanim jeszcze mają one możliwość opuszczenia tego narządu. Prawdopodobnie te podlegające eliminacji komórki miałyby szansę zaatakowania własnych tkanek organizmu, grasica zaś zachowuje wyłącznie te komórki, które niszczą substancje obce i pochodzące z zewnątrz. Grasica wytwarza też hormony oddziałujące zarówno na limfocyty T, jak i na struktury wewnątrzwydzielnicze podwzgórza. Dowodzi to współzależności układu nerwowego, hormonalnego i odpornościowego. Wpływ układu wewnątrzwydzielniczego na grasicę uwidacznia się również w opóźnieniu jej inwolucji u kobiet po licznych porodach.

100/UKŁAD LIMFATYCZNY Migdałki

Migdałki są częścią pierścienia tkanki limfatycznej (pierścienia Waldeyera), który otacza w gardle wejście do dróg oddechowych i przewodu pokarmowego. Jakkolwiek obecne już u noworodka, są wtedy względnie małe. Szybkie ich powiększanie przypada na wczesne lata życia, a po okresie pokwitania migdałki stopniowo zmniejszają swoje rozmiary, nigdy jednak nie zanikają. Do dziś nie udało się precyzyjnie ustalić funkcji migdałków, pewne jest jedynie, że mają one znaczący udział w formowaniu bariery obronnej ustroju. Zajmują doskonałe położenie do tego, by poddawać dokładnej analizie połykane pożywienie i reagować na te substancje, które wydają się być zagrożeniem dla organizmu. Odpowiedź immunologiczną współtworzą powstające w migdałkach limfocyty i działające miejscowo przeciwciała. Nieomal każdy przebył przynajmniej raz w swoim życiu zapalenie migdałków (anginę). Mikroorganizmem wywołują-

cym tę chorobę jest zwykle paciorkowiec (Streptococcus), jeden z rodzajów bakterii. Do miejscowych objawów procesu zapalnego zaliczyć można powiększenie i zaczerwienienie migdałków oraz pojawienie się na ich powierzchni nalotów ropnych. Szczęśliwie, większość zwykłych antybiotyków wykazuje w takich przypadkach skuteczne działanie i poprawa następuje w drugiej lub trzeciej dobie kuracji. W celu złagodzenia objawów należy wypijać większe niż zwykle ilości płynów, stosować dietę lekkostrawną oraz przyjmować środki przeciwgorączkowe i przeciwbólowe, jak na przykład aspirynę. Migdałek gardłowy to skupisko tkanki limfatycznej, leżące w części nosowej gardła, na granicy jej ściany górnej i tylnej. Jest migdałkiem nieparzystym. W tym położeniu układ limfatyczny tworzy kolejny system obronny, a migdałek gardłowy jest wypełniony komórkami odpornościowymi. Dzięki swojej lokalizacji wyłapuje on

szkodliwe substancje z wdychanego powietrza i, o ile to możliwe, natychmiast je unieszkodliwia. Jednak nie zawsze się to udaje. Chociaż migdałek gardłowy jest obecny od urodzenia, zwykle zanika on przed rozpoczęciem okresu dojrzewania. Najłatwiej zauważalny jest pomiędzy pierwszym a czwartym rokiem życia, czyli w okresie, gdy dziecko ciągle jest narażone na kontakt z nowymi typami wirusów i bakterii. Niewiele jeszcze wiadomo, jaka jest przyczyna zapalenia migdałka gardłowego, wydaje się jednak oczywiste, że każdy wdychany drobnoustrój może go zaatakować. Gdy dojdzie do trwałego uszkodzenia, rozpoczyna się zapalenie przewlekłe, a nawracające stany zapalne migdałka prowadzą do obrzęku nasilającego dolegliwości. Odpowiedź immunologiczna Odpowiedź immunologiczna jest to reakcja organizmu na atak obcych substancji pod postacią mobilizacji krwinek bia-

Lokalizacja migdałków

Trąbka Eustachiusza

Podniebienie miękkie

Język Migdałek podniebii e n 2ĆŁ

Migdałek językowy

Nagłośnia

Po lewej: Migdałki otaczają wejście do dróg oddechowych i pokarmowych, co wskazuje na ich rolę w obronie organizmu przed zakażeniem. W razie zakażenia stają się zaczerwienione i obrzęknięte, utrudniając przez to połykanie, a nawet oddychanie.

UKŁAD LIMFATYCZNY /101 Jak działają komórki układu odpornościowego Limfocyty B

Komórka pomocnicza przenosi informację do plazmocytu

Limfocyt (plazmocyt) w szpiku kostnym

Specyficzna globulina niszcząca albo unieszkodliwiająca „najeźdźcę"

łych - limfocytów. Chociaż limfocyty powstają w szpiku kostnym, to krążą w naczyniach krwionośnych i limfatycznych; są także obecne w węzłach chłonnych. Dlatego są częściami składowymi dwóch układów: sercowo-naczyniowego i limfatycznego. Limfocyty różnicują się w dwa odmienne typy komórek. Pierwszy wytwarzający przeciwciała znany jest jako komórki B albo limfocyty B. Drugi, identyczny co do wyglądu, ale różniący się funkcją, tworzą limfocyty T, albo grasiczozależne. Podobnie limfocyty T dzieli się na dwie grupy: te, które współdziałają z limfocytami B przy produkcji przeciwciał, zwane pomocniczymi (helper), oraz komórki supresyjne (suppressor) hamujące produkcję przeciwciał. Limfocyty B i T, które mają zdolność niszczenia każdej obcej tkanki i organizmu, nazywane są cytotoksycznymi (killer). Wiele musimy się jeszcze nauczyć o istocie i mechanizmach działania odpowiedzi immunologicznej, ale ostatnie lata poszerzyły wiedzę immunologów o kilka nowych informacji. Wydaje się, że gdy w obrębie naszego ciała pojawi się jakikolwiek obcy organizm, natychmiast zostaje on przekazany do najbliżej leżącego węzła chłonnego lub też drogą naczyń limfatycznych do śledziony. Tam dochodzi do różnicowania monocytów albo do ich przekształcenia w makrofagi, które otaczają, a następnie pochłaniają (fago-

