ORGANSKI SUSTAVI
(IZLUČIVANJE, POKRETANJE)
Izv. prof. dr. sc. Reno Hrašćan
SUSTAV ZA IZLUČIVANJE
Otpadni spojevi pri razgradnji bjelančevina
Izlučivanje otpadnih spojeva
otpadni spoj sredina organizmi
amonijak
mokraćevina (urea)
mokraćna kiselina
voda
kopno
kopno
beskralježnjaci, ribe
vodozemci, sisavci
kukci, gmazovi, ptice
Sustav za izlučivanje u plošnjaka (puzavica) i kolutićavaca (gujavica)
� puzavica – pramene stanice
� gujavica – nefridiji
Sustav organa za izlučivanje mokraće u čovjeka
� mokraćni sustav: 1. bubrezi; 2. bubrežni vrčevi; 3. bubrežne nakapnice; 4.
mokraćovodi; 5 mokraćni mjehur; 6. mokraćna cijev
� bubrezi: 1. izlučivanje konačnih produkata mijene tvari u organizmu; 2.
kontroliranje koncentracije većine sastojaka u tjelesnim tekućinama
Sustav organa za izlučivanje mokraće
Sustav organa za izlučivanje mokraće
organ uloga
bubrezi
mokraćovodi
mokraćni mjehur
mokraćna cijev
stvaranje mokraće filtriranjem krvi
prijenos mokraće iz bubrega u mokraćni mjehur
skladištenje mokraće
izlučivanje mokraće iz tijela
Građa bubrega
� bubrezi su parni organi obavijeni čahurom ispod koje se nalazi kora (korteks) koja u
obliku džepova ulazi u moždinu (medula)
� nefron je osnovna morfološka i funkcionalna jedinica bubrega, svaki nefron može sam
za sebe stvarati mokraću (oba bubrega sadrže oko 2 400 000 nefrona)
� sastavni dijelovi nefrona su bubrežno (Malpighijevo) tjelešce i sekretni kanalići
� bubrežno tjelešce sastoji se od klupka arterijskih kapilara-glomerula, koje leži u
invaginiranom proširenju sekretnog kanalića-Bowmannovoj čahuri
� na sekretnom kanaliću razlikujemo dijelove: 1. početni (proksimalni) zavijeni dio koji se
nastavlja direktno na glomerul; 2. silazni i uzlazni krak Henleove petlje; 3. završni
(distalni) zavijeni dio koji se ulijeva u sabirnu cjevčicu
� u bubrežnoj kori smješteni su glomeruli sa Bowmannovim čahurama, proksimalni i
distalni dio sekretnih kanalića, te početni dijelovi sabirnih cjevčica
� unutar bubrežne moždine, u 10-15 bubrežnih piramida, smješteni su silazni i uzlazni
krakovi Henleove petlje, kao i veće sabirne cijevi
Građa bubrega
Uloga bubrega i kontrola rada bubrega
� uloga bubrega: 1. stvaranje i izlučivanje mokraće; 2. kontrola volumena
(sadržaja vode) krvi i međustanične tekućine (tjelesnih tekućina); 3.
