Kiedy mówimy „ta cecha charakteryzuje wszystkich członków rodziny” albo „ona ma oczy matki” odnosimy się do zjawiska dziedziczności, czy mówiąc żargonem naukowym – genetyki – nauki o genach. Podstawowe prawa dziedziczności sformułował G.Mendel, którego uważa się za twórcę nauki o dziedziczności czyli genetyki, stwierdził on, że poszczególne właściwości zależne są od specjalnych czynników dziedzicznych, nazywanych później genami; przy powstawaniu komórek płciowych, gamet, geny ulegają segregacji i z połączenia się gamet w procesie zapłodnienia powstają osobniki o różnych kombinacjach genów ojcowskich i matczynych.
Gen jest podstawową jednostką dziedziczenia, zlokalizowana w chromosomach, decydująca o przekazywaniu cech potomstwu. Gen jest odcinkiem łańcucha DNA, zawierający pewną liczbę nukleotydów, których sekwencja stanowi informację genetyczną, warunkującą syntezę określonych białek lub cząsteczek kwasu RNA, co w dalszej konsekwencji w toku skomplikowanych ciągów reakcji prowadzi do wykształcenia określonych cech organizmu. Chyba najlepsza definicja genów określa je jako biochemiczne kody znajdujące się w chromosomach. Chromosomy stałe składniki jąder komórkowych, nosiciele czynników dziedzicznych-genów; zdolne do samoodtwarzania się i zachowania swych właściwości poprzez kolejne podziały komórki. Komórka każdego człowieka ma 46 chromosomów, ułożonych w pary, przy czym jeden chromosom z każdej pary pochodzi od ojca, drugi od matki. Dwa elementy pary wyglądają podobnie, ale nie są zupełnie identyczne. U kobiet każda z 23 par chromosomów składa się z dwóch podobnych do siebie elementów gdy tymczasem u mężczyzn jedna para – ta która determinuje płeć – jest wyraźnie zróżnicowana. Podczas gdy osoba płci żeńskiej ma dwa chromosomy w kształcie X, osobnik płci męskiej ma jeden chromosom X, a drugi haczykowaty Y. Ta niewielka różnica w budowie komórki decyduje, czy dziecko będzie chłopcem, czy dziewczynką. Sposób zapisu informacji genetycznej w cząsteczkach DNA w chromosomach, polegający na trójkowej sekwencji nukleotydów nazywamy kodem genetycznym. Geny ułożone są w chromosomie liniowo, każdy gen ma swoje ustalone miejsce, nazywane locus. Łączenie się chromosomów w pary ma najważniejsze znaczenie w przekazywaniu cech dziedzicznych, ponieważ każda para zawiera podobne geny, a najprostsze przejawy dziedziczności można powiązać z pojedynczymi parami genów. Geny stanowiące materiał chromosomalny, zbudowane są z kwasu dezoksyrybonukleinowego (DNA) z kwasu rybonukleinowego (RNA) i w mniejszym stopniu z innych białek, występują w dwóch rodzajach: rozróżniamy geny dominujące i recesywne. Zazwyczaj działanie genów dominujących wykazuje tendencje do ujawniania się w fizycznym wyglądzie danej osoby, nawet jeśli występuje pojedynczo. Jeśli geny recesywne mają się ujawnić, muszą występować w parze – po jednym przekazanym przez każdego z rodziców.
Genetyka, czyli nauka o dziedziczności, jako odrębna dziedzina biologii ukształtowała się w początkach XX stulecia. Wśród uczonych, zwłaszcza biologów, żywo dyskutowane było zjawisko dziedziczności, tj. przekazywania określonych cech potomstwu poprzez komórki rozrodcze rodziców. Wówczas jednak wiedza z zakresu genetyki nie była jeszcze zbyt głęboka i tym samym nie pozwalała na rozwiązanie wielu problemów praktycznych. W miarę rozwoju badań naukowych nad zagadnieniem dziedziczności, prowadzonych z zastosowaniem bardzo różnych metod, ugruntowała swe podstawy genetyka współczesna. Jej narzędzia badawcze dają możliwość dokładnego określenia informacji genetycznej, wyznaczającej właściwości potomstwa. Dzięki temu wiadomo, gdzie w komórce informacja taka jest umieszczona, w jaki sposób zapisuje się ją i odczytuje, jak jest przekazywana z pokolenia na pokolenie i jakim zmianom może podlegać. Informacja genetyczna zawarta jest w komórkach rozrodczych organizmu i wraz z jego dalszym rozwojem następuje jej modyfikacja.