..Najeźdźca" unieszkodliwiony przez globuliny

„Najeźdźca" wchłonięty i zniszczony przez limfocyt

Limfocyty T

: w

Atak bakterii, wirusów albo innych mikrobów

Limfocyt T w węźle chłonnym

cytują) „najeźdźcę", a przez to swoiście przedstawiają go komórkom T i B. W czasie tego procesu limfocyty T i B zapisują w swej „chemicznej pamięci" antygeny, czyli skład białek charakterystycznych dla intruza. Limfocyty te nazywane są później komórkami immunokompetentnymi. W przypadku następnej podobnej infekcji są zdolne do natychmiastowego rozpoznania antygenu oraz rozpoczęcia wielokrotnych podziałów, mających doprowadzić do wytworzenia takiej ilości limfocytów T i B, która jest wystarczająca dla jego unieszkodliwienia. Dzięki takim mechanizmom nasz organizm buduje swój system obronny, specyficzny dla wielu obcych substancji. Po zetknięciu się z antygenem limfocyty B przekształcają się w plazmocyty. Rozpoczynają produkcję gamma-globulin, czyli przeciwciał, które łącząc się z antygenami, niszczą organizm „obcego". Proces ten jest nazywany odpornością humoralną, w odróżnieniu od zależnej od komórek T odporności komórkowej. Nadwrażliwość i reakcje odrzucania przeszczepów Działanie mechanizmów odporności komórkowej może prowadzić do odmiennych rezultatów, gdy tkanka innego osobnika jest użyta jako przeszczep. W tym przypadku limfocyty także rozpoznają ją jako obcą, co prowadzi do ich naciekania

Komórka pomocnicza przenosi informację do węzła chłonnego

Powyżej: plazmocyty. powstałe z limfocytów B, produkują białka odpornościowe (globuliny), które przemieszczają się z prądem krwi, aby odeprzeć atak bakterii, wirusów albo mikrobów. Tak limfocyty B, jak i wytworzone w węzłach chłonnych limfocyty T pobudzane są do ataku przez komórki wspomagające, które przenoszą informacje o wtargnięciu obcych organizmów. Limfocyty, które zetkną się z antygenami „najeźdźców", rejestrują je w swej „chemicznej" pamięci i w przypadku ponownej infekcji są zdolne do szybkiej reakcji.

i niszczenia przeszczepionej tkanki (odrzucenie przeszczepu). Podejmowane są próby przezwyciężenia tego procesu, bądź to przez stosowanie kuracji hormonalnej, bądź też przez łączenie tkanki dawcy z tkanką biorcy. Podobnie odporność humoralną zwraca się w pewnych sytuacjach przeciwko własnemu organizmowi, co może prowadzić do stanów nadwrażliwości (alergii). W tych przypadkach substancje zasadniczo nieszkodliwe, jak na przykład pyłki kwiatowe, pobudzają produkcję przeciwciał, które uwalniając w tkankach różne substancje, m.in. histaminę, wywołują niepożądane reakcje mięśniówki naczyń krwionośnych.

Rozdział 9

TRAWIENNY .

o.

Proces trawienia pozwala tkankom i komórkom na wykorzystanie substancji energetycznych i odżywczych zawartych w pożywieniu. Działanie układu pokarmowego jest zależne od współdziałania wielu różnych organów, gruczołów oraz ich enzymów w celu przekształcenia pokarmu w oddzielne części, które następnie mogą być łatwo wchłonięte przez Mięsień skrzydłowy zewnętrzny krew z jelita cienkiego i odtransportowane do natychmiastowego wykorzystania albo zmagazynowania. Mięsień skroniowy

Mięsień policzkowy

Po prawej: W żuciu udział biorą niektóre mięśnie twarzy, zęby, język oraz gruczoły ślinowe. Gryzienie kontrolują dwa mięśnie żwacz i skroniowy, a skurcze mięśni policzkowych napinają policzki i utrzymują jedzenie w jamie ustnej w czasie żucia. Mięsień skrzydłowy wewnętrzny porusza żuchwę na boki, podczas gdy mięsień skrzydłowy zewnętrzny wywołuje ruchy do przodu, a część mięśnia skroniowego przesuwa ją do tyłu.

Ząb sieczny (siekacz) Kieł

Ząb przedtrzonowy

Położenie gruczołów ślinowych

J

UKŁAD TRAWIENNY /103

Trawienie Trawienie jest to proces, w którym dochodzi do rozłożenia spożytego pokarmu na substancje łatwe do wchłonięcia i późniejszego wykorzystania przez organizm dla uzyskania energii, wzrostu lub wykonania naprawy. Proces opiera się na działaniu substancji zwanych enzymami, które są wytwarzane przez narządy swoiście dołączone do dróg pokarmowych. Enzymy są odpowiedzialne za większość reakcji chemicznych, jakie mają miejsce w czasie trawienia. Trawienie rozpoczyna się już w jamie ustnej. W czasie żucia gruczoły ślinowe zlokalizowane pod językiem nasilają wydzielanie śliny i zawartego w niej enzymu - ptialiny, która rozpoczyna rozbijanie węglowodanów na małe cząstki znane jako maltoza i glukoza. Następnie pokarm przesuwa się przez gardło i dalej w dół przełyku aż do żołądka, gdzie zostaje zanurzony w mieszaninie śluzu, kwasu solnego i kolejnego enzymu - pepsyny. Ptialina przestaje już działać, ale impulsy nerwowe inicjują nową serię reakcji chemicznych. Objętość wydzielanego soku żołądkowego i soku jelitowego jest zależna od obecności pokarmu w przewodzie pokarmowym, od bodźców nerwowych oraz od wydzielania hormonów. Gastryna jest hormonem, który stymuluje komórki żołądkowe do wydzielania kwasu solnego i pepsyny. Gdy tylko pożywienie znajdzie się w żołądku, może natychmiast ulec rozłożeniu do peptonów. Śluz chroni wyściółkę żołądka przed szkodliwym działaniem kwasu solnego. Powyżej pewnego poziomu zakwaszenia gastryna hamuje dalsze wydzielanie kwasu. W jelicie cienkim Pokarm opuszczający żołądek i przechodzący do dwunastnicy - początku jelita cienkiego, ma postać gęstej, zakwaszonej treści żołądkowej. Dwunastnica wytwarza i uwalnia bardzo duże ilości śluzu, którego zadaniem jest ochronić jej błonę śluzową przed działaniem zawartego w miazdze pokarmowej kwasu oraz innych enzymów. Do dwunastnicy spływają także soki trawienne z trzustki i znaczne ilości żółci wytwarzanej w wątrobie i magazynowanej w pęcherzyku żółciowym aż do chwili, gdy jest na nią zapotrzebowanie. Po prawej: Przewód pokarmowy to rura mięśniowa długości około 1 0 metrów, która rozpoczyna się ustami, a kończy odbytem. W rzeczywistości wchodzi w skład dwu układów. Pierwszy, układ trawienny, obejmuje wszystkie struktury od ust aż do końca jelita cienkiego. Pozostałe części są zaangażowane w usuwanie nie strawionych resztek pokarmowych i można je zaliczyć do układu wydalniczego.