kontrola koncentracije pojedinih iona u tjelesnim tekućinama; 4. kontrola
osmolalnosti (omjera vode i otopljenih tvari) tjelesnih tekućina; 5. kontrola
stupnja kiselosti tjelesnih tekućina
� kontrola rada bubrega: 1. antidiuretički hormon (ADH) ili vazopresin
(hipotalamus i neurohipofiza) – stimulira reapsorpciju vode te tako
kontrolira količinu vode u krvi, odnosno količinu vode koja se izlučuje iz
bubrega; 2. aldosteron (kora nadbubrežne žlijezde) – regulira reapsorpciju
iona natrija i kalija
Stvaranje mokraće u bubregu
� krv koja ulazi u glomerul kroz aferentnu (ulaznu) arteriolu filtrira se zahvaljujući
stvorenom krvnom tlaku prilikom prijelaza iz arteriola u arterijske kapilare; profiltrirana
krv napušta glomerul kroz eferentnu (izlaznu) arteriolu, dok nastali glomerularni filtrat
zaostaje u Bowmannovoj čahuri; filtrat odlazi u proksimalni kanalić (proksimalni tubul);
iz proksimalnog kanalića tekućina odlazi prvo u silazni krak, a onda u uzlazni krak
Henleove petlje; iz Henleove petlje tekućina dospjeva u distalni kanalić (distalni tubul);
konačno, tekućina ulazi u sabirne cjevčice najmanjeg lumena koje prelaze u sve šire
sabirne cijevi, a od kojih najšire prelaze u bubrežni vrč i nakapnicu; iz nakapnice izlučeni
sekret odvodi se mokraćovodom (ureter) do mokraćnog mjehura, da bi napokon bio
izlučen kroz mokraćnu cijev (uretra)
� tijekom protjecanja glomerulnog filtrata, vrši se reapsorpcija vode i otopljenih tvari u
kapilare koje oblažu sekretni kanalić (peritubularne kapilare); nereapsorbirani dio
tekućine čini mokraću (urin)
� glomerularni filtrat sadrži vodu i većinu tvari male molekulske mase
� epitelne stanice bubrežnih kanalića reapsorbiraju veliku količinu vode, glukoze,
aminokiselina, te nekih iona
Građa i uloga nefrona
dijelovi nefrona uloga
Bowmannova čahura
proksimalni kanalić
Henleova petlja
distalni kanalić
sabirne cjevčice
cijeli nefron
filtracija krvi iz glomerula u nefron
reapsorpcija vode i tvari koje su potrebne tijelu iz nefrona u krv
reapsorpcija vode iz nefrona u krv
kontrolirana reapsorpcija i sekrecija iona
kontrolirana reapsorpcija vode iz nefrona u krv
kontrolirana reapsorpcija i sekrecija vodikovih iona
prof. dr. sc. Reno Hrašćan
Građa nefrona
Stvaranje mokraće u nefronuStvaranje mokraće u nefronu
filtracija u glomerulu
(Bowmannova čahura)
tlak krvi u glomerulu (8 kPa)
uzrokuje filtraciju krvi iz
glomerula u Bowmannovu
čahuru
voda, glukoza,
aminokiseline, ioni,
mokraćevina, mokraćna
kiselina, kreatinin
selektivna reapsorpcija
(proksimalni kanalić)
difuzija i aktivni transport
tvari iz proksimalnog
kanalića u peritubularnu
kapilaru
voda, glukoza,
aminokiseline, ioni (natrija,
klora, kalija,
hidrogenkarbonata)
sekrecija u kanaliću
(distalni kanalić)
aktivni transport tvari iz
peritubularne kapilare u
distalni kanalić
mokraćna kiselina,
kreatinin, vodikovi ioni,
amonijak
reapsorpcija vode
(sabirne cjevčice)
osmoza vode zbog aktivnog
transporta iona u Henleovoj petlji i sabirnoj cijevi
ioni, voda
ekskrecija
(bubrežni vrč)izlučivanje mokraće
voda, ioni, mokraćevina,
mokraćna kiselina,
amonijak, kreatinin
Razlika između filtrata glomerula i mokraće
� pH krvi 7,4
� pH mokraće 5-7
tvar filtrat glomerula (dnevno) mokraća (dnevno)
voda
ioni natrija
ioni kalija
glukoza
mokraćevina
180 L
630 g
22 g
180 g
475 g
1,8 L
3,2 g
2,1 g
0
262 g
Sastav mokraće
tvar udio (na 1500 ml mokraće)
voda
ostale tvari
spojevi dušika
mokraćevina
kreatinin
amonijak
mokraćna kiselina
ioni
natrija
kalija
magnezija
amonijevi
kalcija
klora
sulfatni
fosfatni
95%
