FIZIOLOGIE MEDIUL INTERN SÂNGELE - ArsAcademica

MANOLE COJOCARUFIZIOLOGIEMEDIUL INTERNSÂNGELEBucureti, 2008

Editura Ars AcademicaStr. Hiramului nr. 11, sector 3, BucuretiTelefon: 0314 251 945, fax: 0314 251 652e-mail: office@arsacademica.rowww.arsacademica.ro© Copyright Editura Ars AcademicaDescrierea CIP a Bibliotecii Naionale a României612.11COJOCARU, MANOLEFiziologie: mediul intern, sângele/Manole Cojocaru. -Bucureti: Ars Academica, 2008Bibliogr.ISBN: 978-973-88932-6-922

CUPRINSPrefa .......................................................................................................... 5Organizarea funcional a organismului umani controlul homeostazei ............................................................................... 6Compartimentele lichidiene ale organismului;lichidul extracelular, intracelular i interstiial. Edemul ............................ 11Transportul substanelor prin membrana celular....................................... 22Hematopoieza ............................................................................................. 29Eritrocitele .................................................................................................. 35Leucocitele ................................................................................................. 44Proprietile i funciile sângelui ................................................................ 53Plasma sanguin ......................................................................................... 59Echilibrul acido-bazic ................................................................................ 65Proteinele plasmatice ................................................................................. 72Limfocitele ................................................................................................. 85Sistemul monocito-macrofagic .................................................................. 91Rezistena organismului la infecii-imunitatea .......................................... 96Grupele sanguine ABO, Rh ...................................................................... 106Trombocitele ............................................................................................ 112Hemostaza i coagularea sângelui ............................................................ 119Fibrinoliza ................................................................................................ 1353

PREFAFiziologia se dezvolt i se extinde rapid, reprezint un domeniu în cretere, care îilrgete permanent sfera de cunotine i îi readapteaz teoriile. Fiziologia datoreaz multedintre progresele sale recente existenei unei baze solide, pe care o constituie disciplineleuniversitare. Este important ca studentul s-i însueasc aceast concepie. Noile achiziiiconceptuale i-au gsit aplicare i în fiziologie.Fiziologia trebuie dezvoltat i predat “în profunzime”, trecând prin fiziologia clasicla fiziologia clinic. O astfel de profunzime se realizeaz pornind de la datele derivate directdin disciplinele universitare, biologia, biofizica, biochimia, imunologia, genetica, matematica,care devin din ce în ce mai importante pentru fiziologie.Lucrrile cu caracter clinic care se raporteaz direct sau indirect la problemelefiziologiei au crescut considerabil în ultimul timp. Fiziologia clinic nu s-a realizat prinsimpla adugare la sfâritul fiecrui capitol a unor paragrafe de medicin clinic. În aceastediie se pune în mai mare msur accentul asupra aplicaiilor clinice ale fiziologiei. Unasemenea curs câtig prin includerea parial a fiziologiei clinice, iar studentul profit defaptul c cele dou sunt alturi una de cealalt.Activitatea didactic trebuie s fie în pas cu progresul informaional tiinific, ceea ceoblig aducerea la zi a materialului didactic care se prezint studenilor, astfel încât volumul“Mediul intern. Sângele” este prezentat în lumina datelor noi. Mediul intern, sângele sebucur de avantajul de a fi situat permanent în aria de interes major a cercetrii fundamentalei aceasta deoarece sângele poate fi recoltat cu uurin i studiat prin diverse metodeimaginate de oamenii de tiin. Cele mai multe dintre tehnicile moderne de investigare îigsesc o larg aplicare în ceea ce privete sângele.Obstacolul de care se lovete cel mai des studentul îl constituie complexitateasubiectului. Dou principii cluzitoare au stat la baza scrierii acestui volum de fiziologie:primul se refer la importana simplitii i claritii în prezentarea datelor, iar al doilea latendina limitrii judicioase a materialului selecionat.În ceea ce privete materialul prezentat, este evident c delimitarea a ceea ce trebuieoferit i a ceea ce trebuie omis este o problem de judecat i de experien, dar reducereanecesar a materialului s-a fcut printr-un proces de eliminare, mai curând, decât princondensare. S-a urmrit o prezentare cât mai clar, atât cât a fost posibil, fr s se alterezerigurozitatea tiinificAutorul5

