Úvod do tématu
Základní tělní systémy
- Zásobovací a transportní soustavy: Kardiovaskulární, dýchací, trávicí a vylučovací systém udržující homeostázu a energetickou bilanci organismu.
- Ochranné a výkonné soustavy: Imunita, kostra a svalstvo, které chrání a pohybují tělem, a rozmnožovací aparát zajišťující kontinuitu druhu.
1. Krev, imunita a oběhová soustava (Kardiovaskulární systém)
Krev a krevní plazma
Krev je tekutá tkáň naprosto nezbytná pro transport živin, dýchacích plynů a hormonů. Průměrný dospělý člověk disponuje celkovým objemem přibližně 4,5 až 6 litrů krve. Její tekutou složku tvoří krevní plazma, ve které jsou formované elementy obtékány.
⤳
Složení krevní plazmy
Plazma je nažloutlá tekutina, jejíž drtivou většinu (91–92 %) tvoří čistá voda. Z anorganických solí je v ní dominantním a nejvíce zastoupeným kationtem (kladně nabitým iontem) sodík (Na+), zatímco dominantním aniontem jsou chloridy.
⤳
Hematokrit
Tento fyziologický parametr vyjadřuje procentuální objemový podíl červených krvinek v celkovém objemu plné krve.
Krevní tělíska (Krvinky a destičky)
V krevní plazmě neustále kolují tři hlavní typy buněčných a nebuněčných elementů, z nichž každý plní zcela odlišnou, avšak pro přežití kritickou biologickou funkci.
⤳
Erytrocyty (Červené krvinky)
Jejich produkce probíhá v červené kostní dřeni (při nedostatku kyslíku je tvorba aktivně stimulována hormonem erytropoetinem). Tyto bezjaderné buňky zanikají zhruba po 120 dnech ve slezině (tzv. pohřebiště krvinek). Jejich klíčovou dýchací součástí je protein hemoglobin, který se skládá z hemu, dvojmocného železa (Fe2+) a bílkoviny globinu.
⤳
Leukocyty (Bílé krvinky)
Zajišťují imunitní obranu organismu. Nejpočetnější a nejběžnější skupinou mezi nimi jsou neutrofilní granulocyty, které působí jako první linie akutní obrany pohlcováním patogenů (fagocytózou). Rozměrově největšími bílými krvinkami vůbec jsou naopak monocyty (fungující v tkáních jako makrofágy).
⤳
Trombocyty (Krevní destičky)
Nejedná se o pravé buňky, nýbrž pouze o odštěpené úlomky megakaryocytů. Jejich primární funkcí je fyziologický proces zástavy krvácení, odborně nazývaný hemostáza.
Specifická imunita a krevní skupiny
Lidský imunitní systém se spoléhá na přesné rozpoznávání. Látka, kterou bílé krvinky rozeznají a která v těle vyvolá imunitní reakci, se odborně označuje jako antigen. Následná specifická obrana se štěpí na dvě hlavní větve:
Látková (humorální) imunita
- Jejími hlavními činiteli jsou B-lymfocyty.
- Po aktivaci tvoří protilátky, které migrují v krevní plazmě a řadí se mezi gama-globuliny.
vs
Buněčně zprostředkovaná imunita
- Jejími hlavními činiteli jsou T-lymfocyty.
- Zajišťují přímou obranu napadáním a ničením infikovaných či nádorových buněk vlastního těla.
Záludnost krevních skupin: Nebezpečí Rh faktoru
Při slučitelnosti krevních skupin v těhotenství může dojít ke kritické imunologické kolizi. Obrovské nebezpečí hrozí pro druhé dítě, pokud je matka Rh negativní (Rh-) a její plod zdědí po otci Rh pozitivní faktor (Rh+). Při prvním porodu se krev matky s plodem mísí, matka si vytvoří paměťové anti-Rh protilátky a ty by při druhém těhotenství s dalším Rh+ plodem ničily jeho krevní krvinky.
Srdce a oběhový cyklus
Ústředním hnacím motorem celé oběhové soustavy je mohutný srdeční sval (myokard), který je sám neustále zásobován a vyživován kyslíkem prostřednictvím takzvaných věnčitých (koronárních) tepen.