5%
30 g
1-2 g
1-2 g
1 g
25 g
Kontrola omjera vode i otopljenih tvari u tjelesnim tekućinama Kontrola volumena krvi
Kontrola koncentracije iona natrija u krvi
SUSTAV ZA POKRETANJE
Sustav za pokretanje tijela u kralježnjaka
� kostur je potpora tijelu, a sačinjen je od kosti; kostur štiti mozak, srce,
pluća i druge unutarnje organe; kostur omogućava pokretanje, pružajući
mišićima koji su za njih pričvršćeni čvrstu potporu
Pokretanje u kralježnjaka
(kostur)
� svi kralježnjaci imaju sličnu organizaciju kostura
Vanjski i unutrašnji kostur
� egzoskelet – člankonošci
� endoskelet – kralježnjaci
Sustav za pokretanje tijela u kralježnjaka
struktura uloga
kosti
zglobovi
ligamenti
hrskavice
tekućina
tetive
mišići
osiguravaju potporu tijela, omogućuju pokretanje tijela,
zaštićuju unutarnje organe, sudjeluju u stvaranju stanica krvi,
pohranjuju mineralne tvari i masti
spojevi između kostiju koji omogućuju njihovo pokretanje
povezuju međusobno kosti i učvršćuju zglobove
pokrivaju površine kostiju koje su u dodiru
podmazuje površine kostiju koje su u dodiru
povezuju mišiće s kostima
omogućuju pokretanje kostiju, odnosno tijela
Kosti� kosti – izgrađene od 1. koštanog tkiva, 2. koštane srži i 3. pokosnice ili periost
� 1. koštano tkivo – sastoji se od koštanih stanica i međustanične tvari
� koštane stanice – osteociti smješteni u šupljinama-lakunama
� međustanična tvar – sačinjena od organske tvari-osteoid i anorganskih soli
� osteoid – sadrži kolagena vlakna
� anorganske soli – kalcij-fosfat, kalcij-karbonat, kalcij-fluorid, magnezij-klorid
� kompaktno koštano tkivo – čvrsto i gusto; osteociti se nalaze u lakunama; građeno je od
ponavljajućih tubularnih jedinica-Haversovi sustavi; svaki sustav ima koncentrično
poredane lamele međustanične tvari oko središnjeg Haversovog kanala kroz koji se
protežu živci i krvne žile; sve lamele oko jednog Haversovog kanala čine koštanu
jedinicu ili osteon; njihovi bočni ogranci-Volkmannovi kanali protežu se prema
susjednim središnjim kanalima; Volkmannovi kanali odvode živce, krvne i limfne žile iz
pokosnice u unutrašnjost kosti
� spužvasto koštano tkivo – sastavljeno je od mreže mineraliziranih koštanih gredica-
trabekula; nema Haversovih i Volkmannovih kanala; može podnijeti visok tlak i promjene
u opterećenju
� 2. koštana srž – mekano tkivo koje ispunjava središnje prostore mnogih kostiju; uloga u
stvaranju krvnih stanica i skladištenju masti
Kosti
� 3. pokosnica – fibrozna membrana koja izvana obavija kosti; sadrži živce, krvne i limfne
žile
� uloga kosti u regulaciji razine iona kalcija u krvi – stanice koje skladište ili otpuštaju
kalcij (paratireoidni hormon – otpuštanje kalcija u krv; kalcitonin – odlaganje kalcija u
kostima)
� rast i razvoj kosti – u trećem mjesecu fetalnog života započinje proces okoštavanja;
stanice osteoklasti razaraju dijelove hrskavice; stanice osteoblasti stvaraju pojedina
središta okoštavanja, koja se postepeno spajaju i očvršćuju kost
� vrste i broj kostiju – ljudski kostur sastavljen je od oko 200 kostiju; s obzirom na oblik,
kosti se dijele na: 1. duge kosti (npr. bedrena, ramena kost); 2. kratke kosti (npr. kosti
zapešća); 3. plosnate kosti (npr. tjemena kost); 4. mješovite kosti (npr. kralješci)
� građa duge kosti: 1. srednji, istanjeni dio kosti naziva se dijafiza – izvana je obložena
pokosnicom ispod koje je kompaktno koštano tkivo; 2. zadebljali krajevi su epifize
(proksimalna i distalna) – obložene hrskavicom koje smanjuju trenje kostiju; 3. dio
između epifize i dijafize je metafiza; u šupljinama spužvaste tvari nalaze se vezivne