Liczne badania laboratoryjne nad strukturą i zachowaniem się genów przyniosły interesujące wyniki. Najbardziej rewelacyjne okazały się te, które dotyczyły działania genów pochodzących z jednych organizmów w komórkach innych organizmów. Techniką przenoszenia genów z jednego organizmu do drugiego zajmuje się inżynieria genetyczna, zwana też biotechnologią. Termin taki utrwalił się w nauce w ostatniej dekadzie XX stulecia, kiedy to odkryto znaczne korzyści płynące z praktycznego zastosowania inżynierii genetycznej. Stwierdzono, iż wiedza z tej dziedziny może być wykorzystywana przede wszystkim do rozwoju medycyny, mikrobiologii przemysłowej, rolnictwa (w zakresie uprawy nowych gatunków roślin) oraz hodowli zwierząt. Początki biotechnologii sięgają zamierzchłych czasów. Wszak już około 10-12 tys. lat temu na terytorium Mezopotamii udomowiono niektóre zwierzęta (psa, kozy, owce), nieco później – kota, świnie, bawoły i krowy. Rozpoczęto już wtedy także uprawę niektórych roślin: pszenicy (w Kanaan), ziemniaków i fasoli (w Peru), ryżu (w Indochinach), trzciny cukrowej (w Nowej Gwinei). Z zastosowaniem drożdży przygotowywano napój podobny do piwa (4 tys. lat temu Sumerowie wytwarzali wiele gatunków tego napoju). Ta tradycyjna (przednaukowa) biotechnologia różni się zdecydowanie od współczesnej inżynierii genetycznej. Jeśli bowiem nawet krzyżowano osobniki różnych gatunków, to zawsze były to gatunki blisko ze sobą spokrewnione (np. wynikiem międzygatunkowej krzyżówki konia i osła stał się muł). We współczesnej inżynierii genetycznej nie ma ograniczeń w przenoszeniu genów z jednych organizmów na inne (można np. wprowadzić świniom geny ludzkie lub geny bakterii – roślinom). Zmiany zachodzące w tradycyjnej biotechnologii były bardzo powolne i trwały latami (np. powstawanie ras psów). Dotyczyły stosunkowo niewielkiej liczby gatunków, głównie roślin uprawnych i zwierząt hodowlanych. Metody zaś współczesnej inżynierii genetycznej są znacznie szersze i szybsze. Podejmowane są np. próby uzyskania zarówno mikroorganizmów, jak i wielokomórkowych roślin i zwierząt wytwarzających substancje potrzebne człowiekowi. Planuje się wprowadzenie zmian w gatunkach organizmów, które potem będą mogły zostać wykorzystane np. w oczyszczalniach ścieków lub w produkcji leków (chodzi o szczepy drobnoustrojów). Inżynieria genetyczna bowiem polega na bezpośrednim, świadomym, ukierunkowanym zmienianiu materiału genetycznego organizmów, zawartego w chromosomach (kwas nukleinowy – DNA). Zastosowanie osiągnięć inżynierii genetycznej w medycynie uwidacznia się na różnych płaszczyznach. Przede wszystkim rozwija się system poradnictwa genetycznego. Wiadomo bowiem, że wiele chorób i patologii organicznych u ludzi ma podłoże rodzinne – dziedziczne. Skutkom niektórych spośród nich można zapobiegać – np. przez zastosowanie odpowiedniej diety (w przypadku fenyloketonurii lub galaktozemii) czy np. doraźnie (przez dożylne podanie leku powodującego krzepnięcie krwi – osobom chorym na hemofilię). Osoby zagrożone chorobą dziedziczną mogą uzyskać w poradniach niezbędne na ten temat informacje. Rozwija się także diagnostyka chorób genetycznych. Polega ona na pobieraniu komórek z embrionu, wyizolowaniu określonego genu i sprawdzaniu, czy ma on strukturę normalną, czy też jest zmutowany. Dzięki możliwościom, jakie odkrywa inżynieria genetyczna, dokonuje się przeszczepiania komórek. Np. osobom cierpiącym na genetycznie uwarunkowaną anemię wstrzykiwać można do szpiku kostnego komórki szpiku osób zdrowych. Stwarza to również perspektywy dla terapii nowotworów. Zbadano bowiem, że choroby nowotworowe powstają w wyniku licznych podziałów zaatakowanych chorobą komórek, które następnie podlegają niekorzystnym dla organizmu człowieka mutacjom. Terapia genowa znajduje też zastosowanie w