📖 Życie = 3×S: Samozachowanie · Samoodtwarzanie · Samoregulacja
Organizm ludzki zbudowany jest hierarchicznie — każdy wyższy poziom integruje i koordynuje działanie poziomów niższych. Zaburzenie na jednym poziomie odbija się echem na wszystkich innych.
1Organizacja chemicznaProcesy na poziomie cząsteczek i jonów — podstawa wszystkiego
2Organizacja komórkowaDziałanie pojedynczych komórek tworzących tkanki
3Poziom tkankowyTkanki działają razem, tworzą zespoły o określonych funkcjach
4Poziom narządowyTkanki działające razem → narządy (np. żołądek, serce)
5Poziom układowyGrupy narządów o określonych funkcjach (np. układ krwionośny, nerwowy)
Przejawy (warunki) organizmu żywego: wysoki stopień organizacji, zdolność do pobierania energii, autoregulacja komórkowa, samoodtwarzanie oraz pobudliwość — reagowanie na bodźce środowiskowe.
🔗
Integracja strukturalna i funkcjonalna
Wykład I · 3 rodzaje łączności
Aby organizm mógł działać jako spójna całość, potrzebne są trzy rodzaje łączności, które umożliwiają komunikację między wszystkimi jego poziomami.
01
Mechaniczna
Układ mięśniowo-kostny — scala organizm fizycznie, umożliwia ruch
02
Chemiczna
Krążenie krwi w naczyniach krwionośnych — transport substancji
03
Nerwowa ⭐
Układ nerwowy integruje WSZYSTKIE szczeble organizacji — najważniejsza!
Dzięki współpracy tych trzech systemów organizm może: utrzymywać stałość środowiska wewnętrznego, zachować łączność ze środowiskiem zewnętrznym i dynamicznie adaptować się do zmieniających się warunków.
Płyny ustrojowe
Ludzkie ciało składa się w ~60% z płynów (noworodek 80%). Skład wody ciała jest podobny do wody morskiej. Najbardziej uwodnionym narządem jest mózg.
Zewnątrzkomórkowe
Transportują składniki odżywcze, znajdują się poza komórkami
Wewnątrzkomórkowe
Wypełniają wnętrze komórek
Transfuzalne
Specjalne funkcje, np. płyn ciała szklistego w oku
⚖️
Homeostaza
Wykład I · Wewnętrzna równowaga
Homeostaza (W. Cannon) — regulowanie przepływów substancji i energii w celu zapewnienia stabilności warunków wewnętrznych. Jak termostat: ciało reguluje temperaturę, poziom cukru, nawodnienie.
Organizm ludzki jest układem dynamicznym i otwartym — stale wymienia energię i substancje ze środowiskiem. Istotę organizmu stanowi jego struktura informacyjna.
3 możliwości wynikające z homeostazy
Stałość wewnętrzna
Utrzymywanie stałości środowiska wewnętrznego ustroju
Łączność zewnętrzna
Zachowanie łączności ustroju ze środowiskiem zewnętrznym
Równowaga dynamiczna
Utrzymywanie równowagi dynamicznej w środowisku zewnętrznym
Obszary homeostazy
Obszar
Opis
Konsekwencje wyjścia
H — Homeostazy
Optimum fizjologiczne — organizm działa sprawnie
—
S — Stacjonarności
Organizm zagrożony, ale może jeszcze wrócić do normy
Choroby, osłabienie
Poza S
Zmiany nieodwracalne
Śmierć / wyginięcie
⚡
Metabolizm
Wykład I · Przepływ energii
Metabolizm — przepływ substancji i energii, który odbywa się z odpowiednią szybkością dla odpowiednich stężeń substancji. Wszystkie procesy przekształcające jedzenie w energię i składniki niezbędne do życia.
Anaboliczne 🏗️
Pokarm zużywany do budowania organizmu — wzrost, rozwój, tworzenie mięśni, synteza białek. Jeśli po zjedzeniu energii, skierowana zostaje na odbudowę i budowę nowych tkanek.
