FIZJOLOGIA CZŁOWIEKA

FIZJOLOGIA
CZŁOWIEKA
Redakcja naukowa
JAN (3ÓFSSKI
WYDAWNICTWO
LEKARSKIE PZWL
FI2JOL@®l^
CZŁOWIEKA
Redakcja naukowa
prof. dr hab. med.
JAN ©Ó^SSCI
WARSZAWA
WYDAWNICTWO LEKARSKIE PZWL
' r
1.
2.
=:
PR ZED M O W A ...............................................................................................
13
PODSTAWY FIZJOLOGII KOMÓRKI-Jan G ó r s k i.....................................
15
1.1. Budowa k o m ó r k i ..................................................................................
1.1.1. Błona komórkowa ......................................................................
1.1.2. Jądro kom órkow e..........................................................................
1.1.3. C y to p laz m a ..................................................................................
1.1.4. O rg a n e lle .......................................................................................
1.1.5. C ytoszkielet..................................................................................
1.2. Transport przezblonowy
......................................................................
1.2.1. Transport ułatw iony......................................................................
1.2.2. Transport aktywny ......................................................................
1.2.3. Kanały jo n o w e ..............................................................................
1.2.4. E g z o c y to z a ..................................................................................
1.2.5. E n d o c y to z a ..................................................................................
1.3. Regulacja czynności kom órki..................................................................
1.3.1. Przekaźnictwo przezbłonowe ......................................................
1.4. DNA (kwas deoksyrybonukleinowy), RNA (kwas rybonukleinowy),
genom ...................................................................................................
1.5. A p o p to z a ...............................................................................................
1.6. H o m e o s ta z a ...........................................................................................
15
16
16
16
17
17
18
18
18
18
19
19
19
19
20
21
21
FIZJOLOGIA UKŁADU NERWOWEGO - Piotr Krutki, Jan Celichowski . .
22
2.1. Rola i podział układu nerw ow ego..........................................................
2.2. Neuron-jednostka strukturalna i czynnościow a.................................
2.2.1. Struktura neuronu ......................................................................
2.2.2. Rodzaje n e u r o n ó w ......................................................................
2.3. Komórki glejowe ..................................................................................
2.4. Osłonki mieiinowe. Budowa n e r w u ......................................................
2.5. Elektrofizjologia n e u r o n u ......................................................................
22
23
23
25
26
27
28
5
2.5.1. Błonowy potencjał spoczynkow y..................................................
2.5.2. Potencjał czynnościowy
..............................................................
2.5.3. Przewodnictwo n e rw o w e ..............................................................
2.6. Synapsy i integracja informacji w n eu ronach.........................................
2.6.1. Struktura i mechanizm działania synapsy c h e m icz n e j................
2.6.2. Neurotransmitery i neurom odulatory.........................................
2.6.3. Integracja informacji w n e u ro n ie ..................................................
2.6.4. Kod nerwowy ..............................................................................
2.6.5. Sieci n e u ro n a ln e ..........................................................................
2.7. Receptory i c z u c ie ..................................................................................
2.7.1. Rodzaje receptorów ......................................................................
2.7.2. Kodowanie informacji czuciow ej..................................................
2.7.3. Czucie s k ó r n e ..............................................................................
2.7.4. Receptory m ię ś n io w e ..................................................................
2.7.5. Narząd przedsionkowy i równowaga
.........................................
2.7.6. Węch
...........................................................................................
2.7.7. Smak
...........................................................................................
2.8. Rdzeń kręgowy. Odruchy rdzeniow e......................................................
2.8.1. Struktura rdzenia k rę g o w e g o ......................................................
2.8.2. Odruchy rdzeniowe. Łuk odruchowy .........................................
2.8.3. Odruch na rozciąganie..................................................................
2.8.4. Wzajemnie zwrotne unerwienie mięśni.
Interneurony la hamujące ..........................................................
2.8.5. Odwrócony odruch na rozciąganie.
Interneurony Ib hamujące ..........................................................
2.8.6. Odruch zginania i skrzyżowany odruch prostowania .................
2.9. Pień mózgu. Nerwy czasz k o w e ..............................................................
2.9.1. Rdzeń p rze d łu żo n y ......................................................................
2.9.2. M o s t ...............................................................................................
2.9.3. Śródm ózgow ie..............................................................................
2.10. Móżdżek ...............................................................................................
2.10.1. Struktura i połączenia m ó żdżku..................................................
2.10.2. Czynność m óżdżku......................................................................
2.11. M iędzym ózgow ie..................................................................................
2.11.1. W zg ó rze.......................................................................................
2.11.2. Podwzgórze
..............................................................................