przypadku chorób określonych jako zespół złożonego niedoboru czynności. U osób cierpiących na to schorzenie nie funkcjonuje prawidłowo układ immunologiczny (odpornościowy), więc są one podatne na wszelkie infekcje. We Włoszech uzyskano pozytywne wyniki w leczeniu tej choroby poprzez zastosowanie metod inżynierii genetycznej. Z krwi chorego dziecka pobrano białe krwinki i wprowadzono do nich za pomocą wirusa prawidłową kopię genu ludzkiego, odpowiedzialnego za enzym ADA. Zmodyfikowane genetycznie krwinki poprzez transfuzję ponownie zaaplikowano dziecku, dzięki czemu stan jego zdrowia zdecydowanie się poprawił. Terapia za pomocą genów stwarza ogromne szanse na leczenie także innych chorób, między innymi choroby Parkinsona. Pod koniec XX wieku obserwowano również burzliwy rozwój embriologii. Jej podstawy zostały wykorzystane do badań eksperymentalnych z dziedziny inżynierii genetycznej przy uzyskiwaniu tzw. zwierząt transgenicznych. Podjęto ponadto próby klonowania zwierząt poprzez rozdzielanie komórek zarodka i wszczepianie ich do macicy innych nosicieli. Wyhodowano już klony myszy, bydła, świń i owiec (słynna owieczka „Dolly”, która urodziła się w wyniku klonowania). Embriolodzy z Centrum Badań Naczelnych w stanie Oregon (USA) wyhodowali 2 małpki pochodzące z komórek zarodkowych. Klonowanie – jako jedna z metod embriologii i inżynierii genetycznej – może w przyszłości być korzystne w przypadku transplantacji zniszczonych tkanek, skóry, nerwów, szpiku, a nawet wątroby człowieka. Rozwój inżynierii genetycznej znacznie rozszerzył zastosowanie mikroorganizmów (bakterii i wirusów) w gospodarce człowieka. Tak zatem obecnie istnieje np. możliwość uzyskania ludzkiej insuliny drogą syntezy w komórkach bakteryjnych, co stwarza pomyślne perspektywy terapii dla chorych na cukrzycę. Metodą inżynierii genetycznej można też uzyskać hormon wzrostu. W tym celu do komórek bakterii wprowadza się odpowiedni gen, który będzie dokonywał syntezy tego białka.
Gigantyzm – był już znany od zarania historii ludzkości ale do 1860 roku nigdy nie kojarzono go z nadczynnością przysadki mózgowej. Pierwszym hormonem wykrytym w przysadce mózgowej był właśnie hormon wzrostu, otrzymany w stanie czystym z przysadek wołu w 1944roku. Hormon ten reguluje ogólny wzrost ciała , a specjalnie kości długich przy nadczynności zaś przysadki w czasie wzrostu- organizm powoduje przyspieszenie wszystkich procesów wzrostowych, w wyniku czego osobnik osiąga olbrzymie rozmiary z zachowaniem jednak właściwych proporcji ciała. Niedoczynność przysadki mózgowej w okresie wzrostu powoduje karłowatość. Nadczynność przysadki występująca po okresie wzrostu wywołuje tzw. akromegalię. Ponieważ większa część ciała zatraciła już zdolność do dalszego wzrostu, mogą rozrastać się jedynie dłonie, stopy i kości twarzy, wskutek czego ręce i i stopy wyolbrzymiają się nienormalnie i stają się długie i szerokie, a łuki brwiowe i kości policzkowe poszerzają się nadając twarzy ciężki, nieprzyjemny, akromegaliczny wygląd. Niedobór hormonu wzrostu zwiększa wrażliwość organizmu na insulinę tak że odpowiednia dawka insulina powoduje większe niż zazwyczaj obniżenie się stężenia glukozy we krwi. Hormon wzrostu obniża również stężenie mocznika i aminokwasów we krwi, co jest odbiciem zwiększonego zużycia aminokwasów we krwi, co jest odbiciem zwiększonego zużycia aminokwasów do syntezy białka. Hormon wzrostu zmniejsza intensywność przemiany azotowej aminokwasów w mocznik. Pobudza on mobilizację tłuszczu tkanki tłuszczowej i powoduje wzrost stężenia kwasów tłuszczowych w osoczu. Skutki działania hormonu wzrostowego są w wielu przypadkach przeciwstawne efektom działania insuliny. Wiele efektów działania hormonu wzrostu podlega wpływowi somatomedyny, stabilnego, obojętnego peptydu, syntetyzowanego w wątrobie.