Przewód pokarmowy

Usta

Dno jamy ustnej

Przełyk

Żołądek Wątroba

Część wpustowa

Trzustka

Dwunastnica

Jelito czcze

Jelito kręte

Okrężnica-

Zastawka krętniczokątnicza

Kątnica-

. Okrężnica esowata

Wyrostek robaczkowy • Odbytnica Zwieracz odbytu •

104 / UKŁAD TRAWIENNY Uwalnianie soków trzustkowych stymulują dwa hormony. Sekretyna wpływa na wytwarzanie dużych ilości alkalicznych płynów, które neutralizują kwaśną, częściowo strawioną miazgę pokarmową. Enzymy trzustkowe są wytwarzane w odpowiedzi na działanie innego hormonu - pankreozyminy, a spływająca do dwunastnicy żółć rozbija kulki tłuszczu. Poza tłuszczami, enzymy trzustkowe pomagają także w trawieniu węglowodanów i białek. Do tych enzymów zalicza się trypsynę rozbijającą peptony na mniejsze peptydy, lipazę, która rozkłada tłuszcze na małe cząstki kwasów tłuszczowych i glicerolu, oraz amylazę trawiącą węglowodany. Strawiony pokarm przechodzi następnie do jelita czczego i krętego, gdzie zachodzą końcowe etapy procesu trawienia. Enzymy trawienne są tutaj uwalniane z komórek spoczywających w małych zagłębieniach w ścianie jelita, zwanych kryptami Lieberkuhna. Wchłanianie odbywa się głównie w jelicie krętym, którego ściana wewnętrzna posiada miliony małych wypustek zwanych kosmkami. Każdy kosmek zawiera naczynia włośniczkowe (kapilary) oraz cienkie, ślepo zakończone odgałęzienie układu limfatycznego — naczynie mleczowe. Gdy kosmek styka się ze strawionym pokarmem, glicerol, kwasy tłuszczowe i rozpuszczone w nich witaminy dostają się do naczynia mleczowego, którym zostają odtransportowane do układu limfatycznego, a następnie do krwi. Aminokwasy (powstałe podczas trawienia białek) oraz cukry proste (uzyskane z węglowodanów) przechodzą bezpośrednio do kapilar wraz z witaminami i ważnymi minerałami, takimi jak żelazo, wapń i jod. Z kapilar krew spływa do żyły wrotnej, przenosząc te związki bezpośrednio do wątroby. Narząd ten wykorzystuje tylko część substancji dla własnych potrzeb; pozostałą przekazuje do komórek i tkanek organizmu. Rozkład skrobi Jednym z ważniejszych zadań układu trawiennego jest rozkład węglowodanów złożonych (m.in. występującej w ziemniakach i chlebie skrobi) na cukry proste. Proces rozpoczyna się już w jamie ustnej, gdzie działa rozkładający skrobię enzym śliny - amylaza. Jeszcze więcej amylazy zostaje wymieszane z pokarmem podczas jego przejścia przez dwunastnicę. W czasie trawienia skrobi przez amylazę powstają dwucukry, które są dalej rozkładane przez enzymy jelita cienkiego, tak że wchłonięte zostają jedynie cukry proste. Ostatecznie cukry są przenoszone do wątroby, która przekształca je w glukozę. W naszym organizmie istnieje wiele mechanizmów zapewniających odpowiedni (zgodny z potrzebami) poziom glukozy we krwi. Wszystkie powodują rozpoczęcie albo zahamowanie uwalniania glukozy z wątroby. Glukoza jest tam magazynowana w postaci związku zwanego glikogenem, który jest luźnym splotem

Metabolizm skrobi

Glikogen (zmagazynowana glukoza)

Ślinianki: podżuchwowa i podjęzykowa

Enzym amylaza

Okrężnica

Odbytnica (prostnica)

Powyżej: Podczas trawienia skrobia jest rozkładana do glukozy przez enzym amylazę. Glukoza wraz z krwią jest przenoszona do wątroby. Jeżeli poziom glukozy we krwi jest wysoki, insulina hormon uwalniany przez trzustkę -

powoduje, że nadmiar zostaje zmagazynowany w postaci glikogenu w wątrobie. Kiedy zaś poziom glukozy jest niższy niż potrzebny, trzustka uwalnia inny hormon - glukagon, który powoduje rozkład glikogenu na glukozę.

UKŁAD TRAWIENNY/105 Jak organizm zużywa glukozę Enzymy,

>4«

Do płuc

Insulina obniża poziom glukozy we krwi przez wprowadzanie jej do komórek

Prąd krwi

Wątroba przekształca galaktozę i fruktozę w glukozę

• • •

utlenek węgla Białka mogą być rozłożone do glukozy

Glukoza magazynowana jako glikogen

Nadmiar glukozy przechowywany jako tłuszcz

Energia magazynowana jest w postaci ATP (adenozynotrójfosforanu)

W czasie trawienia enzymy rozkładają węglowodany do glukozy, fruktozy i galaktozy, które są wchłaniane do krwi w jelicie cienkim. Wątroba przekształca je na glukozę, która może być zmagazynowana w postaci glikogenu w wątrobie i mięśniach albo przekazana do komórek, gdzie może być zużytkowana jako źródło energii (produktem ubocznym jest woda), albo zmagazynowana jako ATP. Hormony kontrolują poziom glukozy we krwi. cząsteczek glukozy. Glikogen jest także gromadzony w mięśniach. Jeśli tylko glukoza pojawi się we krwi, od razu jest wyłapywana przez komórki. Do tego procesu niezbędna jest insulina. Podobnie jak amylaza, wytwarzana jest ona w trzustce przez komórki szczególnej tkanki zgrupowane w tak zwanych wyspach Langerhansa. W odróżnieniu od amylazy jest wydzielana wprost do krwi, a nie do jelita. Kiedy glukoza znajdzie się wewnątrz komórki, zostaje spalona przy udziale tlenu w celu wytworzenia energii. Woda i dwutlenek węgla są produktami ubocznymi tej reakcji. Dwutlenek węgla zostaje następnie przeniesiony wraz z krwią do płuc i wydalony z wydychanym powiet-