ORGANIZAREA FUNCIONAL ORGANISMULUI UMANI CONTROLUL HOMEOSTAZIEIScopul fiziologiei este de a explica care sunt factorii fizici i chimici responsabilipentru originea, dezvoltarea i evoluia vieii. Fiziologia uman încearc s explice care suntcaracteristicile i mecanismele specifice care definesc organismul uman ca entitate vie.CelulaUnitatea vie elementar a organismului este celula. Fiecare organ este alctuit dinnumeroase tipuri de celule a cror unitate este meninut de structuri intercelulare cu rol desuport. Fiecare tip de celul este special adaptat pentru a îndeplini una sau mai multe funciiparticulare (ex. eritrocitele transport oxigenul de la plmâni la nivel celular).Lichidul extracelular - „mediul intern”Utilizat iniial de Claude Bernard (1856) pentru a sublinia importana sângelui i aplasmei interstiiale ca principale puni de legtur între celule i mediul extern, “mediulintern” a fost extins ulterior la toate umorile organismului. Astzi mediul intern estedefinit ca mediul lichidian în care se desfoar procesele fizico-chimice i biologicecaracteristice materiei vii i cuprinde totalitatea lichidelor care asigur transportul de gazei substane nutritive, consumul acestora i epurarea celulelor organismului de produiitoxici rezultai din combustiile tisulare. Componenta dominant a materiei vii cât i atuturor umorilor este apa.Organismul uman adult conine aproximativ 60% lichid, reprezentat în principalprintr-o soluie de ioni i alte substane. Cea mai mare parte a acstui lichid se afl în interiorulcelulelor i este denumit lichid intracelular. Aproximativ 1/3 se afl în spaiile din afaracelulelor i este denumit lichid extracelular. Lichidul extracelular este în micare permanentîn interiorul organismului. Acesta este transportat rapid în sângele circulant, fiind ulteriordistribuit între sânge i lichidele tisulare consecutiv difuziei prin pereii capilari.Lichidul extracelular conine ioni i elemente nutritive necesare întreinerii vieiicelulei (toate celulele triesc practic în acelai mediu, lichidul extracelular).Lichidul extracelular este denumit mediul intern al organismului (Claude Bernard).Diferene între lichidul extracelular i lichidul intracelularLichidul extracelular conine cantiti mari de ioni de sodiu, clor i bicarbonat, precumi elemente nutritive pentru celule (oxigenul, glucoza, acizi grai i aminoacizi), de asemenea,conine bioxid de carbon (transportat de la nivelul celulei spre plmâni pentru a fi eliminat, încare se afl ali produi ai metabolismului celular care sunt transportai de la rinichi pentru a fiexcretai).Lichidul intracelular conine cantiti mari de ioni de potasiu, ioni de magneziu i ionifosfat în locul ionilor de sodiu i clor aflai în spaiul extracelular.Mecanisme speciale pentru transportul ionilor prin membranele celulare menindiferenele între concentraiile ionilor din lichidul extracelular i cel intracelular.6

