Kompendium Fizjologii Człowieka: Krew, Krążenie, Trawienie i Hormony

Fizjologia Krwi i Hematologia

Białka osocza krwi: W osoczu krwi występują trzy główne frakcje białek: albuminy, globuliny oraz fibrynogen.
Wartość hematokrytowa (hematokryt): Definiowana jest jako stosunek objętości elementów morfotycznych (w których skład wchodzą przede wszystkim erytrocyty) do całkowitej objętości krwi.
Erytrocyty w roztworach hipertonicznych: W środowisku o wyższym ciśnieniu osmotycznym niż wewnątrzkomórkowe, krwinki czerwone ulegają procesowi obkurczenia (plazmolizy lub krętkowania) na skutek utraty wody, która przenika do roztworu.
Cytrynian sodu a hemoliza: Dodanie cytrynianu sodu do krwi nie powoduje hemolizy. Substancja ta działa przeciwkrzepliwie poprzez wiązanie jonów wapnia ( $Ca^{2+}$ ), lecz w stężeniach stosowanych laboratoryjnie nie uszkadza struktury błony erytrocytów.
Powinowactwo hemoglobiny: Hemoglobina wykazuje najwyższe powinowactwo chemiczne do tlenku węgla ( $CO$ ), które jest znacznie większe niż do tlenu.
Proces diapedezy: Zdolność do aktywnego przedostawania się przez nienaruszony śródbłonek naczyń włosowatych do tkanek posiadają leukocyty (krwinki białe).
Methemoglobina: Jest to postać hemoglobiny zutlenowanej, w której atom żelaza występuje na III stopniu utlenienia ( $Fe^{3+}$ ). Taka zmiana sprawia, że hemoglobina traci zdolność do odwracalnego wiązania i transportowania tlenu.
Funkcja limfocytów typu B: Ich kluczowym zadaniem jest wytwarzanie przeciwciał (immunoglobulin) w ramach humoralnej odpowiedzi odpornościowej organizmu.
Granulocyty zasadochłonne (bazofile): Są to komórki, których ziarnistości zawierają heparynę (substancję przeciwkrzepliwą) oraz histaminę (mediator stanu zapalnego).
Czynniki zwiększające Odczyn Biernackiego (OB): Wzrost szybkości opadania krwinek czerwonych wywołuje wzrost stężenia globulin i fibrynogenu w osoczu oraz zmniejszenie ogólnej liczby erytrocytów, co ma miejsce np. w anemii.
Charakterystyka krwi grupy 0: Na powierzchni erytrocytów brak jest aglutynogenów (antygenów) A i B, natomiast w osoczu naturalnie występują przeciwciała anty-A oraz anty-B.
Antykoagulanty: Do podstawowych czynników hamujących lub opóźniających krzepnięcie krwi zalicza się heparynę, cytrynian sodu oraz szczawian potasu.
Leukocytoza fizjologiczna: Niepatologiczny wzrost liczby białych krwinek występuje po ciężkim wysiłku fizycznym, po posiłku bogatobiałkowym, w stresie oraz u kobiet w okresie ciąży.
Odczyn Biernackiego (OB): Jest to parametr określający szybkość opadania krwinek czerwonych w próbce krwi niekrzepliwej w czasie jednej godziny. Służy jako nieswoisty wskaźnik stanów zapalnych.
Budowa hemoglobiny: Składa się w około $96\%$ z części białkowej określanej jako globina oraz w $4\%$ z grupy niebiałkowej – hemu, który zawiera żelazo na II stopniu utlenienia ( $Fe^{2+}$ ).
