anatomy & physiology - basic human anatomy and physiology€¦ · anatomy!&!physiology!!...

94

Upload: others

Post on 11-Jun-2020

4 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!
Page 2: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 2 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

 

 

 

 

 

   

©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

     

Authors:  1.  L  Ford    2.  J  Mittiga    

All  rights  reserved.    Materials  may  not  be  reproduced  in  whole  or  in  part  without  written  permission  from  the  authors.    This  includes  the  right  to  reproduce,  photocopy,  store  in  a  retrieval  system  or  be  transmitted  by  any  means  electronic,  mechanical,  or  technological  whatsoever  without  expressed  written  permission  from  the  authors.  All  images  are  owned  by  SMCPLT  unless  otherwise  noted.  

 

Page 3: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 3 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

Introduction    

Anatomy  is  the  scientific  study  of  the  body’s  structure  from  the  gross  (large)  structures  that  can  be  seen  by  the  naked  eye  to  the  microscopic  (very  tiny)  structures  only  seen  with  a  microscope.  

Physiology  is  the  study  of  the  chemistry  and  physics  (function)  of  the  body  structures  and  how  they  work  together  to  maintain  homeostasis,  steady  internal  conditions.  

This  course  presents  a  basic  understanding  of  the  anatomy  and  physiology  of  the  human  body.    While  in  no  way  a  comprehensive  presentation  of  the  topic,  it  is  intended  to  introduce  the  basics  in  an  easily  digestible  way.      

Consider  your  study  of  this  material  a  10  course  meal.    You  are  is  invited  to  take  a  small  bite  (one  chapter  at  a  time)  and  chew  on  each  concept  while  imaging  how  that  structure  (anatomy)  functions  (physiology)  in  your  body.      

The  examination  questions  at  the  end  of  each  chapter  are  to  be  used  as  in  an  open  book  fashion.      Answers  and  feedback  are  provided.      

Most  students  taking  this  course  are  exploring  a  natural  therapy  healing  modality.    Key  to  understanding  how  your  modality  impacts  the  healing  processes  of  the  body  is  your  understanding  of  how  the  body  achieves  and  maintains  homeostasis.      

The  body  is  a  miraculous  vehicle  (hardware)  with  built-­‐in  self-­‐healing  software.  Is  that  software  energetic?    Is  it  physiologic?  Is  it  Divine?  Does  it  reside  in  the  brain?  In  the  nucleus?  In  the  mitochondria?  In  the  8th  chakra?    These  questions  are  beyond  the  scope  of  this  course  and  yours  to  ponder.  

Enjoy!  

 Lana  J  Ford  PhD  FAOTA  Jody  Mittiga  DNM  ANP  The  Universal  Light  Group  SMCPLT  Certified  Instructors    

Page 4: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 4 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

INDEX  Introduction             3  

CHAPTER  1    The  Skeletal  System           5  Skeletal  System  Exam           17  

CHAPTER  2    The  Muscle  System             19  Muscle  System  Exam           25  

CHAPTER  3  The  Integumentary  System         27  Integumentary  System  Exam         33  

CHAPTER  4  The  Respiratory  System         35  Respiratory  System  Exam         39  

CHAPTER  5  The  Circulatory  System         41  Circulatory  System  Exam         46  

CHAPTER  6    The  Lymphatic  System         48  Lymphatic  System  Exam         52  

CHAPTER  7  The  Digestive  System           53  Digestive  System  Exam         59  

CHAPTER  8  

The  Urinary  System           61  Urinary  System  Exam           64  

CHAPTER  9  The  Endocrine  System           65  Endocrine  System  Exam         74  

CHAPTER  10  The  Nervous  System           76  Nervous  System  Exam           91  

   

Page 5: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 5 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

Chapter  1:  The  Skeletal  System  To  begin  the  study  of  the  human  body  we  start  with  the  structure  that  shapes  the  container  –  the  skeletal  system.    The  skeleton  forms  the  framework  for  the  human  body.  It  is  composed  of  individual  bones  characterized  by  their  shape.  These  bones  articulate  (move)  with  each  other  at  joints.    