Kataboliczne 🔥
Dostarczane składniki są rozkładane i stanowią energetyczny zapas dla komórek. Przekształcanie złożonych cząsteczek w prostsze z uwolnieniem energii.
Procesy wewnętrzne są cykliczne — uzależnione od wewnętrznych sprzężeń zwrotnych, ale niezależne od środowiska. Cykliczność wielu parametrów fizjologicznych świadczy o wewnętrznym układzie regulującym.
🔄
Sprzężenia zwrotne
Wykład I · Regulacja homeostazy
Sprzężenie ujemne ↩️
System cofający zmiany do normy. Przykład: gdy jest za gorąco — organizm się poci i ochładza. Glukoza–insulina: insulina obniża poziom cukru.
Zapewnia równowagę systemu — przywraca stan wyjściowy
Sprzężenie dodatnie ↗️
System wzmacniający zmiany do osiągnięcia celu. Przykład: skurcze macicy podczas porodu — narastają coraz silniej do końca.
Wzmacnia zmiany, by szybko osiągnąć cel
Homologia morfologiczno-fizjologiczna
Umożliwia analizowanie funkcji organizmu ludzkiego na podstawie badań innych zwierząt. Jesteśmy do nich podobni pod kątem morfologii i fizjologii — dlatego badania na zwierzętach mają przełożenie na ludzi.
Homologia — dwa narządy wyewoluowały z tego samego pnia. Analogia — podobieństwo, ale narządy wyewoluowały niezależnie.
🧠
Układ nerwowy
Wykład II · Struktura i funkcja
Podział anatomiczny
Ośrodkowy (OUN) — mózg + rdzeń kręgowy
Obwodowy (OBN) — nerwy, zwoje poza OUN
Podział funkcjonalny
Somatyczny — kontrola świadoma, mięśnie szkieletowe
Autonomiczny — kontrola nieświadoma (serce, jelita)
Funkcje układu nerwowego
Regulacyjna
Koordynuje działanie narządów i układów
Informacyjna
Przetwarza informacje ze środowiska zewnętrznego i wewnętrznego
Asocjacyjna
Kojarzenie, uczenie się, pamięć
⚡
Budowa neuronu
Wykład II · Podstawowa jednostka
Neuron to podstawowa komórka układu nerwowego. Jego funkcją jest wytwarzanie i przewodzenie zakodowanych informacji w postaci impulsów nerwowych — poprzez procesy elektrochemiczne w błonie komórkowej.
Element
Funkcja
Dendryty
Odbierają sygnały wejściowe (aferentne)
Ciało komórki
Centrum metaboliczne, ciałka Nissla
Wzgórek aksonalny
Tu decyduje się: impulsu albo nie
Akson
Przewodzi impuls do zakończeń
Otoczka mielinowa
Izolacja, przyspiesza przewodzenie
Przewężenia Ranviera
Umożliwiają przewodzenie skokowe
Typy neuronów
Rdzenne (mielinowe)
Posiadają otoczkę mielinową. W OUN tworzą ją oligodendrocyty, w obwodowym — komórki Schwanna. Przewodzenie skokowe (szybkie).
Bezrdzenne (bez mieliny)
Brak otoczki mielinowej. Przewodzenie ciągłe — wolniejsze. Informacja płynie równomiernie przez całą długość.
Choroby demielinizacyjne — uszkodzenie osłonek mielinowych. Przykład: stwardnienie rozsiane (SM) — pojawia się między 20–40 r. życia. Objawy: drżenie, niedowłady kończyn, skandowana mowa, porażenie nerwów okoruchowych.
📈
Potencjał czynnościowy
Wykład II · Elektrofizjologia
Potencjał spoczynkowy: od –60 mV do –90 mV. Wnętrze komórki jest bardziej ujemne niż zewnętrze — stała różnica potencjałów warunkowana gradientem jonów K⁺ przez błonę komórkową.