Przyczyny wzrostu hematokrytu: Wyższe wartości obserwuje się po intensywnym wysiłku (utrata wody z potem, zagęszczenie krwi), w stanach odwodnienia oraz u osób przebywających na dużych wysokościach nad poziomem morza.
Choroba hemolityczna noworodków: Występuje w przypadku niezgodności serologicznej w układzie Rh, gdy matka posiada krew Rh- (i wytworzyła przeciwciała anty-D), a płód dziedziczy po ojcu krew Rh+.
Uniwersalny biorca: Za taką osobę uważa się jednostkę z grupą krwi AB Rh+, ponieważ w jej osoczu brak jest przeciwciał anty-A i anty-B, a na erytrocytach obecny jest antygen D.
Uniwersalny dawca: Jest to osoba z grupą krwi 0 Rh-, gdyż jej krwinki nie posiadają antygenów A, B ani D, co minimalizuje ryzyko reakcji aglutynacyjnej u biorcy.
Układy buforowe krwi: Stałe pH krwi utrzymywane jest przez bufor wodorowęglanowy, hemoglobinowy, białczanowy oraz fosforanowy.
Liczba leukocytów: Prawidłowa wartość u dorosłego człowieka mieści się w granicach od $4\,000$ do $10\,000$ komórek na $1\,mm^3$ krwi obwodowej.
Klasy immunoglobulin: Najliczniejszą klasą w surowicy człowieka jest IgG, stanowiąca około $75-80\%$ wszystkich przeciwciał.
Obrona przeciwnowotworowa i wirusowa: Za zwalczanie komórek nowotworowych, tych z defektami genetycznymi oraz zakażonych wirusami odpowiadają limfocyty T cytotoksyczne ( $T_c$ ) oraz komórki NK (Natural Killer).
Ziarnistości neutrofilów: Granulocyty obojętnochłonne zawierają w swoich ziarnistościach substancje takie jak lizozym, laktoferyna, mieloperoksydaza oraz fosfataza zasadowa.
Leki antyagregacyjne: Podstawowym lekiem hamującym agregację płytek krwi jest kwas acetylosalicylowy (aspiryna), stosowany w małych dawkach.
Czas krzepnięcia: W badaniu metodą probówkową krew pełna człowieka krzepnie prawidłowo w czasie od $5$ do $10\,minut$ .
Fibrynoliza: Jest to fizjologiczny proces enzymatycznego rozpuszczania skrzepu zbudowanego z fibryny, co prowadzi do udrożnienia naczynia krwionośnego.
Erytrocyty w roztworach hipotonicznych: W środowisku o niskim ciśnieniu osmotycznym krwinki czerwone pęcznieją i ulegają hemolizie na skutek napływu wody do wnętrza komórki.
Hemofilia typu C: Stan ten wynika z genetycznie uwarunkowanego niedoboru lub braku XI czynnika krzepnięcia krwi, znanego jako osoczowy zwiastun tromboplastyny.
Antygeny grupy AB Rh+: Na powierzchni erytrocytów takich osób znajdują się trzy główne antygeny: A, B oraz D (Rh).
Karboksyhemoglobina: To połączenie hemoglobiny z tlenkiem węgla ( $CO$ ). Wiązanie to jest odwracalne, lecz wyjątkowo silne, co skutecznie uniemożliwia transport tlenu.
Metoda Sahliego: Służy do oznaczania ilości hemoglobiny; polega na dodaniu kwasu solnego ( $HCl$ ), który przekształca hemoglobinę w brunatny chlorowodorek hematyny (hematynę kwaśną). Intensywność barwy ocenia się kolorymetrycznie.