Rola gruczołów dokrewnych w regulowaniu czynności fizjologicznych organizmu. Bardziej złożonym modelem czynności układu dokrewnego będzie taki model w którym dwa hormony współdziałają w kontrolowaniu niektórych czynności fizjologicznych. Ilość glukozy w krwi jest np. regulowana przez dwa hormony insulinę i glukagon.
Po spożyciu posiłku bogatego w węglowodany lub po dożylnym wstrzyknięciu glukozy stężenie jej we krwi wzrasta. Część glukozy zostaje podebrana przez wątrobę, gdzie jest magazynowana w postaci glikogenu. Wzrost stężenia glukozy w krwi jest jednocześnie sygnałem do wydzielania insuliny. Wzrost stężenia glukozy we krwi zaledwie o kilka miligramów w 100 cm3 wyzwala wydzielania insuliny w ciągu 60 sekund. Uwolnienie insuliny może być również spowodowane przez glukagon ale pewne aminokwasy takie jak leucyna i arginina. Hormony wydzielane przez przewód pokarmowy – sekretyna i pankreozymina- mogą także pobudzać uwolnienie insuliny jak również enzymów trzustkowych. Kiedy komórki zostaną pobudzone przez glukozę, następuje gwałtowne uwalnianie insuliny, następnie szybkość uwalniania zmniejsza się, aby wzrosnąć ponownie. Na podstawie tych obserwacji przypuszcza się, że w trzustce istnieją dwie pule insuliny, jedna do natychmiastowego użycia, a druga służąca jako rezerwa. Głównym efektem działania insuliny jest gwałtowne wzmożenie transportu glukozy do mięśni szkieletowych i tkanki tłuszczowej. Prowadzi to do zmniejszenia stężenia glukozy we krwi. Wydzielanie glukagonu przez komórki, trzustki jest również regulowane stężeniem glukozy we krwi. Wysokie stężenie glukozy hamuje – a niskie pobudza – wydzielanie tego hormonu. Dlatego jeżeli stężenie glukozy spadnie poniżej poziomu optymalnego, zaczyna się wydzielanie glukagonu. Glukagon aktywując w wątrobie układ fosforylazy glikogenu pobudza przemianę glikogenu w glukozo-1-fosforan w wolną glukozę, która zostaje uwolniona do krwiobiegu. W wyniku tych procesów następuje normalizacja poziomu glukozy we krwi.
Innym przykładem podobnie działającym układu kontrolującego jest regulacja stężenia wapnia we krwi przez parathormon i kalcytoninę. Parathormon wydzielany przez przytarczyce, powoduje uwalnianie wapnia z kości i zębów i wzrost jest stężenia we krwi. Parathormon jest wydzielany w odpowiedzi na zmniejszenie się stężenia wapnia we krwi i powodując rozpuszczanie składników mineralnych kości uwalnia wapń ( i fosforany) a tym samym zwiększa stężenie wapnia we krwi. Gruczoły przytarczyc wyczuwają w jakiś sposób stężenie jego poziomu w omywającej go krwi i reagują na obniżenie jego poziomu uwalnianiem hormonu przytarczycy. Działając rozpuszczająco na składnik mineralny kości parathormon powoduje uwalniania wapnia i fosforanów co doprowadza do wzrostu stężenia wapnia we krwi. Kalcytonina jest wydzielana przez komórki pęcherzykowe tarczycy w odpowiedzi na zwiększenie stężenia wapnia we krwi. Hormon ten pobudza proces odkładania fosforanu wapnia w kościach. Tak zatem kalcytonina reguluje górny poziom stężenia wapnia we krwi, a parathormon poziom dolny.
Termin hormon nie określa jakiejś szczególnej grupy związków chemicznych jak np. białko, tłuszcz czy cukier. Jest to pojęcie funkcjonalne zdefiniowane przez Bayliss`a jako substancja wydzielana przez komórki w jednej części organizmu, wędrująca do innej jego części, gdzie w małych ilościach efektownie wpływa na procesy wzrostu i inne aktywności komórek. Hormony są zwykle rozprowadzane przez krew, natomiast neurohormony mogą przechodzić przez aksony, a prostaglandyny są przenoszone w płynie nasiennym. Zgodnie z definicją, hormonami mogą być różne związki chemiczne- aminokwasy i aminy, pepydy i białka, kwasy tłuszczowe, puryny, sterydy i gibereliny. Wydaje się mało prawdopodobne , aby te wszystkie rozmaite substancje wpływały na czynności komórkowe w taki sam sposób. Stało się oczywiste że większość hormonów reguluje rozmaite aktywności komórkowe, uruchamiając kilka, niezależnych mechanizmów działania. Impulsy nerwowe rozprzestrzeniają się w neuronach czuciowych, ruchowych i pośredniczących pod postacią prostych podobnych do siebie potencjałów czynnościowych. Rodzaj przekazywanej informacji zależy od miejsca gdzie powstał impuls i dokąd on dociera. Rodzaj percepcji która powstaje w mózgu zależy od miejsca w którym podnieta czuciowa powstaje- w oku, uchu, nosie, skórze lub narządach wewnętrznych. W układzie dokrewnym natomiast przekazywana informacja zależy nie tylko od miejsca gdzie ona powstaje i dokąd dociera, ale również od rodzaju transportowanej substancji. W każdym układzie dokrewnym wyróżniamy trzy zasadnicze elementy- komórkę wydzielniczą, mechanizm transportu i komórkę docelową. Każda z nich charakteryzuje się mniejsza lub większą specyficznością.