⤳
Fáze srdečního cyklu a impulzy
Základní srdeční cyklus se dělí na aktivní stah vypuzující krev (systola) a následné uvolnění a plnění komor (diastola). Prvotní podněty k tomuto pravidelnému stahu se automaticky generují ve stropu pravé síně v sinoatriálním uzlu (SA uzlu) a dále se do svaloviny komor šíří přes Hisův svazek.
⤳
Tlak krve a pravolevé uspořádání
Ideální krevní tlak zdravého dospělého člověka je 120/80 mmHg. Zcela nejvyšší systolický tlak naměříme těsně za srdcem při výstřelu okysličené krve z levé komory do aorty. Do pravé srdeční síně naproti tomu neustále přitéká odkysličená krev z těla sbíraná horní a dolní dutou žílou.
Krevní cévy, kapiláry a lymfa
Rozvod krve a mízy po organismu funguje jako síť jednosměrných trubek. K pochopení jejich funkce je nezbytné rozlišovat mezi cévami vedoucími krev k srdci a od srdce.
⤳
Tepny (Arterie) a Vlásečnice (Kapiláry)
Anatomickou definicí tepny není to, jakou barvu krve vede, ale pouze a výhradně to, že vede krev vždy směrem od srdce. Samotná výměna dýchacích plynů a živin s tkáňovými buňkami pak probíhá výhradně v nejdrobnějších a nejtenčích cévách těla – ve vlásečnicích.
⤳
Žilní návrat a Lymfatický oběh
Návratu žilní krve vzhůru k srdci (často proti gravitaci) pomáhá sací podtlak při nádechu, stahy okolního kosterního svalstva a kapsovité chlopně. Důležité je pamatovat, že pomocným mechanismem není hladká svalovina žil. Krevní cévy doplňuje mízní oběh – lymfa (míza) narozdíl od krve fyziologicky neobsahuje hemoglobin, proto je bezbarvá či nažloutlá.
Častý omyl: Okysličenost krve v plicních cévách
Běžným omylem je tvrzení, že každá tepna vede okysličenou krev a každá žíla krev odkysličenou. V plicním (malém) oběhu existuje klamavá anatomická výjimka! Plicní žíla vedoucí do levé síně srdce nese výjimečně krev čerstvě okysličenou z plic, zatímco plicní tepna (odcházející z pravé komory do plic) nese krev tmavou a odkysličenou.
2. Dýchací a trávicí soustava (Energetika těla)
Mechanika dýchání a plicní objemy
Plíce neustále zásobují krev životodárným kyslíkem a odvádějí z ní oxid uhličitý. Tento proces se opírá o přesné fyzikální a fyziologické principy a objemy.
⤳
Plicní sklípky a bránice
Samotná výměna plynů mezi vdechnutým vzduchem a krví probíhá výhradně v mikroskopických plicních sklípcích (alveolách). Hlavním dýchacím svalem, který tento proces pomocí podtlaku umožňuje, je plochá svalová přepážka zvaná bránice.
⤳
Anatomie plic
Z topografických důvodů je levá plíce tvořena pouze dvěma laloky. Tento evoluční ústupek poskytuje v hrudním koši nezbytný prostor pro uložení srdce. Pravá plíce disponuje laloky třemi.
⤳
Plicní objemy a vitální kapacita
Klidový dechový objem (množství vzduchu při běžném nádechu) činí přibližně 0,5 litru. Celková vitální kapacita plic se pak vypočítá jako součet tohoto klidového dechového objemu, rezervního nádechového objemu a rezervního výdechového objemu.
Důležité upozornění: Funkce reziduálního objemu
I po zcela maximálním a usilovném výdechu zůstává v dýchacích cestách přibližně 1,2 litru takzvaného reziduálního (zbytkového) objemu vzduchu. Nelze jej vydechnout a je životně důležitý – fyziologicky totiž chrání plicní sklípky před fatálním splasknutím a kolapsem.
Obranné reflexy a respirační patologie
Dýchací cesty musí být velmi přísně chráněny před vdechnutím vnějších nečistot a před fyzikálním poškozením, které by zamezilo přísunu kyslíku.
⤳
Obranné reflexy
Základními fyziologickými obrannými reflexy, které jsou řízeny z mozkového kmene (prodloužené míchy), jsou kašel a kýchání.
