Zakres materiału obowiązujący do zaliczenia zajęć z Fizjologii dla Wydziału Lekarskiego. Zakres materiału obejmuje treść wykładów i ćwiczeń Katedry i Zakładu Fizjologii. Obowiązujący podręcznik: Fizjologia człowieka. Zintegrowane podejście. D.U. Silverthorn, red. wyd. pol. B. Ponikowska, PZWL Wydawnictwo Lekarskie, 2018. Literatura uzupełniająca i inne pomoce: 1. Fizjologia. W. F. Ganong red. wyd. pol. J. Lewin-Kowalik, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, 2007. 2. Krótkie wykłady. Neurobiologia. A. Longstaff, Wydawnictwo Naukowe PWN, 2012. 3. Repetytorium z fizjologii hemostazy. B. Sokołowska, Acta Haematologica Polonica, 2010, 41, Nr 2, str 245-252. SEMESTR I Homeostaza Pojęcie homeostazy i środowiska wewnętrznego organizmu. Postulaty Cannona. Mechanizmy homeostazy lokalne i uogólnione odruchowe pętle regulacyjne, sprzężenie zwrotne dodatnie i ujemne, sprzężenie wyprzedzające. Odruchy nerwowe rodzaje (monosynaptyczne/polisynaptyczne, bezwarunkowe/warunkowe, głębokie/powierzchniowe, fizjologiczne/patologiczne), elementy łuku odruchowego. Dynamika błon - Osmoza. Równowaga osmotyczna w organizmie. Ciśnienie osmotyczne. Przestrzenie wodne organizmu. Toniczność roztworów. Zależność między osmotycznością a tonicznością implikacje kliniczne. Transport przez błony rodzaje i cechy poszczególnych rodzajów transportu. Zagadnienie kliniczne: Mukowiscydoza jako przykład zaburzonego transportu błonowego. Układ Nerwowy - Komunikacja międzykomórkowa. Pobudliwość Sposoby komunikacji międzykomórkowej lokalnej i odległej. Szlaki sygnałowe w komórkach etapy, rodzaje receptorów komórkowych, biologiczna transdukcja sygnału. Modulacja szlaków sygnałowych. Czynnościowa organizacja układu nerwowego. Neurony - klasyfikacja strukturalna i czynnościowa. Części neuronu i ich funkcje. Spoczynkowy potencjał błonowy - geneza, czynniki wpływające. Potencjał równowagi dla jonów równanie Nernsta i GHK. Sygnały elektryczne w neuronach - potencjał stopniowany i potencjał czynnościowy. Refrakcja względna i bezwzględna. Przewodzenie potencjałów czynnościowych przez włókno nerwowe czynniki wpływające. Kodowanie siły bodźca. Synapsy rodzaje, powstawanie, etapy przewodzenia w synapsie. Neurotransmitery główne klasy neurotransmiterów i ich charakterystyka: synteza, uwalnianie, receptor docelowy i jego położenie, agoniści/antagoniści, zakończenie działania. Integracja przesyłania informacji nerwowej - dywergencja i konwergencja, sumowanie czasowe i przestrzenne, plastyczność synaptyczna, szybkie i powolne odpowiedzi postsynaptyczne, pobudzające i hamujące potencjały postsynaptyczne. 1
Komórki glejowe: rodzaje i funkcje. Zagadnienie kliniczne: Wybrane choroby demielinizacyjne jako przykład zaburzeń przewodnictwa nerwowego. Układ nerwowy - Czucie i percepcja. Narządy zmysłów Ogólne właściwości układów czuciowych - elementy drogi czuciowej, kodowanie i przetwarzanie właściwości bodźca: modalności, lokalizacji, siły i czasu działania, integracja impulsów czuciowych przez OUN. Układy swoiste i nieswoiste przekazywania informacji czuciowej. Receptory czuciowe podział, mechanizmy pobudzenia. Transdukcja sygnału w receptorze. Pojęcia: bodziec adekwatny, próg pobudliwości, potencjał receptorowy, jednostka czuciowa, pole recepcyjne, hamowanie