W zasadzie każdy rodzaj hormonu jest syntetyczny i wydzielany przez specjalny rodzaj komórek. Niektóre hormony są transportowane przez krew w formie rozpuszczonej , ale większość związana jest z pewnymi białkami- składnikami osocza. Niektóre hormony łączą się niespecyficznie z albuminami , inne zaś przyłączają się wybiórczo do specyficznych białek wykazujących w stosunku do hormonów wysokie powinowactwo. Większość hormonów wywołuje charakterystyczną wykrywalną reakcje tylko w pewnych określonych komórkach ciała. Niektóre hormony mogą reagować tylko z kilkoma typami komórek , inne wywołują reakcje w stosunkowo dużej ilości różnych typów komórek. W komórkach docelowych dla wielu hormonów znaleziono specyficzne białka tzw. receptory. Większość z nich poddano przynajmniej częściowemu oczyszczaniu . Najprawdopodobniej pierwsza interakcja hormonu, z którymś ze składników komórki zachodzi przy udziale receptora białkowego. Od jego specyficzności zależy który z hormonów może oddziaływać na daną komórkę. We krwi która dociera do każdej komórki znajdują się różne hormony, ale obecność specyficznego receptora umożliwia komórce wybór właściwego hormonu a pominięcie innych.
Gruczoły dokrewne człowieka. Dwupłatowy gruczoł tarczycowy, zlokalizowany w szyi po obu stronach tchawicy tuż poniżej krtani, jest niezwykle bogato ukrwiony. Oba płaty są połączone przy pomocy wąskiego pasemka tkanki biegnącego w przedzie tchawicy. Tarczyca rozwija się jako centralny wyrostek dna gardzieli jednakże jego połączenie z gardzielą zanika we wczesnym rozwoju. Gruczoł zbudowany jest z sześciennych komórek nabłonkowych tworzących ściany jednowarstwowych pustych pęcherzyków. Jama każdego jest wypełniona galaretowatym koloidem wydzielanym przez pęcherzyk komórki nabłonkowe.
Tyroksyna i trijodotyronina (hormony tarczycy) przyspieszają procesy uwalniające energię w reakcjach utleniania, w większości tkanek ciała. Przy nadmiernym wydzielaniu hormonu organizm zużywa więcej tlenu, produkuje więcej odpadów metabolicznych i oddaje więcej ciepła niż normalnie . Tyroksyna wymaga aktywności wielu rozmaitych enzymów związanych z metabolizmem węglowodanów . Po podaniu człowiekowi tyroksyny istnieje 24-godzinny okres utajenia, w którym nie obserwuje się żadnego efektu w zmianie szybkości metabolizmu. Maksymalny efekt zostaje osiągnięty w 12 dni po jednorazowym dawkowaniu hormonu. Przy niedostatecznym zaopatrzeniu w tyroksyne podstawowa przemiana materii spada do 2500-3800 kJ (600-900kcal) dziennie, co stanowi 30-50% w stosunku do normalnie wytwarzanej ilości energii. Poszczególne tkanki pobrane ze zwierzęcia z niedoczynnością tarczycy wykazują zmniejszenie przemiany materii w stosunku do normalnych tkanek hodowanych in vitro. Przyspieszając metabolizm, tyroksyna silnie działa na wzrost i zróżnicowanie komórek. Usunięcie tarczycy zwierzętom młodym powoduje zahamowanie wzrostu ich ciała i rozwoju umysłowego oraz zahamowanie lub opóźnienie rozwoju narządów rozrodczych. Obok komórek pęcherzykowych, które wydzielają tyroksyne, tarczyca zawiera komórki przypęcherzykowe wydzielające kalcytoninę. Hormon ten współdziała z hormonem przytarczyc regulując stężenie wapnia we krwi. Efekt kalcytoniny jest przeciwny w stosunku do parathormonu- hamuje ona resorpcję kości co prowadzi do zmniejszenia stężenia wapnia w krwi i płynach ustrojowych. Przytarczyce są wielkości małego ziarnka grochu. U człowieka są przytwierdzone do tarczycy lub pogrążone w jej miąższu. Zwykle są dwie pary tych gruczołów, para w górnej i para w dolnej części tarczycy, lecz może występować ich mniej lub też więcej niż cztery. Ich komórki – w przeciwieństwie do pęcherzykowej budowy tarczycy tworzą zbitą masę. Podobnie jak komórki tarczycy rozwinęły się one z kieszonkowatych uchyłków gardzieli; ewolucyjnie są resztkami 3 i 4 kieszonki skrzelowej ryby. Pomiędzy komórkami zrazikowymi trzustki , wydzielającymi enzymy trawienne są rozrzucone miliony lub więcej wysepek Langerhansa będących skupiskami tkanki dokrewnej. Wysepki te zawierają dwa typy komórek łatwo wykrywalnych na skrawkach histologicznych: komórki wydzielające insulinę i komórki wydzielające glukagon.
