Fizjologia zwierząt i człowieka

Fi zjo lo gia

zwierząt i człowie ka

Autorzy

An drzej Bo r man D4

To masz Ce cot 6

Zie mo wit Cie pie le wski 11.5, D3

Jo an na Du na cka 12

Wo j ciech Glac 14, 16

Be a ta Gre m be cka 10

Mi chał Ja sku l ski D5

Gra ży na Je rze mo wska 8

Edy ta Jur ko w la niec 6, 11, 12, D1

Da nu ta Le wan do wska 5, D2

Ire na Ma j ku te wicz 8 Do ro ta My śli ń ska 13, 15 Jo lan ta Orzeł-Gry gle wska 3, 7, 9

Ka ro li na Plu ci ń ska 6, 12, 15

Wo j ciech Sto jek 1, 2, 3.2, 4

Fi zjo lo gia

zwierząt i człowie ka

pod re dakcją

Da nu ty Le wan do wskiej, Jo lan ty Orzeł-Gry gle wskiej i Edy ty Jur ko w la niec

Wy da nie trze cie po pra wio ne i roz sze rzo ne

Wy daw ni c two Uni wer sy te tu Gda ń skie go

Gdańsk 2019

Re cen zent

dr hab. Ma rek Jur ko wski, prof. UWM

Re da ktor wy da nia pie r wsze go i dru gie go Do ro ta Zga i ń ska

Re da ktor wy da nia trze cie go Ma ria Ko sz nik

Skład i łama nie

Ma ksy mi lian Bi nia kie wicz

Pu b li ka cja dofi nan so wa na z fun du szu Ka te dry Fi zjo lo gii Zwierząt i Człowie ka Wy działu Bio lo gii Uni wer sy te tu Gda ń skie go

© Co py right by Uni we r sy tet Gda ń ski Wy daw ni c two Uni wer sy te tu Gda ń skie go

ISBN 978-83-7865-917-4

Wy daw ni c two Uni wer sy te tu Gda ń skie go ul. Ar mii Krajo wej 119/121, 81-824 So pot tel./fax 58 523 11 37, tel. 725 991 206 e- ma il: wy daw ni c two@ug.edu.pl www.wyd.ug.edu.pl

