Fizjologia - nauka o czynnościach życiowych organizmów. Bada prawa rządzące pracą narządów, komórek i tkanek tych organizmów. Zwykle dzieli się na fizjologię zwierząt i roślin.
Podstawowym pojęciem fizjologii jest homeostaza - równowaga fizykochemiczna w organizmie umożliwiająca jego funkcjonowanie. Wszystkie komórki i narządy współdziałają w celu jej utrzymania.
W zakres fizjologii wchodzi nie tylko wiedza o prawidłowym funkcjonowaniu organizmu, ale też o sposobach przywracania właściwego działania gdy zostanie ono zaburzone. Stan zakłócenia tego prawidłowego działania nazywa się patologią.
Homeostaza - równowaga fizykochemiczna w organizmie umożliwiająca jego funkcjonowanie. Wszystkie narządy i komórki współdziałają celem utrzymania tej równowagi.
Hemostaza - całokształt mechanizmów zapobiegających wypływowi krwi z naczyń krwionośnych, zarówno w warunkach prawidłowych, jak i w przypadkach ich uszkodzeń, jednocześnie zapewniając jej prawidłowy przepływ w układzie krwionośnym. Pojęcie hemostazy obejmuje zarówno krzepnięcie krwi jak i fibrynoliza. Oba procesy zachodzą jednocześnie, również w momencie tworzenia skrzepu.
Mechanizmy wytwarzania odpowiedzi:
fizjologiczne
behawioralne
Sprzężenie zwrotne - oddziaływanie sygnałów stanu końcowego procesu, na jego sygnały referencyjne. Polega na otrzymywaniu przez układ informacji o własnym działaniu. Matematycznym, jednoznacznym opisem bloku gałęzi zwrotnej jest transmitancja. Wyróżnia się sprzężenie zwrotne dodatnie, DSZ - gdy sygnał z gałęzi zwrotnej dodaje się do wartości referencyjnej w węźle sumacyjnym oraz sprzężenie zwrotne ujemne, USZ - gdy sygnał z gałęzi zwrotnej odejmuje się w węźle sumacyjnym od wartości referencyjnej.
Receptory jądrowe - to rodzaj czynników transkrypcyjnych, które przez przyłączanie specyficznych ligandów, regulują ekspresję licznych genów.
Receptory błonowe - białka łączące się z określoną inną substancją (ligandem), taką jak np. neuroprzekaźnik albo hormon, i inicjujące kaskadę przewodzenia sygnału i reakcji komórki w odpowiedzi na ligand. Receptory mają ogromne znaczenie w biotechnologii i medycynie. Odpowiedź zarówno w przypadku receptorów jądrowych jak i receptorów błonowych zależy od liczby receptorów oraz stopnia stężenia ligandów.
Błona komórkowa a ICF.
- Zapewnia stałości składu wewnątrzkomórkowego (IFC)
- Przez nią odbywa się wymiana między ICF a ECF (płyn zewnątrzkomórkowy) za pośrednictwem:
- dyfuzji
- osmozy
- transportu aktywnego
- transportu pęcherzykowego
Błona komórkowa
- Komórkę otacza błona komórkowa
- Lipidy tworzą podstawowe rusztowania błony
- Lipidy są związkami amfipatycznymi, tj. cząsteczkami asymetrycznymi
Funkcje pełnione przez białka błony komórkowej:
- receptory - spełniają rolę w kontaktowaniu się komórki ze światem zewnętrznym, endocytozach i wielu innych;
Białka
- Białka integralne
Białek tych nie można łatwo oddzielić od błony (na przykład za pomocą roztworów soli) ze względu na wiązania hydrofobowe z elementami dwuwarstwy lipidowej. Ta klasa białek jest zakotwiczona w błonie motywem białkowym. Do ekstrahowania ich należy używać detergentów. Integralne białka błonowe dzieli się na: białka transbłonowe i białka nie przebijające błony.
Białka te łatwo można oddzielić od błony za pomocą roztworów soli. Nie perforują one żadnej z monowarstw błony, a z błoną związane są za pomocą słabych oddziaływań molekularnych, głównie wiązań jonowych, wodorowych i Van der Waalsa.
- Białka zakotwiczone
Utrzymywane w pobliżu błony za pomocą niebiałkowego (lipidowego) elementu strukturalnego zakotwiczonego w błonie. Zależnie od białka można je izolować z błony tylko za pomocą detergentów lub za pomocą roztworów soli.
