Co je slezina a jaké jsou její funkce?

Makroskopická morfologie sleziny

           Slezina je orgán uložený v břišní dutině. Je umístěná vlevo pod spodními žebry, a to tak, že její dlouhá osa jde rovnoběžně s 10. žebrem. Slezina se rozkládá od 9. po 11. žebro. Tvarově je skoro stejná jako ledvina. A dle zkušeností jistého prof. anatomie si ledvinu se slezinou při pitvě splete celá řada mediků. Rozebírat anatomické struktury na slezině není cílem tohoto blogu. Slezina je tzv. intraperitoneální orgán, což znamená, že je ze všech stran obalena pobřišnicí (peritoneem). Dále má slezina vazivové pouzdro, které je poměrně silné, což má své důsledky v tzv. dvojdobé ruptuře sleziny.
           Cévní zásobení sleziny. Tepny vycházejí z břišní aorty a přichází jako arteria splenica. To je poměrně silná tepna, proto má slezina celkem značné zásobení tepennou krví, což úzce souvisí s funkcí sleziny (vizte níže). Žíla odcházející ze sleziny se nazývá vena splenica.
         

Mikroskopická morfologie sleziny

            Slezina obsahuje dvojí strukturu. A to bílou pulpu a červenou pulpu.
            Červená pulpa tvoří většinu sleziny. Obsahuje tzv. Billrothovy provazce. V červené pulpě dochází k odstraňování starých červených krvinek (erytrocytů). Princip funkce vizte níže. Autoři se dohadují o tom, zda v červené pulpě krev vyteče mimo cévy nebo ne, ale většina z nich se kloní k názoru, že je to skutečně otevřený systém, tedy že krev se dostane mimo cévy.
             Bílá pulpa tvoří ve slezině uzlíky. Bílá pulpa funguje jako imunologický filtr krve. Jde tedy o to, že sleduje přítomnost bakterií a dalších patologických struktur v krvi a snaží se je odstranit. (Lymfatické uzliny fungují jako imunologický filtr lymfy). Jistě víte, že v krvi se vyskytují bílé krvinky, které fungují jako součást imunitního systému, které právě dávají bílé pulpě její barvu.
            Patologická aplikace výše zmíněného. Jedno z onemocnění, které může slezinu postihnout je tzv. amyloidóza = ukládání patologického proteinu, tedy amyloidu. Amyloid je ukládán výhradně extracelulárně. A je rozdíl, jestli je postižena bílá nebo červená pulpa. Je-li postižena bílá pulpa, je depozice amyloidu jen fokální (= ložisková) a tento stav se označuje jako ságová slezina. Zatímco je-li postižena červená pulpa, je depozice difuzní (= rozptýlená). Tento stav se označuje jako šunková slezina.

Funkce sleziny

              Likvidace starých erytrocytů (=červených krvinek). Jako každá živá bytost, tak i červené krvinky, tedy buňky, mají nějakou životnost. U lidských erytrocytů je životnost 120 dní. A jako i každý člověk, který zemře, je pohřben, spálen nebo ponechán na pospas likvidaci přírodní, tak i organismus se musí zbavit svých starých a nefunkčních krvinek. Červené krvinky mají průměr asi 7 mikrometrů. Typická vlásečnice (kapilára), kterou se musí každý erytrocyt milionkrát denně propasírovat, má průměr 5-9 mikrometrů. Jistě každého pozorného čtenáře napadne následující otázka: Jak je možné, že se erytrocyt procpe někudy, kam se nemůže vejít. Odpověď je nasnadě: Erytrocyt disponuje specifickými proteiny, které umí jeho tvar změnit tak, že se takovou kapilárou prorve. Každý protein má ale také svou životnost. Ve chvíli, kdy protein přestane fungovat, pak přestane být erytrocyt schopen projít kapilárou a je k ničemu. V takovou chvíli zasáhne slezina. Erytrocyt, který do ní přijde je vystaven následujícímu testu: musí projít sítem s velmi malými otvory - zhruba 5mikrometrů. Normální erytrocyt tudy zcela bezproblému projde, starý, nefunkční erytrocyt nikoli. A tak se zasekne na tomto sítu. Po sítu se pohybují makrofágy. Mákrofágy jsou buňky, které jsou schopny pozřít a zničit jiné buňky. Buď "žerou" bakterie, a nebo právě erytrocyty. Starý erytrocyt je tedy zfagocytován (= pozřen fagocytem) a v makrofágu zničen. Tím se z krve ztrácejí staré a nefunkční erytrocyty.
                Na tomto odkazu lze nalézt pěkné schéma protahujících se erytrocytů skrze "síto": http://www.drugswell.com/winow/+%20b20/Hematology%20in%20Clinical%20practice-2005/I%20-%20Red%20Blood%20Cell%20Disorders/11%20-%20Hemolytic%20Anemias_files/DA1C11FF1.png
                Imunologický filtr krve. Slezinná bílá pulpa sleduje přítomnost patogenů v krvi a pokud na nějaké narazí, tak je zlikviduje. Při těžkých infekcích se slezina aktivuje a může se zvětšit. Tento stav se označuje jako splenomegalie. (splen = slezina, megalie = velký, obrovský)
                Zásobárna krve. Slezina obsahuje zásobní objem krve, který je možné při zvýšené potřebě organismu uvolnit pro použití v celém těle. Děje se tak pomocí stažení pouzdra, které vytlačí ze sleziny přebytečnou krev. Proto nás (tedy ne všechny, ale mě, přirozeného sportovního antitalenta, rozhodně ano) při běhání píchá v levém boku. Stejnou funkci mají i játra, z nichž se může takto vytlačit až půl litru krve.
                Krvetvorba. V embryonálním životě ve slezině probíhá fyziologicky krvetvorba, stejně tak v játrech. S postupným vyzráváním kostní dřeně dochází k přesunu právě do dřeně. Nicméně pokud ve dřeni za jakýchkoli důvodů není možné krvetvorbu provádět, je slezina (a játra) schopná krvetvorbu v sobě znovu obnovit. (Stává se to u leukémií, nádorů, které metastazují do kostní dřeně, po ozáření, chemoterapiích, infekcích atp...). Slezina se samozřejmě podle toho zvětší a opět hovoříme o splenomegalii. Známe případy u chronické myeloidní leukémie (CML), že slezina zasahovala až nad močový měchýř a vyplňovala polovinu břišní dutiny. Na tomto odkazu si můžete prohlédnut jednu z největších slezin, která kdy byla viděna: http://i.imgur.com/o2j6g.jpghttp://i.imgur.com/o2j6g.jpg Normální slezina by se chirurgovi na obrázku vešla do dlaně. Takto moc se organismus snaží nahradit krvetvorbu!