While  it  is  not  necessary  to  remember  all  206  bones,  you  will  find  many  similar  names  throughout  the  entire  anatomy  course.    For  example,  the  femur  bone  in  the  leg  has  a  femoral  artery  and  femoral  nerve  supply;  the  radius  and  ulnar  bones  correspond  to  the  radial  and  ulnar  arteries  and  nerves.    

The  structure  and  function  of  long  and  flat  bones  is  explored  in  greater  detail  to  demonstrate  the  interrelationship  between  the  skeletal  structure  and  other  body  systems  particularly  the  digestive  system,  central  nervous  system,  and  autonomic  nervous  system.      

 

Learning  Objectives  

}   Describe  the  function  of  the  skeleton    

}   Be  familiar  with  the  types  of  bones  as  this  will  help  understand  how  they  come  together  and  form  joints  

}   Identify  where  red  blood  cells  are  formed  

}   Explain  how  osteoblasts  and  osteoclasts  are  different  and  how  they  are  related  to  weight  bearing  and  skeletal  remodeling  

}   Identify  major  parts  of  the  axial  skeleton  and  appendicular  systems  

}   Describe  cartilage  and  its  role  in  the  system  

}   Locate  different  sections  of  the  spinal  column  

}   Describe  function  of  cerebral  spinal  fluid  

 

 

 

Page 6: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 6 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

Functions  of  the  Skeleton  

There  are  five  general  functions  of  the  skeleton.  Providing:      

1.   support  for  the  entire  body    2.   protection  of  vital  organs  3.   storage  of  various  minerals    4.   motion  through  joints  and  attached  skeletal  muscles    5.   the  formation  of  blood  cells  through  a  process  called  hematopoiesis  

Support  for  the  body:    Posture  

Posture  is  an  important  and  over-­‐looked  component  of  health.    It  is  one  of  the  primary  purposes  of  the  skeletal  system  as  it  is  responsible  for  maintaining  form.  “Good  posture”  allows  adequate  room  for  the  organs  to  function  properly.  Structural  alignment  contributes  to  nerve  conduction,  blood  flow  and  lymphatic  drainage.    Chronically  poor  posture  exerts  forces  that  result  in  remodeling  the  shape  of  the  skeleton.  Posture  is  also  important  for  maintaining  muscular  balance  allowing  muscles  to  function  effectively.    Skeletal  misalignment  often  results  in  pain.    

Types  of  Bones    

Individual  bones  are  categorized  into  6  major  groups:  long,  flat,  short,  irregular,  pneumatic,  sesamoid.  

}   Long  bones  

The  large  bones  of  the  upper  extremity  are  the  humerus  in  the  upper  arm,  the  radius  and  ulnar  in  the  lower  arm,  and  the  phalanges  in  the  hands  and  feet.  The  clavicle,  known  as  the  collar  bone,  is  not  illustrated.      

 

 

}   Flat  Bones  

Flat  bones  are  typically  very  thin  bones  making  them  particularly  susceptible  to  traumatic  fracture.  These  bones  include  the  cranial  bones  of  the  head  and  face,  the  “wing  bone”  on  the  backside  of  the  body  called  the  scapula,  the  sternum  or  breastbone,  rib  bones  and  the  pelvic  or  hip  bone  (not  shown).        

Source:  www.visiblebody.com  

 Source:  www.visiblebody.com  

Page 7: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 7 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

}   Short  Bones  

Shorts  bones  vary  in  shape  depending  on  their  location  in  the  body.  There  is  very  little  cushion  around  these  bones  as  they  tend  to  create  small  sliding  motions  rather  than  move  large  bony  parts.    Included  in  this  type  are  the  tarsal  bones  of  the  feet,  carpal  bones  of  the  hands  and  the  patella  of  the  knee.  