Księ ga r nia in ter ne to wa: www.kiw.ug.edu.pl

Druk i opra wa

Zakład Po li gra fii Uni wer sy te tu Gda ń skie go

ul. Ar mii Krajo wej 119/121, 81-824 So pot

tel. 58 523 14 49; fax 58 551 05 32

Spis tre ści

Spis tre ści ... 5

Przed mo wa ... 11

1. Ce chy tkan ki po bu d li wej na przykład zie mię ś nia szkie le to we go... 13

1.1. Pod sta wo we de fi ni cje ... 13

1.2. Fi zjo lo gia mię ś ni szkie le to wych po prze cz nie prążko wa nych ... 16

1.3. Mo le ku lar ny me cha nizm sku r czu mię ś nio we go... 16

1.4. Sku r cze mię ś ni szkie le to wych... 17

Za da nia – ćwi cze nia pra kty cz ne... 19

2. Fi zjo lo gia mię ś ni, skurcz mię ś nio wy ... 23

2.1. Bu do wa mię ś nia szkie le to we go... 23

2.2. Skurcz izo to ni cz ny ... 23

2.3. Skurcz izo me try cz ny... 24

2.4. Skurcz au kso toni cz ny ... 25

2.5. Zja wi ska che mi cz ne i cie p l ne w mię ś niu ... 26

2.6. Zmę cze nie mię ś ni ... 27

Za da nia – ćwi cze nia pra kty cz ne... 27

3. Ele ktro fizjo lo gia i prze wo dze nie im pu l su w ne r wach ob wo do wych ... 31

3.1. Isto ta im pu l su ne r wo we go ... 31

3.1.1. Po ję cia pod sta wo we... 31

3.1.2. Po ten cjał spo czyn ko wy ... 31

3.1.3. Po ten cjał czyn no ścio wy ... 31

3.2. Zja wi ska che mi cz ne to wa rzyszące pro ce so wi po bu dze nia ... 36

3.2.1. Po ten cjał dy fu zy j ny ... 36

3.2.2. Po ten cjał spo czyn ko wy ko mór ki... 36

3.2.3. Po ten cjał czyn no ścio wy ko mór ki ... 38

3.3. Rola jo nów wa p nio wych w pro ce sie po bu dze nia ... 39

3.4. Zja wi ska ele ktro toni cz ne... 40

3.4.1. Te o ria małych prądów (ka b lo wa, wę drującej ka to dy) Ka t za, Ho d g ki na i Hu x leya ... 41

3.5. Ce chy prze wo dze nia im pu l su w ne r wach ... 43

3.6. Po ten cjały post syna pty cz ne... 47

3.7. Prze ka zy wa nie im pu l su mię dzy ko mór ka mi po bud li wy mi ... 48

3.8. Me dia to ry sy nap ty cz ne i ich re ce p to ry... 52

3.9. Re ce p to ry błono we... 53

Za da nia – ćwi cze nia pra kty cz ne... 55

4. Ce chy czyn no ści od ru cho wej, rdzeń krę go wy, od ru chy rdze nio we... 58

4.1. Od ruch – de fi ni cje, sche mat i ele men ty składo we łuku od ru chu... 58

4.2. Ce chy czyn no ści od ru cho wej... 60

4.3. Rdzeń krę go wy ... 63

4.3.1. Bu do wa rdze nia krę go we go... 63

4.3.2. Fun kcje rdze nia krę go we go... 66

4.3.3. Ob ja wy usz ko dzeń rdze nia krę go we go ... 69

Za da nia – ćwi cze nia pra kty cz ne... 70

5. Pień mó z gu – czyn no ści od ru cho we i re a kcje sta toki nety cz ne... 75

5.1. Rdzeń przedłużo ny (opu sz ka)... 75

5.2. Po zio my in te gra cji me cha ni z mu po sta w ne go ... 76

5.2.1. Od ru chy sta toto ni cz ne ... 77

5.2.2. Od ru chy sta toki nety cz ne... 78

5.3. Ośro d ki od ru cho we w rdze niu przedłużo nym ... 79

5.4. Układ poza pira mi do wy... 80

5.4.1. Bu do wa układu poza pira mido we go... 80

5.4.2. Usz ko dze nia układu poza pira mido we go u człowie ka ... 83

5.4.3. Fun kcje układu poza pira mido we go ... 83

5.5. Mó ż dżek ... 84

5.5.1. Bu do wa mó ż dż ku ... 84

5.5.2. Bu do wa kory mó ż dż ku ... 85

5.5.3. Fun kcje mó ż dż ku ... 86

5.5.4. Usz ko dze nia mó ż dż ku (ob ja wy Lu cia nie go)... 88

Za da nia – ćwi cze nia pra kty cz ne... 88

6. Ogó l ne za sa dy fun kcjo no wa nia re ce p to rów ... 92

6.1. De fi ni cja bo dź ca i re ce p to ra ... 92

6.2. Kla sy fi ka cja re ce p to rów... 93

6.3. In te gra cja ośro d ko wa... 95

6.4. Fi zjo lo gia wy bra nych re ce p to rów ... 96

6.4.1. Mecha nore cep to ry... 96