Read More

Cholesterol - Funkce cholesterolu III

Funkce cholesterolu

Cholesterol – zdroj pro synthesu steroidních hormonů

Cholesterol je používán pro synthesu steroidních hormonů – steroidů. Mezi nejdůležitější steroidní hormony patří: (1) kortizol, (2) aldosteron, (3) testosteron, (4) estrogeny, (5) progesteron. O jejichž funkci možná bude jiný článek.

Jak vidno cholesterol je velmi důležitou látko a rozhodněneznamená, že bychom si žili spokojeně, kdybychom jej z jídelníčku zcela vyřadili, a můžeme si být naprosto jisti, že se ho nikdy nezbavíme, a proto jezte vlákninu! :) (už zase, já vím, jenže ona je opravdu hodně důležitá!)

Read More

Cholesterol - Funkce cholesterolu II

Funkce cholesterolu

Cholesterol – zdroj žlučových kyselin

Už bylo několikrát zmíněno, že lipidy jsou nerozpustné ve vodě. V tenkém střevě je trávenina ve formě vodného roztoku. To by s tuky moc nefungovalo, srazily by se do jedné velké tukové kapky a nic bychom z nich neměli. Aby enzymy (konkrétně lipázy a kolipázy ze slinivky břišní) mohly efektivně pracovat, musí mít k disposici co největší povrch. Když si představíme jednu velkou kapku tuku tak její povrch má nějakou hodnotu. Kdyžale rozbijeme tuto jednu velkou kapku na miliony malých kapiček, tak se povrch mnohonásobně zvětší. Tím pádem razantně stoupne i efektivita enzymů.

Nyní víme, že potřebujeme takzvaně emulgovat tuky = rozbít velkou kapku na milion menších. Účinným emulgátorem jsou právě již tolikrát zmiňované žlučové kyseliny. Mají totiž více –OH skupin, a tak jsou hydrofilnější, a proto jsou schopny roztrhat kapky na menší, a tak zvětšit povrch. Žlučové kyseliny jsou tvořeny v játrech, kde jsou jim přidávány –OH skupiny. Dostávají se pak do žluče a žlučovodem do dvanáctníku, kde provádějí emulgaci. Bez žlučových kyselin není v podstatětrávení tuků možné.

Žlučové kyseliny jsou v tenkém střevě vstřebávány do krve. (alespoň větší část z nich) Krví se dostanou do jater, takže játra nemusí (pokud není přítomna vláknina) vyrábět velká kvanta žlučových kyselin každý den. Jen mírně doplňují zásoby. Tyžlučové kyseliny, které se nevstřebaly v tenkém střevě pokračují s tráveninou do tlustého střeva, kde jsou střevní mikroflórou přeměněny na sekundární, které, pokud působí na stěnu střeva dlouho, mohou způsobovat rakovinu tlustého střeva.

Read More

Cholesterol - Funkce cholesterolu I

Funkce cholesterolu

Cholesterol– součást cytoplasmatické membrány eukaryotických buněk

V prvním článku této série jsme uvedli, že cholesterol je lipid. Zároveň však disponuje hydrofilní –OH skupinou. Tato skupina dává cholesterolu amfipatický charakter = umí se chovat jako hydrofilní a hydrofobní zároveň. Tato vlastnost je pro cytoplasmatické membrány úžasná. Nepředstavujte si membránu jako pevnou strukturu, ale naopak jako strukturu tekutou, jejíž tekutost je zabezpečena také díky přítomnosti cholesterolu. On se totiž mezi těmi řetězci mastných kyselin neustále točí a „není v klidu“,protože se snaží najít nějaké stabilní postavení, neboť se nemůže navázat na okolní mastné kyseliny. Tím jak se v membráně pořád „vrtí“, tak jí neumožní zaujmout pevné, stabilní uspořádání, a tak je membrána více tekutá nežpevná. Především díky cholesterolu, nicméně svůj velký vliv na to mají i cis isomerie dvojných vazeb v mastných kyselinách!

V nadpisu tohoto odstavce je termín eukaryotická buňka. To jsou buňky našeho těla. Existuje ještě jeden druh uspořádání buňky, a to buňka prokaryotická, která je vývojově méně dokonalá. Tento typ buňky mají bakterie. Cytoplasmatická membrána bakterií neobsahuje cholesterol.

Pokud víte, co je organela pojmenovaná mitochondrie, pak také jistě víte, že má dvě membrány: vnitřní a vnější. Dlouhá léta se bádalo (a stále bádá) nad tím, jakého původu mitochondrie je. Asi nejrozumnější a pravděpodobně také nejpravděpodobnější teorie je teorie endosymbiotická. Z názvu vyplývá,že mechanismus je následující: existovaly kdysi dvě buňky, z nichž jedna pohltila druhou. Druhá (menší) si ponechala svou membránu, ale tím, jak byla pohlcena, s sebou unesla i kus membrány první buňky. A od té doby mají mitochondrie, které pravděpodobně tedy vznikly z té druhé (menší) buňky, dvě membrány. Vnitřní mitochondriální membrána nemá cholesterol, tedy má stejnou vlastnost jako membrána prokaryotické buňky. To je jeden z poměrněpádných důkazů, který podporuje endosymbiotickou teorii.

Read More

Cholesterol - Vztah vlákniny a cholesterolu.

Vztah cholesterolu a vlákniny

V jiždříve publikovaném článku o vláknině, jste se mohli dočíst o vlivu vlákniny na hladinu cholesterolu, vlivu na snižování incidence rakoviny tlustého střeva atd…

Zde, když již známe některá další fakta o cholesterolu je jeho vztah s vlákninou ještě jasnější. Vláknina (nesolubilní) je schopná vázat žlučové kyseliny.Žlučové kyseliny se v nepřítomnosti vlákniny z velké části zpětněresorbují do krve, jsou vychytány játry a znovu použity. Nicméně to se v přítomnosti vlákniny děje v mnohem menší míře. Většina žlučových kyselin je tak zachycena na vláknině, a tyto molekuly nemohou být znovu použity. Časem (v průběhu jednoho dne) by játrům vznikl velmi akutní nedostatek žlučových kyselin, který by znamenal obrovský problém s trávením tuků (jednoduše bychom nemohli trávit tuky). Játra tedy musí umět žlučové kyseliny vyrobit. Játra jsou schopná vyslat do krve HDL, které „přivezou“cholesterol, který je v játrech oxidován na primární žlučové kyseliny. Pokud máme zvýšené ztráty žlučových kyselin (což díky vláknině máme), pak se musí zákonitě zvýšit spotřeba cholesterolu v játrech, a tak se i zvyšuje hladina „hodného“ cholesterolu.Z toho jasně vyplývá, proč vláknina účinně snižuje hladinu cholesterolu v krvi.