oboczne, kodowanie 1:1, kodowanie populacyjne. Czucie dotyku, temperatury, propriorecepcja, nocycepcja charakterystyka receptorów, drogi przewodzenia, metody badania. Organizacja czynnościowa kory somatosensorycznej. Zmysł węchu anatomia czynnościowa narządu węchu, transdukcja sygnału węchowego. Zmysł smaku rodzaje wrażeń smakowych, anatomia czynnościowa narządu smaku, transdukcja smaku. Zmysł słuchu anatomia czynnościowa narządu słuchu; podział na część przewodzeniową i odbiorczą. Właściwości bodźców akustycznych. Transdukcja sygnału dźwiękowego. Przewodnictwo powietrzne i kostne dźwięku metody badania. Presbyacusis przyczyny, postępowanie. Zmysł wzroku anatomia czynnościowa oka. Układ optyczny oka. Fototransdukcja w siatkówce, drodze wzrokowej i korze mózgowej. Presbyopia, miopia, hiperopia przyczyny, postępowanie. Zagadnienie kliniczne: Choroba Meniera Układ nerwowy - Kontrola ruchu ciała Somatyczny układ ruchowy - cechy somatycznych dróg ruchowych. Rdzeń kręgowy organizacja i funkcje poszczególnych struktur Odruchy z mięśni szkieletowych funkcja wrzecionek nerwowo mięśniowych i narządów ścięgnistych Golgiego. Tonus mięśniowy. Odruch na rozciąganie, odruch zginania. Kontrola ruchów ciała rodzaje ruchów, poziomy nerwowej kontroli ruchowej. Funkcja rdzenia kręgowego, pnia mózgu (odruchy posturalne), jąder podstawy mózgu. Korowe sterowanie ruchami dowolnymi: korowe pola ruchowe, układ piramidowy (droga korowo rdzeniowa). Funkcja układu siatkowatego w kontroli ruchów. Kontrola ruchu mięśni gładkich. Móżdżek podział funkcjonalny i czynność. Narząd przedsionkowy - anatomia czynnościowa narządu przedsionkowego. Równowaga statyczna i dynamiczna. Mechanizm pobudzenia receptorów przedsionka. Integracja bodźców z różnych receptorów w celu utrzymania równowagi. Zagadnienie kliniczne: Choroba Parkinsona. Tężec. Układ nerwowy - Czynność mózgu Kora mózgowa: pola czuciowe, ruchowe i kojarzeniowe. Podstawy fizjologiczne EEG. Sen. Funkcja rozproszonego układu modulacyjnego. Mowa. Układ limbiczny: emocje, pamięć, uczenie się. Rytmy okołodobowe. Funkcja szyszynki. 2
Płyn mózgowo-rdzeniowy. Bariera krew mózg. Zagadnienie kliniczne: Padaczka jako przykład choroby spowodowanej zaburzeniami czynności mózgu. Autonomiczny układ ruchowy Fizjologiczna rola układu autonomicznego, podział. Różnice w budowie synapsy w układzie autonomicznym w porównaniu z synapsą klasyczna i konsekwencje fizjologiczne. Przekaźniki chemiczne w AUN ich synteza i rozkład. Rodzaje, właściwości i występowanie receptorów AUN, substancje modyfikujące (agoniści/antagoniści). Efekty narządowe pobudzenia AUN. Rola rdzenia nadnerczy w kontroli autonomicznej. Ośrodkowa regulacja czynności AUN. Odruchy autonomiczne. Metody oceny aktywności AUN. Fizjologia mięśni Złącze nerwowo-mięśniowe: budowa i funkcja. Mięśnie szkieletowe - poziomy organizacji mięśni szkieletowych. Jednostka motoryczna. Ślizgowy model skurczu. Sprzężenie elektromechaniczne. Źródła energii w mięśniach. Zmęczenie rodzaje, przyczyny. Klasyfikacja mięśni szkieletowych cechy charakterystyczne poszczególnych rodzajów włókien mięśniowych. Czynniki warunkujące siłę skurczu: początkowa długość włókna, sumowanie skurczów, rekrutacja. Mechanika skurczu izotonicznego i izometrycznego. Zależność