 

 

}   Irregular  bones  

Irregular  bones  vary  in  size  and  the  number  of  articulating  surfaces    particularly  the  vertebrae  of  the  spine.    The  sacrum  bone  is  also  in  this  category.  

 

 

 

}   Pneumatic  Bones  

Pneumatic  bones  are  typically  found  in  the  skull  and  sinuses.  Unlike  other  bones,  its  air  spaces  are  filed  with  mucous  membranes.  The  sinuses  serve  as  a  resonance  chamber  for  the  production  of  speech    (no  image).  

 

}   Sesamoid  bones  

There  are  only  two  sesamoid  bones  in  the  body,  located  in  the  knee  joint.    Their  primary  purpose  is  to  keep  the  muscle  away  from  the  joint    thereby  increasing  leverage  in  muscle  contraction.    

Bone  Composition  

When  people  think  of  bones  they  usually  think  of  the  dried  specimens  seen  in  school  libraries  and  museums.    Bone  in  a  live  human,  living  bone,  is  much  more  pliable  and  quite  vascular.    Living  bone  is  in  a  constant  state  of  self-­‐repair  containing  cells  that  lay  down  new  bone.    It  also  contain  blood  vessels  and  nerves  that  contribute  to  self-­‐repair  and  remodeling.  

Remodeling  changes  the  shape  and  density  of  living  bones  to  meet  the  changing  demands  of  life.    Exercise  keeps  living  bones  strong  and  pliable.    Immobility  weakens  the  bone  matrix.    That  is  why  astronauts  who  spend  many  hours  in  zero  gravity  must  regularly  perform  exercises  to  keep  their  bones  

Source:    www.visiblebody.com  

Source:  www.visiblebody.com  

 

 

Source:    www.visiblebody.com  

 Source:  www.visiblebody.com  

 

 

Page 8: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 8 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

strong.  And  adults  who  routinely  exercise  as  they  age  tend  to  maintain  their  structural  integrity  which  contributes  to  functional  independence.  

Bones  are  composed  of  minerals,  mostly  calcium,  embedded  on  a  protein  matrix  called  collagen.    Calcium  is  the  mineral  that  keeps  living  bones  strong.  Calcium  is  a  vital  nutrient  necessary  for  muscles  contraction  (including  the  heart)  and  nerves  function  (including  nerves  in  the  brain).  Calcium  is  also  an  important  factor  in  blood  clotting.    Calcium,  therefore,  is  an  essential  micronutrient  for  homeostasis.  Ninety-­‐nine  percent  of  the  calcium  in  the  body  is  stored  in  the  bones  and  teeth.      

it  is  important  for  young  people  to  get  sufficient  calcium  in  their  diets  and  for  everyone  as  they  age  to  maintain  an  adequate  intake.    When  there  is  sufficient  calcium  in  the  diet,  our  bodies  store  calcium  in  the  bones  making/keeping  them  strong.    Bones  are  often  thought  of  as  a  “calcium  bank”.      

In  order  to  maintain  life,  the  pH  (acid/alkaline  balance)  of  the  blood  must  be  kept  constant  (neutral).  The  body  uses  calcium  from  the  bones  to  maintain  proper  pH  of  the  blood.  When  the  pH  of  the  blood  begins  to  fall  (become  acidic),  the  body  will  pull  calcium  out  of  the  bones  into  the  blood  stream  to  buffer  the  acidic  condition.  Stress  (a  function  of  the  autonomic  nervous  system)  causes  systemic  acidic  conditions.  

Calcium  pulled  from  the  bones  is  eventually  lost  through  the  urine.    Excessive  calcium  loss  leads  to  a  weakening  of  the  bones,  a  condition  called  osteoporosis.  In  addition  to  stress,  excessive  loss  of  calcium  may  also  be  due  to  the  consumption  of  too  many  acid-­‐producing  foods  common  in  today’s  “modern”  diet.      Research  suggests  the  biggest  culprits  for  calcium  loss  are  products  containing  refined  sugar,  enriched  flour,  and  carbonated  beverages.  