Układ krążenia, zespół narządów rozprowadzających w organizmie składniki odżywcze oraz biorących udział w wydalaniu zbędnych i szkodliwych produktów przemiany materii. Składa się z: układu krwionośnego, układu immunologicznego, krwi i chłonki (limfy). Układ krwionośny, krwioobieg, wewnętrzny układ transportujący, mający za zadanie rozprowadzanie składników pokarmowych i tlenu do wszystkich tkanek organizmu, usuwanie zbędnych produktów przemiany materii i utrzymanie homeostazy w organizmie. U większości wyżej stojących w ewolucji bezkręgowców występuje otwarty układ krążenia. Układ krwionośny wszystkich kręgowców jest zamknięty, co oznacza, że krew nie wylewa się do jam ciała, ale krąży w systemie naczyń krwionośnych, zwanych tętnicami i żyłami. Tętnice – naczynia o grubych i wytrzymałych ścianach – rozprowadzają krew z serca do tkanek, a żyły mające ściany wiotkie i cienkie, odprowadzają krew z tkanek do serca (istnieją dwa wyjątki: sieć dziwna, czyli tętniczo-tętnicza w nerkach i krążenie wrotne, czyli żyła wrotna – żyły wątrobowe w wątrobie). Serce jest narządem nadającym ruch krwi, u kręgowców leży po brzusznej stronie ciała, w trakcie ewolucji podlegało licznym przemianom: u ryb serce jest dwudziałowe – zbudowane z jednej komory i jednego przedsionka, u płazów występuje jedna komora i dwa przedsionki, u gadów serce jest również trójdziałowe, ale w komorze pojawia się częściowa przegroda, u ptaków i ssaków serce podzielone jest na cztery części: dwa przedsionki i dwie komory. Czterodziałowa budowa serca uniemożliwia mieszanie się krwi utlenionej z nieutlenioną i warunkuje utrzymanie stałocieplności. Cały układ krwionośny podlegał przemianom ewolucyjnym: u ryb zbudowany jest tylko z jednego obiegu, natomiast począwszy od płazów przez gady i ptaki do ssaków istnieją dwa krwioobiegi – mały (płucny) i duży. Mały obieg krwi rozpoczyna się w prawej komorze, przechodzi przez tętnicę płucną do płuc, a wraca żyłą płucną do lewego przedsionka. W dużym krwioobiegu krew przechodzi z lewej komory aortą, tętnicami, naczyniami włosowatymi do wszystkich tkanek ciała, wraca żyłami do prawego przedsionka.