Adrenalina i hydrokortyzon podnoszą poziom glukozy we krwi przez uwalnianie jej z wątroby i mięsni,

nie tłuszczów zamiast glukozy. Tłuszcze, podobnie jak glukoza, są dobrym źródłem energii, jednak w tym procesie powstają (jako produkt uboczny) ciała ketonowe. (Patrz strona 116.) Woda

rzem, podczas gdy woda pozostaje w organizmie. Tak jak wątroba gromadzi glukozę w postaci glikogenu, tak też i energia uzyskana ze spalenia glukozy musi zostać zachowana w każdej komórce, by później stopniowo zużywana umożliwiała przeprowadzanie życiowo ważnych reakcji chemicznych. Komórki rozwiązują ten problem, tworząc wysokoenergetyczne związki fosforanowe, które w razie potrzeby mogą łatwo zostać rozbite, a energia odzyskana. Związki fosforanowe (najpowszechniejszy to ATP, czyli adenozynotrójfosforan) funkcjonują jak akumulator, dostarczając w miarę potrzeb małych ilości energii. Kolejne spalone cząstki glukozy uzupełniają wyczerpaną baterię. Źródła energii w sytuacjach kryzysowych Zasoby glikogenu w organizmie nie są zbyt duże i jeśli ulegną wyczerpaniu, na przykład na skutek głodzenia, potrzebne są inne źródła energii. Organizm nasz rozwiązuje ten problem na dwa różne sposoby. Po pierwsze może rozpocząć przekształcanie białek - głównego składnika strukturalnego - w glukozę. Po drugie w tkankach może rozpocząć spala-

Kontrola poziomu glukozy we krwi Jako że glukoza jest tak istotnym źródłem energii, jej poziom we krwi musi być utrzymywany na określonym poziomie. Zachowywanie tego poziomu jest jednym z czynników sprzyjających zdrowiu organizmu. Zbyt wysoki poziom glukozy powodować może cukrzycę, a z kolei jego duże obniżenie upośledza pracę komórek mózgu i prowadzi do utraty przytomności - zjawisko znane jako hipoglikemia (niedocukrzenie). Utrzymywanie stałego poziomu glukozy we krwi jest wynikiem wspomagania działania insuliny (która obniża ten poziom, wprowadzając glukozę do wnętrza komórek) przez dużą grupę hormonów, wpływających na uwalnianie glukozy z wąttroby, a przez to podnoszących jej poziom we krwi. Do najważniejszych należą adrenalina i hydrokortyzon, produkowane przez nadnercza oraz hormon wzrostu wydzielany przez przysadkę mózgową.

Jama ustna Jama ustna człowieka jest rodzajem zagłębienia, w którym znajdują się język i zęby. Z jednej strony jest zamknięta przez wargi, podczas gdy drugie wyjście łączy się ze szlakami prowadzącymi do przewodu pokarmowego i dróg oddechowych. Przez ten związek z dwoma najważniejszymi dla organizmu układami jama ustna jest zaangażowana zarówno w oddychanie, jak i przyjmowanie pokarmu, będąc jednocześnie narządem mowy. To wargi nadają ustom wyraz. Zbudowane są z włókien mięśniowych, splecionych z tkanką elastyczną i licznymi zakończeniami nerwowymi, które dają im niezwykłą wrażliwość. Wargi pokrywa rodzaj zmienionej skóry, będący w istocie tworem pośrednim pomiędzy prawdziwą skórą a błoną śluzową wyściełającą wnętrze jamy ustnej. W odróżnieniu od zwykłej skóry nie ma ona włosów, gruczołów potowych ani łojowych. Jama ustna jest wyłożona błoną śluzową, zawierającą gruczoły produkujące lepki płyn nazywany śluzem. Ciągłe wydzielanie tych gruczołów, wspomagane przez ślinianki, pozwala utrzymać stałą wilgotność wnętrza jamy ustnej. Błona wyściełająca wewnętrzne powierzchnie policzków wytrzymać musi różne obciążenia, dlatego cechuje ją znaczna zdolność do regeneracji. Przednią część powierzchni górnej jamy ustnej stanowi podniebienie twarde, a tylną - podniebienie miękkie. Podniebienie twarde jest utworzone przez wyrostki podniebienne kości szczękowych. Umożliwia językowi przyciskanie pokarmów do twardej powierzchni, a przez to ich zgniatanie i mieszanie. Elastyczność podniebienia miękkiego zezwala na jego ruch do góry podczas połykania pokarmów, zapobiegając ich przesunięciu się w kierunku części nosowej gardła. Ze środka podniebienia miękkiego zwisa w dół strzępek tkanki zwany języcz-

Przekrój języka

Po prawej: Rysunek (bardziej na prawo) przedstawia sposób osadzenia języka w jamie ustnej. Powiększenie przekroju języka (na prawo) pokazuje brodawki i kubki smakowe na jego powierzchni oraz mięśnie i gruczoły ślinowe poniżej.

kiem. Jego rzeczywista funkcja pozostaje do dziś tajemnicą, ale niektórzy przypuszczają, że pozwala na dodatkowe zamknięcie dróg oddechowych podczas połykania, czyli chroni przed zachłyśnięciem.

Język

Język ma kształt zbliżony do trójkąta szeroki u podstawy, zwęża się i jest nieomal szpiczasty na koniuszku. Podstawą, czyli korzeniem, jest przymocowany do żuchwy i do kości gnykowej. Po bokach jest połączony ze ścianami gardła -jamy, która stanowi przedłużenie jamy ustnej ku tyłowi. Powierzchnia górna środkowej części języka jest lekko zaokrąglona, a jego powierzchnia dolna jest przymocowana do dna jamy ustnej przez cienki pasek elastycznej tkanki zwany wędzidełkiem. Koniuszek języka może się swobodnie poruszać, jednak gdy człowiek nie mówi i nie je, spoczywa on wewnątrz jamy ustnej, opierając się na przednich zębach. Aktywność języka jest zależna od mięśni go tworzących oraz tych, z którymi jest złączony, a także od sposobu jego stabilizacji w jamie ustnej. Język tworzą pasma mięśniowe biegnące podłużnie i poprzecznie, które mogą powodować pewną ruchliwość języka. Większe możliwości wykonywania różnorodnych ruchów zapewniają językowi skurcze mięśni zlokalizowanych z tyłu i na bocznych powierzchniach szczęk i żuchwy. Mięsień rylcowo-językowy powoduje ruch języka do góry i tyłu, podczas gdy mięsień gnykowo-językowy przywraca go do pozycji spoczynkowej. Podczas jedzenia główną funkcją języka jest wsuwanie pokarmu pomiędzy zęby (do żucia) oraz formowanie z tego rozdrobnionego pożywienia gotowych do połknięcia kulistych kęsów. Zostaje to osiągnięte poprzez ruchy wypuklania i zagłębiania się języka. Kiedy zadanie to zostanie wykonane (szybciej u błyskawicz-