Fizjologia Mięśni i Układu Nerwowego

Sarkomer: Stanowi podstawową jednostkę strukturalną oraz kurczliwą mięśnia szkieletowego.
Rola miozyny: Cząsteczki miozyny budują filamenty grube, tworzą mostki poprzeczne łączące się z aktyną i posiadają aktywność ATP-azową, umożliwiającą rozkład ATP i pozyskanie energii do skurczu.
Skurcz izotoniczny: Jest to rodzaj skurczu, w którym dochodzi do skrócenia długości mięśnia, jednak jego napięcie pozostaje na stałym poziomie.
Neuroprzekaźniki pobudzające: Do głównych mediatorów pobudzających w układzie nerwowym należą: kwas glutaminowy (glutaminian), acetylocholina, noradrenalina, adrenalina, dopamina, serotonina oraz histamina.
Sprawność mechaniczna mięśni: Wynosi ona około $20-25\%$ . Pozostałe $75-80\%$ energii z ATP jest przekształcane w energię cieplną, co jest istotne dla procesów termoregulacji.

Fizjologia Układu Krążenia

Definicja tętna (pulsu): To rytmiczny ruch ścian tętnic wywołany wyrzutem krwi z komór serca oraz zmianami ciśnienia w cyklu pracy serca. Zależy od elastyczności naczyń.
Ośrodek bodźcotwórczy: Nadrzędną rolę w generowaniu impulsów w sercu pełni węzeł zatokowo-przedsionkowy.
Brak skurczu tężcowego w sercu: Mięsień sercowy nie ulega skurczom tężcowym (sumowaniu skurczów), ponieważ kardiomiocyty mają bardzo długi okres refrakcji bezwzględnej, trwający niemal przez cały czas skurczu.
Wpływ nerwu błędnego: Pobudzenie włókien przywspółczulnych wywołuje efekt chronotropowy ujemny (zmniejszenie częstości akcji serca) oraz inotropowy ujemny (zmniejszenie siły skurczu).
Rola jonów wapnia ( $Ca^{2+}$ ): Skurcz wywoływany jest napływem wapnia z zewnątrz przez kanały typu L, co indukuje masowe uwalnianie wapnia z siateczki śródplazmatycznej (mechanizm CICR – Calcium-Induced Calcium Release).
Napięcie toniczne układów regulacyjnych: W spoczynku oba układy (współczulny i przywspółczulny) wykazują napięcie, jednak dominuje tonus nerwu błędnego (przywspółczulny), co spowalnia pracę serca.
Metabolizm serca: Mięsień sercowy pracuje niemal wyłącznie w trybie tlenowym i posiada minimalną tolerancję na deficyt tlenu.
Powrót żylny – siły napędowe: Krew powraca do serca dzięki pompie mięśniowej, sile ssącej klatki piersiowej przy wdechu, obecności zastawek żylnych oraz fali tętna z sąsiednich tętnic.
Ciśnienie w żyłach: W naczyniach żylnych panuje znacznie niższe ciśnienie niż w tętnicach. W dużych żyłach blisko serca ciśnienie to może wynosić blisko $0\,mm\,Hg$ .
Prawidłowe ciśnienie tętnicze: Za wartość optymalną u zdrowego dorosłego uznaje się $120/80\,mm\,Hg$ (skurczowe/rozkurczowe).
Odruch Bainbridge'a: Szybki wlew płynów do krążenia zwiększa powrót żylny, co skutkuje odruchowym przyspieszeniem czynności serca.
Ciśnienie w krążeniu małym: W pniu płucnym ciśnienie skurczowe wynosi prawidłowo od $20$ do $25\,mm\,Hg$ .
Działanie histaminy: Powoduje ona silny rozkurcz mięśniówki gładkiej naczyń (wazodylatację) oraz zwiększa przepuszczalność naczyń włosowatych.
Ekstrasystole (skurcze dodatkowe): Mogą wystąpić, gdy bodziec nadprogowy zadziała na serce w fazie repolaryzacji, czyli w okresie refrakcji względnej.
Przewodzenie antydromowe: Przykładem jest odruch aksonalny, gdzie pobudzenie gałęzi czuciowych biegnie przeciwnie do naturalnego kierunku, uwalniając neuropeptydy rozszerzające naczynia.
Szybkość przepływu w kapilarach: W naczyniach włosowatych krew płynie ze średnią prędkością około $0.5\,mm/s$ .
Drugi ton serca: Powstaje w wyniku zamykania zastawek półksiężycowatych (aorty i pnia płucnego) na początku rozkurczu komór.
Wpływ gorączki: Podwyższona temperatura bezpośrednio pobudza węzeł zatokowo-przedsionkowy, powodując przyspieszenie pracy serca.
Elektrokardiogram (EKG): Jest to graficzny zapis zmian potencjałów elektrycznych generowanych przez serce, rejestrowany z powierzchni ciała.
Zespół QRS: Odpowiada za depolaryzację mięśniówki komór serca, co inicjuje ich skurcz.
Objętość minutowa (CO): Ilość krwi przepompowana przez komorę w ciągu minuty. Obliczana ze wzoru: $CO = HR \times SV$ , gdzie HR to częstość skurczów, a SV to objętość wyrzutowa.
Bradykardia i Tachykardia: Bradykardia to rytm poniżej $60\,uderzeń/min$ , a tachykardia to rytm powyżej $100\,uderzeń/min$ .
Wapń a siła skurczu: Wzrost stężenia wewnątrzkomórkowego $Ca^{2+}$ zwiększa kurczliwość kardiomiocytów i generowaną siłę.
Opóźnienie węzłowe: Najwolniejsze przewodzenie impulsów występuje w węźle przedsionkowo-komorowym.
Wpływ acetylocholiny: Wydzielana przez układ przywspółczulny, powoduje zwolnienie rytmu serca.
Hipokalemia w EKG: Obniżone stężenie potasu objawia się obniżeniem/odwróceniem załamka T oraz pojawieniem się załamka U.
Chemoreceptory: Reagują na hipoksję (spadek $O_2$ ), hiperkapnię (wzrost $CO_2$ ) oraz kwasicę (spadek pH) w krwi tętniczej.
Pierwszy ton serca: Wynika z zamknięcia zastawek przedsionkowo-komorowych (dwudzielnej i trójdzielnej) na początku skurczu komór.
Peptyd natriuretyczny (ANP): Wydzielany przez rozciągnięte przedsionki; zwiększa wydalanie sodu i wody przez nerki, obniżając ciśnienie krwi.