The  outer  layer  of  bone  called  the  periosteum  is  composed  of  compact  bone  tissue  containing  of  two  types  of  cells  osteoblasts  and  osteoclasts.    Osteoblasts  are  bone  cells  that  lay  down  new  bone  while  osteoclasts  are  bone  cells  that  break  down  old  bone.  These  cells  are  part  of  the  body’s  innate  repair  system.      Spongy  bone  tissue  found  inside  the  bone  is  composed  of  thin  rods  arranged  in  an  intricate  matrix.  Yellow  marrow  is  found  in  the  long  spaces  while  red  marrow  is  found  in  the  ends  of  long  bones  in  the  extremities  and  rib  joints,  the  flat  bones  of  the  skull  and  the  sternum.      Bone  Changes  

Specific  structures  called  hydroxyapatite  crystals  are  mineral  deposits  in  the  matrix  of  bone  tissue  giving  bones  their  hardness  and  strength.  When  these  crystals  are  compressed  through  movement  a  local  electric  current  is  created.  This  phenomenon  is  called  the  

 

Page 9: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 9 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

piezoelectric  effect.  Bone  tissue  grows  when  subjected  to  the  piezoelectric  effect  in  weight  bearing  (resistance)  exercise.    Think  about  young  children  just  learning  to  walk  and  how  weight  bearing  contributes  to  development  of  their  long  bones.  Since  compression  on  the  bone  with  weight  bearing  (resistance)  exercise  leads  to  bone  growth  and  regrowth,  it  is  important  in  bone  fracture  healing.      Bones  loose  mass  when  not  subjected  to  these  forces  as  is  the  case  of  people  living  a  sedentary  lifestyles,  especially  the  elderly  who  become  functionally  immobile  for  one  reason  or  another.        Keep  in  mind  the  building  up  and  tearing  down  of  bone  tissue  through  changes  in  osteoblast  and  osteoclast  activity  is  responsible  for  the  remodeling  of  the  skeleton  throughout  life.    

 

 

Major  Parts  Human  Skeletal  System  

 

 

 

 

 

   

 Source:  www.alison.com  

Axial  Skeleton  

}   The  skull  }   Thoracic  cage  (rib  cage)  }   Vertebral  column  (spine)  

 

Appendicular  Skeleton  

}   Bones  of  the  upper    and  lower  limbs  

}   Pectoral  &  Pelvic    Girdles  

 

   

Page 10: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 10 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

Axial  Skeleton  The  cranium  is  the  spherical  container  that  protects  the  brain.  Blood  vessels  and  nerves  enter  and  leave  the  cranial  cavity  through  openings  at  the  base  of  the  skull.  Notice  that  the  names  of  bones  correspond  to  brain  structures  with  the  frontal  bone  protecting  the  frontal  lobe.  

The  facial  skeleton  is  attached  to  the  anterior  (front)  and  inferior  (bottom)  of  the  cranium.  It  provides  the  passage  of  air  through  the  nose  and  food  into  the  mouth  linking  the  skeletal  system  to  the  respiratory  and  digestive  systems.      

The  rib  cage  is  made  up  of  sternum  (breastbone),  the  thoracic  vertebra  and  12  pairs  of  ribs  attached  posteriorly  to  the  vertebrae  and  anteriorly  to  the  costal  cartilages.  The  function  of  the  rib  cage  is  to  enable  motion  of  the  thoracic  region  of  the  

spine  and  to  allow  movement  of  the  ribs  and  cartilage  imposed  by  movement  of  the  diaphragm  during  breathing.  The  rib  cage  further  provides  protection  for  the  lungs,  heart  and  liver.      The  vertebral  column  is  a  series  of  individual  segments  called  vertebrae  placed  on  top  of  each  other  with  a  cartilage  cushion  or  disc  between.  Specific  sections  include  the  cervical,  thoracic,  lumbar  spine  along  with  the  non-­‐segmented  sacrum  and  coccyx.  