stanice koje sačinjavaju crvenu koštanu srž; srednji dio duge kosti šupalj je i ispunjen
masnim tkivom koje tvori žutu koštanu srž
Kosti
� veze među kostima: 1. šavovi – povezuju kosti lubanje; 2. hrskavice –
između kralješaka nalaze se hrskavični kolutovi koji ih povezuju u
jedinstvenu cjelinu, povećavajući gibljivost kralježnice; 3. zglobovi –
spojevi između kostiju koji omogućuju njihovo pokretanje; kosti su u
zglobovima povezane ligamentima; potpuno su pokretljivi oni djelovi
kostura koji su međusobno povezani zglobovima
prof. dr. sc. Reno Hrašćan
Građa duge kosti
Organizacija kostura čovjeka
� kosti glave: 1. kosti lubanje – 8 plosnatih kostiju (čeona, dvije tjemene, zatiljna, dvije
sljepoočne, klinasta, sitasta); 2. kosti lica – 14 kostiju (kost donje čeljusti, dvije kosti
gornjih čeljusti, dvije jagodične kosti, dvije nosne kosti, dvije kosti nosnih školjki, dvije
nepčane kosti, dvije suzne kosti, ralo); u čeljustima su usađena 32 zuba
� kosti trupa: 1. kralježnica – 5 nizova kralježaka (7 vratnih, 12 prsnih, 5 slabinskih, 5
krstačnih, 3-5 trtična); 2. rebra - u zglobne čašice prsnih kralježaka ulaze zglobne glavice
12 pari rebara; 3. prsna kost – rebra su s prednje strane hrskavicom spojena s prsnom
kosti; prostor koji zatvaraju rebra naziva se prsni koš
� kosti udova: 1. kosti ruku – oplećje koje sačinjavaju dva para kostiju (lopatica i ključna
kost), ramena kost, dvije podlaktične kosti (lakatna i palčana kost), zapešćajna kost,
pešćajna kost, članci prstiju; 2. kosti nogu – kukovlje s tri para kostiju (crijevna, sjedna i
preponska kost), bedrena kost, iver, dvije potkoljenične kosti (goljenična i lisna kost),
zastopalna kost, stopalna kost, članci prstiju
Kostur čovjeka
Kosti glave
Građa kralježnice
Skeletni mišići
� mišićno tkivo koje sudjeluje u građi skeletnih mišića je poprečno prugasto; skeletni
mišići vezani su za kostur i omogućuju njegovo pokretanje, a pod utjecajem su naše
volje
� struktura i organizacija skeletnog mišića: skeletni mišić građen je od specijaliziranih
stanica koje se zovu mišićna vlakna; svako mišićno vlakno obavijeno je staničnom
membranom-sarkolema, a sadrži više jezgara i specijalizirani tip citoplazme-
sarkoplazma; ona sadrži puno mitohondrija i veliki broj mišićnih vlakanaca-miofibrili,
koja teku paralelno s uzdužnom osi vlakna; oko svakog vlakanca nalazi se specijalizirani
oblik endoplazmatske mrežice-sarkoplazmatska mrežica; to je mreža cjevčica i vrećica
koja sadrži ione kalcija, a nadzire mišićnu kontrakciju ili stezanje mišića; mišićna
vlakanca građena su od dvije vrste niti-mikrofilamenati; tanje niti građene su od malih
molekula proteina aktina, a deblje od velikih molekula proteina miozina; preklapanje
debljih miozinskih i tanjih aktinskih niti vidljivo je u obliku tamnih područja, A-pruga;
područja koja sadrže samo aktinske niti tvore svijetle I-pruge; po sredini svake I-pruge
nalazi se jedna tamna linija, Z-ploča; po sredini A-pruge vidi se svjetlije područje
nazvano H-zona, koja je sastavljena samo iz miozinskih niti; u H-zoni vidljiva je nježna M-
linija; osnovna jedinica mišićne kontrakcije je sarkomera, koja predstavlja dio mišićnog
vlakna između dvije susjedne Z-ploče
Građa skeletnog mišića
Građa mišićnog
vlakna
Skeletni mišići
� s jednim se krajem aktinske niti drže za Z-ploče, dok se drugim krajem protežu na obje
strane između miozinskih niti; aktinska nit građena je od aktina, tropomiozina i
troponina; svaka molekula miozina na jednom kraju ima dugi ravni rep, a na drugom