2.12. Półkule m ó z g u ......................................................................................
2.12.1. Istota biała półkul m ó z g u ..........................................................
2.12.2. Struktura kory m ó zg u ..................................................................
2.12.3. Programowanie ruchów dowolnych .........................................
2.12.4. Rola jąder podstaw nych..............................................................
2.12.5. Układ lim biczny..........................................................................
2.12.6. Uczenie się i p a m i ę ć ..................................................................
2.12.7. M o w a ...........................................................................................
2.12.8. Specjalizacja półkul m ózgu..........................................................
2.12.9. Elektroencefalografia..................................................................
2.13. Układ nerwowy autonom iczny..............................................................
2.13.1. Organizacja i czynność układu współczulnego .........................
2.13.2. Organizacja i czynność układu przywspółczulnego.....................
2.13.3. Podwójne unerwienie narządów w ew nętrznych.........................
2.13.4. Organizacja i czynność układu enterycznego.............................
2.13.5. Odruchy autonom iczne..............................................................
6
29
31
32
33
35
37
38
39
40
42
42
43
45
48
51
53
54
56
56
58
58
60
60
62
63
63
64
64
65
65
66
67
67
68
68
69
69
71
74
75
75
78
79
80
80
81
82
83
84
85
FIZJOLOGIA WZROKU - Renata Zalewska
86
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
3.5.
86
86
W p row adzenie......................................................................................
Budowa gaiki o c z n e j ..............................................................................
Ukiad ruchowy gaiki o c z n e j ..................................................................
Ukiad optyczny oka i podstawowe wady re fra k c ji.................................
Fizjologia procesu w id z e n ia ..................................................................
3.5.1. Droga bodźca w zrokow ego..........................................................
3.5.2. Widzenie o b u o c z n e ......................................................................
3.5.3. Widzenie b a r w ..............................................................................
3.5.4. Odruchy źreniczne ......................................................................
90
90
90
92
92
FIZJOLOGIA SŁUCHU - Marek R o g o w s k i.................................................
93
4.1.
4.2.
4.3.
4.4.
W prow adzenie......................................................................................
Ucho z e w n ę trz n e ..................................................................................
Ucho śro d k o w e ......................................................................................
Ucho w ew n ętrzn e..................................................................................
93
93
94
95
RYTMY BIOLOGICZNE - Malgonata Jefunow .............................................
97
5.1.
5.2.
5.3.
5.4.
97
97
98
99
Definicja rytmu b io logicznego..............................................................
Rodzaje rytm ów ......................................................................................
Zegar biologiczny..................................................................................
Znaczenie rytmów biologicznych..........................................................
87
88
FIZJOLOGIA MIĘŚNI SZKIELETOWYCH I GŁADKICH-Adrian Chabowski,
Jan G ó r s k i ....................................................................................................... 101
6.1. Ogólna charakteiystyka m ię ś n i..............................................................
6.2. Budowa mięśni szkieletowych ..............................................................
6.2.1. Budowa histologiczna komórki mięśni szkieletow ych................
6.2.2. S a rk o m e r......................................................................................
6.3. Pobudliwość mięśni szkieletowych..........................................................
6.4. Unerwienie mięśni szkieletowych..........................................................
6.4.1. Jednostka m otoryczna..................................................................
6.4.2. Odnerwienie mięśni szkieletow ych.............................................
6.4.3. Złącze nerwowo-mięśniowe..........................................................
6.5. Sprzężenie elektromechaniczne
..........................................................
6.6. Molekularny mechanizm s k u r c z u ..........................................................
6.6.1. „Ślizgowa” teoria skurczu..............................................................
6.7. Rodzaje skurczów mięśni szkieletowych
.............................................
6.7.1. Podział skurczów ze względu na częstotliwość pobudzeń . . . .
6.7.2. Podział skurczów ze względu na rodzaj wykonywanej pracy . . .
6.8. Siła rozwijana przez m ię ś n ie ..................................................................
6.8.1. Wstępne rozciągnięcie mięśnia
.................................................
6.8.2. Częstotliwość p o b u d z e ń ..............................................................
6.9. Szybkość skracania się m ię ś n ia ..............................................................
6.10. Źródła energii wykorzystywane podczas czynności skurczowej
mięśni szkieletowych..............................................................................