Brodawki grzybowate

Brodawki okolone w obrębie podstawy języka

nie „łykających" jedzenie), język przepycha kęs do gardła, skąd następnie przechodzi przez przełyk do żołądka. Ślinianki Nasz organizm wytwarza codziennie około 1,7 litra śliny - wodnej wydzieliny zawierającej śluz. Posiada ona enzym ptialinę, która rozpoczyna trawienie, oraz związek chemiczny zwany lizozymem, który dezynfekuje jamę ustną. Można więc powiedzieć, że ślina ma słabe właściwości antyseptyczne. Za wydzielanie śliny odpowiedzialne są trzy pary ślinianek zlokalizowane w obrębie twarzy i szyi: przyuszne, podjęzykowe oraz podżuchwowe. Poza tym w obrębie jamy ustnej rozrzucone są liczne drobne gruczoły. Każdy taki gruczoł jest złożony z wielu rozgałęziających się kanalików, wyłożonych warstwą komórek wydzielniczych. Funkcja tych komórek jest różna w poszczególnych śliniankach, dlatego płyny, jakie one wytwarzają, nie mają takiego samego składu. Ślinianki przyuszne - największe spośród tych gruczołów są osadzone przed małżowiną uszną, w pobliżu kąta żuchwy i sięgają aż do kości jarzmowej. Ślina spływa z nich przewodami uchodzącymi na wewnętrznej powierzchni policzków, a w porównaniu z wydzieliną innych ślinianek jest bardziej wodnista i zawiera więcej ptialiny - enzymu rozkładającego skrobię . Jakkolwiek ślinianki przyuszne są największe, produkują zaledwie jedną czwartą wytwarzanej śliny. Ślinianki podżuchwowe leżą, jak wskazuje nazwa, pod żuchwą i poniżej zębów trzonowych, a podjęzykowe spoczywają pod językiem na dnie jamy ustnej. Te dwie pary gruczołów wylewają swoją wydzielinę po obu stronach wędzidełka języka (cienkiego paska tkanki uwypuklającego się z dolnej powierzchni języka i łączącego się z wyściółką dna jamy ustnej). Ślina ze ślinianki podjęzykowej jest bardzo lepka',

Brodawki nitkowate Wędzidelko przytwierdzające język do dna jamy ustnej

Tętnica, żyła i nerw językowy

UKŁAD TRAWIENNY /107 Budowa jamy ustnej

Trąbka Eustachiusza

Migdatek gardłowy

Podniebienie twarde

Podniebienie miękkie

Gardło Błona śluzowa Ząb Warga Podniebienie miękkie Języczek

Nagłośnia

Język Podniebienie

Migdatek

i— I

Krtań Przełyk

Szczęka dolna (żuchwa)

Język

V

Ślinianka podżuchwowa Tchawica

śluzowata, podczas gdy dominujący w produkcji śliny gruczoł podżuchwowy wytwarza ślinę będącą mieszaniną równych części śluzu i płynu zawierającego ptialinę. Funkcje śliny Najważniejszą funkcją śliny jest udział w procesach trawienia. Sprawia, że jama ustna jest odpowiednio zwilżona podczas jedzenia, a także nasącza suchy pokarm, czyniąc go łatwiejszym do przeżucia i połknięcia. Śluz w niej zawarty działa jak smar, pokrywając kęs pokarmowy. Pierwszy etap trawienia rozpoczyna ptialina, będąca składnikiem śliny. Roz-

bija wiązania skrobi, przekształcając ją w prostsze cukry, a jej działanie jest hamowane przez kwaśny odczyn treści żołądkowej. Jeżeli jednak kulka pokarmu jest zbyt duża i nie może zostać całkowicie spenetrowana przez kwas, ptialina kontynuuje rozkładanie skrobi. Dzięki ślinie możliwe jest także „smakowanie" pokarmów i płynów. Organem zmysłu smaku są tysiące kubków smakowych, w większości ulokowanych w obrębie błony śluzowej pokrywającej język. Działają jednak jedynie w odpowiedzi na płyny i dlatego pokarm stały w suchej jamie ustnej nie wywołuje żadnych wrażeń smakowych. Tak więc niezbędne jest,

Powyżej: Obrazek po lewej pokazuje nam to, co widzimy w lustrze po otwarciu ust. Na prawo ukazane są elementy wewnętrznej budowy jamy ustnej. aby ślina najpierw rozpuściła jakąś część pożywienia. Dopiero płyn zawierający cząstki pokarmowe może, omywając kubki smakowe, wywołać w nich powstanie impulsów, które następnie przekazywane na drodze chemicznej do mózgu umożliwiają rozpoznawanie smaku pokarmów. Małe ilości śliny są stale wytwarzane w ciągu dnia i nocy pod kontrolą autonomicznego układu nerwowego, który zawiaduje wszystkimi nieświadomymi

108/UKŁAD TRAWIENNY Ślinianki

Zęby

Ślinianka przyuszna Przewód przyuszny

Wędzidełko języka Ujście przewodu podjęzykowego Ślinianka podżuchwowa

Komórki ślinianki wydzielające śluz

Powyżej: Ślina dopływa do jamy ustnej poprzez przewody prowadzące od ślinianek. Uchodzą one w kilku miejscach w górnej części policzków oraz na dnie jamy ustnej. Ślina pozwala na utrzymanie wilgoci wjamie ustnej i nasączenie suchego pokarmu. Obecny w ślinie enzym - ptialina rozpoczyna proces trawienia przez rozbijanie wiązań produktów skrobiowych. Jej działanie kończy się jednak pod wpływem kwaśnej treści soku żołądkowego.

czynnościami. Impulsy nerwowe mogą, zależnie od potrzeby, zmieniać objętość śliny. Pobudzenie układu sympatycznego (współczulnego) powoduje zmniejszenie tej objętości, co objawia się uczuciem suchości w jamie ustnej podczas zdenerwowania. W takiej sytuacji mówienie sprawia trudność, gdyż nie zwilżony język i wargi nie mogą się swobodnie poruszać. Z drugiej strony wzrost wydzielania śliny następuje na drodze odruchu przenoszonego włóknami nerwowymi układu parasympatycznego (przywspółczulnego). Pobudzenie wydzielania śliny poprzez ten układ następuje wtedy, gdy wjamie ustnej znajdzie się jedzenie, co nazywane jest odruchem wrodzonym (bezwarunkowym). Podobny efekt można osiągnąć przez wywołanie odruchu warunkowego (nabytego) oglądaniem lub „zwykłym" myśleniem o jedzeniu.