Navíc víme, že vláknina neumožňuje další oxidace žlučových kyselin v tlustém střevu, a tak zabraňuje vzniku sekundárních žlučových kyselin, které jsou podezřelé z karcinogenity. Tím pádem se velmi snižuje pravděpodobnost vzniku rakoviny tlustého střeva, a tak zařaďte do svého jídelníčku vlákninu! Má to smysl! :)

Read More

Cholesterol - Metabolismus cholesterolu II

Metabolismus cholesterolu

Degradace cholesterolu

Cholesterol nelze degradovat cestou rozkladu na menší molekuly. Bohužel náš organismus nedisponuje enzymy, které by takovou reakci umožňovaly. Jediná možnost, jak se tělo cholesterolu zbavuje, je tato: oxidace cholesterolu na žlučové kyseliny, které (jak z názvu vyplývá) jsou součástí žluči, a tak alespoň jejich část odchází se stolicí.

Read More

Cholesterol - Metabolismus cholesterolu I (HODNÝ a ZLÝ cholesterol)

Metabolismus cholesterolu

Transport cholesterolu organismem (lipoproteiny)

Cholesterol je lipid. Definice lipidů je (což je v chemii docela výjimečné) založena na fyzikální vlastnosti lipidů. Tj. všechny jsou nerozpustné ve vodě. Cholesterol samozřejmě patří mezi ně. Protože krev jsou v podstatě krvinky rozptýlené ve vodě (plasmě), je jasné, že cholesterol by nebylo možné transportovat krví jen tak. Z toho důvodu organismus používá tzv. lipoproteiny. Lipoproteiny jsou částice, které (jak z názvu vyplývá) se skládají z lipidůa proteinů, které oplývají rozpustností ve vodě. Kdysi dávno výzkumníci, zabývající se lipoproteiny, vzali plasmu, umístili zkumavky s ní do centrifugy a odstředěním zjistili, že lipoproteiny lze ještě dělit podle hustoty. Obecně platí, že čím více proteinů v částici je, tím vyšší je jeho hustota.

Cholesterol se primárně transportuje ve dvou typech lipoproteinů: LDL a HDL. Význam zkratek: LDL = low density lipoproteins, HDL = high density lipoproteins.

Játra, jak už nám vtloukají do hlavy od střední školy, jsou „hlavní chemická továrna organismu“. Dejme tomu, proč ne. V podstatě to odpovídá. Je skutečněpravdou, že játra jsou z hlediska metabolismu těla naprosto, ale naprosto nezbytná. I z toho důvodu je funkce jater desetinásobně jištěná. Tato informace v praktickém hledisku znamená následující: Člověk by měl být schopen přežít i s jednou desetinou své původní hmoty jater. (jedna z věcí, které podporují NTAK). Po tomto „úvodu“ k játrům bych rád sdělil take home message tohoto odstavce: cholesterol se v lipoproteinech (remnantní chylomikrony, IDL) dostává do jater. Játra cholesterol umí využít (jak se dočtete později), ale umí se ho také zbavit, a musí být schopna cholesterol transportovat do jiných tkání, které cholesterol potřebují. Čili játra potřebují „dodavatele cholesterolu“, kterýmž je HDL. A „expeditora cholesterolu“, který cholesterol transportuje pryč z jater, což zajišťuje LDL.

LDL transportuje cholesterol pryč z jater. Cholesterol je potřeba v tkáních, které (1) tvoří steroidní hormony, to jsou například: nadledviny, vaječníky, varlata; (2) cholesterol potřebují ke své funkci, což jsou v podstatě všechny,neboť cholesterol je naprosto nezbytnou součástí cytoplasmatických membrán všech buněk našeho těla. Když je cholesterolu přebytek, je velké množství i LDL. LDL transportují cholesterol pryč z jater, nicméně pokud o něj nikde není zájem, tak ho „vyklopí“ tam, kde je to možné. Ideálním příjemcem cholesterolu jsou tzv. pěnové buňky ve stěně cév. Pěnové buňky se plní cholesterolem a začínají hromadit i vápník. Výsledkem je (pokud je taková situace déletrvající) kornatění tepen, které mohou vyústit v infarkt myokardu (v extrémním případě).

HDL transportují cholesterol z pěnových buněk do jater. Pokud je v játrech zvýšená potřeba cholesterolu, pak je i zvýšená hladina HDL, které musejí zvýšenou poptávku pokrýt. HDL „vysávají“ cholesterol z pěnových buněk, a tak brání vzniku cholesterolových plátů v cévách.

Zde je tedy jasně patrné, proč existuje takový protimluv, jako je „hodný“ a „zlý“ cholesterol, když jde o stejnou molekulu! Je to tedy tak, že: hodný cholesterol je HDL, neboť jeho zvýšené hladiny značí, že množství cholesterolu v cévách se bude snižovat, což je žádoucí. Zlý cholesterol je LDL, neboť jeho zvýšené hladiny značí, že množství v cévách se bude zvyšovat, protože LDL bude cholesterol „vyklápět“ do pěnových buněk. Takže tak.

Read More

Cholesterol - Biochemie cholesterolu II

Biochemie cholesterolu

Synthesa cholesterolu

Cholesterol přijímáme v potravě, ale musíme být také schopni si jej synthetisovat sami. Synthesa cholesterolu je poměrně složitá. A není předmětem tohoto blogu zde vypisovat všechny reakce. Za všechny bych ale rád zdůraznil reakci, která ve většině učebnic biochemie není uvedena. Jedná se o reakci z lathosterolu na 7 - dehydrocholesterol. Ta je velmi významnán neboť, vzniklý meziprodukt 7-dehydrocholesterol se hromadí v kůži. Tam je pomocí UV záření přeměněn provitamin vitamínu D. Je tedy zcela nezbytný pro udržování správné hladiny vitamínu D, čili zde je vidět, že organismus (minimálněz tohoto důvodu) musí být schopen cholesterol synthetisovat.

Regulačním enzymem je HMGCoA (= hydroxymethylglutaryl - koenzym A) reduktáza. Synthesa cholesterolu je velmi nákladná. Stojí nás mnoho ATP a NADPH+H⁺.

Konkrétně:jedna molekula cholesterolu „vyjde“ na: 18 AcCoA, 18 ATP, 17 NADPH + H⁺.

Read More

Cholesterol - Biochemie cholesterolu I

Toto je první z malé série článků, které se budou týkat dnes a denně omílané látky zvané cholesterol.

Budeme se zabývat jeho chemickým pozadím, synthesou, degradací, vlivem vlákniny, funkcemi v organismu a v neposlední řadě rozluštíme záhadu protimluvu hodný a zlý cholesterol a nakonec se dočtete o jednom z důkazů,který hovoří pro endosymbiotickou teorii vzniku mitochondrie.

