FIZJOLOGIA – ĆWICZENIA
I. BŁONY PLAZMATYCZNE I TRANSPORT
Fizjologia – nauka o czynnościach żywego organizmu. Cała istota procesów fizjologicznych sprowadza się do procesów metabolicznych:
- katabolicznych – rozkład
- anabolicznych – synteza
Cytofizjologia – zajmuje się procesami zachodzącymi w obrębie komórki.
Błona komórkowa (plazmatyczna) – nadaje kształt komórce; jest selektywna (półprzepuszczalna); zbudowana jest z białek, lipidów(głównie fosfolipidy) i cukrów; jest strukturą płynnej mozaiki; nie jest strukturą jednolitą, aktywnie się zmienia. Białka, które wchodzą w skład błony to:
- integralne
- powierzchniowe
Podział białek ze względu na funkcje:
- strukturalne – wchodzą w skład struktury
- nośnikowe – transportujące:
*transport aktywny
*dyfuzja ułatwiona
*kanały jonowe
- enzymatyczne
- o charakterze receptorowym
- glikoproteiny
Transport przez błony:
- bierny i czynny transport jonów i substancji niejonowych
- pobieranie przez komórkę substancji odżywczych
- wydzielanie szkodliwych lub zbędnych substancji, ale też substancji aktywnych (enzymy)
- utrzymanie optymalnego stężenia ważnych dla życia jonów
- reakcje komórki na różne bodźce pochodzące z otoczenia
- małe cząsteczki:
*transport bierny:
~dyfuzja prosta
~dyfuzja ułatwiona
~osmoza
-duże cząsteczki:
*egzocytoza
*endocytoza:
~pinocytoza
~fagocytoza
Dyfuzja prosta – przebieg zgodnie z zasadą dążności do wyrównania różnic stężeń. Cząstki przechodzą przez błonę z obszaru o większym stężeniu do miejsca o mniejszym stężeniu, tym szybciej im większa różnica stężeń (np. transport etanolu, tlenu, CO2). Ilość substancji transportowanej z udziałem nośników zależy od:
- szybkości wiązania substancji z nośnikiem
- liczby białek nośnikowych w błonie
- tempa, w jakim zachodzą zmiany konformacyjne nośników białkowych
Cechy układów transportowych z udziałem nośników:
- stereospecyficzność – swoistość
- nasycenie
- współzawodnictwo
Dyfuzja ułatwiona – cząsteczki (np. glukozy) są przenoszone przez błonę przy udziale białka nośnikowego. Cząsteczka łączy się z odpowiednim nośnikiem, po przeniesieniu na druga stronę błony nośnik zostaje uwolniony i może przenieść kolejną cząsteczkę. Taki transport nie wymaga nakładu energii.
Osmoza – proces, w którym cząsteczki rozpuszczalnika dyfundują do obszaru o wyższym stężeniu substancji rozpuszczonej, dla której błona jest nieprzepuszczalna. Ciśnienie niezbędne do zatrzymania przepływu rozpuszczalnika to ciśnienie osmotyczne roztworu.
Transport aktywny – wymaga nakładu energii, zachodzi wbrew gradientowi stężeń (transport aminokwasów, cukrów):
- transport pierwotny – dotyczy jednego typu substancji
- transport wtórny – występuje, gdy transport aktywny jednej substancji stwarza niezbędny gradient chemiczny lub elektryczny do transportu drugiej substancji (glukoza, aminokwasy w jelitach)
Rodzaje transportu:
- uniport – transport jednej cząsteczki
- symport – transport jednej cząsteczki jednocześnie z drugą w jednym kierunku
- antiport – transport jednej cząsteczki równocześnie z drugą w przeciwnym kierunku
Transport pęcherzykowy – duże cząsteczki (np. białka, wielocukry, bakterie) transportowane są drogą:
- egzocytozy – usuwane są komórki zbędne lub szkodliwe
- endocytozy:
*pinocytoza („picie komórkowe”) polega na pobieraniu przez komórkę pojedynczych cząstek w roztworze wodnym i substancji płynnych
*fagocytoza („pożeranie komórkowe”) – komórka pobiera większe cząstki
Potencjał błonowy – w jego utrzymaniu największą rolę odgrywają jony potasowe, sodowe, chlorowe. Bierze tu udział pompa sodowo-potasowa.