Zęby to twarde kościopodobne twory osadzone w zębodołach szczęk i żuchwy. W ciągu życia pojawiają się dwa kolejne ich komplety. Każdy ząb składa się z dwu części: korony, widocznej w obrębie jamy ustnej, oraz korzenia zatopionego w zębodole, przy czym korzeń jest zwykle częścią dłuższą. Przednie zęby posiadają tylko jeden korzeń, podczas gdy tylne najczęściej dwa lub trzy. Główny element strukturalny zębów jest zbudowany ze zwapniałej tkanki zwanej zębiną, która jest twardym, podobnym do kości materiałem, zawierającym także żywe komórki. Zębina jest tkanką unerwioną i jej termiczne albo chemiczne drażnienie może prowadzić do powstania bodźców bólowych. W obrębie korony zębina jest pokryta ochronną warstwą szkliwa - niezwykle twardej, nie unerwionej i bezkomórkowej substancji. Korzeń jest otoczony przypominającym zębinę cementem, który dodatkowo stabilizuje korzeń w zębodole. Środek zęba ma kształt wydrążonej komory, wypełnionej dobrze unerwioną tkanką łączną - miazgą zęba, która rozciąga się od korony w dół, aż do końca korzenia i otwiera się na jego końcu. Przez ten właśnie otwór do wnętrza komory zęba wnikają drobne naczynia krwionośne oraz nerwy. Zębodoły Każdy ząb jest umocowany swym korzeniem w zębodole, który leży w wyrostku zębodołowym szczęki lub części zębodołowej żuchwy. Jednak sposób przymocowania jest dość skomplikowany i biorą w nim udział włókna tworzące więzadło okołozębowe. Składa się ono z grupy mocnych włókien kolagenowych, łączących cement pokrywający korzeń z częścią kostną zębodołów. Przeplecione są pasmami tkanki łącznej, które ponadto zawierają naczynia krwionośne i nerwy. Takiemu sposobowi umocowania zębów zawdzięczamy ich niewielką ruchliwość własną, co stanowi rodzaj zderzaka chroniącego zęby i kości przed uszkodzeniem podczas gryzienia. Szczególnie ważnym obszarem jest szyjka zęba, czyli miejsce, gdzie korona stapia się z korzeniem. Mankiet utworzony przez dziąsło szczelnie otacza to miejsce, chroniąc leżące poniżej tkanki przed zakażeniem i innymi szkodliwymi czynnikami. Rodzaje zębów Można wyróżnić dwie główne grupy zębów. Zęby mleczne, obecne w okresie dzieciństwa, później są zwykle wszystkie tracone. Dzieli się je na trzy zasadnicze rodzaje: siekacze, kły oraz trzonowce. Zęby stałe zajmują miejsce mlecznych. Można je uporządkować w podobny sposób jak mleczne, a ponadto wyróżnia się zęby przedtrzonowe — pośrednie co do kształtu i lokalizacji, pomiędzy kłami i trzonowcami.

UKŁAD TRAWIENNY /109 Dla siekaczy charakterystyczny jest podobny do brzytwy, zaostrzony brzeg, a położone w przeciwległych szczękach i żuchwie współpracują, tnąc jak ostrza nożyczek. Budowa kłów jest idealna do rozrywania i szarpania, podczas gdy kształt trzonowców i przedtrzonowców lepiej sprawdza się podczas rozdrabniania pokarmów. Zęby tworzą w jamie ustnej równy, owalny łuk z siekaczami i kłami w przedniej części, przedtrzonowcami i trzonowcami coraz bardziej do tyłu. Prawidłowe łuki zębowe są tak dopasowane, że podczas gryzienia przeciwległe zęby stykają się. Rozwój zębów Pierwsze oznaki rozwoju zębów pojawiają się u sześciotygodniowego płodu. Na tym etapie komórki nabłonkowe prymitywnej jeszcze jamy ustnej namnażają się i tworzą gruby wałeczek w kształcie łuku zębowego. W wielu miejscach, odpowiadających poszczególnym zębom, komórki te tworzą pączkowate wrośla w tkankę leżącą pod nabłonkiem. Pączki przybierają następnie kielichowaty kształt i stopniowo rozrastają się w taki sposób, jakby wyznaczały miejsce ostatecznego połączenia pomiędzy zębiną a szkliwem. Część z tych komórek zaczyna później tworzenie zębiny, podczas gdy pozostałe zapoczątkowują powstawanie szkliwa. Brzegi tych kielichowatych zawiązków wrastają coraz głębiej, ostatecznie wyznaczając ułożenie korzeni zębów; proces ten kończy się dopiero około roku po pojawieniu się mlecznych zębów. U noworodka jedynym objawem zamknięcia zawiązków zębowych są pogrubienia w obrębie dziąseł zwane „poduszeczkami". Około szóstego miesiąca życia pojawia się pierwszy z dolnych siekaczy i rozpoczyna się wyrzynanie zębów. Wiek, w którym to zachodzi, może być różny. Niewielka liczba dzieci ma po kilka zębów już przy urodzeniu, podczas gdy u innych mogą się one nie pojawić do końca pierwszego roku życia. Gdy proces wyrzynania dolnych siekaczy jest już ukończony, zaczynają się pokazywać górne siekacze, a następnie kły i trzonowce - chociaż i ta kolejność może się zmieniać. Problemy z ząbkowaniem dotyczyć mogą każdego z zębów mlecznych. Pomiędzy drugim a trzecim rokiem życia większość dzieci ma już komplet 20 zębów mlecznych. Prawidłowo powinny być rozmieszczone w sposób zapewniający dość miejsca większym, stałym zębom. Następnie, po szóstym roku życia wypadają najpierw górne, a potem dolne siekacze, które zostają zastąpione przez zęby stałe. Stałe trzonowce pojawiają się nie na miejscu mlecznych, ale z tyłu za nimi. Pierwszy wyrzyna się około szóstego roku życia, drugi około dwunastego, a trzeci, zwany też zębem mądrości, około osiemnastego roku życia. Również i w czasie wyrzynania się zębów sta-

łych jest zauważalna znacząca zmienność. U około 25 procent populacji nie pojawia się nigdy jeden lub więcej zębów mądrości. Zjawisko to mogą tłumaczyć teorie ewolucyjne - wraz ze zmniejszaniem się wielkości szczęki następowało zmniejszanie się liczby zębów. Niektóre zęby mądrości mogą nigdy nie przebić się przez dziąsła, a jeżeli dojdzie do ich wklinowania pod dziąsłem, konieczne może być ich usunięcie, co zdarza się u około 50 procent ludzi.

Noworodek

9 miesięcy

\

3 lata

,1-

6 lat

9 lat

12 lat

21 lat

Zęby mleczne zaczynają się wyrzynać około połowy pierwszego roku życia, co dla wielu niemowląt jest dość bolesne. Pierwszymi zębami są dolne siekacze, po których wkrótce pojawiają się górne, następnie kły i trzonowce, tworzące razem pełny zestaw 20 zębów mlecznych. Spośród stałych zębów najwcześniej ukazują się trzonowce w wieku około sześciu lat - a następnie pojawiają się inne, w miarę wypadania mlecznych zębów. Około 20. roku życia większość ludzi ma już wszystkie zęby stałe. Czasami u około 25 procent dorosłych nie pojawiają się nigdy zęby mądrości.