Cholesterol je nejčastější živočišný steroid.

Biochemie cholesterolu

Za odhalení struktury cholesterolu získal v roce 1926 chemik Heinrich Wieland Nobelovu cenu za chemii.

Struktura cholesterolu

Cholesterol je derivátem cyklopentanoperhydrofenantrenu(to je látka, obsahující 4 cykly. Tři mají 6 uhlíků a jeden pouze pět (proto je na začátku tohoto šíleného názvu cyklopentan)). Cholesterol obsahuje OH skupinu na C₃. To je velmi důležité, neboť tato hydroxylová skupina dělá z cholesterolu amfipatickou látku = látku, která je nepolární i polární zároveň. (= je nerozpustná i rozpustná ve vodě). Tento amfipatický charakter je kruciální pro správnou funkci cholesterolu v cytoplasmatické membráně.

Cholesterol má 27 uhlíků. Z toho 17 na cyklopentanoperhydrofenantrenovém jádře a další 10 na řetězcích na jádro napojených. Číslo 27 je poměrně důležité, protože od něj se posléze sledem reakcí odvíjí počet uhlíků v steroidních hormonech.

Protože má cholesterol několik cyklů není náš metabolismus schopen jej degradovat, takže se zvýšených hladin cholesterolu zbavuje (pokud mu nepomůžeme) dost těžkopádně.

Read More

Proč vlastně musíme dýchat kyslík?

Všichni vědí, že kyslík dýchat musíme, ale proč?

Na zdánlivě jednoduchou otázku není jednoduchá odpověď. Kyslík je nezbytný pro výrobu energie, neboť je finálním příjemcem elektronů v dýchacím řetězci v mitochondriích.
Dobře, ale vyvinula se zde jiná otázka. Proč buňky vyrábějí energii? Všeobecně je tomu tak proto, že musí platit za to, že udrží vnitřní uspořádanost. Je to stále zamotanější, řekl bych. Takže od začátku :)

Dle termodynamických zákonů v celém vesmíru stoupá entropie = neuspořádanost. Neuspořádanost si představme takto. Mám 4 molekuly A, B, C, D. A mám 2 nádoby. Pokud jsou 4 molekuly v pevném skupenství mohu je dát buď do jedné, nebo do druhé nádoby = mám 2 možné stavy (= v jedné nebo v druhé nádobě). Pokud však budou v plynném skupenství, mohou vytvořit mnohem více kombinací. A v první, B, C, D v druhé; A, B v první, C, D v druhé; A, B, C v první, D v druhé; a už mám tři možné stavy a to jsem zdaleka! nevyčerpal všechny možnosti. Z tohoto plyne: změnou skupenství z pevného na plynné došlo ke vzrůstu entropie, neboť molekuly mohou v plynném skupenství vytvářet mnohem více vzájemných stavů než v pevném. Stejné je to s tělem. Pokud žijeme jsme v jednom kuse a relativně stabilní. Pokud však tělo zemře, časem se rozpadne až na molekuly, které mohou vytvořit miliardy různých vzájemných uspořádání, zatímco v těle, které je živé mají svou pevnou polohu. Čili z toho vyplývá, že pokud je tělo živé je jeho entropie relativně nízká, naopak je-li mrtvé bude jeho entropie velmi rychle stoupat.

Fyzici prokázali, že celková entropie vesmíru stále stoupá, ale buňky, mnohobuněčné organismy apod. jsou schopny tomuto zákonu čelit. Ale něco za něco. Aby naše buňky mohly odolávat zubu entropie, musí za to platit (stejně jako sv. Václav platil za mír v českém knížectví).

Buňky přišly na to, že když budou udržovat vlastní entropii nízko a budou okolí poskytovat teplo (které entropii zvyšuje), budou schopny po jistou dobu udržet hodnotu entropie velmi malou. To je důvod, proč buňky vyrábějí energii, potřebují ji proto, aby se "neutopily v moři okolní stoupající entropie". Dle některých filosofů je toto celé smysl našeho života. (Já osobně to ale považuji za poněkud nihilistické).


Buňka tedy produkuje ATP (= adenosintrifosfát. Vysokoenergetická látka, která ve svých anhydridových vazbách drží poměrně nezanedbatelné množství energie). ATP je používáno pro syntézu látek (což snižuje entropii), pro degradaci látek (což zvyšuje entropii), pro trávení potravy (což zvyšuje entropii tráveniny, a tak vyhovíme vesmírným zákonům), pro tvorbu tepla (což zvyšuje entropii okolního světa). Přestože je tvorba tepla uvedena až jako poslední 75% veškeré potravy a zásobních látek je v těle přeměněno na teplo. Z toho vyplývá, že účinnost našeho metabolismu je pouhých 20 - 25%. (parní stroj má účinnost asi 12%, benzinový a dieslový spalovací motor asi 25%).

Aby buňka mohla vyprodukovat ATP musí udržovat v chodu dýchací řetězec, který vyžaduje (zcela nezbytně) kyslík. (Proto se mu také říká dýchací řetězec).

Aby mohl dýchací řetězec pracovat, potřebuje: (1) kyslík, (2) redukované koenzymy (NADH, FADH2). Redukované koenzymy vznikají v citrátovém cyklu, který produkuje též oxid uhličitý. Redukované koenzymy uvolní do bílkovin dýchacícho řetězce elektrony, čímž se oxidují a mohou se znovu použít do citrátového cyklu.

Ty uvolněné elektrony skáčou pro bílkovinách dýchacího řetězce až na poslední, nazývanou komplex IV (nebo také: cytochrom c oxidasa). Z komplexu IV skočí elektron na kyslík, z něhož se stane oxid. Reaguje se všudypřítomným vodíkem za vzniku vody (denně takto vzniká průměrně 300mL vody (což není málo!)).

Pokud je tedy přítomen kyslík, tak dýchací řetězec pracuje, což má za následek produkci ATP.

Je-li ale přístup kyslíku buňce odepřen, dochází k zastavení dýchacího řetězce, buňce velmi rychle dojdou zásoby ATP, což způsobí, že buňka neudrží nízkou entropii a zaniká. To je princip vzniku infarktu myokardu, ischemické mrtvice atp...

Rád bych ještě zdůraznil důležitost citrátového cyklu. Produkuje obrovská množství oxidu uhličitého, která je potřeba vydýchat (vizte též článek: Proč se při běhu zadýcháváme až po chvíli a ne hned od začátku?), z čehož vyplývá, že dýcháme proto, abychom (1) získali kyslík, (2) zbavili se oxidu uhličitého.

Read More

Proč se při běhu zadýcháváme až po chvíli a ne hned od začátku?

