Přívod vzduchu do plic a jeho následné vytlačení se děje PASIVNĚ jako následek změny objemu hrudníku (podtlak při nádechu, přetlak při výdechu) Katedra zoologie PřF UP Olomouc http://www.zoologie.upol.cz/zam.htm Na změnách objemu hrudníku se AKTIVNĚ podílejí dýchací : BRÁNICE (diafragma) VNĚJŠÍ MEZIŽEBERNÍ SVALY (external intercostal muscles) VNITŘNÍ MEZIŽEBERNÍ SVALY (internal intercostal muscles) Kontrakce mezižeberních svalů roztažení hrudního koše Nádech vzduchu Relaxace mezižeberních svalů pokles hrudního koše výdech vzduchu Hlavní účastnící se dýchacích pohybů jsou: ZEVNÍ MEZIŽEBERNÍ Kontrakce VNĚJŠÍCH mezižeberních svalů (zvedají žebra). Plíce VNITŔNÍ MEZIŽEBERNÍ Bránice Nádech: Kontrakce bránice (posun dolů) Výdech: Relaxace bránice (posun nahoru) BRÁNICE (diafragma) Kontrakce bránice (pohyb směrem dolů).
Hlavní účastnící se dýchacích pohybů jsou: ZEVNÍ MEZIŽEBERNÍ Kontrakce VNITŘNÍCH mezižeberních svalů (stahují hrudník). VNITŔNÍ MEZIŽEBERNÍ BRÁNICE (diafragma) RELAXACE bránice (pohyb směrem NAHORU).
Inervace dýchacích (příčně pruhovaných) svalů: MOTORICKÁ NERVOVÁ VLÁKNA (nervosvalová ploténka) podněty vyvolávající kontrakci svalu přicházejí po motoneuronu a končí na svalovém vlákně ve speciálním útvaru nervosvalová ploténka ta má stavbu a vlastnosti jednoduché synapse akční potenciály uvolňují na ploténce acetylcholin vazba acetylcholinu na Ncholinové receptory (= zároveň chemicky řízené iontové kanály) v místech záhybů sarkolemy otevření iontového kanálu (na 1ms) depolarizace vznik ploténkového potenciálu ACh Receptor na nervosvalové ploténce Receptor je součástí kanálu. Kanály se otvírají v důsledku konformační změny po navázání signální molekuly (neurotransmitery, AMK, ATPne jako zdroj energie!!!). Signální molekula Iontový receptor filtr nervosvalové spojení Řízená vrátka
Nikotinacetylcholinový receptor: příklad chemicky řízeného kanálu na nervosvalové ploténce Acetylcholinový receptor je NaK kanál: NaK kanál leží na membráně postsynaptického neuronu nervosvalové ploténky. Je receptorem regulovaným acetylcholinem resp. nikotinem. Presynaptický neuron uvolní neurotransmiter acetylcholin. Ten se váže na Nikotinacetylcholinový receptor postsynaptické svalové buňky a iniciuje jeho otevření pro Na a K ionty Dojde k depolarizaci membrány, otevření elektricky řízených Ca2 kanálů a následné svalové kontrakci axon motoneuronu nervosvalová ploténka svalové vlákno http://www.blackwellpublishing.com/matthews/neurotrans.html vyprázdnění 1 vezikuly s Ach aktivace několika tisíců N cholinových receptorů; pro vybavení akčního potenciálu (AP) je však nutné vyprázdnit asi 100 vezikul (aktivace asi 200 000 kanálů) akční potenciál (AP) se šíří podél sarkolemy na celé svalové vlákno acetylcholin v synaptické štěrbině velmi rychle štěpen acetylcholinesterázou to umožňuje rychlou repolarizaci a účinný přenos všech po sobě jdoucích podnětů = speciální typ spojení mezi nervem a svalem sarkolema sarkoplazmatické retikulum (Ltubulus) terminální část axonu motoneuronu obsahující vezikuly s mediáterem (actylcholinem) sarkoplazma SVALOVÁ BUŇKA nervosvalové spojení Ttubulus kontraktilní aparát buňky
Nervosvalová (motorická) ) ploténka Nikotinacetylcholinový receptor Ca 2 AP terminální část axonu motoneuronu obsahující vezikuly s mediáterem (actylcholinem) Receptor je součástí NaK kanálu. Kanál se otvírá v důsledku konformační změny po navázání signální molekuly Acetylcholinu (resp. nikotinu) vápenatý kanál vezikula s mediátorem (ACh) sarkolema Na Na Na Na Ach Na Na Na Na Na receptor Ttubulus Nikotinacetylcholinové receptory (=chemicky řízené iontové kanály) K K K K K K Svaly a mechanicky řízené kanály sarkolema senzor citlivý na změnu napětí Ltubulus (sarkoplazmatické retikulum) obsahující vápenaté ionty AP z motorické ploténky Řídící centrum dýchání leží v PRODLOUŽENÉ MÍŠE Dýchací centrum v prodloužené míše vyhodnocuje informace z chemoreceptorů (aorta a prodloužená mícha) a Baroreceptorů (karotidy a aorta) kontraktilní aparát
INSPIRAČNÍ centrum EXPIRAČNÍ centrum KARDIOSTIMULAČNÍ a KARDIOINHIBIČNÍ centrum Motorická nervová vlákna Vnitřní mezižeberní Autonomní nervová vlákna β 1 SA uzel CHEMORECEPTORY v aortě a prodloužené míše BARORECEPTORY v karotidách a aortě α Další receptory (např. bolest) a vliv emocí působení prostřednictvím hypotalamu Periferní chemoreceptory Centrální chemoreceptory Vyšší mozková centra (mozková kůra volní kontrola dýchání) Respirační centra (prodloužená mícha Varolův most) Receptory tlaku a tahu v plicích AV uzel Buňky myokardu Receptory svalů a kloubů Receptory reagující na podráždění Vnější mezižeberní Bránice (diafragma) EMOCE a volní kontrola CO 2 O 2 a ph Vyšší mozková centra Limbický systém Varolův most Prodloužená mícha CHEMORECEPTORY CHEMORECEPTORY aorty a karotid Dostředivé senzorické dráhy PRODLOUŽENÁ MÍCHA Dorzální dýchací skupina Ventrální dýchací skupina Při snížení koncentrace O 2 v krvi je K kanál (otvíraný kyslíkem) uzavřen Snížen tok K z buňky dochází k narušení membránového potenciálu Depolarizace buňky Exocytóza vezikul s dopaminem Motorická nervová vlákna (nádech) Motorická nervová vlákna (výdech) Stimulace receptoru dopaminem Svaly krku a sterna Vnější mezižeberní Bránice Vnitřní mezižeberní Zádové Vznik akčního potenciálu Signál do prodloužené míchy zvýšení ventilace
O 2 ph CO 2 ph Deoxyhemoglobin Oxygenací hemoglobinu dochází ke změně kvartérní struktury molekuly Oxyhemoglobin Molekula hemohlobinu obsahuje 4 podjednotky obsahující Fe Thr (41) Pro (44) His (97) Thr (38) Pro (41) His (97)
Myoglobin vorvaně