Schemat potencjału czynnościowego
Fazy potencjału czynnościowego
1
Depolaryzacja
Jony Na⁺ wpadają do środka. Ładunek wewnętrzny staje się dodatni. Bodziec musi przekroczyć próg: –55 mV
2
Repolaryzacja
Jony K⁺ wypływają na zewnątrz. Napięcie wraca w kierunku wartości spoczynkowej
3
Hiperpolaryzacja
Krótkie przekroczenie potencjału spoczynkowego poniżej –70 mV. Neuron chwilowo mniej pobudliwy
Zasada "Wszystko albo nic"
Potencjał czynnościowy albo powstaje w pełnej sile, albo nie powstaje wcale. Nie ma potencjałów "połowicznych". Siłę bodźca kodujemy częstotliwością impulsów (Kod Częstotliwości), nie ich amplitudą.
Pompa sodowo-potasowa
3 Na⁺ na zewnątrz · 2 K⁺ do środka
Białko błonowe działające jak pompa — zużywa ATP. 1 neuron ma ~1 milion pomp, które łącznie zużywają 30% całego metabolizmu tkanek pobudliwych. Niezbędna do utrzymania równowagi jonowej i potencjału spoczynkowego.
Refrakcja
Bezwzględna
Okres całkowitej niepobudliwości (~1 ms). Błona nie reaguje na żadny bodziec. Gwarantuje jednokierunkowość impulsu.
Względna
Komórkę można pobudzić, ale bodziec musi być silniejszy niż zwykle
🔌
Synapsy
Wykład II · Przekazywanie informacji
Synapsa — miejsce stykania się (przez szczelinę synaptyczną ~20–40 nm) błony komórkowej zakończenia aksonu (presynaptyczna) z błoną komórkową drugiej komórki (postsynaptyczna). Jak impreza: PRE organizuje, POST przychodzi.
Błona
Presynaptyczna
Kolbka synaptyczna Pęcherzyki z NT Mitochondria
Szczelina
20–40 nm
Błona
Postsynaptyczna
Receptory Kanały jonowe Białka G
Typy synaps — według połączeń
Aksono-dendrytyczna
Akson łączy się z dendrytem — najczęstszy typ
Aksono-somatyczna
Akson łączy się z ciałem komórki nerwowej
Aksono-aksonalna
Akson łączy się z innym aksonem
Typy synaps — według rodzaju impulsu
Elektryczne ⚡
Ścisły kontakt przez koneksyny (białka porowe). Przepływ prądu dwukierunkowy, bez opóźnień. Szybka synchronizacja sieci neuronowych.
Chemiczne 💊
Przez neuroprzekaźniki (NT). Szczelina 20–40 nm, przepływ jednokierunkowy. Odkryte przez Otto Loewi w 1921 r.
Konwergencja vs Dywergencja
Synapsy aferentne → Konwergencja
Wiele sygnałów z różnych neuronów zbiegają się na jeden neuron. Integracja informacji.
Synapsy eferentne → Dywergencja
Jeden sygnał rozchodzi się do wielu neuronów. Dystrybucja informacji.
Waga synaptyczna i uczenie się
Waga synaptyczna (PSP) — każda synapsa ma swoją wagę. Im wyższa waga, tym większy wpływ na generowanie potencjału czynnościowego. Uczenie się zmienia wagi synaptyczne — reorganizuje sieci neuronalne, tworząc trwałe zmiany strukturalne.
Habituacja — przyzwyczajanie do bodźca (ignorujemy głośny hałas po jakimś czasie).
Sensytyzacja — wyczulenie na bodziec po nieprzyjemnym doświadczeniu.
💬
Neuroprzekaźniki
Wykład II · Chemia mózgu
Neuroprzekaźnik = SMS między neuronami. Neuron wysyłający to nadawca, drugi to odbiorca, a synapsa to sieć komórkowa. Substancje chemiczne wiążą się z receptorami i wywołują reakcję (pobudzenie lub hamowanie).