obciążenie-prędkość w mięśniach szkieletowych. Przyczyny dysfunkcji mięśni szkieletowych przykłady. Mięśnie gładkie klasyfikacja wg. lokalizacji, wzorca skurczu, komunikacji z sąsiednimi komórkami. Struktura mięśni gładkich. Molekularny mechanizm skurczu i rozkurczu. Mięśnie gładkie o zmiennym potencjale błonowym. Cechy charakterystyczne mięśni gładkich różniące je od mięśni szkieletowych. Czynniki chemiczne wpływające na czynność mięśni gładkich. Zagadnienie kliniczne: Porażenie okresowe Hormony Hormon definicja, komórkowy mechanizm działania. Klasyfikacja hormonów. Kontrola uwalniania hormonów: regulacja metaboliczna, nerwowa, hormonalna. Neurohormony definicja, główne grupy. Oś podwzgórze przysadka - gruczoł dokrewny. Długie i krótkie pętle sprzężeń zwrotnych w regulacji wydzielania hormonów. Interakcje hormonalne: synergizm, antagonizm, permisywność. Zaburzenia wydzielania hormonów: hipersekrecja, hiposekrecja, nieprawidłowa odpowiedź tkanek na hormony. Zaburzenia pierwotne i wtórne wydzielania hormonów. Hormony podwzgórza. Glikokortykosteroidy nadnerczowe. Hormony tarczycy. Hormon wzrostu. Fizjologia kości: anatomia czynnościowa tkanki kostnej, czynniki warunkujące wzrost kości. Równowaga wapniowo -fosforanowa: funkcje wapnia i fosforanów w organizmie, czynniki utrzymujące homeostazę wapniowo - fosforanową. Parathormon. Kalcytonina. Witamina D3: mechanizm działania, regulacja syntezy, objawy niedoboru. Zagadnienie kliniczne: Osteoporoza Rozwój i rozmnażanie Determinacja płci: dymorfizm płciowy, I i II- rzędowe cechy płciowe, chromosomy płciowe, różnicowanie płci w okresie embrionalnym. Podstawowy schemat reprodukcji: gametogeneza męska i żeńska - kontrola hormonalna. 3
Męski układ rozrodczy: anatomia czynnościowa, funkcja jąder i struktur dodatkowych. Funkcja androgenów. Żeński układ rozrodczy: anatomia czynnościowa. Cykl miesięczny: cykl jajnikowy, cykl maciczny - fazy, zmiany hormonalne. Funkcja oksytocyny i prolaktyny. Ciąża: zapłodnienie, implantacja, hormony wydzielane w czasie ciąży. Poród kontrola hormonalna Laktacja regulacja hormonalna Dojrzewanie płciowe. Menopauza. Andropauza. Metabolizm. Termoregulacja Równowaga energetyczna organizmu sposoby pobierania i wydatkowania energii. Pomiar energii pobranej i zużytej. Metabolizm: czynniki wpływające na tempo metabolizmu przemiany anaboliczne i kataboliczne, metabolizm w okresie głodu i sytości. Homeostatyczna kontrola metabolizmu: rola insuliny i glukagonu. Termoregulacja - prawidłowa temperatura ciała i jej zróżnicowanie w obrębie organizmu człowieka. Wytwarzanie i utrata ciepła przez organizm. Mechanizmy homeostatyczne regulujące temperaturę ciała. Odpowiedź organizmu na zmiany temperatury otoczenia. Zagadnienie kliniczne: Cukrzyca: rodzaje cukrzycy, kryteria diagnostyczne, zaburzenia występujące w cukrzycy. SEMESTR II Fizjologia układu krążenia - Serce Anatomia czynnościowa mięśnia sercowego. Komórki robocze i autorytmiczne m. sercowego potencjały czynnościowe. Sprzężenie elektromechaniczne. Układ bodźcoprzewodzący serca. Regulacja kurczliwości m. sercowego. Elektrokardiogram - rodzaje odprowadzeń ekg, mechanizm powstawania załamków ekg, trójkąt Einthowena, zasady opisu ekg. Cykl serca. Tony serca. Objętość wyrzutowa, końcoworozkurczowa, pojemność