Dyfuzja - proces samorzutnego rozprzestrzeniania się cząsteczek lub energii w danym, będący konsekwencją chaotycznych zderzeń cząsteczek dyfundującej substancji między sobą lub z cząsteczkami otaczającego ją ośrodka. Rodzaje dyfuzji: Dyfuzja prosta, dyfuzja ułatwiona.
Osmoza - dyfuzja rozpuszczalnika przez błonę półprzepuszczalną rozdzielającą dwa roztwory o różnym stężeniu. Osmoza spontanicznie zachodzi od roztworu o niższym stężeniu substancji rozpuszczonej do roztworu o wyższym, czyli prowadzi do wyrównania stężeń obu roztworów. W kontekście osmozy roztwór z którego ubywa rozpuszczalnika nazywa się hipotonicznym, tego w którym przybywa nazywa się hipertonicznym. Gdy roztwory pozostają w równowadze osmotycznej, mówi się że są wzajemnie izotoniczne względem siebie.
Nerki - pełnią ważną rolę w regulacji równowagi wodnej i elektrolitowej oraz w wydalaniu zbędnych substancji z organizmu. Dociera do nich około ¼ krwi przepompowywanej przez serce w ciągu minuty, a w warunkach prawidłowych do 20% osocza przepływającego przez nerki podlega filtracji. W ciągu doby filtrowane jest 1701 płynu, a tylko około 1% tej objętości jest wydalany w postaci moczu. Znaczna cześć płynu i elektrolitów jest przez nerki odzyskiwana z przesączu. Poza tym nerki wydzielają wiele hormonów, np. aktywną formę witaminy D, erytropoetynę i trombopoetynę.
Moczowody i pęcherz moczowy - Z nerek mocz spływa moczowodami do pęcherza moczowego. Pęcherz działa jak zbiornik, w którym mocz jest gromadzony, zanim możliwe będzie jego opróżnienie (mikcja) w momencie odpowiednim ze względów społecznych. Rozciąganie aktywuje mięśnie gładkie
pęcherza, ale znaczny wpływ na stopień kurczliwości mięśni pęcherza i mięśnia zwieracza wewnętrznego cewki moczowej mają obie części autonomicznego układu nerwowego. Zwieracz zewnętrzny cewki moczowej kontrolują wyższe ośrodki mózgowe zależne od naszej woli.
Cewka moczowa - Z pęcherza moczowego mocz jest odprowadzany cewką moczową do środowiska zewnętrznego. Cewka moczowa jest znacznie dłuższa u mężczyzn niż u kobiet. Męska cewka moczowa przebiega przez gruczoł krokowy, więc jego choroby mogą oddziaływać na odpływ moczu.
Prawidłowa ilość wydalanego moczu w przybliżeniu 1,5 I na dobę.
Budowa nefronu - Każda nerka zawiera około miliona krętych kanalików zbudowanych z tkanki nabłonkowej, zwanych nefronami. Każdy nefron składa się z ciałka nerkowego, w którym odbywa się filtracja osocza, oraz z kanalika nerkowego, w którym substancje są zwrotnie wchłaniane z lub wydzielane do przesączu. Różne odcinki nefronu noszą specyficzne nazwy. Ciałko nerkowe utworzone jest z naczyń włosowatych kłębuszka i torebki kłębuszka (d. Bowmana), natomiast w skład kanalika nerkowego wchodzą kanalik bliższy (proksymalny), pętla nefronu (d. Henlego), kanalik dalszy (dystalny), kanalik zbiorczy i cewka zbiorcza.
Filtr kłębuszkowy - Osocze jest filtrowane w kłębuszku, a w warunkach prawidłowych około 20% nerkowego przepływu osocza ulega przesączeniu do światła torebki, ilość ta wynosi 170 l na dobę. Błona filtracyjna kłębuszka zbudowana jest z komórek śródbłonka pochodzących z kapilar kłębuszkowych i komórek nabłonkowych torebki kłębuszka, a między tymi dwiema warstwami znajdują się połączone ze sobą błony podstawne komórek śródbłonka i komórek nabłonkowych torebki. Błona filtracyjna kłębuszka jest wybiórcza dla filtrowanych substancji ze względu na wielkość i ładunek ich cząsteczek. Mniejsze cząsteczki o ładunku dodatnim podlegają filtracji, natomiast większe cząsteczki obdarzone ładunkiem ujemnym pozostają w osoczu
Filtracja kłębuszkowa - Podawana zwykle wielkość filtracji klębuszkowej (GFR) u mężczyzny o masie ciała 70 kg wynosi 120 ml-min-1. Klirens substancji definiowany jest jako teoretyczna objętość osocza oczyszczanego z substancji w określonym czasie. GFR można ocenić, mierząc klirens substancji swobodnie filtrowanych w kłębuszku, które nie są ani reabsorbowane (wchłaniane zwrotnie), ani wydzielane do kanalika nerkowego, ani też metabolizowane przez nerki. Dwiema takimi substancjami są kreatynina i inulina, choć w przypadku kreatyniny klirens pozwala tylko w przybliżeniu, aczkolwiek stosunkowo dokładnie, określić GFR.