Potencjał spoczynkowy – różnica miedzy potencjałem wewnątrzkomórkowym i zewnątrzkomórkowym.
Funkcje pompy sodowo-potasowe:
- transport Na+ i K+ wbrew gradientowi stężeń
- utrzymanie różnicy stężeń jonów Na+ i K+
- podtrzymywanie potencjału spoczynkowego
- utrzymanie stałej objętości komórki
- napęd dla transportu czynnego
Optymalna praca pompy zależy od:
- stałego dopływu O2 i substancji energetycznych do komórki i odpływu CO2
- stałej resyntezy ATP (oddychanie komórkowe)
- odpowiedniego stężenia jonów Na+ i K+ na zewnątrz i wewnątrz komórki
- stałej i optymalnej do procesów enzymatycznych temperatury 37 st. Celsjusza
Homeostaza – zdolność do utrzymania równowagi w organizmie (między płynem wewnątrz- i zewnątrzkomórkowym). Mechanizmy, które biorą udział w homeostazie dzielimy na fizjologiczne i behawioralne.
II. UKŁAD NERWOWY
Układ nerwowy:
- układ somatyczny:
*centralny ( ośrodkowy)
*obwodowy
- układ autonomiczny (wegetatywny):
*współczulny
*przywspółczulny
Ośrodkowy układ nerwowy (centralny) – jest odpowiedzialny za analizę odebranych bodźców oraz podejmowanie decyzji o reakcji; składniki: mózg i rdzeń kręgowy. Zasadnicze elementy budowy:
- istota biała – wypustki neuronów (leży obwodowo)
- istota szara – zgrupowane perikariony komórek nerwowych (leży centralnie)
Mózgowie obejmuje mózg, móżdżek i pień mózgu. Położone jest w jamach czaszki o otoczone oponami mózgowo-rdzeniowymi (twarda, pajęczynowata, naczyniowa). W jamie podpajęczynówkowej znajduje się płyn mózgowo-rdzeniowy.
Mózg:
- kresomózgowie
- międzymózgowie
- śródmózgowie
- móżdżek
- rdzeń przedłużony – ośrodek oddechowy, naczynioworuchowy, przemiany materii
Obwodowy układ nerwowy składa się z:
- 12 par nerwów odchodzących od mózgu, tzw. nerwów mózgowych (błędny – jedyny wychodzący poza czaszkę)
- 31 par nerwów odchodzących od rdzenia kręgowego
Autonomiczny układ nerwowy: nerw autonomiczny składa się z włókna przedzwojowego i zazwojowego.
Układ przywspółczulny, parasympatyczny – odpowiada za odpoczynek organizmu i poprawę trawienia. Neurotransmiterem jest acetyloholina.
Układ współczulny – neuroprzewodnikiem włókien przedzwojowych jest acetyloholina, zazwojowych – noradrenalina. Zwalnia, zatrzymuje akcję serca, zwęża mięśnie oskrzeli. Odpowiada za przygotowanie organizmu do walki bądź ucieczki, jest aktywny w czasie stresu: szybsza praca serca, wzmożone wydzielanie gęstej śliny, rozszerzenie źrenic, stroszenie włosów, wydzielanie potu na dłoniach, podwyższenie ciśnienia tętniczego.
Neuron = komórka nerwowa; ze względu na kształt wyróżniamy:
-wielobiegunowe
-dwubiegunowe
- pozornie jednobiegunowe
Ze względu na funkcje neurony dzieli się na:
- motoryczne (ruchowe)
- czuciowe
- wstawkowe (pośredniczące)
Potencjał czynnościowy – przejściowa zmiana potencjału błonowego komórki, związana z przekazywaniem informacji.