HomeostaziaMecanismele “homeostatice”ale principalelor sisteme funcionale ale organismuluiStabilitatea relativ a compoziiei lichidelor organismului este foarte important,deoarece exist un schimb permanent de lichid i solveni între organism i mediul extern,precum i între diferitele compartimente ale organismului.Homeostazia este meninerea aproximativ constant a parametrilor mediului intern.Toate organele i esuturile îndeplinesc funcii care ajut la pstrarea constant a acestorparametri (plmânii furnizeaz oxigen spaiului extracelular pentru a substitui oxigenulconsumat de celule, rinichii menin constante concentraiile ionilor, tractul gastrointestinalasigur aportul elementelor nutritive).Sistemul de transport i distribuiea lichidului extracelular – sistemul ciculator sanguinLichidul extracelular este transportat la nivelul organismului în dou etape: primaetap este reprezentat de deplasarea sângelui prin organism în interiorul vaselor sanguine,cea de a doua etap este reprezentat de deplasarea bidirecional a lichidului între capilarelesanguine i spaiile intercelulare (la nivelul capilarelor exist un schimb permanent de lichidextracelular între fraciunea plasmatic a sângelui i lichidul interstiial care umple spaiileintercelulare). Pereii capilarelor sunt permeabili pentru majoritatea moleculelor din plasmasanguin, cu excepia moleculelor mari ale proteinelor plasmatice (cantiti mari de lichid iconstitueni dizolvai difuzeaz bidirecional între sânge i spaiile tisulare, proces dedifuziune care este determinat de micarea moleculelor, atât din plasm cât i din lichidulinterstiial. Lichidul i moleculele dizolvate se afl în continu micare, deplasându-se în toatedireciile în plasm i în fluidul din spaiile intercelulare, precum i prin porii capilari.Lichidul extracelular din întreg organismul – atât cel din plasm cât i cel din lichidulinterstiial – este în permanen amestecat, fiind astfel meninut omogenitatea aproapecomplet a lichidului extracelular la nivelul organismului.În concluzie, meninerea unui volum relativ constant i a unei compoziii stabile alichidelor organismului este esenial pentru homeostazie.Originea elementelor nutritive din lichidul extracelularSistemul respiratorSângele se încarc cu oxigen la nivel alveolar. Membrana care separ alveolele ilumenul capilarelor pulmonare (membrana alveolar) prezint grosimea de 0,4-2 microni, iaroxigenul difuzeaz în sânge prin porii acestei membrane, în acelai mod în care apa i ioniidifuzeaz prin pereii capilarelor.Tractul gastrointestinalLa acest nivel diferite elemente nutritive dizolvate (carbohidrai, acizi grai, aminoacizi)sunt absorbite în lichidul extracelular.Ficatul modific structura chimic a multora dintre substanele absorbite, crescându-legradul de utilizare.Adipocitele, rinichii, glandele endocrine contribuie, de asemenea, la modificareasubstanelor absorbite.Sistemul musculo-scheleticSistemul musculo-scheletic contribuie la funciile homeostatice ale organismului prinmecanisme specifice.7

8Epurarea produilor finali de metabolismEliminarea bioxidului de carbon la nivel pulmonarSimultan cu captarea oxigenului la nivel pulmonar, bioxidul de carbon este eliminatdin sânge în alveolele pulmonare (dintre toi produii finali ai metabolismului celular,bioxidul de carbon este cel mai abundent).RinichiulLa nivel renal sunt eliminate din plasm majoritatea celorlalte substane (în afarabioxidului de carbon) care nu sunt necesare celulelor (diferii produi finali aimetabolismului celular, cum ar fi ureea i acidul uric, de asemenea, sunt eliminai ionii iapa în exces care s-au acumulat în lichidul extracelular). Rinichiul îi îndeplinete funciaprin filtrarea iniial a unor cantiti mari de plasm la nivel glomerular, iar ulterior prinreabsorbia în sânge a substanelor necesare organismului (glucoza, aminoacizii, cantitiadecvate de ap i ioni).Majoritatea celorlalte substane care nu sunt necesare oraganismului în specialproduii finali de metabolism (ex. ureea) prezint reabsorbie minim, fiind eliminai în urinprin tubii renali.Reglarea funciilor organismuluiSistemul nervos de reglareSistemul nervos este alctuit din trei componente principale: calea senzorial aferent,sistemul nervos central (componenta integrativ) i calea motorie eferent.Receptorii senzoriali detecteaz starea organismului sau starea mediului înconjurtor(ex. receptorii cutanai informeaz persoana de fiecare dat când un obiect atinge tegumentulîn orice punct). Sistemul nervos central (SNC) este alctuit din creier i mduva spinrii. SNCdetermin reaciile organismului la senzaiile sosite din periferie.O mare parte a sistemului nervos este denumit sistemul autonom, care controleaznumeroase funcii ale organelor interne (ex. activitatea cardiac, micrile peristalticegastrointestinale, secreia glandelor endocrine).Sistemul nervos regleaz în special activitile muscular i secretorie ale organismului.Sistemul hormonal de reglareExist opt glande endocrine principale care secret hormoni, substane chimicetransportate prin lichidul extracelular cu rolul de a regla funciile celulei (ex. hormonultiroidian crete rata majoritii reaciilor chimice, insulina controleaz metabolismulglucozei, hormonii corticosuprarenali controleaz nivelul sodiului i potasiului, precum imetabolismul proteinelor, hormonul paratiroidian controleaz calciul i fosfatul la nivelulosului).Sistemul hormonal regleaz în principal funciile metabolice.Controlul sistemelor organismuluiSistemele de control genetic sunt cele mai complexe (acioneaz în toate celulelepentru a controla atât activitatea intracelular cât i activitatea extracelular.Numeroase alte sisteme de control acioneaz la nivelul organelor (pentru a controlafunciile prilor componente ale acestora), altele opereaz la nivelul întregului organism(pentru a controla relaiile dintre organe). Ex. sistemul respirator funcioneaz în asociere cusistemul nervos (regleaz concentraia bioxidului de carbon din lichidul extracelular; ficatul ipncreasul regleaz concentraia glucozei din lichidul extracelular; rinichiul regleazconcentraiile hidrogenului, sodiului, potasiului, fosfatului i a altor ioni din lichidulextracelular.