6.11. Rodzaje włókien m ięśniow ych..............................................................
6.12. Podstawowe funkcje mięśni szkieletowych
.........................................
6.13. Mięśnie g ła d k ie ......................................................................................
6.13.1. Podział czynnościowy mięśni gładkich .....................................
6.13.2. Budowa komórek mięśni g ła d k ic h .............................................
101
101
102
104
104
105
105
106
107
108
108
110
110
110
111
112
113
113
114
114
114
115
115
115
116
7
6.13.3. Pobudliwość mięśni g ła d k ic h .................................................
6.13.4. Sprzężenie elektromechaniczne.............................................
6.13.5. Molekularny mechanizm s k u r c z u .........................................
6.13.6. Regulacja aktywności skurczowej mięśni g ład k ic h ................
6.13.7. Unerwienie mięśni g ł a d k i c h ..................................................
6.13.8. Sprzężenie elektrowydzielnicze w złączu nerwowo-mięśniowym
w mięśniach g ła d k ic h ..............................................................
KREW I HEMOSTAZA - Tomasz W ieizba.................................................
7.1. Skład i funkcje k r w i ..........................................................................
7.1.1. Osocze i jego składniki..............................................................
7.1.2. Funkcje k r w i..............................................................................
7.1.3. Krwinki czerw one......................................................................
7.1.4. Płytki krwi
..............................................................................
7.1.5. Krwinki białe ..........................................................................
7.2. Mechanizmy odpornościowe..............................................................
7.2.1. Odporność n ie sw o ista ..............................................................
7.2.2. Odporność s w o i s t a ..................................................................
7.3. Układy grupowe k rw i..........................................................................
7.3.1. Układ grupowy A B 0 ..................................................................
7.3.2. Układ R h ..................................................................................
7.4. H em ostaza..........................................................................................
7.4.1. Fazy hemostazy m iejscow ej......................................................
7.4.2. Hemostaza o s o c z o w a ..............................................................
7.4.3. F ib ry n o łiz a ..............................................................................
FIZJOLOGIA KRĄŻENIA KRWI - Jan Górski, Małgoizata Knapp
. . .
8.1. W prow adzenie..................................................................................
8.2. S e r c e ...................................................................................................
8.2.1. Budowa s e r c a ..........................................................................
8.2.2. Układ bodźcoprzewodzący......................................................
8.2.3. Elektrokardiografia..................................................................
8.2.4. Cykl pracy serca ......................................................................
8.2.5. Tony s e rc a ..................................................................................
8.2.6. Praca s e r c a ..............................................................................
8.2.7. Metabolizm s e r c a ......................................................................
8.3. Układ naczyniowy..............................................................................
8.3.1. Budowa ściany n a c z y ń ..............................................................
8.3.2. Unerwienie n a c z y ń ..................................................................
8.3.3. Krążenie d u ż e ..........................................................................
8.3.4. Ogólnoustrojowe mechanizmy regulujące ciśnienie tętnicze
8.3.5. M ikrokrążenie..........................................................................
8.3.6. Krążenie narządow e..................................................................
FIZJOLOGIA ODDYCHANIA-Adrian Chabowstd, Jan Górski
. . . .
9.1. W p row adzenie..................................................................................
9.2. Główne funkcje układu o d d ech o w eg o .............................................
9.3. Anatomia czynnościowa układu oddechow ego.................................
9.3.1. Jama o p łu c n e j..........................................................................
9.4. Mechanika o d d y ch an ia......................................................................
9.4.1. Fazy cyklu oddechow ego..........................................................
9.4.2. Opory w układzie oddechowym .............................................
116
117
117
118
119
119
120
120
120
122
122
127
127
129
130
130
131
131
132
132
132
133
134
136
136
136
136
137
142
145
150
150
150
151
151
152
152
156
162
165
173
173
174
174
175
176
176
177
9.5.
9.6.
9.7.
9.8.
9.9.
9.10.