Acetylocholina (ACh)
Acetylocholina — układ cholinergiczny
Syntezowana w zakończeniach nerwowych. Występuje w synapsach nerwowo-mięśniowych i OUN. Przy chorobie Alzheimera — układ cholinergiczny jest zaburzony.
Reguluje funkcje wegetatywne, pobieranie pokarmu, kontrolę apetytu, uwalnianie hormonów (np. podczas reakcji alergicznych).
GABA
Aminokwas · Hamujący
Główny NT hamujący w mózgu. 200–1000× więcej niż ACh. 20% synaps jest GABA-ergicznych. Receptory GABA wiążą benzodiazepiny (Valium) i barbiturany (Weronal).
Kwas glutaminowy
Główny NT pobudzający w mózgu. Odpowiada za wzbudzanie sygnałów między neuronami.
Glicyna
Działa hamująco, głównie w rdzeniu kręgowym i pniu mózgu.
Enzymy rozkładające NT
MAO (Monoaminooksydaza)
Rozkłada aminy biogenne: dopaminę, serotoninę, noradrenalinę. Kluczowa dla równowagi NT.
Inhibitory MAO (np. Imipramina) → leczenie depresji
COMT (Matylotransferaza katecholaminowa)
Rozkłada katecholaminy (adrenalinę). Działa głównie poza synapsami.
Leki wpływające na NT
Lek
Mechanizm
Zastosowanie
Prozac (fluoksetyna)
Inhibitor wychwytu zwrotnego serotoniny (SSRI)
Depresja
Imipramina
Inhibitor MAO, blokuje wychwyt zwrotny
Depresja
Neuroleptyki
Blokują receptory dopaminowe
Schizofrenia
Rezerpina
Przyspiesza rozkład amin katecholowych
Nadciśnienie
Amfetamina
Pobudza receptory dopaminowe
Lek / narkotyk
Benzodiazepiny
Wiążą receptory GABA
Lęki, bezsenność
Neuropeptydy
Działają dłużej niż klasyczne NT, nie ma mechanizmu wychwytu zwrotnego — rozkładane przez enzymy.
Komórki glejowe (glej/neuroglej) — kilkakrotnie liczniejsze niż neurony. 80% kory mózgowej to komórki glejowe. Nie przewodzą impulsów, ale są niezbędne dla prawidłowego działania neuronów.
Astrocyty ⭐
Kształtem przypominają gwiazdę. Owijają się wokół synaps, synchronizują neurony, biorą udział w oczyszczaniu, tworzą barierę krew-mózg.
Oligodendrocyty
Tworzą otoczkę mielinową w OUN. Owijają aksony, izolują je i zapewniają składniki odżywcze.
Mikroglej 🦠
Małe komórki żerne — usuwają materiał odpadowy, wirusy, grzyby. Funkcja immunologiczna OUN.
W chorobach takich jak depresja, schizofrenia, choroba afektywna dwubiegunowa stwierdzono zmniejszoną ilość komórek glejowych. Wpływają one na plastyczność mózgowia i reparację procesów neurodegeneracyjnych.
💪
Układ mięśniowy
Wykłady III–V · Budowa i funkcje
Funkcje układu mięśniowego
1
Silnik mechaniczny
Umożliwia ruch całego ciała
2
Termogeneza
Poprzez drgania (dreszcze) wytwarzane jest ciepło
3
Funkcja zapasowa
Gdy brakuje tłuszczu, z mięśni pobierane jest białko (kosztem masy)
Typy mięśni
〰️
Mięśnie gładkie
Ściany naczyń i narządów wewnętrznych. Niezależne od woli, działają powoli ale długotrwale. Jedno jądro, włókna nierównomiernie ułożone.
💪
Mięśnie poprzecznie prążkowane (szkieletowe)
Podstawowy silnik ruchu — kontrola świadoma. Szybkie (7–40 ms) i wolne (94–120 ms). Szybko się męczą. Włókna równolegle ułożone, wiele jąder.