minutowa serca, frakcja wyrzutowa definicje, wartości prawidłowe. Obciążenie wstępne (preload) i następcze (afterload) Fizjologia układu krążenia - Układ naczyniowy Anatomia czynnościowa układu krążenia - podział, cechy charakterystyczne, funkcje poszczególnych odcinków układu krążenia. Hemodynamika krążenia. Przepływ i opor przepływu czynniki warunkujące, prawo Poiseuille a, zasada ciągłości przepływu. Przepływ laminarny i burzliwy. Ciśnienie tętnicze czynniki warunkujące. Ciśnienie skurczowe, rozkurczowe, średnie, tętna, graniczne, prawidłowe. Tętno i jego charakterystyka. Zagadnienie kliniczne: Nadciśnienie tętnicze samoistne Fizjologia układu krążenia mechanizmy regulacyjne. Krążenie żylne. Mikrokrążenie. Układ limfatyczny. Regulacja czynności układu sercowo naczyniowego: autoregulacja miogenna, metaboliczna, nerwowa: ośrodek sercowo-naczyniowy, odruchy (odruch z baroreceptorów tętniczych, z mechanoreceptorów serca i płuc, odruch z chemoreceptorów tętniczych). Rola śródbłonka w regulacji czynności układu krążenia. Peptydy natriuretyczne. 4
Krążenie żylne cechy naczyń żylnych, czynniki warunkujące powrót żylny. Mikrokrążenie czynniki warunkujące wymianę w kapilarach. Funkcja układu limfatycznego. Zagadnienie kliniczne: Obrzęk rodzaje, mechanizm powstania. Wysiłek fizyczny Rodzaje wysiłku, koszt energetyczny wysiłku; pułap tlenowy, dług tlenowy; próg beztlenowy. Odpowiedź wentylacyjna, sercowo naczyniowa, metaboliczna i termoregulacyjna na wysiłek fizyczny. Wydolność fizyczna, trening fizyczny. Próby wysiłkowe. Wpływ wysiłku fizycznego na zdrowie. Następstwa bezczynności ruchowej. Fizjologia układu krążenia: Obszary naczyniowe. Cechy i mechanizmy regulacyjne krążenia w obszarach naczyniowych: Krążenie wieńcowe, mózgowe, płucne, skórne, trzewne, nerkowe, w mięśniach szkieletowych. Układ oddechowy Anatomia czynnościowa układu oddechowego: strefy układu oddechowego (przewodzenia i wymiany) ich rola. Fizjologiczna i anatomiczna przestrzeń martwa. Unerwienie dróg oddechowych i wpływ układu autonomicznego. Budowa pęcherzyka płucnego. Surfaktant i napięcie pęcherzykowe. Wentylacja płuc: mechanika oddychania, opór dróg oddechowych, podatność i sprężystość płuc. Cykl oddechowy: zmiany ciśnienia i objętości w drogach oddechowych, pęcherzykach płucnych i jamie opłucnowej podczas wdechu i wydechu. Wentylacja minutowa, wentylacja pęcherzykowa, maksymalna wentylacja dowolna. Zmiany składu powietrza pęcherzykowego w trakcie oddychania. Zależność: wentylacja/przepływ. Spirometria statyczna objętości i pojemności płuc. Spirometria dynamiczna krzywa przepływ-objętość, pomiar FVC, FEV1, PEF, wskaźnik Tiffeneau. Wymiana gazowa w płucach: ciśnienia gazów warunkujące wymianę w pęcherzykach płucnych. Prawa gazowe a oddychanie. Powierzchnia wymiany, bariera dyfuzyjna. Regulacja wentylacji: neurony oddechowe w rdzeniu przedłużonym, moście. Chemoreceptory centralne i obwodowe. Wpływ po2, pco2 i ph na oddychanie. Odruchy z chemoreceptorów i mechanoreceptorów płuc: RAR - receptory szybko adaptujące się, SAR receptory wolno adaptujące się (odruch Heringa Breuera), receptory typu J. Wpływ wyższych ośrodków mózgowych na oddychanie. Zagadnienie kliniczne: Hipoksja wysokogórska Krew Skład i funkcje krwi. Hematopoeza. Prawidłowa morfologia krwi. Erytrocyty budowa, funkcja. Oporność hemolityczna erytrocytów czynniki hemolityczne. Hemoglobina - funkcja, rodzaje, połączenia, synteza i katabolizm. Transport O2 i CO2 przez krew. Hematokryt - znaczenie diagnostyczne. Grupy krwi układ AB0, Rh oraz inne antygeny obecne na erytrocytach. Zasady przetaczania krwi. 5