⤳
Hypoxie
Patologický stav definovaný jako kritický nedostatek kyslíku ve tkáních nebo v celém organismu.
Klinický pojem: Pneumotorax
Proražení hrudní stěny a následný kolaps plíce v důsledku průniku vzduchu do pleurální dutiny se odborně nazývá pneumotorax. Plíce při něm ztrácí svůj podtlak a smrští se, což znemožňuje dýchání.
Trávicí soustava: Od úst do žaludku
Zpracování potravy začíná již prvním soustem a pokračuje přesnou chemickou a mechanickou kaskádou směrem do žaludku.
⤳
Dospělý chrup (32 zubů)
Zdravý chrup dospělého člověka se skládá přesně z 32 zubů. Je rozdělen do čtyř kvadrantů, přičemž celkově obsahuje: 8 řezáků, 4 špičáky, 8 třenových zubů (premolárů) a 12 stoliček.
⤳
Ústní dutina (Ptyalin)
Chemické trávení složitých cukrů (škrobů) začíná již v ústech díky přítomnosti enzymu slinné amylázy (ptyalinu).
⤳
Žaludek (HCl a Pepsin)
Žaludek disponuje silně kyselým prostředím díky produkci kyseliny chlorovodíkové (HCl). Tato kyselina aktivuje neaktivní proenzym na dravý pepsin, který následně štěpí bílkoviny masa.
⤳
Žaludeční regulace a ochrana
Vylučování žaludeční šťávy lokálně stimuluje hormon gastrin. Samotnou žaludeční sliznici pak před sebetrávením chrání hutný hlen mucin. Nejnižší oddíl žaludku, který navazuje přímo na dvanáctník, se nazývá pylorická část (vrátník).
Střeva, trávicí žlázy a vitamíny
Po opuštění žaludku je natrávená potrava vystavena působení enzymů z velkých přidružených žláz a vstřebávána do krevního oběhu na obrovské ploše střev.
⤳
Tenké a tlusté střevo
Tenké střevo dosahuje délky 3 až 5 metrů a slouží k hlavnímu vstřebávání živin. Tlusté střevo živiny již neštěpí, jeho primární a nejdůležitější funkcí je zpětná resorpce vody.
⤳
Slinivka břišní (Pankreas)
Tato smíšená žláza ústí do dvanáctníku, kam vylučuje enzym trypsin (štěpící bílkoviny). Ve svých specializovaných Langerhansových ostrůvcích pak tvoří hormon inzulín, který snižuje hladinu krevního cukru.
⤳
Játra a žlučník
Játra (jejichž pravý lalok je fyziologicky výrazně větší) produkují žluč. Ta se hromadí ve žlučníku a je zcela zásadní pro fyzikální trávení, tedy pro takzvanou emulgaci tuků.
⤳
Slepé střevo (Apendix)
Na slepé střevo navazuje červovitý přívěsek (apendix), který představuje drobný orgán s vysokým obsahem lokální lymfatické tkáně (břišní mandle).
⤳
Vitamíny rozpustné v tucích
Pro svou úspěšnou absorpci a transport vyžadují tuky vitamíny A, D, E a K. Zejména vitamín A přímo ovlivňuje tvorbu zrakového pigmentu a jeho karenční nedostatek se projeví takzvanou šeroslepostí.
Základy metabolismu
Látková přeměna probíhá v lidském těle i v okolní přírodě podle přísných chemických a energetických pravidel.
⤳
Deaminace v játrech
Při fyziologickém odbourávání (deaminaci) přebytečných aminokyselin v játrech se nadbytečný dusík mění nejprve na prudce toxický amoniak, který je následně cyklem transformován do močoviny.
⤳
Fotosyntéza
Klíčový biochemický proces u rostlin, při kterém se primárně energie dopadajícího světelného záření mění na vázanou chemickou energii ve formě cukrů.
3. Vylučovací soustava
Ledviny a filtrace krve
Přes svou relativně malou velikost představují ledviny jeden z nejvíce prokrvených orgánů v těle, protože jimi musí neustále protékat obrovské množství krve k očištění.
⤳
Průtok krve
Navzdory své malé hmotnosti tvoří průtok krve ledvinami obrovský objem. Za jedinou minutu jimi proteče přibližně 1200 až 1300 ml krve.