kraju smještena je glava miozina koja strši; miozinske niti imaju puno glava koje se
povezuju s nitima aktina, što omogućuje klizanje niti tijekom mišićne kontrakcije
� molekularni mehanizam mišićne kontrakcije (mehanizam klizanja): za vrijeme relaksacije
sarkomere, vršci niti aktina potpuno preklapaju niti miozina; tijekom kontrakcije,
aktinske niti klize i uvlače se između miozinskih niti, povlačeći Z-ploče tako da se
skraćuje sarkomera; skraćuju se I-pruge, H-zone nestaju, dok se A-pruge ne mijenjaju u
dužini; glave molekula miozina imaju afinitet za specifična mjesta na aktinskoj molekuli i
tvore poprečne mostove između niti; kada se miozinska glava veže na aktivna mjesta
aktinskih niti, savije se i primjenjujući tenziju na aktinsku nit pomiče je prema središtu
sarkomere; glave miozinskih molekula zatim djeluju kao enzim ATPaza; cijepanje ATP-a
osigurava energiju za odvajanje glava miozina od aktivnih mjesta i njihov povratak u
početni položaj; slobodne se glave zatim mogu vezati za sljedeće slobodno aktivno
mjesto duž aktinske niti formirajući novi poprečni most, povlačeći dalje nit aktina prema
središtu miozinske niti
Niti aktina i miozina
Stezanje mišićnih vlakanaca
sastavnica djelovanje
niti aktina
ioni kalcija
niti miozina
adenozin trifosfat
klizanje uzduž niti miozina
omogućuje vezanje niti miozina i aktina
poprečni mostovi povlače niti aktina
energija potrebna za klizanje niti aktina uzduž niti miozina
prof. dr. sc. Reno Hrašćan
Način stezanja mišićnih vlakanacaSkeletni mišići
� proces ekscitacije i kontrakcije mišića: akcijski potencijal u motoričkom neuronu
uzrokuje otpuštanje neurotransmitera acetilkolina iz aksona u neuromuskularnu vezu; to
potakne depolarizaciju membrane mišićnog vlakna; depolarizacija izaziva pojavu
akcijskog potencijala koji ide duž membrane mišićnog vlakna; zatim akcijski potencijal
putuje u unutrašnjost mišićnog vlakna preko poprečnih cjevčica ili T-cjevčica koje
obavijaju svako pojedino mišićno vlakance i protežu se kroz čitavo mišićno vlakno; na
mjestima gdje su T-cjevčice u dodiru sa sarkoplazmatskom mrežicom, akcijski potencijal
depolarizira njihovu membranu, mijenjajući njezinu propusnost i uzrokujući otpuštanje
iona kalcija; ioni kalcija difundiraju u obližnja mišićna vlakanca gdje se vežu na troponin;
interakcija između kalcija i troponina mijenja interakciju troponina i tropomiozina,
uzrokujući promjenu oblika čitavog kompleksa troponina i tropomiozina na aktinskoj niti
te oslobađanje aktivnih mjesta aktina za vezanje miozina; zatim dolazi do stvaranja
poprečnih mostova, a savijanje miozinskih glava vuče tanke niti prema središtu
sarkomere; prolaskom akcijskog potencijala uklanja se kalcij s troponina, pa kompleks
tropomiozina i troponina blokira aktivna mjesta na aktinskoj niti; membrana
sarkoplazmatske mrežice sadrži kalcijske pumpe koje pumpaju ione kalcija iz citosola u
lumen mrežice održavajući nisku koncentraciju iona kalcija u mišićnim vlakancima
prof. dr. sc. Reno Hrašćan
Spoj živčanog i mišićnog
vlakna
Mišići
� mišićna vlakna obično se kontrahiraju u skupinama; motorički neuron zajedno s
mišićnim vlaknima koje inervira predstavlja motoričku jedinicu
� fiziološka svojstva mišića: 1. elastičnost – omogućava mišiću da se pod utjecajem neke
sile rastegne i promijeni oblik; 2. kontraktilnost – pod utjecajem nekog podražaja mišići
se stegnu i skrate za trećinu; 3. tonus – mišići se nalaze u manje ili više napetom stanju
(prirodna napetost mišića) kao rezultat trajnog utjecaja živčanog sustava; 4.