 

 

Page 11: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 11 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

The  two  upper  two  vertebrae  are  specifically  designed  for  head  motions.  Articulation  between  the  occipital  base  of  the  skull  and  the  1st  cervical  vertebra  (atlas)  allows  for  anterior-­‐posterior  (front-­‐back)  motions  of  the  head.  Articulation  between  the  1st  vertebra  (atlas)  and  2nd  vertebra  (axis)  allows  for  rotary,  tilting  or  turning  motions  of  the  head.  

Weight  bearing  in  the  axial  skeleton  is  largely  mediated  through  the  lumbar  and  sacral  vertebrae.    Natural  curvatures  function  as  shock  absorbers  for  surrounding  structures.  Intervertebral  discs  act  as  shock  absorbers  and  allow  for  spinal  flexibility.    

   Similar  to  bone  changes,  lack  of  exercise  and  the  loss  of  essential  trace  minerals  due  to  stress  and  dietary  habits  cause  disks  to  become  more  brittle  and  less  flexible  over  time.      

 

Appendicular  Skeleton  The  appendicular  skeletal  system  is  composed  of  long  and  short  bones  found  in  the  legs  and  arms.    These  bones  are  united  in  the  body  at  critical  intersections  called  “girdles”.    The  pectoral  girdle    joins  the  sternum  and  the  clavicle  in  the  upper  body  at  the  shoulders  and  includes  the  well-­‐known  rotator  cuff  

The  pelvic  girdle  is  attached  to  the  sacrum  with  ligaments.    The  pelvic  girdle  on  the  both  sides  of  the  sacrum  form  a  solid  structure  known  as  the  body  pelvis.  The  pelvis  forms  the  large  structure  for  the  hip  joints  

 

 

 

Source:    www.alyvea.com  

Page 12: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 12 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

and  the  pubic  symphysis  which  expands  during  childbirth  in  women.    The  obturator  foramen  (opening)  gives  passageway  for  the  sciatic  nerve.  Impingement  of  this  opening  often  a  source  of  hip  and  leg  pain.  

 

Structure  and  Function  of  Long  Bones  

Long  bones  have  two  main  parts:  the  diaphysis  and  the  epiphysis.    The  periosteum  is  a  dense  fiber  covering  the  outer  surface  of  the  bone  containing  the  osteoblasts  for  bone  formation.    The  periosteum  also  contains  veins,  arteries  and  lymphatics  bundled  together  into  a  structure  called  the  neurovascular  bundle  which  nourishes  the  bone.    The  epiphysis  at  the  ends  of  the  long  bones  is  covered  by  a  cartilage  made  up  of  hyaline  tissue  that  functions  to  make  movement  easier.  

Bone  marrow  is  a  spongy  bone  containing  progenitor  cells  that  are  the  source  of  hematopoietic  and  mesenchymal  stem  cells.      

The  hollow  of  the  diaphysis,  the  medullary  cavity,  is  filled  with  yellow  marrow  -­‐a  gelatin-­‐like  tissue  that  contains  

mesenchymal  cells.    Mesenchymal  cells  are  stem  cells  that  can  differentiate  into  osteoblasts  (bone  cells),  chondrocytes  (cartilage  cells),  myocytes  (muscle  cells),  and  adipocytes  (fat  cells).    It  is  involved  in  the  storage  of  fats  which  helps  maintain  bone  homeostasis.    Red  bone  marrow  is  a  delicate,  highly  

vascular  fibrous  tissue  that  contains  hematopoietic  stem  cells  which  are  the  source  of  all  blood  cells  (red,  white,  platelets)  producing  more  than  200  billion  new  blood  cells  every  day.      

It’s  easy  to  see  the  interrelationship  between  the  skeletal  system  and  the  cardiovascular  system  since  long  bones  are  the  genesis  of  the  blood  filling  the  vessels  of  the  cardiovascular  system.      