6.4.2. Ter more cep to ry... 98

6.4.3. No cy cep to ry ... 99

6.4.4. Słuch ... 101

6.4.5. Rów no wa ga... 106

6.4.6. Wzrok ... 108

Za da nia – ćwi cze nia pra kty cz ne... 116

7. Wy bra ne układy czyn no ścio we wy ższych pię ter ośro d ko we go układu ne r wo we go ... 125

7.1. Twór (układ) sia t ko wa ty ... 125

7.2. Wzgó rze... 129

7.3. Pod wzgó rze ... 129

7.4. Układ li m bi cz ny... 136

7.5. Kora mó z go wa ... 140

7.5.1. Bu do wa kory mó z go wej ... 140

7.5.2. Lo ka li za cja fun kcji w ko rze mó z go wej... 141

7.5.3. Czyn ność bioe le ktry cz na kory mó z go wej... 146

Za da nia – ćwi cze nia pra kty cz ne... 152

6 Spis treści

8. Od ru chy... 156

8.1. Kla sy fi ka cja od ru chów... 156

8.1.1. Od ru chy bez wa run ko we ... 156

8.1.2. Od ru chy wa run ko we ... 156

8.2. Po rów na nie od ru chów wa run ko wych kla sy cz nych i in stru menta l nych... 160

8.3. Ha mo wa nie od ru chów wa run ko wych... 161

8.4. Typy układu ne r wo we go według Pawłowa ... 162

Za da nia – ćwi cze nia pra kty cz ne... 164

9. Krąże nie krwi ... 167

9.1. Fi zjo lo gia se r ca ... 167

9.1.1. Ce chy mię ś nia se r co we go ... 167

9.1.2. Cykl se r co wy ... 167

9.1.3. Au to ma tyzm se r ca – układ bodźco twór czo- prze wodzący... 169

9.2. Re gu la cja ry t mu se r ca... 170

9.2.1. Re gu la cja ne r wo wa ... 170

9.2.2. Re gu la cja hu mo ra l na ... 171

9.2.3. Roz cho dze nie się sta nu po bu dze nia w se r cu ... 171

9.2.4. Ad ap ta cja se r ca do zwię kszo ne go wysiłku ... 172

9.3. Ele ktro kar dio grafia (EKG)... 173

9.4. Łoży sko na czy nio we... 176

9.5. Tę t no i ci ś nie nie krwi ... 177

9.6. Pod sta wo we pra wa hemo dy na mi ki ... 181

9.7. Wy mia na cie czy przez ścia ny na czyń włoso wa tych – siły fi l tra cji i re so r pcji ... 184

9.8. Ne r wo wa i hu mo ra l na re gu la cja krąże nia krwi... 186

9.8.1. Une r wie nie na czy nio ru chowe ... 186

9.8.2. Ośro d ko wa re gu la cja krąże nia krwi ... 187

9.9. Re gu la cja ci ś nie nia tę t ni cze go... 188

Za da nia – ćwi cze nia pra kty cz ne... 189

10. Auto no mi cz ny układ ne r wo wy... 195

10.1. Główne fun kcje auto nomi cz ne go układu ne r wo we go... 195

10.2. Po dział auto nomi cz ne go układu ne r wo we go ... 195

10.3. Or ga ni za cja łuków od ru cho wych dla re a kcji od by wających się za po śred ni c twem AUN ... 197

10.4. Ośro d ki ne r wo we re gu lujące czyn ność współczulną ... 198

Za da nia – ćwi cze nia pra kty cz ne... 199

11. Pod sta wy fi zjo lo gii od dy cha nia i wysiłku fi zy cz ne go... 204

11.1. Bu do wa ana to mi cz na układu od de cho we go ... 204

11.1.1. Mię ś nie od de cho we i ich une r wie nie ... 204

11.2. Me cha nizm wde chu i wy de chu ... 205

11.3. Jama opłuc no wa i jej zna cze nie ... 206

11.3.1. Ob ję tość i po je mność płuc ... 207

10.3.2. We nty la cja płuc... 209

11.4. Re gu la cja od dy cha nia... 210

11.4.1. Auto ma ty cz na i do wo l na re gu la cja od dy cha nia... 210

11.4.2. Che mi cz na re gu la cja od dy cha nia... 211

11.4.3. Re ce p to ry płucne... 212

7

11.4.4. Pod su mo wa nie ... 213

11.5. Okre śla nie wy do lno ści fi zy cz nej or ga ni z mu ... 214

11.5.1. Bez po śred ni po miar ma ksy mal ne go zu ży cia tle nu... 215

11.5.2. Pośred nie okre śla nie zu ży cia tle nu ... 215

Za da nia – ćwi cze nia pra kty cz ne... 216

12. Czyn no ści ner ki i wy da la nie mo czu ... 226

12.1. Pod sta wo we in fo r ma cje do tyczące ner ki (ren)... 226

12.2. Wy twa rza nie mo czu... 228