Je to z toho důvodu, že chvíli trvá než organismus získá signály, že je potřeba zvýšit dechovou frekvenci.
Regulace dechové frekvence

Dech je regulován na několika úrovních. Centra dechu jsou předmětem žhavých diskusí neuroanatomů a neurofysiologů.


Dýchání je regulovatelné vědomě (=volně) i mimovědomě (=mimovolně). Většinu času je dýchání regulováno mimovědomě. Například když spíme, tak je regulováno výhradně mimovědomě. Naopak když zadržujeme dech, činíme tak vědomě. Vědomí má do určité doby silnější slovo (proto můžeme zadržet dech pod vodou), ale pokud klesají hladiny dýchacích plynů pod určitou mez, tak se silnějším stává mimovědomá složka regulace a my se nadechneme, aniž by vědomí chtělo (proto mají utonulí v plicích vodu).

V článku Proč vlastně potřebujeme dýchat kyslík? bylo vysvětleno, jak funguje lidský metabolismus a že jeho hlavním odpadním produktem je oxid uhličitý. Hladiny oxidu uhličitého a kyslíku v krvi jsou proto zásadní pro regulaci dýchání.

V plicích dochází k příjmu kyslíku a odvodu oxidu uhličitého. Čím rychlejší je dýchání (neboli čím vyšší je dechová frekvence (která normálně činí asi 14 - 18 dechů / minutu)), tím rychleji dochází k přenosu dýchacích plynů = je-li rychlejší dýchání, je rychlejší odvod oxidu uhličitého a rychlejší přívod kyslíku. To je důvod proč je dechová frekvence ovlivněna hladinou dýchacích plynů v krvi.

Aby mohl mozek správně poznat, jak je na tom tělo s hladinami dýchacích plynů, musí na to mít receptory.

Chemoreceptory pro regulaci dechové frekvence

Současná fysiologie rozlišuje dva typy receptorů: (1) centrální chemoreceptory, (2) periferní chemoreceptory.

Centrální chemoreceptory jsou umístěny v oblasti prodloužené míchy (to je celkem logické, protože v prodloužené míše jsou nervová centra regulující dechovou frekvenci). Tyto receptory reagují na hladinu oxidu uhličitého v krvi (ne však přímo, nebudu to ale tady rozebírat, kdyby byl zájem o více detailů, pište do komentáře :) ). Tyto receptory fungují tak, že když dojde ke zvýšení hladiny oxidu uhličitého v krvi, způsobí zrychlení dechu, aby se oxid uhličitý rychleji vydýchal.

Periferní chemoreceptory jsou umístěny v oblasti oblouku aorty a v oblasti bifurkace krkavic. Tyto chemoreceptory naopak reagují na hladinu kyslíku v krvi. Pokud hladina kyslíku v krvi velmi klesne, tak tyto receptory vyšlou signály, aby se zvýšila frekvence dechů.

Silnější slovo mají samozřejmě centrální chemoreceptory, v některých situacích ale jsou důležitější chemoreceptory periferní.

Nervové řízení dechové frekvence

V oblasti prodloužené míchy a Varolova mostu (součásti mozkového kmene).


V prodloužené míše jsou umístěna jádra, v nichž se nacházejí neurony, které vysílají signály k motoneuronům dýchacích svalů a působí tak jejich kontrakci, což umožní nádech.
Existuje tzv. inspirační (=nádechová) skupina neuronů. Tyto neurony mají spontánní aktivitu = samy od sebe vysílají signály (podobným způsobem funguje i například srdce nebo trávicí systém. Neboli když vyjmete srdce z těla, tak bude (alespoň chvíli) samo tlouct.) Tyto neurony navíc mají specifický typ akčního potenciálu, který velmi pomalu stoupá (asi 2 vteřiny). To je proto, abychom se nadechovali pomalu a ne rychle. Všimněte si, že když dýcháte normálně, tak se bránice a další dýchací svaly stahují pomalu a postupně, a že nelapáte po dechu. Po oněch dvou vteřinách akční potenciál neuronů skončí a svaly relaxují. Drtivá většina klidových výdechů je spontánní, automatická a nevyžaduje žádnou kontrakci svalů.
Někteří neuroanatomové a neurofysiologové tvrdí, že existuje ještě tzv. exspirační (= výdechové) centrum, které se zapíná při usilovném dýchání, kdy potřebuje dýchat rychle, a tak se musí i normálně pomalý výdech zrychlit.

Dále existuje tzv. pneumotaktické centrum = centrum regulující rychlost dýchání. Existence tohoto centra potvrzuje domněnku, že kdyby toto centrum neexistovalo, tak budeme dýchat stále stejně rychle a stejně hluboce a žádná regulace nebude možná. Nicméně lidský mozek pneumotaktické centrum má, takže regulovat frekvenci a hloubku dechu směle můžeme. Toto centrum získává informace z chemoreceptorů a z dalších receptorů z těla. Dále například z limbického systému, to je důvod, proč rychleji a hlouběji dýcháme, když jsme naštvaní apod. Dostává informace z mozkové kůry, která reprezentuje naše vědomí, je tedy odpovědná například za hlubší nádech před skokem do vody, za zadržení dechu, když jsme pod hladinou apod...

Navíc existuje ještě centrum apnoe = centrum nedýchání. Jeho význam nikdo nechápe a pravděpodobně žádný nemá.

A teď konečně k původní otázce:

Představte si, že jdete na autobus. Na zastávku vidíte ze vzdálenosti 500m. Samozřejmě jede autobus dříve než měl, vy jej vidíte přijíždět. Naštěstí na zastávce stojí cestující, takže autobus musel zastavit, a řidič je právě odbavuje. Protože Vám Váš limbický systém sdělil, že budete pěkně naštvaní, když Vám ten autobus ujede, tak mozková kůra vydává rozkazy pro běh. Zapínají se svalové skupiny a Vaše tělo se dává do rychlejšího pohybu. Několik sekund pracují svaly na své zásoby energetických látek, které obsahují, jenže uběhnout 500m není na pár sekund, takže se bude muset zpracovávat i glukóza. Její spalování produkuje CO2 a spotřebovává O2. Hladina oxidu uhličitého postupně stoupá. Ze svalů se krev dostává do srdce, pak do plic a posléze do velkého tělního oběhu. Tudy se dostává i do oblasti centrálních chemoreceptorů. Ty časem zaznamenají vzestup hladiny oxidu uhličitého, což způsobí vzestup dechové frekvence, což má za následek: (1) zvýšení příjmu kyslíku, (2) zrychlené odstranění oxidu uhličitého, (3) zadýchávání. Doběhnete autobus a přestože již budete stát ve frontě na něj (protože na zastávce bylo docela dost lidí), budete zadýchaní. Proč? Když už dávno neběžíte. Je tomu tak proto, že v krvi je ještě stále dost oxidu uhličitého, svaly musí splatit své kyslíkové dluhy a také proto, že svaly musí doplnit své zásoby energie na další výkon, což také produkuje oxid uhličitý.