⤳
Primární moč (Ultrafiltrát)
Během 24 hodin vytvoří ledviny z krevní plazmy fyziologicky zhruba 180 litrů primárního filtrátu. Z tohoto obrovského množství se následně naprostá většina vody vstřebá zpět do těla, jinak by organismus okamžitě dehydroval.
Častý omyl: Kde vzniká močovina?
Laici se často domnívají, že ledviny toxickou močovinu samy vyrábějí. Ve skutečnosti se močovina syntetizuje výhradně v játrech jako produkt odbourávání dusíku. Ledviny tuto močovinu z krve pouze filtrují a vylučují z těla ven.
Nefron a zpětná resorpce
Základní stavební a funkční jednotkou ledviny je mikroskopický nefron. Právě v jeho složité struktuře kanálků se s konečnou platností rozhoduje o tom, co tělo vyloučí a co si cenného ponechá.
⤳
Henleova klička
Specifická část kanálku nefronu ve tvaru písmene U, která zasahuje hluboko do dřeně ledviny a hraje klíčovou roli v mechanismu zahušťování moči.
⤳
Zpětná resorpce vody (Vazopresin)
Antidiuretický hormon neboli vazopresin, který je vylučován zadním lalokem hypofýzy (neurohypofýzou), působí na kanálky nefronu a aktivně zvyšuje zpětné vstřebávání čisté vody zpět do krevního oběhu.
⤳
Zpětná resorpce sodíku (Aldosteron)
Tento hormon z kůry nadledvin naopak v kanálcích zajišťuje aktivní zpětné zadržování sodíkových iontů, což je klíčový mechanismus pro udržení krevního tlaku.
⤳
Složení definitivní moči
V celkovém minerálním složení definitivní vyprodukované moči absolutně dominuje sůl, konkrétně chlorid sodný (NaCl).
Odvod moči z těla
Po vytvoření definitivní moči v ledvinách je nutné tuto tekutinu bezpečně a kontrolovaně odvést z těla ven přes duté svalové orgány.
⤳
Močovod (Ureter)
Svalová trubice, která anatomicky spojuje ledviny (přesněji ledvinnou pánvičku) a močový měchýř. Moč do měchýře neustále transportuje pomocí pomalých peristaltických stahů.
⤳
Kapacita močového měchýře
Močový měchýř je vysoce elastický svalový vak tvořený hladkou svalovinou. Jeho fyziologická maximální tolerovatelná kapacita činí u dospělé ženy přibližně 500 až 700 ml.
Důležité rozlišení: Močovod versus Močová trubice
V testech se často terminologicky zaměňuje funkce odvodných cest. Pamatujte si, že močovod (ureter) vede moč z ledvin a končí v močovém měchýři. Naproti tomu močová trubice (urethra) začíná v močovém měchýři a slouží k finálnímu vyprázdnění moči ven z těla.
4. Opěrný a pohybový aparát (Tkáně, kosti, svaly)
Základní typy tkání
Mikroskopická stavba tkání předurčuje, jakou funkci budou v organismu plnit. Je naprosto zásadní rozlišovat mezi buňkami, které tvoří pouze povrchovou izolaci, a těmi, které tělo fyzicky propojují a podpírají.
Epitelová tkáň
- Její primární funkcí je vystýlat vnitřní dutiny a pokrývat vnější povrchy těla.
- Lidská pokožka je tvořena takzvaným mnohovrstevnatým dlaždicovým rohovatějícím epitelem.
- Z histologického a fyziologického hlediska epitel zásadně nepatří mezi pojiva.
vs
Pojivová tkáň
- Zahrnuje tři hlavní podskupiny zajišťující oporu: vazivo, chrupavku a kost.
- Vazivo obsahuje kolagenní a elastická vlákna (tvoří např. úpony šlach a okostici).
- Zralé buňky tvořící tkáň chrupavky se odborně nazývají chondrocyty.
Kostra, páteř a stavba kosti
Osový aparát trupu tvoří sloup páteře, na který navazuje hrudník. Samotná kostní tkáň přitom kombinuje tvrdost se značnou dávkou fyziologické pružnosti, aby se při prvním nárazu neroztříštila.