12.3. Pod sta wo we po ję cia, do tyczące fun kcji ne rek ... 230

12.4. Układ renina-an giotensy nogen-al doste ron (RAA) ... 232

Za da nia – ćwi cze nia pra kty cz ne... 233

13. Bu do wa i rola krwi – układ czer wono krwin ko wy... 235

13.1. Skład krwi ... 235

13.1.1. Oso cze ... 235

13.1.2. Ele men ty mor fo ty cz ne ... 235

13.2. Wska ź ni ki sto so wa ne w dia g no sty ce hema tolo gi cz nej ... 236

13.2.1. Ery tro cy ty (RBC – red blo od cells) – krwin ki cze r wo ne... 236

13.2.2. He ma to kryt ... 238

13.2.3. He mo glo bi na... 238

13.2.4. Płytki krwi (tro m bo cy ty, PLT) ... 240

13.3. Ba r w ni ki od de cho we... 240

13.3.1. Ro dza je ba r w ni ków od de cho wych... 240

13.3.2. Bu do wa he mo glo bi ny ... 241

13.3.3. Ro dza je he mo glo bi ny ... 241

13.3.4. Właści wo ści allo ste ry cz ne he mo glo bi ny ... 241

13.3.5. Ro dza je he mo glo bi ny ze wzglę du na jej wy sy ce nie... 242

13.3.6. Powi no wa c two he mo glo bi ny do tle nu... 242

13.4. Trans port O

i CO

... 243

13.5. He ma to poe za (he mo po e za) ... 245

Za da nia – ćwi cze nia pra kty cz ne... 248

14. Bu do wa i rola krwi – układ białokrwin ko wy ... 255

14.1. Układ lim fa ty cz ny – bu do wa i fun kcje... 256

14.1.1. Narządy ośro d ko we układu lim faty cz ne go... 257

14.1.2. Narządy ob wo do we układu lim faty cz ne go ... 261

14.2. Od po wiedź immu nolo gi cz na – ko m po nen ty i właści wo ści ... 262

14.2.1. Me cha ni z my od po wie dzi od po rno ścio wej... 262

14.2.2. Typy od po wie dzi immu nolo gi cz nej ... 263

14.2.3. Eta py od po wie dzi immu nolo gi cz nej ... 263

14.3. Od po wiedź nie swo i sta... 264

14.3.1. Układ dopełnia cza (kom p le men tu)... 264

14.3.2. In ter fe ro ny (IFN) ... 265

14.3.3. Ko mór ki że r ne – mo no cy ty/ma kro fa gi oraz gra nu lo cy ty... 265

14.3.4. Ko mór ki tu cz ne – ma sto cy ty ... 268

14.3.5. Ko mór ki de ndry ty cz ne ... 269

14.3.6. Ko mór ki NK (na tu ral kil ler) ... 269

14.4. Od po wiedź swo i sta – li m fo cy ty i ich właści wo ści ... 271

14.4.1. Li m fo cy ty B ... 271

8 Spis treści

14.4.2. Li m fo cy ty T... 273

14.4.3. Pre zen ta cja anty ge nów i akty wa cja li m fo cy tów... 275

14.5. Ale r gia... 276

14.6. Za pa le nie... 277

14.7. Fi lo ge ne za układu odpo rno ścio we go... 278

Za da nia – ćwi cze nia pra kty cz ne... 279

15. Krze p nię cie krwi... 285

15.1. He mo sta za i jej eta py ... 285

15.2. Czyn ni ki krze p nię cia krwi... 286

15.3. Me cha ni z my krze p nię cia krwi... 286

15.4. Scho rze nia związane z układem krze p nię cia krwi... 288

15.4.1. Za krze pi ce ... 288

15.4.2. Ska zy krwo to cz ne ... 289

Za da nia – ćwi cze nia pra kty cz ne... 289

16. Układy gru po we krwi i kon fli kty sero lo gi cz ne... 292

16.1. Układy gru po we krwi nek cze r wo nych ... 292

16.1.1. Układ gru po wy AB0 ... 292

16.1.2. Układ gru po wy Rh... 293

16.2. Kon fli kty sero lo gi cz ne ... 294

16.2.1. Kon flikt po trans fuzy j ny ... 294

16.2.2. Kon flikt ma t czy no-płodo wy... 295

Za da nia – ćwi cze nia pra kty cz ne ... 295

Do da tek 1. Pod sta wo we wia do mo ści z bu do wy ośro d ko we go układu ne r wo we go ... 298

D1.1. Po dział ana to mi cz ny... 298

D1.1.1. Układ ne r wo wy ośro d ko wy... 298

D1.1.2. Układ ne r wo wy ob wo do wy... 298

D1.2. Po dział czyn no ścio wy ... 299

D1.2.1. Układ ne r wo wy so ma ty cz ny (sy ste ma ne r vo sum so ma ti cum) ... 299

D1.2.2. Układ ne r wo wy auto no mi cz ny (sy ste ma ne r vo sum au to no mi cum) ... 299