Read More

Isometrická a isotonická kontrakce příčně pruhovaného svalu.

Při studiu fyziologie příčně pruhovaných svalů jsem narazil na jeden zásadní problém: isometrická a isotonická kontrakce. Naprosto neintuitivní záležitost.

Nechápal jsem to poměrně dlouhou dobu, ale když jsem objevil Guytonovu fyziologii, tak jsem prohlédl. Navíc ono to je vysvětlené i v Silbernagelově atlase. A to docela pěkně.

Takže po pořádku. Zásadní informace, která je lehce přehlédnutelná, ale v podstatě vše hned vysvětluje je tato: "...sval obsahuje i elastické a viskózní složky zapojené s kontraktilními jednotkami v sérii, je možné, aby kontrakce proběhla i bez zjistitelného zkrácení svalu jako celku." (Ganong, kap. 3).Tato věta v podstatě objasňuje celý problém.

Isometrická kontrakce: Máte v ruce PET láhev, která je plná vzduchu. Stisknete láhev tak, že to už více nejde. V okamžiku, kdy to víc už nejde se vaše svaly už více nezkracují, ale přesto jsou v kontrakci, protože vás to stojí nějakou energii. A tohle se může stát právě proto, že sval obsahuje elastické struktury, které jsou zapojeny v sérii s kontraktilními vlákny. Představit si to můžete například takto: máte siloměr, na nějž je zavěšena pružina a na ní závaží. Vy vezmete siloměr a zdvihnete ho. Pružina se vahou závaží protáhne a závaží se nehne (pokud nebudete tahat moc dlouho). Nyní jak má tento model demonstrovat sval: Siloměr a pohyb jím napodobuje kontraktilní elementy. Pružina, která je s ním v sérii, napodobuje ony elastické struktury a závaží je závaží. Čili protože jste zdvihli siloměr, napodobili jste kontrakci kontraktilních vláken ve svalu. Tím došlo k protažení elastických struktur a pokud nebyla síla moc velká, tak se závaží vůbec nepohlo, což demonstruje nezkrácení svalu jako celku. Jasné? :)

Isotonická kontrakce. Tonus = napětí. Napětí závisí na hmotnosti závaží, které musí svalu zvednout. Od hmotnosti se tedy odvíjí síla, která proti pohybu svalu působí. Protože jsme na Zemi, kde je gravitační zrychlení stejné (fyzici by asi nesouhlasili, ale fyziologům to (a právem) nevadí), je i síla, kterouž toto závaží působí proti pohybu svalu, stále stejná. Čili i napětí, které sval musí vyvinout, aby závažím pohnul, je stále stejné = isotonická kontrakce. Pokud zvednete nákupní tašku to určité výšky, tak ono zdvihnutí ze země je isotonická kontrakce. Nyní už ji máte v požadované výšce, kde ji udržujete a taška se nehýbe, sval se makroskopicky nehýbe (elastické elementy jsou samozřejmě protaženy a ke kontrakci mikroskopicky dochází), čili to je příklad isometrické kontrakce.

Rád bych měl ještě jednu krátkou poznámku k srdečnímu cyklu. Jistě víte, že existuje tzv. fáze isovolumetrické kontrakce. To je přesně stejný případ isometrické kontrakce. Ale projevuje se tím, že dochází ke kontrakci myokardu, nicméně protože jsou stále ještě uzavřeny poloměsíčité chlopně, nemění se objem krve v komorách, a proto isovolumetrická kontrakce.

Read More

Proč se nám chce po 20 minutách v bazénu močit?

Proč se nám chce po dvaceti minutách v bazénu močit?

Určitě jste to taky někdy zažili. Koupete se chvíli v bazénu, ale za 20 – 30 minut máte nutkavý pocit, že Vás volá Váš močový měchýř. A ano volá, ale proč tomu tak je?

Dlouho se to nevědělo, nicméně některé geniální jedince napadla myšlenka, jak najít správné řešení tohoto zajímavého problému.

Dle Ganongovy fyziologie je v kůži v každém okamžiku (kdy jsme na souši), a není nám ani moc vedro, ani moc zima zhruba 10% minutového srdečního výdeje, což v obvyklých hodnotách znamená asi 550mL krve. Další krev je v povrchových žilách na končetinách.

Nyní se celí ponoříme do vody. Krev, která je v kůži a v povrchových žilách, je tlakem vody vytlačována do hlubších struktur. Ty samozřejmě nadbytečnou krev odvádějí do srdce. Zvýšený žilní návrat (tedy množství krve, které do srdce žilním systémem přiteče) roztáhne stěnu pravé síně. V její stěně jsou umístěny speciální buňky srdečního svalu, které na roztažení reagují tím, že uvolňují ANP = atriální (=síňový) natriuretický (to znamená, že způsobuje uvolnění natria (sodíku) do moči)) polypeptid.

ANP se dostává do krevního oběhu a v ledvinách mění rozložení iontových kanálů v buňkách, které tvoří tubuly ledvinného nefronu. ANP snižuje zpětné vstřebávání sodíku a tím pádem se uvolní více sodíku. Sodík je velmi osmoticky aktivní ion, který za sebou táhne značné množství vody. Z toho vyplývá, že se do moči dostane i více vody. Tedy se zvýší objem moči a už jsme u toho, proč se nám chce močit. Máme mnohem dříve naplněný močový měchýř, protože se v ledvinách vylučuje více sodíku, a tak i mnohem více vody.

Proč to organismus dělá? Zvýšený žilní návrat má vlivem Frank-Starlingova zákona za následek zvýšení krevního tlaku. Nicméně orgány těla jsou zvyklé na relativní stálou hodnotu krevního tlaku, a tak se organismus snaží onu stabilní hodnotu udržovat. Čili aby tak učinil (udržel stabilní hodnotu) musí se přebytečné krve zbavit a to udělá tak, že vyloučí více vody, tím se sníží objem krve, a tak se sníží žilní návrat, a není tak srdce nuceno více pracovat a zvyšovat krevní tlak. Prostě geniální…

Jinak jak se na to přišlo? Někoho napadlo vzít pokusné osoby do bazénu a prohnat jimi rentgenové záření. Obrázky z rentgenu ukázaly, že srdce lidí, kteří byli potopeni bylo více roztažené než, když byli na souši.

Read More

Něco o vláknině. Proč je vláknina tak prospěšná?