elektromotornost – električni potencijal između unutrašnjosti mišića i njegove vanjske
površine
� veze mišića s kostima – mišići su povezani s kostima u obliku čvrstih žilavih tvorevina
od vezivnog tkiva-tetiva; dio mišića gdje mu je presjek najveći nazivamo glavom mišića;
za jednu tetivu može biti vezana jedna ili više mišićnih glava; stoga razlikujemo dvoglave
(biceps), troglave (triceps) i četvoroglave (quadriceps) mišiće
� kako mišići pokreću kosti – prilikom stezanja mišića, mišić se skrati i privlači na kosti
jedno hvatište prema drugome; ovisno o načinu smještaja prema nekom zglobu, mišići
vrše različite pokrete, pa se stoga nazivaju pregibači, pružači, dizači, uvrtači, izvrtači;
mišići energiju nastalu u njima pretvaraju u pokret, služeči se kostima kao polugama
� mišići antagonisti – suprotnost u djelovanju; mišići sinergisti – mišići koji zajedničkim
stezanjem izvode neki pokret
Mišići čovjeka
Suprotnost u djelovanju mišića (antagonizam)
� stezanje dvoglavog mišića natkoljenice – privlačenje potkoljenice
� stezanje četvoroglavog mišića natkoljenice – odmicanje potkoljenice
� mišići antagonisti
Izvor energije potrebne za stezanje mišića
izvor dobivanje
kreatin fosfat
aerobno stanično disanje
anaerobno stanično disanje
brzo stvaranje adenozin trifosfata iz male količine kreatin fosfata
pohranjenog uz mišićna vlakanca
stvaranje velike količine adenozin trifosfata
razgradnjom glukoze i masnih kiselina
brzo stvaranje male količine adenozin trifosfata
razgradnjom glukoze
Usporedba mišićnih vlakana koja se sporo ili brzo stežu
specifičnost mišićna vlakna koja se
sporo stežu
mišićna vlakna koja se
brzo stežu
izvor adenozin trifosfata
brzina stezanja
mjera umora
sadržaj mioglobina
broj mitohondrija
zastupljenost sarkoplazmatske
mrežice
sadržaj glikogena
sadržaj masti
prokrvljenost
posljedica uporabe mišića
aerobno stanično disanje
mala
niska
visok
mnogo
veća
visok
visok
velika
povećanje prokrvljenosti
anaerobno stanično disanje
velika
visoka
nizak
nekoliko
manja
visok
nizak
mala
povećanje mišićne mase
Predavanje je priređeno prema:
1. Mader Sylvia S. Biology. 8th ed. McGraw-Hill, Boston, USA, 2004.
2. Bernstein Ruth, Bernstein Stephen. Biology. Wm. C. Brown Publishers, Dubuque, USA, 1996.
3. Raven Peter H, Johnson George B. Biology. 2nd ed. Mosby College Publishing, St. Louis, USA, 1989.