Objętości i pojemności p ł u c .......................................................................180
Miejscowe różnice w wentylacji p ł u c .......................................................... 181
Miejscowe różnice w przepływie krwi w płucach ......................................181
Stosunek wentyłacja/perfuzja w płucach ..................................................182
Dyfuzja gazów oddechowych w płucach
..................................................182
Regulacja oddychania ..........................................................................183
10. PRZEMIANA MATERII. METABOLIZM - Jan G ó r s k i.................................187
10.1. Przemiana m a te r ii.......................................................................................187
10.1.1. Pomiar przemiany m a t e r i i .............................................................. 187
10.1.2. Podstawowa przemiana materii ( P P M ) ..........................................188
10.1.3. Całkowita przemiana materii (C P M ) ..............................................188
10.1.4. Współczynnik oddechow y(RQ )...................................................... 189
10.1.5. Bilans energetyczny ustroju .......................................................... 189
10.2. Metabolizm ............................................................................................... 191
10.2.1. W ęglowodany...................................................................................191
10.2.2. Tłuszcze (lip id y )...............................................................................195
10.2.3. Białka/aminokwasy.......................................................................... 201
10.2.4. Inne
............................................................................................... 202
11. UKŁAD WYDZIELANIA WEWNĘTRZNEGO-Maria G ó rska .....................204
11.1. W prow adzenie...........................................................................................204
11.1.1. Rodzaje hormonów
...................................................................... 204
11.1.2. Transport hormonów we krwi ............................................................205
11.1.3. Mechanizmy regulacji wydzielania h o r m o n ó w ............................. 205
11.1.4. Rytmy wydzielania hormonów ......................................................206
11.1.5. Mechanizmy działania h o rm o n ó w ..................................................208
11.2. Podwzgórze i przysadka m ózgow a.............................................................. 210
11.2.1. Podwzgórze
...................................................................................210
11.2.2. Przysadka mózgowa ...................................................................... 211
11.2.3. Nerwowa część przysadki m ó z g o w e j..............................................214
11.3. Tarczyca (gruczoł ta rc z o w y )...................................................................... 216
11.3.1. Regulacja wydzielania hormonów tarczycy..................................... 217
11.3.2. Działanie hormonów tarczycy
......................................................218
11.3.3. Główne wpływy hormonów ta r c z y c y ..............................................218
11.4. N a d n e rcz a ................................................................................................... 219
11.4.1. Warstwa k łę b k o w a ta ...................................................................... 219
11.4.2. Warstwa p a s m o w a ta ...................................................................... 221
11.4.3. Warstwa siatkowata
...................................................................... 222
11.4.4. Rdzeń nadnerczy .......................................................................... 222
11.5. Gruczoły p ł c i o w e .......................................................................................224
11.5.1. Gonada żeńska ( ja j n ik ) .................................................................. 224
11.5.2. Gonada męska (jadro) .................................................................. 227
11.6. Wewnątrzwydzielnicza czynność t r z u s t k i ..................................................228
11.6.1. I n s u l i n a ...........................................................................................229
11.6.2. Glukagon .......................................................................................231
11.6.3. Somatostatyna ...............................................................................232
11.6.4. Polipeptyd trzustkowy (PP)
.......................................................... 232
11.7. Hormonalna regulacja metabolizmu w a p n ia ..............................................232
11.7.1. P a ra th o rm o n ...................................................................................233
11.7.2. Kalcytonina
...................................................................................234
11.7.3. Witamina D ...................................................................................235
9
11.8.
Inne narządy o czynności wewnątrzwydzielniczej
................................ 236
11.8.1. E ry tro p o ety n a.............................................................................. 236
11.8.2. Peptydy natriuretyczne (sodopędne)
......................................... 236
11.8.3. Leptyna
.......................................................................................236
11.8.4. R ezystyna.......................................................................................237
11.8.5. A dyponektyna.............................................................................. 237
11.8.6. Interleukina 6 (IL-6)
237
12. FIZJOLOGIA PRZEWODU POKARMOWEGO - Grażyna Jurkowska
. . 240
12.1. W prowadzenie...........................................................................................240
12.2. Motoryka przewodu pokarm owego.......................................................... 240
12.2.1. Podstawy anatomiczno-fizjologiczne funkcji motorycznej
przewodu pokarm ow ego.............................................................. 240
12.2.2. Żucie i p o ły k a n ie .......................................................................... 243
12.2.3. Motoryka p r z e ł y k u ...................................................................... 243
12.2.4. Motoryka żołądka
...................................................................... 245
12.2.5. Motoryka jelita cienkiego.............................................................. 246
12.2.6. Motoryka jelita g r u b e g o .............................................................. 247
12.3. Czynności wydzielnicze gruczołów traw ien n y ch ..................................... 248
12.3.1. Wydzielanie ś l i n y .......................................................................... 248
12.3.2. Wydzielanie żołądkowe .............................................................. 249
12.3.3. Wydzielanie trzustkowe .............................................................. 253
12.3.4. Wydzielanie w jelicie c ie n k i m ......................................................255
12.3.5. Trawienie i wchłanianie j e l it o w e ..................................................257
12.3.6. Wydzielanie i wchłanianie w obrębie jelita g ru b eg o .....................259
12.4. Wątroba i drogi żółciow e.......................................................................... 260
12.4.1. Budowa w ą t r o b y .......................................................................... 260
12.4.2. Pęcherzyk ż ó łc io w y ...................................................................... 262
12.4.3. Skład żółci
...................................................................................262
13. TWORZENIE I WYDALANIE MOCZU. RÓWNOWAGA
KWASOWO-ZASADOWA - Olgierd Smoleński
......................................... 264
13.1. W prowadzenie...........................................................................................264
13.2. Budowa n e r k i ...........................................................................................264
13.2.1. N e f r o n ...........................................................................................265
13.3. Hemodynamika n e r k i .............................................................................. 269
13.4. Ocena czynności nerek
.....................................