Exemple de mecanisme de controlReglarea concentraiei oxigenului i bioxidului de carbon la nivelul lichiduluiextracelularOxigenul reprezint una dintre substanele principale necesare reaciilor chimiceintracelulare (organismul prezint un mecanism special de control pentru a menine constantconcentraia oxigenului în lichidul extracelular). Mecanismul se bazeaz pe caracteristicilechimice ale hemoglobinei (coninut în toate eritrocitele). Hemoglobina se combin cu oxigenulcând sângele traverseaz plmânii. Hemoglobina prezint afinitate crescut pntru oxigen. În cazulîn care concentraia oxigenului în lichidul tisular este prea mic, se elibereaz suficient oxigenpentru a restabili nivelul adecvat (reglarea concentraiei tisulare a oxigenului se bazeaz pecaracteristicile hemoglobinei). Acest reglare este denumit funcia tampon pentru oxigen ahemoglobinei.Bioxidul de carbon reprezint un produs final major al reaciilor oxidativeintracelulare.Creterea concentraiei sanguine a bioxidului de carbon peste valoarea normalstimuleaz centrul respirator (crete eliminarea prin expiraie a bioxidului de carbon i astfelse îndeprteaz cantitatea în exces din sânge i lichidele tisulare).Reglarea presiunii arterialeSistemul baroreceptor este un mecanism de control cu aciune rapid. Baroreceptoriisunt localizai la nivelul pereilor arteriali ai bifurcaiei carotidiene, precum i la nivelularcului aortei toracice. Baroreceptorii sunt stimulai de întinderea peretelui arterial. Cândpresiunea arterial crete, atunci baroreceptorii transmit impulsuri nervoase spre trunchiulcerebral (la acest nivel, impulsurile inhib centrul vasomotor, ceea ce determin reducereanumrului de stimuli transmii de la acest nivel prin intermediul sistemului nervos simpaticspre inim i vasele sanguine). Scderea frecvenei descrcrii acestor stimuli determinreducerea activitii de pomp a inimii, precum i dilataia vaselor sanguine periferice, ceea cepermite creterea fluxului sanguin vascular. Ambele efecte restabilesc valoarea normal apresiunii arteriale.Invers, scderea presiunii arteriale sub nivelul normal relaxeaz receptorii deîntindere, ceea ce permite centrului vasomotor s devin mai activ decât în mod normal,determinând vasoconstricie i creterea activitii de pomp a inimii, ceea ce duce lacreterea presiunii arteriale.Limite normale i caracteristici fiziceale unor constitueni importani ai lichidului extracelularCreterea temperaturii organismului cu numai 7 0 C fa de normal poate conduce la uncerc vicios în care creterea metabolismului celular distruge celulele.Pentru echilibrul acido-bazic al organismului (valoarea normal fiind de 7,4), valorileletale situându-se cu numai 0,5 uniti de o parte i de alta a acesteia.Când concentraia ionilor de potasiu scade la mai puin de 1/3 fa de normal, se poateinstala paralizia datorit incapacitii nervilor de a transmite impulsurile nervoase. Invers,când concentraia ionilor de potasiu crete de dou ori sau mai mult fa de normal, funciamiocardului poate fi puternic deprimat.Când concentraia ionilor de calciu scade la mai puin de ½ fa de normal, pot sapar contracii musculare de tip tetanic la nivelul corpului datorit generrii spontane deimpulsuri nervoase în exces la nivelul nervilor periferici.Când concentraia glucozei scade la mai puin de jumtate fa de normal, seinstaleaz iritabilitate psihic intens, uneori chiar convulsii.9