D1.2.3. Układ ne r wo wy ośro d ko wy (mó z go wie i rdzeń krę go wy) ... 299

D1.3. Roz wój pę che rzy ków mó z go wych ... 299

D1.4. Ko mo ry mó z gu ... 300

D1.5. Płyn mózgo wo-r dze nio wy... 300

D1.6. Opo ny mó z gu ... 301

D1.7. Bu do wa mó z gu... 302

D1.7.1. Kre somó z go wie (te len cep ha lon)... 302

D1.7.2. Mię dzy móz go wie (dien ce p ha lon) ... 303

D1.7.3. Śród mó z go wie (me sen cep ha lon) ... 304

D1.7.4. Most (pons) ... 305

D1.7.5. Rdzeń przedłużo ny (me dul la ob lon ga ta) lub opu sz ka (bu l bus) ... 306

D1.7.6. Mó ż dżek (ce re bel lum)... 306

D1.7.7. Twór sia t ko wa ty (fo r ma tio re ti cu la ris)... 307

D1.7.8. Rdzeń krę go wy... 307

D1.8. Una czy nie nie mó z go wia i rdze nia krę go we go ... 308

D1.9. Bu do wa tkan ki ne r wo wej... 309

D1.10. Układ ne r wo wy ob wo do wy ... 310

D1.10.1. Układ so ma tyczny ... 310

9

D1.10.2. Ne r wy cza sz ko we i rdze nio we... 311

D1.10.3. Układ auto no mi cz ny ... 317

Do da tek 2. Psycho neuro immuno lo gia ... 322

D2.1. Poglądy o au to no mii OUN i układu odpo rno ścio we go... 322

D2.2. Immu nolo gi cz ne uprzy wile jo wa nie OUN ... 322

D2.3. Ba da nia gru py Bese do v skie go ... 324

D2.4. Cy to ki ny – me dia to ry powiązań neuro immuno logi cz nych ... 325

D2.5. Rola ne r wu błęd ne go i ace tylo cho li ny w od działywa niach neuro immuno logi cz nych... 326

D2.6. Ośro d ko we cy to ki ny pro za pa l ne – si c k ness be ha vior... 327

D2.7. Obu stron ne powiąza nia po mię dzy OUN i układem od po rno ścio wym ... 329

D2.7.1. Do wo dy na obu stron ne powiąza nia neuro immu nolo gicz ne... 330

Do da tek 3. Układ do kre w ny ... 341

D3.1. Re ce p to ry, działanie i or ga ni za cja układu hor mona l ne go ... 343

D3.2. Ho r mo ny wy twa rza ne w pod wzgó rzu... 345

D3.3. Ho r mo ny uwa l niające i ha mujące pod wzgó rza ... 347

D3.4. Ho r mo ny tro po we przy sa d ki... 348

D3.5. Ho r mo ny gru czołów ob wo do wych ... 351

D3.5.1. Szy szyn ka ... 351

D3.5.2. Ta r czy ca... 352

D3.5.3. Przy ta r czy ce i go spo dar ka wa p nio wa ... 354

D3.5.4. Gru czoł nad ne r czo wy ... 355

D3.5.5. Czyn ność wewnątrzwy dzie l ni cza trzu stki ... 359

D3.6. Układ roz ro d czy ... 364

D3.6.1. Fun kcjo no wa nie układu roz ro d cze go ... 364

Do da tek 4. Śro do wi sko we wnę trz ne ustro ju. Stres ... 369

D4.1. Śro do wi sko we wnę trz ne ustro ju... 369

D4.2. Stres ... 370

D4.2.1. Pod sta wo we me cha ni z my re a kcji stre so wej ... 372

D4.2.2. Osie podwzgórzo wo-przysad kowo-nadne rczo wa (PPN) oraz pod wzgó rzowo - współczul no- nadne rczo wa (PWN) ... 374

D4.2.3. Czyn ni ki psy chi cz ne w stre sie ... 378

D4.2.4. Pro blem nie specy ficz no ści i spe cy fi ki re a kcji stre so wej ... 379

D4.2.5. Mię dzyo sob ni cze zróż ni co wa nie po da t no ści na stres ... 380

D4.2.6. Wra ż li wość na stres u świń ... 381

Do da tek 5. Sty mu la cja ele ktry cz na... 384

D5.1. Sty mu la cja ele ktry cz na jako me to da sty mu la cji tkan ki ne r wo wej... 384

D5.2. Pa ra me try cha ra kte ry zujące sty mu la cję za po mocą prądu ele ktry cz ne go ... 386

D5.3. Sty mu la cja na pię cio wa i sty mu la cja prądowa... 387

D5.4. Ele ktro dy ... 388

D5.5. Uwa gi pra kty cz ne do tyczące sty mu la cji... 388

Słow nik te r mi nów... 390

10 Spis treści