110/UKŁAD TRAWIENNY Zęby mleczne i stale

Zmiany ułożenia zębów

Siekacz przyśrodkowy (7-9 rok życia) _

Siekacz boczny (7-9 r.ż.)

*'*mu\. Szczęka górna

Kiel (9-12 r.ż.) Pierwszy ząb przedtrzonowy (10-12 r.ż.) . Drugi ząb przedtrzonowy - - " (10-12 r.ż.) Pierwszy ząb Uzonowy(6-7r.ż.)

Siekacz przyśrodkowy (6-8 m.ż.) Siekacz boczny (8-10 m.ż.)

Drugi ząb trzonowy (1113ż) ' Ząb mądrości (17 r.ż.)

Kiet (16-20 m.ż.) Przedni ząb trzonowy (12-16 m.ż.) Tylny ząb trzonowy (2O40m.ż.)

Po zakończeniu procesu wyrzynania się mlecznych zębów części szczęk podtrzymujące je nie ulegają już więcej zauważalnemu powiększeniu. Zęby mleczne są zwykle mniejsze niż ich następcy, dopiero więc gdy pojawią się stałe siekacze, widoczny jest ostateczny kształt łuku zębowego. Stałe górne siekacze wyglądają zwykle na nieproporcjonalnie duże w stosunku do twarzy dziecka, jednak później wrażenie to znika, jako że twarz rośnie, podczas gdy wielkość zębów nie zmienia się. Jeśli górne siekacze mają jakąkolwiek skłonność do wystawania, można to łatwo stwierdzić, gdy mleczne zęby są zastępowane stałymi, gdyż większe stałe zęby uwypuklą każdą nieprawidłowość. Podobnie stłoczenie zębów jest widoczne dopiero wtedy, gdy ukażą się wszystkie zęby stałe. W okresie wyrzynania się zębów stałych, co może trwać około sześciu lat, pomiędzy górnymi siekaczami może występować przerwa, która zwykle zanika wraz z wyrzynaniem się stałych kłów, gdyż powodują one ścieśnianie siekaczy.

Przekrój zęba trzonowego

Korona zęba

Szyjka Korzeń

Ząb trzonowy Korzeń

- Korona

• v Ząb przedtrzonowy

Siekacz

Kiet

Teoretycznie wszyscy mamy 32 zęby, a ich układ w żuchwie i szczękach jest identyczny: 4 siekacze, 2 kły, 4 przedtrzonowce i 6 trzonowców, czyli razem 16 zębów. Niemowlęta i małe dzieci mają tylko 20 zębów mlecznych, wśród których podobnie wyróżniamy 4 siekacze, 2 kły i 4 trzonowce, czyli 10 zębów w żuchwie i szczękach. Siekacze tną, kły szarpią, a trzonowce i przedtrzonowce rozdrabniają pokarm. W procesie ewolucji zmieniły się zęby człowieka: kły są znacznie mniej ostre, a zęby mądrości czasami w ogóle nie wyrastają.

Kość zębodotu

Więzadła okołozębowe Cement (kostniwo)

Naczynia krwionośne

Przełyk i żołądek Faza ustna trawienia kończy się, gdy język, przyciskając kęs pokarmowy do górnego sklepienia, przepycha go jednocześnie w stronę leżącej za jamą ustną cieśni gardzieli. Funkcją położonej niżej, krtaniowej części gardła jest udział w połykaniu pokarmów. Część ta leży dokładnie do tyłu od krtani i jej warstwa wewnętrzna łączy się z chrząstkami - tarczowatą i pierścieniowatą, których ruchy pomagają w wytwarzaniu dźwięków mowy. Zaciskające ruchy mięśni gardła przepychają kęsy do dołu, kierując na dalsze etapy trawiennej podróży. Następny etap połykania jest przeprowadzany automatycznie i nie mamy

na niego wpływu. Jeśli tylko jedzenie przesunęło się poza tylną część języka, rozpoczyna się odruch bezwarunkowy. Kęs pokarmu nie zsuwa się biernie w dół przełyku aż do żołądka. Spychają go serie falowych skurczów zwanych perystaltycznymi. Przesuwanie się pokarmu nie jest więc mechanizmem zależnym od siły ciężkości. Jest to proces czynny, dzięki któremu możemy pić i połykać pokarmy, zarówno stojąc na głowie, jak i siedząc. Gdy jedzenie znajdzie się w gardle, w ciągu paru sekund następuje po sobie wiele czynności, które mają zapobiec nałożeniu się aktu połykania i oddychania. Kurczą się mięśnie gardła, przepycha-

UKŁAD TRAWIENNY/111

jąc kęs do górnej części przełyku. W tym samym czasie inne mięśnie gardła i głowy przyciskają język do sklepienia jamy ustnej, tak że pokarm nie może tam wrócić; podnoszą jednocześnie podniebienie miękkie (ruchomy fragment tego sklepienia), zapobiegając przez to przesuwaniu kęsa pokarmowego do przestrzeni w tylnej części nosa i zamykając nagłośnią uniesione wejście do krtani. Ostatnia czynność zapewnia drożność tchawicy i krtani, zabezpieczając stały dopływ tlenu. Czasami, gdy nagłośnia nie zamknie wejścia do krtani odpowiednio wcześnie, pokarm albo płyn dostają się do krtani - zjawisko to zwane jest zakrztuszeniem się. Jeśli to nastąpi, rozpoczyna się silny kaszel, który usuwa połknięte substancje.

Przełyk

Gardło w czasie połykania Ta część żołądka | znajduje się w klatce i piersiowej, zamiast •ą w jamie brzusznej.

Zapalenie wywołane przez zarzucanie steczne treści żołądkowej

Żołądek został popchnięty do góry przez powiększoną macicę.

Prawidłowe położenie żołądka i przepony Ujście trąbki Eustachiusza Część nosowa gardła

Wejście do przełyku znajduje się bezpośrednio za tchawicą. Tuż poniżej wcięcia szyjnego w górnej części klatki piersiowej przełyk zagina się lekko w lewo i krzyżuje od tyłu z oskrzelem głównym lewym. Następnie przechodzi przez przeponę i łączy się z wpustem żołądka. Przełyk jest elastyczną rurą o długości około 25 centymetrów i średnicy przekroju równej 2,5 centymetra. Podobnie jak reszta przewodu pokarmowego, jest zbudowany z czterech warstw. Wyścieła go błona śluzowa, umożliwiająca łatwe przesuwanie pokarmu, podtrzymywana przez błonę podśluzową. Względnie grubą warstwę mięśniową tworzą włókna okrężne i podłużne, przykryte od zewnątrz włóknistą warstwą ochronną (przydanką łącznotkankową).