❤️
Mięsień sercowy
Poprzecznie prążkowany ale niezależny od woli. Komórki schodzą się pod odpowiednimi kątami tworząc syncycjum. Działa całe życie bez przerwy.
Budowa włókna mięśniowego
Włókno mięśniowe składa się z sarkomerów — najmniejszych jednostek kurczliwych. Sarkomery zawierają:
Pompa wapniowa — w czasie skurczu Ca²⁺ wiąże się z troponiną, umożliwiając skurcz
Mechanizm ślizgowy — aktyna i miozyna przesuwają się względem siebie. Nitki aktyny zbliżają się, gdy Ca²⁺ uwalnia się ze zbiornika końcowego siateczki sarkoplazmatycznej.
Jednostka motoryczna
Jednostka motoryczna = jedna komórka nerwowa + wszystkie mięśnie, które unerwia (ok. 150 komórek mięśniowych). Siła skurczu zależy od: liczby aktywnych jednostek motorycznych, częstotliwości ich pobudzania oraz stopnia rozciągnięcia mięśnia przed skurczem.
Mięsień skraca się, napięcie stałe. Np. zgięcie ręki w łokciu.
Izometryczny
Napięcie rośnie, długość stała. Np. podnoszenie sztangi bez ruchu.
Auksotoniczny
Zmienia się i napięcie, i długość. Np. bieganie — typowy skurcz w życiu codziennym.
Samoregulacja napięcia mięśniowego
Wrzecionka nerwowo-mięśniowe
Receptory wrażliwe na rozciąganie. Gdy mięsień za bardzo się rozciąga → wysyłają sygnał → skurcz ochronny. Komórki intrafuzalne.
Ciałka buławkowate (Golgiego)
Receptory w ścięgnach reagujące na napięcie. Gdy zbyt duże → sygnał hamujący → rozluźnienie mięśnia.
⚡
Odruchy i łuk odruchowy
Wykłady III–V
Odruch — odpowiedź efektora wywołana przez bodziec działający na receptor, wyzwolona za pośrednictwem układu nerwowego. Droga impulsu od receptora do efektora to łuk odruchowy.
Łuk odruchowy — 5 elementów
1. Receptor
→
2. Włókno aferentne (dośrodkowe)
→
3. Ośrodek nerwowy
→
4. Włókno eferentne (odśrodkowe)
→
5. Efektor
Odruchy bezwarunkowe
Wrodzone — nie wymagają uczenia się. Np. odruch kolanowy.
Odruchy warunkowe
Nabyte przez doświadczenie i uczenie się. Plastyczne.
Włókna aferentne wchodzą do rdzenia kręgowego przez korzenie grzbietowe. Włókna eferentne opuszczają rdzeń przez korzenie brzuszne.
🃏
Fiszki
Kliknij, żeby odkryć odpowiedź
Co to jest homeostaza?
Regulowanie przepływów substancji i energii w celu zapewnienia stabilności warunków wewnętrznych. Jak termostat — organizm utrzymuje stałą temperaturę, poziom cukru, nawodnienie.
Jaka jest wartość potencjału spoczynkowego?
Od –60 mV do –90 mV. Wnętrze komórki jest bardziej ujemne niż zewnętrze. Utrzymywane przez pompę sodowo-potasową (3 Na⁺ na zewnątrz, 2 K⁺ do środka).
Jaki jest próg potencjału czynnościowego?
–55 mV (potencjał progowy = spadek potencjału spoczynkowego o 1/3, czyli do –55 mV). Powyżej tego progu powstaje potencjał iglicowy według zasady "wszystko albo nic" trwający 0,5–2 ms.
Co to jest pompa sodowo-potasowa?
Białko błonowe pompujące 3 Na⁺ na zewnątrz i 2 K⁺ do środka, zużywając ATP. 1 neuron ma ~1 milion pomp. Zużywa 30% całego metabolizmu tkanek pobudliwych.