Homeostaza ustroju w odniesieniu do gospodarki elektrolitowej
- Izowolemia - mechanizmy mające na celu zapewnienie stałych objętości przestrzeni płynowych
- Izotonia - utrzymywanie stałego ciśnienia osmotycznego w organizmie.
- Izohydria
- Izojonia - ustrój dąży do utrzymania stałego stężenia jonów, w tym jonów wodorowych
Dwa główne elektrolity to sód i potas.
Zaburzenia objętości płynów i stężenia elektrolitowego płynów ustrojowych:
- Odwodnienie, przewodnienie
- Osmoralność
- Osmolalność
- Toniczność
- Osmotyczność
- Osmoza
Odwodnienie - stan, w którym zawartość wody w organizmie spada poniżej wartości niezbędnej do jego prawidłowego funkcjonowania. Stan odwodnienia zagraża życiu pacjenta, jest szczególnie niebezpieczny dla niemowląt, małych dzieci oraz ludzi starszych. Długotrwałe odwodnienie prowadzi do utraty siły, osłabienia odporności organizmu, utraty świadomości, uszkodzenia organów wewnętrznych, a następnie śmierci. Do najczęściej spotykanych przyczyn odwodnienia organizmu należą: biegunka, wymioty, przyjmowanie niedostatecznej ilości płynów podczas choroby przebiegającej z podwyższoną temperaturą ciała, niewyrównanie strat wody poniesionych w czasie intensywnego uprawiania sportu oraz picie zbyt małej ilości wody przez pacjentów zażywających leki diuretyczne.
Przewodnienie - zaburzenie gospodarki wodnej, w którym dochodzi do nadmiaru wody w ustroju, przebiegające z zmniejszoną molalnością sodu, czyli z hiponatremią. Ten stan nazywany jest także zatruciem wodnym.
Osmolalność - jedna z miar stężenia roztworu stosowana w biochemii, uwzględnia fakt że część substancji może ulec dysocjacji w roztworze. Ustrój broni stałej osmolalności płynów ustrojowych. Wzrost ciśnienia osmotycznego osocza powoduje odwodnienie komórek. Błony komórkowe są przepuszczalne dla wody.
Regulacja wolemii
- Mechanizm autoregulacji nerek
- Mechanizm aldosteronowy
- Mechanizm ADH
- Mechanizm bezpośredniej lub pośredniej regulacji czynności nerek przez układ nerwowy
ADH - hormon antydiuretyczny. Wytwarzany jest przez podwzgórze w postaci preprowazopresynoneurofizyny i wydzielany w ostatecznej postaci przez tylny płat przysadki mózgowej. Powoduje zagęszczanie moczu poprzez resorpcję wody i jonów sodu w kanalikach nerkowych poprzez pobudzanie receptorów V2.
Angiotensyna - hormon peptydowy wchodzący w skład układu hormonalnego RAA, którego zadaniem jest kontrola stężenia jonów sodowych i potasowych w organizmie. Angiotensyny stymulują wydzielanie mineralokortykosteroidu aldosteronu.
Trzecia przestrzeń - pojęcie odnosi się do zachowania wody w pewnych stanach patologicznych, często bardzo różnych od siebie, których wspólną cechą jest niedostępność dla organizmu części obecnej w nim wody. Zwiększona utrata wody drogą parowania występuje u gorączkujących i oparzonych. Dochodzi do tego przez wstrząs hiperwolemiczny.