Układ immunologiczny, układ limfoidalny, komórki (limfocyty B i T, makrofagi) rozsiane w ustroju, krążące we krwi i w chłonce oraz skupiające się w narządach limfatycznych (układ limfatyczny). Wyróżnia się narządy centralne układu immunologicznego – szpik kostny i grasicę oraz narządy obwodowe, czyli śledzionę, węzły limfatyczne, migdałki i in. rozsiane skupiska tkanki limfatycznej (grudki chłonne). Układ immunologiczny poprzez receptory limfocytów B i T posiada zdolność swoistego rozpoznania antygenu pełniąc funkcję obronną, homeostatyczną i nadzorczą, a także zabezpieczając ustrój przed zakażeniem (odporność), zjawiskami z autoagresji (autoalergii), czy też przed procesem nowotworowym. Autonomiczną część układu immunologicznego stanowi MALT, czyli układ immunologiczny wydzielniczy zawiązany z błonami śluzowymi np.: przewodu pokarmowego, dróg moczowych. Układ limfatyczny, układ chłonny, narządy i naczynia limfatyczne. Narządami są: grasica, migdałki, grudki chłonne, samotne i skupione, grudki wyrostka robaczkowego, węzły limfatyczne na drodze naczyń chłonnych oraz śledziony. Wytwarzają one limfocyty i immunoglobuliny. Naczynia chłonne zaczynają się w tkance łącznej naczyniami włosowatymi, które przechodzą w większe naczynia, dochodzące do węzłów chłonnych i do dalszych naczyń chłonnych, by przez przewód piersiowy i pień chłonny prawy wlać chłonkę do krwi żył ramienno-głowowych. Skupiska węzłów chłonnych znajdują się w dole pachowym, w okolicy pachwinowej, na szyi w trójkącie szyjnym i podżuchwowym. Krew, płyn ustrojowy, czyli rodzaj tkanki łącznej, której istota międzykomórkowa jest płynna. Objętość krwi wynosi 5-6 l, co stanowi średnio 7,5% masy ciała. Składa się z osocza (plasma sanguinis) i składników komórkowych. Składniki komórkowe to krwinki: czerwone (erytrocyty) i białe (leukocyty) oraz płytkowe (trombocyty). Krwinki czerwone (erytrocyty) to elementy bezjądrzaste zawierające we wnętrzu barwnik krwi – hemoglobinę. Mają postać krążków dwuwklęsłych o średnicy 6-8 mm. Jeden litr krwi zawiera 4,0-4,5×1012 (4-4,5 mln/mm3) erytrocytów u kobiety i 4,5-5×1012 (4,5-5 mln/mm3) u mężczyzny. Krwinek białych w 1 litrze krwi jest 6,0-8,0×109 (6000-8000/mm3). Krwinki białe (o średnicy 12-16 mm) są komórkami z jądrami i ze względu na zawartość ziarnistości w cytoplazmie lub ich brak dzieli się je na granulocyty i agranulocyty. Granulocyty różnią się powinowactwem ziarnistości od barwników, dlatego wyróżniamy granulocyty obojętnochłonne (neutrofile, mikrofagi) (50-66%), kwasochłonne (eozynofile) (2-4%), zasadochłonne (bazofile) (0,5%). Agranulocyty to limfocyty (30-35%) i monocyty (4-8%) o średnicy 8 mm. Wszystkie krwinki, z wyjątkiem limfocytów (układ immunologiczny), wytwarzane są przez czerwony szpik kostny (układ krwiotwórczy). Płytek krwi (trombocyty) w 1 litrze jest ok. 200-300×109 (200-300 tys./mm3). Płytki krwi w swoim wnętrzu zawierają lipoproteinowy składnik trombokinazy – enzymu wyzwalającego proces krzepnięcia krwi. Są one fragmentami macierzystych komórek szpiku kostnego – megakariocytów. Osocze jest płynem zawierającym wodę (91-92%), białka (7%) i niskoprocentowe związki, jak: elektrolity, glukoza, reszta azotowa (0,9%) itp. Pod wpływem jonów wapnia i trombokinazy z protrombiny powstaje trombina, która zamienia fibrynogen (osocza) na wytrącającą się fibrynę i w ten sposób dochodzi do krzepnięcia krwi. Osocze bez włóknika (fibryny) nosi nazwę surowicy krwi. Białka osocza to albuminy (wiążące wodę) i globuliny, których frakcje np. są immunoglobulinami. Funkcje krwi: 1) rozprowadzanie tlenu i odprowadzanie dwutlenku węgla do płuc, 2) rozprowadzanie substancji odżywczych wchłoniętych z przewodu pokarmowego, hormonów, 3) odprowadzanie substancji zmetabolozowanych do nerek i gruczołów potowych, 4) bierze udział w reakcjach odpornościowych (układ immunologiczny). Krew – grupowe właściwości, cechy krwinek czerwonych wynikające z obecności w nich swoistych substancji, czyli grupowych antygenów A i B. W zależności od tego, jakiego rodzaju