⤳
Složení páteře a žeber
Osa dospělého člověka se skládá ze 7 krčních, 12 hrudních a 5 bederních obratlů (zakončených křížovou kostí a kostrčí). Úplně první krční obratel, který drží tíhu celé lebky, nese název atlas (nosič). Z hrudních obratlů fyziologicky vystupuje přesně 12 párů žeber.
⤳
Páteřní zakřivení (Lordóza)
Páteř není zcela rovná, ale tlumí nárazy esovitým zakřivením. Přirozené prohnutí páteře dopředu (břišním směrem) se odborně nazývá lordóza a nachází se v krčním a pánevním (bederním) úseku. (Naopak prohnutí dozadu na hrudi je kyfóza).
⤳
Morfologie kosti
Zatímco minerály dávají kosti tvrdost, její nezbytnou pružnost zaručuje obsažená organická látka zvaná ossein. Na okrajích dlouhých kostí (v kloubních epifýzách) se tlumí nárazy díky prořídlé, takzvané houbovité kostní hmotě (spongióze).
⤳
Obal kosti a kloubní pouzdro
Kost je zvenčí chráněna živou a inervovanou okosticí, která je tvořena z vaziva. Samotné tření v pohyblivých kloubech pak eliminuje kluzký obal zvaný synoviální vrstva, jež se nachází v kloubním pouzdře a produkuje kloubní maz.
Svalový aparát a jeho kontrakce
Svalovina v lidském těle nedisponuje jednotnou stavbou. Různé orgány a končetiny vyžadují odlišnou vytrvalost a dynamiku pohybu, proto příroda vyvinula několik druhů svalové tkáně.
⤳
Příčně pruhovaná (kosterní) svalovina
Slouží k rychlému a vůlí ovládanému pohybu. Její základní funkční a stavební jednotkou je tzv. sarkomera, která obsahuje posouvající se molekuly proteinů aktinu a myozinu. Samotnou reakci (svalový stah neboli kontrakci) fyziologicky bleskově spouštějí uvolněné ionty vápníku (Ca2+).
⤳
Hladká svalovina
Tento typ svaloviny je mnohem méně unavitelný a je evolučně uzpůsoben k neustálé, dlouhodobé a vytrvalé práci (například při posouvání potravy). V trávicím traktu je její důležitá vnitřní vrstva uspořádána kruhovitě.
Častý omyl kardiologie: Typ svaloviny srdce
Srdeční sval (myokard) pracuje sice neustále, neúnavně a zcela mimo naši volní kontrolu (což by laicky ukazovalo na hladkou svalovinu), avšak z histologického hlediska myokard rozhodně není hladkou svalovinou! Tvoří naprosto samostatnou a unikátní kategorii takzvané srdeční příčně pruhované svaloviny.
5. Rozmnožování, ontogeneze a vývoj
Pohlavní orgány a hormony
Reprodukční systémy obou pohlaví jsou anatomicky i endokrinně vysoce specializované tak, aby zajistily dozrání pohlavních buněk a optimální podmínky pro nový život.
Mužský reprodukční systém
- Spermie se tvoří v semenotvorných kanálcích varlat při ideální teplotě cca 32 °C (koncentrace činí asi 120 milionů/ml).
- Intersticiální Leydigovy buňky, které se nacházejí ve varlatech, produkují mužský hormon testosteron.
- Prostata chrání spermie tím, že svým sekretem neutralizuje kyselé prostředí močové trubice a pochvy.
vs
Ženský reprodukční systém
- Během celého plodného období ženy dozraje procesem zvaným ovogeneze celkově pouze asi 400 vajíček.
- Zrající Graafův folikul ve vaječníku plní endokrinní funkci a během příprav na uvolnění vajíčka vylučuje estrogeny.
- Prasklý folikul se mění na žluté tělísko tvořící progesteron, který udržuje těhotenství (zaniká, pokud k oplození nedojde).
Častý omyl: Doba oplodnění a menstruace
K uvolnění vajíčka dochází fyziologicky v polovině cyklu, takže oplodnění má statisticky nejvyšší šanci mezi 12. a 16. dnem počítaným striktně od začátku (nikoliv od konce) menstruačního krvácení. Samotná menstruace pak vzniká v důsledku prudkého poklesu hladiny progesteronu ve chvíli, kdy žluté tělísko zanikne, protože k oplodnění nedošlo.