Podniebienie twarde Jama ustna

Część ustna t / gardła" Podniebienie miękkie Nagłośnia Część-/1 krtaniowa, gardl

Przełyk

Podniebienie miękkie przesuwa się, zamykając nosową część gardła.

Podniebienie miękkie obniża się

U góry: Zarzucanie treści żołądkowej do przełyku jest często spotykane w okresie ciąży; powiększona macica wpycha górną część żołądka do klatki piersiowej, zawracając jego zawartość do przełyku.

Kęs pokarmowy Nagłośnia opada w dół zamykając krtań.

Przełyk

/

ff/~

Kęs pokarmowy w gardle

Tchawica Nagłośnia

Poniżej: W czasie połykania jedzenie jest wpychane do przełyku przez mięśnie ustnej części gardła. Podniebienie miękkie przemieszcza się, blokując wejście do części nosowej gardła, a nagłośnia zamyka jamę krtani.

112/UKŁAD TRAWIENNY Budowa i położenie żołądka

Żołądek jest położony wyżej, niż sądzi większość ludzi-leży tuż pod przeponą. Jest to worek mięśniowy, służący jako zbiornik jedzenia, ze śliską warstwą okrywającą oraz pofałdowaną błoną wewnętrzną, która warstwą śluzu chroni się przed własnymi, kwaśnymi sokami trawiennymi. Soki przekształcają trafiające do żołądka jedzenie w papkę, która następnie przez pierścień mięśniowy - zwieracz odźwiernika - przechodzi do dwunastnicy. Płuca

Przełyk

Przepona

Śledziona

Wątroba

objawy nazywane potocznie zgagą) uznawany bywa za zjawisko normalne, to jednak może prowadzić do wystąpienia zaburzeń trawiennych. Zarzucanie treści żołądkowej do przełyku jest najczęstsze u niemowląt oraz ludzi starszych, ale często też dokucza osobom w średnim wieku. Powodować też może dolegliwości w okresie ciąży, gdy powiększona macica wypycha zawartość żołądka do góry.

Warstwa śluzu wyścielającego żołądek

Fałdy błony wewnętrznej zawierającej komórki wydzielające śluz i soki trawienne Śliska warstwa okrywająca Podłużne

—

-—

i okrężne warstwy mięśni j

ściany żołądka

Pomiędzy żołądkiem i przełykiem nie można odnaleźć struktury podobnej do typowego zwieracza (np. pierścienia mięśniowego tworzącego zwieracz odbytu). Powrotowi treści żołądkowej do przełyku zapobiega aktywność warstwy mięśniowej ściany przełyku oraz to, że przy przechodzeniu przez przeponę rurka, jaką jest przełyk, zostaje zaciśnięta. Jeśli zawiodą te mechanizmy, dochodzi do wystąpienia refluksów, czyli

zarzucania treści żołądkowej do przełyku. Lekarze używają pojęcia refluks, gdy w jakimkolwiek miejscu w organizmie następuje przepływ płynu w złym kierunku. Jakkolwiek refluks kwaśnej zawartości żołądka jest najpospolitszy, podobne problemy mogą pojawić się również w innych układach. Chociaż ze względu na częstość występowania refluks żołądkowy (dający

Żołądek Żołądek jest workiem mięśniowym, leżącym w górnej części jamy brzusznej. Jego górna część zwana wpustem łączy się z przełykiem, a dolna, czyli odźwiernik, z dwunastnicą - pierwszą częścią jelita cienkiego. Ściana żołądka składa się z grubej warstwy mięśni, wyłożonej specjalną błoną śluzową z licznymi fałdami. Żołądek jest przede wszystkim zbiornikiem pokarmu. Błona wyściełająca wytwarza duże ilości specjalnego soku, który rozpoczyna trawienie, a zawiera kwas i enzymy. Jedzenie jest mieszane w żołądku z sokiem tak długo, aż powstanie miazga, która następnie zostaje przepchnięta do dwunastnicy. W miejscu połączenia tych dwóch organów widoczny jest rodzaj pierścienia utworzonego z mięśni (zwieracz odźwiernika); w chwili rozkurczu przepuszcza on miazgę pokarmową do dwunastnicy. Następnie jest ona przepychana przez dalsze odcinki jelita, aż zostanie całkowicie rozłożona. Zwieracz odźwiernika nadzorujący wyjście z żołądka nigdy nie jest całkowicie zamknięty. Tak więc podczas przechodzenia fali perystaltycznej przez żołądek małe ilości jego treści stale wydostają się do jelita cienkiego.

Jelito cienkie Dwunastnica przyłączona do dalszej części żołądka stanowi pierwszy odcinek jelita cienkiego i w znaczący sposób wpływa na proces trawienia. Ma kształt podkowy otaczającej głowę trzustki. Dwie warstwy mięśni w jej ścianie kurczą się i rozkurczają naprzemiennie, przesuwając tym samym pokarm wzdłuż jej światła. Wewnątrz znajduje się warstwa podśluzówkowa, zawierająca liczne gruczoły zwane gruczołami Brunnera, które wydzielają ochronny śluz. Pomaga on uchronić dwunastnicę od samostrawienia i uszkodzenia przez kwasy żołądkowe. Najbardziej wewnętrzną warstwą jest błona śluzowa, wydzielająca alkaliczny sok dwunastniczy, bogaty w niektóre enzymy trawienne. Sok ma także neutralizować kwaśny odczyn treści żołądkowej. Komórki śluzówki muszą ciągle być zastępowane nowymi. Mnożą się szybciej niż jakiekolwiek inne komórki ludzkiego organizmu: co godzinę na każde 100 komórek jest wymieniana jedna. Trawienie Częściowo nadtrawiony i upłynniony pokarm wchodzący do dwunastnicy zawiera duże ilości kwasu solnego. Tutaj jest on neutralizowany przez własne soki dwunastnicy oraz przez działanie soku trzustkowego i żółci, które są transportowane z trzustki przewodem trzustkowym i z pęcherzyka żółciowego przewodem żółciowym wspólnym. Te trzy rodzaje płynów są odpowiedzialne za dalszy etap trawienia.

Krypty Lieberkuhna wydzielają enzymy trawienne oraz soki alkaliczne neutralizujące kwas żołądkowy.

UKŁAD TRAWIENNY /113

Dwunastnica

Gruczoły Brunnera wydzielają śluz ochronny. Błona podśluzówkowa Warstwa mięśniowa przesuwa pokarm przez dwunastnicę. • , . -,- i Naczynia krwionośne i limfatyczne zaopatrujące komórki dwunastnicy Przekrój ściany dwunastnicy

Kosmki,