Fizjologia Układu Oddechowego

Pojemność życiowa płuc (VC): To maksymalna ilość powietrza, jaką można wydusić z płuc po wykonaniu najgłębszego możliwego wdechu.
Anatomiczna przestrzeń martwa: To drogi oddechowe (jama nosowa, krtań, tchawica, oskrzela), w których nie zachodzi wymiana gazowa. U dorosłego jej objętość wynosi około $150\,mL$ .

Fizjologia Przewodu Pokarmowego i Trawienia

Hormony hamujące apetyt: Należą do nich leptyna, cholecystokinina (CCK), insulina, peptyd YY (PYY), GLP-1, serotonina oraz obestatyna.
Ośrodek sytości: Zlokalizowany jest w jądrze brzuszno-przyśrodkowym podwzgórza.
Oś mózgowo-jelitowa: System dwukierunkowej komunikacji (nerwowej, hormonalnej i immunologicznej) koordynujący pracę jelit z zachowaniami żywieniowymi.
Funkcje śliny: Zwilżanie kęsów, trawienie skrobi (amylaza), obrona mikrobiologiczna (lizozym, IgA), ochrona szkliwa oraz wsparcie mowy.
Histatyny: Białka śliny o działaniu przeciwgrzybiczym (np. przeciw $Candida\,albicans$ ) i antybakteryjnym, przyspieszające gojenie tkanek.
Czynnik Castle’a (IF): Glikoproteina wydzielana w żołądku, kluczowa dla wchłaniania witaminy $B_{12}$ w jelitku krętym.
Komórki okładzinowe: Odpowiadają za produkcję kwasu solnego ( $HCl$ ) oraz czynnika wewnętrznego.
Trawienie białek: Rozpoczyna się w żołądku (denaturacja przez $HCl$ , rozkład przez pepsynę), a kończy w jelicie cienkim pod wpływem enzymów trzustki i rąbka szczoteczkowego.
Lipaza żołądkowa: Trawi tłuszcze już zemulgowane, np. te z mleka czy żółtka.
Obestatyna: Hormon żołądkowy hamujący motorykę i apetyt.
Podpuszczka (chymozyna): Powoduje ścinanie kazeiny mleka w obecności wapnia do parakazeinianu, co ułatwia trawienie u niemowląt.
Regulacja żołądka: Pobudzana przez gastrynę, acetylocholinę i histaminę; hamowana przez CCK, sekretynę i somatostatynę.
Autoregulacja antralna: Mechanizm w żołądku, gdzie pH poniżej $1.5-2.0$ hamuje dalsze wydzielanie gastryny.
Funkcja hormonalna trzustki: Produkcja insuliny (komórki $\\beta$ ) oraz glukagonu (komórki $\\alpha$ ).
Peptyd monitorujący (MP): Pobudza wydzielanie CCK, stymulując tym samym funkcję trzustki; konkuruje z białkami o rozkład przez trypsynę.
Rola cholecystokininy (CCK): Obkurcza pęcherzyk żółciowy, pobudza enzymy trzustkowe, hamuje opróżnianie żołądka i wywołuje sytość.
Peptyd YY (PYY): Działa jako "hamulec ilealny" – spowalnia motorykę, co sprzyja lepszemu wchłanianiu pokarmu.
GLP-1: Stymuluje wydzielanie insuliny zależnie od glukozy, hamuje glukagon i opóźnia opróżnianie żołądka.
pH wydzielin: Ślina ma odczyn bliski obojętnemu ( $6.5-7.5$ ), sok żołądkowy jest silnie kwaśny ( $1.5-3.5$ ).
Sole żółciowe: Odpowiadają za emulgację tłuszczów i tworzenie miceli, co umożliwia pracę lipaz i wchłanianie lipidów.
Funkcje wątroby: Detoksykacja, produkcja żółci, synteza albumin i krzepnięcia, magazynowanie glikogenu oraz witamin ( $A, D, E, K, B_{12}$ ).
Komórki Cajala: Rozruszniki przewodu pokarmowego generujące powolne fale elektryczne sterujące perystaltyką.
Odruch połykania: Koordynowany przez język, krtań i mięśnie gardła przy udziale nerwów V, IX, X, XII; ośrodek w rdzeniu przedłużonym i moście.
Mediatory wymiotów: Serotonina ( $5\text{-HT}_3$ ), dopamina ( $D_2$ ), histamina ( $H_1$ ), acetylocholina ( $M_1$ ) oraz substancja P ( $NK_1$ ).
Wrzody żołądka: Ubytki błony śluzowej spowodowane najczęściej przez bakterię $Helicobacter\,pylori$ lub nadużywanie leków NLPZ.
Sekretyna: Uwalniana pod wpływem kwasu w dwunastnicy; pobudza trzustkę do wydzielania wodorowęglanów ( $HCO_3^-$ ).
Skurcze toniczne i fazowe: Toniczne są stałe (zwieracze), fazowe są rytmiczne i służą mieszaniu oraz przesuwaniu treści.
Powierzchnia chłonna jelit: Wynosi około $200\,m^2$ dzięki fałdom, kosmkom i mikrokosmom (rąbek szczoteczkowy).
Wchłanianie żołądkowe: Przez ścianę żołądka mogą przenikać woda, etanol, nikotyna oraz niektóre leki jak aspiryna.
Komórki Panetha: Wydzielają substancje obronne, takie jak lizozym i defensyny, chroniąc jelita.
Krypty Lieberkühna: Miejsca intensywnej odnowy nabłonka i wydzielania soku jelitowego.
Bakteriociny: Substancje takie jak acidofilina czy nisona, niszczące patogeny w jelitach.
Mikroflora jelitowa: Syntetyzuje witaminy K i B, produkuje SCFA (krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe) i chroni barierę jelitową.
Maślan sodu: Kluczowe źródło energii dla kolonocytów, działające przeciwzapalnie i regenerująco.
Dieta a depresja: Zaburzenia mikrobioty wpływają na syntezę serotoniny (powstającej w $90\%$ w jelitach), co rzutuje na nastrój.
Wchłanianie żelaza: Odbywa się w dwunastnicy; proces ten hamuje hepcydyna produkowana w wątrobie.
Drogi uwalniania hormonów: Endokrynna (krew), parakrynna (sąsiedztwo), luminokrynna (światło jelita) i neurokrynowa.
Enzymy rąbka szczoteczkowego: Laktaza, sacharaza, maltaza oraz enterokinaza (aktywator trypsynogenu).