270
13.5. Osmolalność i ciężar właściwy m o c z u ...................................................... 271
13.6. Wytwarzanie m o cz u ...................................................................................271
13.7. Nerkowa regulacja gospodarki elektrolitow ej......................................... 271
13.7.1. S ó d ............................................................................................... 271
13.7.2. P o ta s ............................................................................................... 272
13.7.3. Wapń
...........................................................................................272
13.7.4. F o sfo ran y .......................................................................................272
13.8. Nerkowy transport substancji nieelektrolitowych ................................. 272
13.8.1. Aminokwasy...................................................................................272
13.8.2. Kwas m oczow y...............................................................................273
13.8.3. Mocznik .......................................................................................273
13.8.4. Glukoza .......................................................................................273
13.9. Glukoneogeneza w nerk ach ...................................................................... 273
13.10. Endokrynna czynność nerek
.................................................................. 273
13.11. Wydalanie m o cz u .......................................................................................273
10
13.12. Bilans płynów w u s t r o j u .......................................................................... 274
13.13. Równowaga kwasowo-zasadowa.............................................................. 274
13.13.1. Roztwory buforowe
.................................................................. 275
13.13.2. Rola pluć w gospodarce lcwasowo-zasadowej............................. 275
13.13.3. Rola nerek w gospodarce lcwasowo-zasadowej.........................275
13.13.4. Reabsorpcja w odorow ęglanów ..................................................276
13.13.5. Wydalanie jonów wodoru w postaci kwaśności miareczkowej
276
13.13.6. Wydalanie jonów wodoru przez nerki w postaci jonów
amonowych...................................................................................277
13.13.7. Układ kostny a równowaga kwasowo-zasadowa......................... 278
13.13.8. Gospodarka kwasowo-zasadowa
..............................................278
14. TERMOREGULACJA, PODSTAWY DIAGNOSTYKI TERMICZNEJ
I TERMIATRII-Michał C a p u ta ......................................................................280
14.1. Działanie układu termoregulacji - zasady ogólne ................................. 280
14.2. Mechanizm term oregulacji...................................................................... 281
14.2.1. Reakcje termoregulacyjne .......................................................... 282
14.3. Zmiany poziomu nastawczego term oregulacji......................................... 285
14.4. Stany termiczne organizmu i ich znaczenie b io lo g icz n e ......................... 286
14.4.1. G o rą c z k a .......................................................................................287
14.4.2. A n a p ire k sja ...................................................................................288
14.4.3. H ip e rte rm ia ...................................................................................290
14.4.4. H ip o te r m ia ...................................................................................290
14.5. Termiatria
............................................................................................... 291
15. FIZJOLOGIA KOŚCI - Małgorzata Żendzian-Piotrowska.............................293
16. FIZJOLOGIA WYSIŁKU FIZYCZNEGO - Jan G ó r s k i.................................297
16.1. W prowadzenie...........................................................................................297
16.2. Ocena wydolności fizycznej...................................................................... 297
16.2.1. Zdolność do wysiłków tlenowych (aero b o w y ch )......................... 298
16.2.2. Zdolność do wysiłków beztlenowych (anaerobowych) . . . .
301
16.3. Wpływ wysiłku na u s t r ó j .......................................................................... 301
16.3.1. Układ k rąż e n ia ...............................................................................301
16.3.2. Układ oddechowy.......................................................................... 303
16.3.3. Układ wydzielania wewnętrznego
..............................................303
16.3.4. Metabolizm substratów energetycznych..................................... 307
16.3.5. Przewód pokarmowy
.................................................................. 309
16.3.6. Nerki
...........................................................................................309
SKOROWIDZ
310