Czym różni się synapsa elektryczna od chemicznej?
Elektryczna: przez koneksyny, bez opóźnienia, przepływ dwukierunkowy, szybka synchronizacja. Chemiczna: przez neuroprzekaźniki, szczelina 20–40 nm, jednokierunkowa — bardziej regulowana.
Jakie choroby wywołuje niedobór serotoniny?
Depresja (niedobór serotoniny obniża nastrój), choroba afektywna dwubiegunowa (okresy depresji i manii), schizofrenia. Prozac (fluoksetyna) zwiększa poziom serotoniny hamując jej wychwyt zwrotny.
Co to jest GABA i jaką pełni rolę?
Kwas gamma-aminomasłowy — główny neuroprzekaźnik HAMUJĄCY w mózgu. Jest go 200–1000× więcej niż acetylocholiny. 20% synaps w mózgu jest GABA-ergicznych. Receptory GABA to miejsca wiązania benzodiazepin (Valium) i barbituranów.
Co to jest refrakcja bezwzględna?
Okres całkowitej niepobudliwości błony na bodźce (~1 ms) — ma miejsce w trakcie trwania potencjału iglicowego. Błona nie reaguje na żaden bodziec, co gwarantuje jednokierunkowość impulsu nerwowego.
Czym różni się skurcz izotoniczny od izometrycznego?
Izotoniczny: mięsień skraca się, napięcie stałe (np. zgięcie ręki). Izometryczny: długość stała, napięcie rośnie (np. podnoszenie sztangi bez ruchu). Auksotoniczny: zmiana i napięcia, i długości — typowy w codziennym ruchu.
Jakie są 3 typy komórek glejowych i ich funkcje?
Astrocyty — synchronizacja neuronów, bariera krew-mózg, oczyszczanie. Oligodendrocyty — tworzą otoczkę mielinową w OUN (komórki Schwanna w obwodowym). Mikroglej — funkcja immunologiczna, usuwają patogeny i odpady.
Co to jest stwardnienie rozsiane (SM)?
Choroba demielinizacyjna — uszkodzenie osłonek mielinowych nerwów. Pojawia się między 20–40 rokiem życia. Objawy: drżenie, niedowłady kończyn, skandowana mowa, porażenie nerwów okoruchowych.
Na czym polega mechanizm ślizgowy skurczu mięśnia?
Aktyna i miozyna przesuwają się względem siebie (nitki aktyny zbliżają się). Skurcz wymaga Ca²⁺ — przy skurczu jon wapnia wiąże się z troponiną, zmieniając jej kształt i umożliwiając interakcję aktyny z miozyną.
🎯
Quiz
Sprawdź swoją wiedzę
0/10
Twój wynik
Pytanie 1 / 10
Ile poziomów ma hierarchiczna organizacja ludzkiego ciała?
1 / 10
Pytanie 2 / 10
Jaka jest wartość potencjału progowego (próg depolaryzacji)?
2 / 10
Pytanie 3 / 10
Jaka jest zasada działania potencjału czynnościowego?
3 / 10
Pytanie 4 / 10
Który neuroprzekaźnik jest głównym NT HAMUJĄCYM w mózgu?
4 / 10
Pytanie 5 / 10
Co robi pompa sodowo-potasowa?
5 / 10
Pytanie 6 / 10
Jakie komórki tworzą otoczkę mielinową w ośrodkowym układzie nerwowym?
6 / 10
Pytanie 7 / 10
Czym jest homeostaza?
7 / 10
Pytanie 8 / 10
Choroba Parkinsona jest związana z upośledzeniem neurotransmisji którego neuroprzekaźnika?
8 / 10
Pytanie 9 / 10
Ile elementów składa się na łuk odruchowy?
9 / 10
Pytanie 10 / 10
Jaki typ skurczu mięśnia zmienia zarówno napięcie, jak i długość mięśnia?