Prowadzenie płynoterapii w okresie pooperacyjnym zależy od:
- Zapotrzebowania podstawowego
- Utraty śródoperacyjnej
- Wydzielania ADH (należy przetaczać płyny zawierające Na)
W przypadku gorączki powyżej 37oC należy zwiększyć podaż płynów o 500 ml na 1oC. Chorym z niedrożnością należy uzupełnić utratę wynikającą z przechodzenia wody do „trzeciej przestrzeni”, uwzględniając skład jonowy traconych płynów.
Zaburzenia gospodarki wodnej
- Wymioty (zasadowica, hipochloremia, hipokaliemia, hiponatremia)
- Biegunka (kwasica, hipokaliemia, hiperchloremia, hipernatremia)
Niedrożność
- Jelito czcze - utrata soku żołądkowego, żółci, soku trzustkowego, zawartości jelita
- Jelito kręte - j. w.
Przetoki - w medycynie połączenie dwóch lub więcej narządów powstające na skutek procesów patologicznych, powikłań jatrogennych lub wykonane celowo za pomocą technik chirurgicznych. Przetoki powstające pomiędzy narządami nazywamy przetokami wewnętrznymi, natomiast połączenia narządów wewnętrznych ze skórą nazywany przetokami zewnętrznymi. Najczęściej przetoki wewnętrzne są skutkiem przejścia procesu chorobowego poza obręb narządu i zajęcia przezeń narządu sąsiedniego. Przetoki są również następstwem powikłań chirurgicznych pod postacią rozejść zespoleń pomiędzy łączonymi częściami przewodu pokarmowego, moczowego czy oddechowego. Objawy przetok są zależne od ich lokalizacji oraz rodzaju narządów, które łączą. Przetoki mogą powstawać również pomiędzy naczyniami krwionośnymi.
Zaburzenia elektrolitowe
- Hipernatremia
= hiperwolemiczna
= hipowolemiczna
- Hipernatremia z odwodnieniem - sytuacja najczęstsza
- Hipernatremia z przewodnieniem - sytuacja najrzadsza
Krew
- Tkanka łączna, wypełniająca naczynia układu krwionośnego
- Skład:
= osocze (plazma) - 55% (90% woda, 8% białka, 1% sole mineralne, 1% pozostałe związki)
= komórki (elementy morfotyczne) ok. 45%
Funkcje krwi
- transport tlenu i substancji odżywczych
- obronna
- utrzymanie równowagi wodnej i elektrolitowej
- regulację wartości pH oraz temperatury ciała
Elementy morfotyczne
- Erytrocyty (krwinki czerwone)
- Leukocyty (krwinki białe)
= granulocyty
= monocyty
= limfocyty
- Płytki krwi (trombocyty) - wypustki oderwane od innych komórek
Białkowe składniki osocza
- Albuminy (54%) - utrzymują ciśnienie osmotyczne krwi, transportują kwasy tłuszczowe, bilirubinę, niektóre hormony i leki
- Globuliny (frakcje) (38%)
= alfa 1 i 2 - nośniki innych substancji
= beta
= gamma (przeciwciała, immunoglobuliny)
- Fibrynogen (7%)
- Reakcja ostrej fazy (alfa)
- Przewlekły stan zapalny (gamma)
Brak produkcji albuminów - uszkodzenie wątroby, brak składników odżywczych na skutek uszkodzenia błony w kłębuszku nerkowym dochodzi do przeciekania białek i wydalania ich z moczem.
Elektroforeza - technika analityczna, rzadziej preparatywna. Jej istotą jest rozdzielenie mieszaniny związków chemicznych na możliwie jednorodne frakcje przez wymuszanie wędrówki ich cząsteczek w polu elektrycznym.
Morfologia krwi - podstawowe badanie diagnostyczne, polegające na ilościowej i jakościowej ocenie elementów morfotycznych krwi. Badanie ilościowe poszczególnych elementów układu białokrwinkowego wykonywane jest zazwyczaj ręcznie pod mikroskopem lub za pomocą automatu.
Retikulocyty - młode postacie erytrocytów
Erytrocyty
- Struktury pozbawione organelli
- Powstają w szpiku kostnym
- Ilość w 1 mm3 to 4,8 mln u kobiet i 5,4 mln u mężczyzn
- Żyją średnio 120 dni
- Przenoszą tlen i CO2
Hemoglobina
- Czerwony barwnik krwi, zawarta w erytrocytach
- Przenosi tlen i CO2
Leukocyty
- Ilość w 1 mm3 od 4 do 10 tysięcy
- Pełnią funkcję obronną
- Ich właściwości to:
= zdolność do ruchu
= przenikanie przez ściany naczyń (diapedeza)
= chemotaksja - zdolność ruchu w określonym kierunku
= fagocytoza - pożeranie substancji obcych
- Gdy mamy mniej niż 4 tysiące, a tym bardziej niż 1 tysiąc, leukocytów występuje uszkodzenie szpiku lub inne groźne zakażenie, np. SEPSA.