antygeny grupowe znajdują się w krwinkach danej osoby, jej krew zalicza się do grupy A, do grupy B, do grupy AB (zawiera jednocześnie oba antygeny A i B) bądź wreszcie do grupy 0, nie zawierającej żadnych antygenów. W osoczu krwi natomiast występują swoiste przeciwciała (immunoglobiny) zlepiające, czyli aglutyniny, reagujące z antygenem grupowym odmiennym od tego, który znajduje się we własnych krwinkach. Tak np. ludzie grupy A posiadają w osoczu aglutyniny anty-B, a ludzie grupy B – aglutyniny anty-A. Osoby z grupą AB nie posiadają żadnych aglutynin, a z grupą 0 – mają zarówno aglutyniny anty-A, jak i anty-B. Grupy A, B, AB i 0 nazywa się głównymi grupami krwi. Oprócz nich wyróżnia się jeszcze w obrębie grupy A tzw. podgrupy A1, A2, i A3. Na podstawie testowania ludzkich krwinek zwierzęcymi surowicami stwierdzono u niektórych osób istnienie osobnych antygenów M, N, P, Kell, Duffy i in., a także złożonego antygenowego czynnika Rh (Rhesus) (grupa krwi). Bariera krew-mózg, naturalna ochrona, utrudniająca przedostawanie się szkodliwych substancji z krwi do mózgu. Pod względem anatomicznym zbudowana jest ze śródbłonka naczyń krwionośnych i tkanki glejowej, znajdujących się w ośrodkowym układzie nerwowym. Przez barierę krew-mózg łatwo przechodzą produkty odżywcze, tlen i dwutlenek węgla, natomiast przenikanie innych substancji (także niektórych leków i hormonów) z krwi do komórek nerwowych jest w mniejszym lub większym stopniu utrudnione. Ciała jamiste, twory zbudowane z zatokowatych przestrzeni żylnych, otoczone błoną włóknistą. Krew do tych przestrzeni zatokowych jest doprowadzana przez tętnice a odprowadzana przez żyły zaopatrzone w urządzenia zaciskowe. Zaciski te powodują zamknięcie światła żyły odprowadzającej krew z zatok żylnych, co przy równoczesnym dopływie krwi, daje nabrzmienie ciała jamistego. W prąciu znajdują się dwa ciała jamiste: prącia i (gąbczaste) cewki moczowej. U kobiety istnieją dwa ciała jamiste łechtaczki i dwa ciała jamiste opuszki przedsionka. Wypełnienie u mężczyzny ciała jamistego krwią daje wzwód prącia, u kobiety wzwód łechtaczki.Antygeny grup krwi, specyficzne białka występujące na powierzchni krwinek krążących w organizmie. Występuje kilkanaście ich rodzajów, lecz z praktycznego, medycznego punktu widzenia najistotniejszą rolę odgrywają antygeny grup głównych, czyli A, B i AB (grupa 0 nie zawiera żadnych antygenów), a także antygeny Rh. W osoczu krwi znajdują się przeciwciała (aglutyniny) rozpoznające wszystkie obce grupowo krwinki: krew grupy A ma w osoczu przeciwciała krwinek grup B, AB i 0, krew grupy B – przeciwciała krwinek A, AB i 0, krew grupy AB nie zawiera żadnych przeciwciał, krew grupy 0 ma przeciwciała krwinek wszystkich innych grup. Podobnie jest z antygenami Rh. Antygeny grup krwi mają znaczenie przy przetaczaniu krwi oraz przy tzw. konflikcie serologicznym. Informacje ogólne Osocze krwi, część płynna krwi stanowiąca 4,5% ciężaru ciała, lub 3-3,5 l, ok. 55% jej objętości, w której zawieszone są elementy morfotyczne, czyli krwinki. Składa się głównie z wody i rozpuszczonych w niej białek osocza (6-8g/100ml): albumin, globulin, fibrynogenui innych czynników krzepnięcia (zarówno aktywujących jak i hamujących ten proces), ciał tłuszczowych, glukozy, elektrolitów i wielu innych składników organicznych i nieorganicznych. Czynniki krzepnięcia w osoczu krwi Są nimi zawarte w osoczu krwi: substraty (fibrynogen), czynniki aktywujące, czynniki hamujące krzepnięcie oraz czynniki rozpuszczające skrzepnięty włóknik, czyli czynniki fibrynolizy. W węższym znaczeniu do osoczowych czynników krzepnięcia zalicza się: czynnik I – fibrynogen, czynnik II – protrombinę, czynnik III – tromboplastynę, czynnik IV – zjonizowany wapń, czynnik V – proakcelerynę, czynnik VI – akcelrynę, czynnik VII – prokonwertynę, czynnik VIII – globulinę przeciwkrwawiączkową, czynnik IX – zwany czynnikiem Christmasa, czynnik X – czynnik Stuarta i Prowera, czynnik XI – PTA, czynnik XII – czynnik Hagemana, czynnik XIII – stabilizujący włóknik.