Hemostaza i krzepnięcie. Płytki krwi powstawanie, funkcja. Mechanizm krzepnięcia faza naczyniowa, płytkowa, osoczowa. Fibrynoliza. Endogenne czynniki fibrynolityczne i przeciwkrzepliwe. Koagulanty i antykoagulanty in vitro. Metody oceny układu krzepnięcia: czas krwawienia, czas krzepnięcia - czas protrombinowy (PT), wskaźnik INR, czas kaolinowo-kefalinowy (APTT). Objaw Rumpel Leede go. Zagadnienie kliniczne: Konflikt serologiczny. Układ immunologiczny Anatomia czynnościowa i funkcje układu immunologicznego. Komórki układu immunologicznego rodzaje, występowanie, funkcje. Odpowiedź immunologiczna rodzaje (swoista/nieswoista, komórkowa/humoralna), mechanizmy. Główny układ zgodności tkankowej. Szlaki odpowiedzi immunologicznej na infekcję bakteryjną i wirusową. Alergia. Zagadnienie kliniczne: Zakażenie HPV Nerki. Równowaga wodno elektrolitowa. Anatomia czynnościowa nerki. Filtracja kłębuszkowa (GFR) - czynniki wpływające na wielkość filtracji. Pomiar GFR: klirens inuliny, klirens kreatyniny, wzór Cockcrofta-Gaulta. Reabsorpcja i sekrecja kanalikowa - mechanizmy transportu kanalikowego, transport maksymalny, próg nerkowy. Udział naczyń okołokanalikowych w reabsorbcji. Mikcja. Zagadnienie kliniczne: Dna moczanowa. Równowaga wodno elektrolitowa. Rola nerek w równowadze wodnej - mechanizmy zagęszczania i rozcieńczania moczu. Funkcja wazopresyny. Zachowanie objętości i ciśnienia osmotycznego płynu zewnątrzkomórkowego - mechanizmy zintegrowanej odpowiedzi. Rola nerek w równowadze sodowej. Układ renina-angiotensyna-aldosteron. Peptydy natriuretyczne. Równowaga potasowa rola potasu w organizmie, przyczyny i konsekwencje zaburzeń równowagi potasowej. Równowaga kwasowo-zasadowa - układy buforujące w organizmie, rola nerek i układu oddechowego w utrzymaniu równowagi kwasowo zasadowej. Kwasica metaboliczna i oddechowa, zasadowica metaboliczna i oddechowa przyczyny, mechanizmy kompensacyjne. Zagadnienie kliniczne: Hiponatremia. Układ pokarmowy Regulacja przyjmowania pokarmu: ośrodki podwzgórzowe głodu/sytości, teorie ( glukostatyczna, lipostatyczna), działanie leptyny, greliny, NPY. Anatomia czynnościowa żołądka, jelit, części zewnątrzwydzielniczej trzustki i wątroby. Funkcje przewodu pokarmowego: Motoryka: cechy charakterystyczne motoryki poszczególnych części przewodu pokarmowego, odruch połykania, odruch wymiotny. Sekrecja: ślina, wydzieliny żołądka, jelit, trzustki i wątroby skład, funkcja, regulacja wydzielania. Trawienie i wchłanianie białek, węglowodanów, tłuszczów. Wchłanianie wody, jonów, witamin, minerałów, żelaza i wapnia. 6
Zintegrowane funkcje przewodu pokarmowego: faza głowowa, żołądkowa i jelitowa. Odruchy przewodu pokarmowego: odruch połykania, wymiotny, defekacji. Regulacja czynności przewodu pokarmowego: - jelitowy układ nerwowy struktura i funkcja - peptydy układu pokarmowego Funkcja odpornościowa układu pokarmowego GALT, komórki M. Zagadnienie kliniczne: Gastropareza. 7