Podział leukocytów
- Granulocyty
= obojętnochłonne - jest ich najwięcej, stanowią główną linię obrony
= kwasochłonne - ilość zwiększa się przy alergii, astmie, ataku pasożytów
= zasadochłonne (bazofile)
- Agranulocyty
= monocyty
= limfocyty
Neutrofile - komórki układu odpornościowego należące do granulocytów. Pełnią zasadniczą rolę w odpowiedzi odpornościowej przeciwko bakteriom, ale nie pozostają obojętne również względem innych patogenów. Ich znaczenie wynika głównie z faktu szybkiego reagowania na obce organizmowi substancje.
Przy wniknięciu do organizmu obcych antygenów
- Wnikają do uszkodzonej tkanki
- Trawią sfagocytowane cząsteczki
- Przechodzą przez śródbłonek
Eozynofil, eozynocyt - rodzaj krwinek białych, zawierające w cytoplazmie ziarnistości, które przy barwieniu eozyną barwią się na kolor ceglastoczerwony. Granulocyty kwasochłonne należą do komórek układu odpornościowego, które odgrywają zasadniczą rolę w zwalczaniu pasożytów oraz reakcjach alergicznych.
Bazofile- morfotyczne składniki krwi z grupy leukocytów, których cytoplazma zawiera ziarnistości. Bazofile są to komórki wielkości 8-10 mikrometrów. Wykazują zdolności do fagocytozy. Spełniają także ważną funkcję obronną. Magazynują histaminę, którą wydzielają, kiedy zostają pobudzone do reakcji. Produkują również interleukinę, która pobudza limfocyty B oraz heparynę i serotoninę.
Monocyty - grupa leukocytów. Dojrzałe monocyty nazywa się makrofagami. Są to komórki żerne, które oczyszczają krew ze skrawków obumarłych tkanek oraz bakterii. Produkują interferon, który hamuje namnażanie się wirusów.
Limfocyt - komórka układu odpornościowego, zdolna do swoistego rozpoznawania antygenów. Limfocyty B - tworzą plazmocyty, produkują przeciwciała, tworzą odpowiedź humoralną
Limfocyty T - atakują i uszkadzają błony komórkowe bakterii i komórek nowotworowych, narządów przeszczepionych, stanowią odpowiedź typu komórkowego
Opadanie czerwonych krwinek
- Przyspieszone w stanach zapalnych
- Nowotwory
- Zespoły nerczycowe
- Zaburzenia białkowe
Przeciwciała
- Specyficzny rodzaj białek produkowany przez komórki plazmatyczne w przebiegu odpowiedzi immunologicznej typu humoralnego
- Mają swoistą zdolność do rozpoznawania antygenów
Funkcje przeciwciał
- Wiązanie antygenów
- Opsonizacja drobnoustrojów
- Aktywacja dopełniacza
- Neutralizacja toksyn
- Neutralizowanie wirusów
- Oddziaływanie bakteriostatyczne
- Blokowanie odleżyn bakteryjnych
- Cytotoksyczność zależna od przeciwciał
Hemostaza - proces zapewniający krzepnięcie krwi
Plazmina - enzym stanowiący skrzep
Zasadowica - podwyższony poziom zasad we krwi
Hipokaliemia -zbyt niskie stężenie potasu we krwi
Hiponatremia - niedobór sodu we krwi
Kwasica - nagromadzenie nadmiernej ilości substancji o charakterze kwaśnym
Hipochloremia - zmniejszony poziom chloru we krwi
Etiologia - przyczyna chorób
Patogeneza - mechanizm chorób
Patomorfologia, patofizjologia - zmiany anatomiczne i czynniki wywołane chorobą
Farmakodynamika - mechanika działania leków
Receptor - białko rozpoznające ligand
Ligand - czynnik rozpoznawalny i wiążący się z receptorem
Agonista - ligand aktywujący receptor
Antagonista - ligand inaktywujący receptor
Hiper - zmniejszenie;
Hipo - zwiększenie