Čteme o tom pořád. Vláknina sem, vláknina tam. Ale většina lidí ani netuší co to vláknina je, a pokud ano, pak obvykle nemají ponětí, pročby vlákninu měli zahrnout do svých stravovacích návyků. To se pokusím trochu změnit.

Víte, co je to francouzský paradox? Proč mají Italové tak nízkou incidenci rakoviny tlustého střeva a proč my, Češi, naopak tak vysokou? Chcete-li se dozvědět, alespoň částečně uspokojivou odpověď na některou z těchto otázek a mnoho dalších, pak čtěte dál.

Vláknina. Nejprve by bylo vhodné termín definovat. Vláknina je soubor polysacharidů, které náš organismus není schopen strávit. Mezi takové nestravitelné polysacharidy patří například celulóza, to je důvod, proč se nemůže člověk živit trávou. Nicméně celulóza ani zdaleka nevyčerpává seznam vláknin. Řadíme sem pektiny (v ovoci, např.: jablcích), hemicelulózu (luštěniny, obiloviny), lignin (dřevo).

Poznámka pro biochemiky a fyziology zběhlejší: tyto polysacharidy netrávíme proto, že neobsahují alfa 1→4 – O – glykosidovou vazbu, pro níž jsou naše amylázy specifické!

Vláknina, což už jste určitě mnohokrát četli, slyšeli či viděli, má mnoho pozitivních účinků na zdraví člověka.

Za prvé: Vláknina zpomaluje uvolňování potravy ze žaludku, z toho vyplývá, že nápor strávených živin na tělo není tak silný, ale rozloží se do delší doby = pomaleji stoupá hladina glukózy v krvi (například). To má také za následek snížení vrcholu hladiny insulinu v krvi po jídle, takže vláknina pomáhá prevenci rozvoje diabetu 2. typu.

Za druhé: vláknina změkčuje stolici (některé učebnice biochemie si v této kapitole doslova libují), což například ulehčuje léčbu hemorhoidů.

Za třetí: vláknina na sebe váže soli žlučových kyselin. To,že jsou kyseliny navázané má dva positivní
následky. (1) Navázané soližlučových kyselin se nemohou oxidovat v tračníku. Tím pádem se z nich nemohou stát sekundární žlučové kyseliny, které jsou velmi podezřelé z karcinogenity. Pokud je sliznice tlustého střeva vystavena působení sekundárních žlučových kyselin, je tím vystavena zvýšenému riziku rakoviny tlustého střeva. (2) Žlučové kyseliny se normálně v tenkém střevu resorbují a opětovně používají. Když vláknina většinu žlučových kyselin naváže na sebe a nepustí, musí si organismus žlučové kyseliny nasynthetisovat nově.Žlučové kyseliny se synthetisují z cholesterolu. Takže: pokud máme zvýšený příjem vlákniny, máme zvýšenou potřebu žlučových kyselin, tuto zvýšenou potřebu jsme schopni krýt synthesou nových žlučových kyseliny, což s sebou ale přináší spotřebovávání cholesterolu a z dlouhodobého hlediska značné snížení jeho hladiny v krvi, čímžse vyhýbáme zvýšenému riziku kardiovaskulárních chorob, jako je například infarkt myokardu, cévní mozková příhoda apod…

Francouzský paradox:francouzská kuchyně často využívá steatózou postihnutá husí játra. To znamená,že ta játra jsou plná tuku (což by u zdravého člověka být neměla, je to poměrně časté u alkoholiků). Čili Francouzi mají pravděpodobně velmi zvýšený příjem cholesterolu, ale ve Francii je velmi nízký výskyt infarktů. Předpokládá se, že je to tím, že Francouzi také ve zvýšené míře pijí víno. V kvalitních vínech je velké množství vlákniny: resveratrol a tanin. Tyto látky mají účinky jako normální vláknina popsané výše.

Italové jsou na tom podobně, ale tam se předpokládá, že situace je způsobená jejich zvýšeným příjmem velmi kvalitních těstovin, které jsou z velké části vyráběny ze pšenice, která, byv obilovinou, poskytuje značné množství vlákniny.

A proč je na tom český národ tak bídně? Protože má mizerný jídelníček a vlákninu téměř žádnou, což se ale naštěstí už mění.

S vlákninou to ale nepřehánějte, stejně jako s ničím! Všeho moc totiž škodí. :-)

Pár poznámek pro zběhlé biochemiky a fyziology: Vlákninu dělíme na solubilní a nesolubilní.

Solubilní vláknina, které lidské enzymy nejsou schopny vůbec rozštěpit, ale enzymy, jimiž disponuje bakteriální mikroflóra tlustého střeva ano. Bakterie takovou vlákninuštípou na krátké mastné kyseliny (acetát, propionát, butyrát). Tyto mastné kyseliny vyživují enterocyty tlustého střeva, ale také se vstřebávají do krve a mohou tak sloužit jako zdroj energie v játrech.

Nesolubilní vláknina není rozložitelná ani lidskými, ani bakteriálními enzymy. Tato vláknina váže žlučové kyseliny, zvyšuje objem tráveniny, zrychluje pasáž tráveniny trávicím traktem, ale snižuje vyprazdňování žaludku do dvanáctníku.

Z výše uvedeného vyplývá, že jak solubilní, tak nesolubilní vláknina je extrémně důležitá pro ideální fungování těla a pomáhá organismu dostat se z nebezpečné situace, do níž zabředl nesprávnouživotosprávou. Ale jak vidno, dá se s tím něco dělat :-)

Read More

Jak může vypití ethanolu zabránit účinkům methanolu?

Ethanol je primární alkohol. Pro lidské tělo je cizorodou látkou a s jako takovou s ethanolem tělo zachází. Pracuje s lihem jako s jedem. Jedy jsou v těle obvykle odstraňovány v játrech, která také zvýšeným příjmem ethanolu nejvíce trpí.

Ethanol je vystaven působení enzymu alkohol dehydrogenáza, která ethanol oxiduje na acetaldehyd (ethanal), který je posléze měněn na acetát. Tyto reakce v konečném důsledku produkují značné množství energie, proto alkoholici (ty velmi těžké případy) nemají hlad.

Ukázalo se, že alkohol dehydrogenáza je enzym, který nebyl v základní výbavě člověka. Existují totiž uzavřené skupiny lidí na Zemi, které se s alkoholem do styku nedostali během evoluce nikdy, a tak alkohol dehydrogenázu vůbec nemají.

Methanol je primární alkohol. Má o jednu CH2 skupinu méně než ethanol. Jinak je strukturně stejný. Methanol (stejně jako ethanol) jsou hydrofilní molekuly. Jsou tedy rozpustné ve vodě, a tak se mohou bez problémů vylučovat močí.

Methanol je vystaven působení také alkohol dehydrogenázy. Ta z methanolu vytváří nebezpečný formaldehyd, který je silný jed a působí například na zrakový nerv, a proto pití methanolu vyvolává oslepnutí.