 

 

   Source:    openstax.org  

 

Source:  medicalnewstoday.com  

Page 13: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 13 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

Development  of  Long  Bones  

Long  bone  development  begins  in  the  fetus  as  hyaline  cartilage.  This  cartilage  is  responsible  for  the  lengthening  of  bone  structures  as  it  is  replaced  by  bone  cells  in  the  shaft  of  the  bone.  Shortly  after  birth  secondary  centers  of  ossification  develop  at  the  ends  of  bones.  

By  puberty  bone  development  takes  over  the  work  of  the  birth  cartilage.    Most  growth  in  bone  length  occurs  during  and  shortly  after  puberty.    After  puberty  bones  tend  to  grow  in  width  rather  than  length.  Throughout  the  remainder  of  life  there  is  a  constant  tearing  down  (osteoclastic  activity)  and  rebuilding  (osteoblastic  activity)  and  remodeling  the  bony  structure  of  the  body.    

Structure  of  Flat  Bones  

The  cranium,  scapula,  sternum,  rib  and  hip  bones  are  considered  flat  bones.  Bone  growth  occurs  at  the  edges  as  there  is  no  bone  shaft.  Flat  bones  resemble  a  sandwich  with  a  layer  of  cancellous  bone  between  two  bony  tables.    

Unique  Characteristics  of  Flat  Bones  

Adjacent  to  nasal  cavities  are  many  flat  bones  hollowed  to  form  paranasal  sinuses  which  takes  the  place  of  

cancellous  bony  tissue.  These  boney  structures  are  lined  with  skin  tissue  called  mucous  membranes  which  are  the  source  of  histamine  responses  leading  to  the  classic  runny  nose.    

Development  of  the  mastoid  bone  is  formed  by  the  extension  of  the  air-­‐filled  cavity  of  the  middle  ear,  often  a  site  for  ear  infections.    

Bones  of  the  skull  are  curved  and  form  a  sphere  for  protection  of  the  brain.  The  flat  bones  in  young  children  are  not  fully  developed  meaning  they  remain  quite  flexible.  In  adults  the  bones  become  fully  formed  and  are  often  fused  along  suture  lines.      Mild  direct  blunt  force  trauma  causing  cracks  or  fractures  in  the  cranium  will  usually  heal  by  activity  of  the  osteoblasts  at  the  margins  

 

 

 

 

Page 14: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 14 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

of  the  defect.    Such  injuries,  however,  causes  the  soft  tissue  of  the  brain  to  be  bounced  against  the  cranium  resulting  in  brain  tissue  trauma  at  the  site  of  impact  and  in  heterogeneous  locations  throughout  the  brain.        

Fluids  of  the  Skeletal  System  

The  cerebral  spinal  fluid  (CSF)  (shown  in  blue)  is  a  clear,  colorless  fluid  found  in  the  brain  and  spinal  column.      CSF  is  produced  in  the  ventricles  of  the  brain  (1)  and  flows  from  the  brain  to  the  tailbone  tip  of  the  spinal  cord.  It  acts  as  a  cushion  and  buffer  for  the  central  nervous  system  by  providing  mechanical  and  immunological  protection.  The  CSF  also  serves  a  vital  function  in  auto  regulation  of  cerebral  blood  flow  (CBF).  

 

   

 

Page 15: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 15 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

Joints  of  the  Skeletal  System    While  the  medical  classification  term  are  important,  it  is  most  helpful  to  have  a  general  idea  of  how  muscles  move  bones  at  points  of  articulation  called  joints.  Observing  how  your  own  body  moves  may  be  your  best  resource.  

Joints  are  characterized  in  3  different  way.      