Metabolizm i Adipokiny

Podstawowa Przemiana Materii (PPM): Minimalny wydatek energetyczny niezbędny do życia w spoczynku i komfortowych warunkach. Zależy od wieku, płci i hormonów tarczycy.
BMI (Body Mass Index): Wskaźnik masy ciała obliczany jako masa podzielona przez wzrost do kwadratu ( $kg/m^2$ ). Norma: $18.5-24.9$ .
Hormony tkanki tłuszczowej (adipokiny): Leptyna, adiponektyna, resystyna, $IL\text{-}6$ , $TNF\text{-\\alpha}$ .

Endokrynologia Rozrodu i Hormony

Ksenoestrogeny: Związki zewnętrzne naśladujące budową estrogeny, zaburzające gospodarkę hormonalną.
Rola progesteronu: Przygotowuje endometrium do implantacji, utrzymuje ciążę (hamuje skurcze) i rozwija gruczoły sutkowe.
Funkcje estrogenów: Rozwój płciowy, regulacja cyklu, ochrona kości, wpływ na lipidy (wzrost HDL) i nastrój.
Ciałko żółte: Powstaje po owulacji; jego zadaniem jest produkcja dużych ilości progesteronu.
Prolaktyna (PRL): Inicjuje laktację i hamuje owulację poprzez wpływ na oś podwzgórze-przysadka-gonady.