Cílem triku léčby otravy methanolem pitím ethanolu spočívá v tomto: methanol je metabolizován stejným enzymem jako ethanol. Množství tohoto enzymu v buňkách není nekonečné. Alkohol dehydrogenáza byla vyrobena organismem na obranu proti ethanolu, proto je pro něj prostorově lépe uspořádána. Čili pokud dáte alkohol dehydrogenáze na výběr ethanol a methanol, "vybere" si ethanol. Celý trik je tedy v tom, že my vpravíme do těla, ethanol, který obsadí enzymy. Methanol se tím pádem nemůže přeměňovat na nebezpečný formaldehyd a je vyloučen jako neškodný methanol močí z těla ven.

Tento trik se nepoužívá jen u methanolu, ale například u otrav fridexem (obsahuje alkoholy (konkrétně dvojfunkční alkohol ethandiol = ethylenglykol)

Read More

Proč se při nádechu zrychluje puls?

Jste-li mladí, pak by Vám měl normálně fungovat následující jev: při nádechu se zrychluje puls srdce a naopak při výdechu se značně zpomaluje (téměř na poloviční rychlost).

Tento jev se nazývá sinusová arytmie. Je to zcela normální a typické pro mladší lidi. Osoby starší již tento jev nemusí mít. (přesněji řečeno jej mají, ale rozdíly při nádechu a výdechu jsou tak malé, že je normálně člověk nezachytí.)

K čemu to vůbec je, aby srdce zrychlovalo a zpomalovalo svou činnost, a navíc v závislosti na dechu? Odpověď je velmi prostá: při nádechu jde do plic vzduch s vyšším obsahem kyslíku, a tak srdce zrychluje puls, aby plícemi prohnalo co nejvíce krve, dokud je tam aspoň trochu kyslíku. Naopak při výdechu se množství kyslíku v plicích snižuje, a tak nemá smysl tam hnát krev, a proto srdce zpomaluje svou rychlost.

Jedna z teorií snažící se vysvětlit regulaci tohoto fenoménu popisuje toto: Dýchací centra jsou v prodloužené míše mozkového kmene. Ve stejné oblasti jsou i centra regulující rychlost srdečního pulsu, a tak se předpokládá, že se neurony z jednoho i druhého centra vzájemně ovlivňují, a touto zcela jednoduchou cestou by měl být tento zajímavý jev regulován.

Read More

Čím je významný oxid uhličitý?

Chemická struktura

Chemická struktura CO2 není nijak významně složitá. Uhlík je prvek umístěný v periodě druhé a skupině čtvrté. Jeho protonové číslo je 6. Jeho elektronová konfigurace je proto: 2He 2s2 2p2, čili má jeden volný orbital a dva valenční elektrony. Aby mohl vytvořit dvě dvojné vazby s kyslíkem, je nutné, aby vstoupil do excitovaného stavu a umístil jeden elektron z orbitalu 2s do orbitalu 2p, čili získáme stav: 2He 2s1 2p3, čili máme 4 valenční elektrony. Uhlík si vytvoří dvě dvojné vazby s kyslíkem, čili CO2 je z toho důvodu relativně stabilní látka.

Fysiologická významnost v těle

V již dříve publikovaných článcích bylo zmíněno proč v těle oxidu uhličitý vzniká. Je tomu tak z toho důvodu, že pro normální pohon lidských buněk je potřeba získávat energii a protože člověk je chemoorganotrofní heterotrof, tak energii získává oxidací organických látek. Koloběh tohoto děje je velice jednoduchý: zelená rostlina na své fotosystému v chloroplastech zachytí fotony (tedy kvanta energie), které využije pro tvorbu energie ve formě ATP. ATP je použito pro zabudování CO2 ze vzduchu (nebo z vody) do organických látek. Typicky se jedná o glukózu. Glukóza (obvykle ve formě polysacharidů jako je například škrob) dostává do lidského těla, posléze do jeho jednotlivých buněk a organismus musí z glukózy tu energii vyextrahovat, což s sebou přináší uvolnění oxidu uhličitého, který tam byl rostlinami zabudován. Proto člověk vydechuje = "produkuje" oxid uhličitý.

Další významné funkce oxidu uhličitého pro tělo. Oxid uhličitý s vodou reaguje za vzniku velmi slabé kyseliny uhličité. Sůl této kyseliny = hydrogen uhličitan sodný (může být i draselný, ale v těle zdaleka nejvíce sodný), je naprosto nezbytnou součástí pufrovacích mechanismů organismu. Bez pufrů by člověk dlouho nepřežil (denně vzniká 20molů (molů!!! ne mmolů!) oxidu uhličitého = v podstatě 20molů slabé kyseliny + 300mmolů silných kyselin). Oxid uhličitý, protože to je plyn, je možné eliminovat z těla plícemi, a proto s ním obvykle není problém. Problémy nastávají pokud dýcháme málo nebo hodně.

Oxid uhličitý je též (tím, že produkuje kyselinu) důležitý pro normální zásobení tkání kyslíkem. Umožňuje totiž existenci tzv. Bohrova efektu = hemoglobin "pouští" kyslík ve tkáních, protože tam je oxid uhličitý, tam je tedy nižší pH, a protože hemoglobin je tak nastaven, dochází zde k uvolňování kyslíku, což je žádoucí, aby pracující tkáň dostala kyslík, který potřebuje.


Oxid uhličitý je naprosto nezbytný pro normální funkci regulace dýchání.

Oxid uhličitý je potenciačním faktorem růstu některých patogenních streptokoků (nazývají se proto kapnofilní streptokoky).


Oxid uhličitý je jedním z určujících faktorů, které regulují parciální tlak kyslíku v krvi, neboť hladina oxidu uhličitého v krvi určuje kolik kyslíku může být v alveolech, a tak určuje kolik kyslíku může přejít do krve.

Oxid uhličitý je zdrojem bikarbonátu, čímž je v podstatě zodpovědný za existenci Hamburgerova efektu (= zvýšený hematokrit žilní krve kvůli výměně bikarbonátu za chloridy, které táhnou do červených krvinek vodu, a tak je zvětšují, a proto má žilní krev vyšší hematokrit)

Shrnutí:

Oxid uhličitý je primárně dýchací plyn. Jeho přítomnost v těle je zcela obligátní (vzhledem k typu lidského metabolismu). Jeho funkce jsou tedy primárně vztaženy na dýchání a přenos krevních plynů. Je však kruciálně zásadní i pro funkce acidobasické. Je součástí tzv. bikarbonátového pufru, který je ze všech pufrů lidského těla nejvýznamnější, protože je tzv. otevřený.

Read More