Prenatální vývoj (Embryologie)
Doba před narozením je nejkritičtější fází ontogeneze (tedy vývoje jedince od početí až po smrt), během níž se z jediné oplozené buňky vyvine složitý a funkční organismus.
1
Od zygoty k blastule
Po oplození vzniká zygota, která se rýhuje na buněčný útvar zvaný morula (právě v tomto stadiu zárodek přichází do dělohy), z něhož se následně formuje dutá blastula.
2
Zárodečné listy
Během vývoje se tkáně specializují: z vnějšího ektodermu se vyvíjí mozek a nervová soustava, zatímco ze středního mezodermu vznikají mimo jiné pohlavní orgány a ledviny.
3
Od embrya k fétu
Ke konci 2. měsíce končí embryonální fáze, zárodek měří asi 3 cm a stává se z něj plod (fétus). Srdce plodu v této fázi obsahuje krevní spojku zvanou foramen ovale. Celé těhotenství trvá fyziologicky přibližně 270 dní od okamžiku oplodnění.
- Teratologie
- Biologická a lékařská disciplína, která podrobně zkoumá vrozené vývojové vady a anomálie vznikající během nitroděložního vývoje plodu vlivem zevních či genetických faktorů.
Postnatální vývoj a dětství
Po opuštění dělohy se dítě musí rychle adaptovat na vnější prostředí. Jeho orgány začínají naplno fungovat a organismus podstupuje strmý rozvoj motoriky a tělesného růstu.
⤳
Novorozenec a první výživa
Mozek novorozence váží po porodu přibližně 400 g. Novorozenecké období je krátké a končí zhruba po 1 měsíci. První stolice po narození se odborně nazývá smolka. Prvotní mateřské mléko neboli kolostrum obsahuje mnohem více bílkovin než zralé mléko a samotnou sekreci mléka spouští hormon prolaktin z adenohypofýzy.
⤳
Kojenec (1. rok života)
Kojenecký věk se vyznačuje enormním růstem, váha dítěte se do prvních narozenin ztrojnásobí (dosahuje cca 10 kg). Nejvíce se v tomto období rozvíjí hrubá motorika: dítě se dokáže samostatně posadit kolem 9. měsíce a první krůčky zvládá okolo 1. roku.
⤳
Batolecí a předškolní období
Batolecí věk pokrývá 2. a 3. rok života. Pro fyziologické ověření tělesné proměny z dětských proporcí na proporce vhodné pro školní zralost se tradičně využívala tzv. filipínská míra (dosažení pravou rukou přes temeno hlavy na levé ucho).
Důležité anatomické rozlišení: Mléčný chrup
Zubní aparát prochází významným vývojem. Pamatujte, že dočasný (mléčný) chrup dítěte neobsahuje žádné třenové zuby (premoláry). Ty se objevují až jako součást stálého chrupu, kde z dásně prořezávají na místě vypadlých mléčných stoliček.
Vývojové fenomény a principy motoriky
Během ontogeneze člověka lze identifikovat přesné biologické a psychologické trendy, které ovlivňují dozrávání organismu, jeho učení i proces stárnutí.
⤳
Zákonitosti motorického zrání
Vývoj hybnosti postupuje přísně organizovaným směrem: kefalokaudálně (zrání nervové soustavy a svalů postupuje od hlavy směrem dolů k nohám) a ulnoradiálně (ovládnutí prstů a úchopu od malíčku postupně směrem k palci).
⤳
Pubescence a sekulární akcelerace
Pubescence je obdobím tělesného a pohlavního dozrávání (11–15 let). U chlapců se první noční poluce objevují přibližně ve 13 letech. Celkové urychlení biologického zrání a tělesného růstu napříč populací v průběhu posledního století se nazývá sekulární akcelerace.
⤳
Vtiskování (Imprinting)
Elementární, geneticky naprogramovaná a nevratná forma učení. Zásadní je, že k vtiskování může dojít výhradně v úzce vymezené kritické (senzitivní) periodě raného vývoje.
⤳
Involuce
Představuje biologický i psychologický protipól vývoje a růstu. Znamená fyziologický úpadek, regresivní degradaci a postupné stárnutí organismu.