Bodziec podprogowy – nie ma wystarczającej siły, aby doprowadzić do depolaryzacji błony.
Bodziec nadprogowy – o sile, która zawsze wywołuje depolaryzację.
Bodziec progowy – ma siłę minimalną potrzebną do depolaryzacji.
Zasada „wszystko albo nic”: do zapoczątkowania potencjału czynnościowego niezbędny jest bodziec o intensywności wystarczającej do zdepolaryzowania neuronu powyżej określonej wartości progowej; wszystkie potencjały czynnościowe w danej komórce mają tą samą wielkość.
Okres refrakcji bezwzględnej – komórka jest w stanie braku możliwości reagowania na bodźce.
Okres refrakcji względnej – tylko bodźce nadprogowe są w stanie wzbudzić potencjał progowy.
Przewodzenie impulsów we włóknach:
- w sposób ciągły – we włóknach bezmielinowych
- w sposób skokowy (szybszy) – we włóknach mających osłonkę mielinową
Szybkość przenoszenia potencjału czynnościowego zależy od grubości włókna nerwowego, a nie od siły bodźca (najszybciej przewodzą grube włókna mające osłonkę mielinową).
Odruch – odpowiedź efektora wywołana przez bodziec działający na receptor i wyzwolona za pośrednictwem układu nerwowego.
Łuk odruchowy – droga jaką przebywa impuls nerwowy od receptora do efektora.
Podział odruchów:
- bezwarunkowe (wrodzone) – zachodzą automatycznie
- warunkowe (nabyte) – nabyte podczas życia, wyuczone, nawyk, charakteryzują się zmiennością.
Elementy łuku odruchowego:
- receptor
- włókno aferentne (dośrodkowe, czuciowe)
- ośrodek nerwowy
- włókno eferentne (odśrodkowe, ruchowe)
- efektor
III. UKŁAD MIĘŚNIOWY
Mięśnie szkieletowe
Poprzecznie prążkowany (szkieletowy) zbudowany z tysiąca wielojądrzastych komórek mięśniowych – związki włókien mięśniowych – tworzą pęczki
- pracują zależnie od woli
- szybko ulegają zmęczeniu
- skurcze krótkotrwałe i szybkie
Budowa:
- włókno mięśniowe
- włókienka mięśniowe (miofibryle)
- filamenty grube (miozyna)
- filamenty cienkie (aktyna, tropomiozyna, troponina)
Sarkomer – podstawowa jednostka czynnościowa mięśnia szkieletowego. Tworzą szeregowo ułożone segmenty włókienek mięśniowych. W obrębie sarkomeru można wyróżnić odcinki anizotropowe (prążek A ciemniejszy) i izotropowe (prążek I jaśniejszy) zależne od zdolności załamywania światła.
Rodzaje skurczów mięśni:
- izotoniczny ( zmienia się długość mięśni aprzy stałym poziomie napięcia mięśniowego – wynikiem skurczu jest ruch)
- izometryczny (wzrasta napięcie mięśnia przy zachowaniu jego stałej długości – wynikiem nie jest ruch ale utrzymywanie części ciała w stałym położeniu np. trzymanie ciężarów, skurcz ten nazywany jest ze względu na utrzymanie ciepłoty ciała – dreszcze)
- auksotoniczny (zmiana długości i napięcia mięśni np. przy chodzeniu i bieganiu)
Synapsa nerwowo – mięśniowa
Synapsa – miejsce komunikacji błony kończącej akson z błoną komórkową drugiej komórki. Impuls nerwowy jest przeniesiony z jednej komórki na drugą przy udziale substancji o charakterze neuromediatora – mediatora synaptycznego (synapsy chemiczne) lub na drodze impulsu elektrycznego (synapsy elektryczne)
Rodzaje synaps:
- nerwowo-nerwowe
- nerwowo-mięśniowe
- nerwowo-gruczołowe
...
sonya_mal