}   By  the  material  holding  the  joint  together  and  the  relative  mobility  

The  points  of  articulation  between  bones  that  are  fused  together  is  called  a  synostosis  joint  (found  in  the  sutures  of  the  cranial  bones).  Where  bones  are  held  together  by  cartilage  it  is  called  a  synchondrosis  joint  (found  in  the  femur  connection  to  tibia  and  fibula  in  the  knee).  Bones  held  together  by  a  connective  fibrous  tissue  it  is  called  a  syndesmosis  joint  as  in  where  the  radius  and  ulna  meet  at  the  elbow.      While  cartilage  is  beneficial  to  specific  joints  it  does  not  often  regenerate  or  replicate  itself  when  damaged  often  resulting  in  pain  frequently  in  the  knee  and  hip  joints.    Connective  tissue,  on  the  other  hand,  can  undergo  repair  or  replacement  which  may  be  augmented  by  non-­‐surgical  intervention.    

}   By  relative  mobility  The  synostosis  joint  of  the  cranial  bones  are  non-­‐mobile.    Semi-­‐mobile  syndesmosis  joints  are  connected  through  connective  tissue  (elbow).    Synchondrosis  joint  structures  that  facilitate  mobility  are  synovial  articulations  (knee,  shoulder,  hips)  and  usually  have  a  tough  membrane  filled  with  a  synovial  fluid.    

}   By  degrees  of  freedom  referring  to  the  number  of  planes  in  which  movement  is  permitted    

One  degree  of  freedom  means  the  joint  in  uniaxial.    Uniaxial  joints  move  in  one  direction  only.  Hinge  joints  are  found  in  the  elbow,  knee  and  small  bones  of  the  fingers  and  toes.    

Two  degrees  of  freedom  means  the  joint  is  biaxial.    Biaxial  joints  move  in  two  directions.  An  example  would  be  the  wrist  and  ankle  joints  which  move  back  and  forth  and  side  to  side.  

 

Page 16: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 16 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

With  three  degrees  of  freedom,  we  say  the  joint  is  multi-­‐axial.  Not  only  does  it  move  up  and  down  and  sideways,  it  rotates  within  its  own  socket.  The  shoulder  and  hip  are  examples  of  ball  and  socket  joints.  

Teeth  Teeth  are  considered  a  functional  part  of  the  digestive  system  and  because  they  are  composed  of  bone  and  the  minerals  of  calcium  and  phosphorus  they  are  part  of  the  skeletal  system.      Structure  of  Teeth  Enamel  is  the  hard  bone  coating  over  the  dentin.  The  pulp  contains  the  nerve  and  blood  supply  to  the  teeth.  Teeth  are  held  in  place  by  soft  gum  tissue,  which  when  inflamed,  creates  a  condition  known  as  gingivitis.    

Adults  humans  typically  have  12  molars,  8  premolars,  4  canines  and  8  incisors.  Molars  are  designed  for  chewing  while  incisors  and  canines  are  for  biting  and  tearing.    This  is  an  important  distinction  to  remember  as  it  links  the  teeth  to  both  the  digestive  system  processes  and  the  autonomic  nervous  system.    

To  further  illustrate  the  inner-­‐connectivity  between  body  systems,  each  tooth  is  energetically  connected  to  a  gland  and  an  individual  organ  through  the  Chinese  meridian  system.    

 

 

 

   

               

 

 

Page 17: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 17 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

                             

This  concludes  Chapter  1:  The  Skeletal  System.    Answer  the  following  questions  before  proceeding  to  the  next  chapter.  

Page 18: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 18 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

Exam:  Skeletal  System      

Check  one  or  more  correct  answers      1.  What  is  the  function  of  the  Skeletal  System?    ___a.  support  for  the  entire  body    ___b.  protection  of  some  vital  organs    ___c.  storage  of  various  minerals    ___d.  motion  through  joints  and  attached  skeletal  muscles    ___e.  hematopoiesis  –  formation  of  blood  cells      2.  Why  is  posture  important?    ___a.  contributes  to  red  blood  cell  formation    ___b.  allows  room  for  organs  to  function    ___c.  maintains  muscle  balance    ___d.  contributes  to  blood  flow  and  lymphatic  drainage  

3.  Red  blood  cells  are  formed    ___a.  in  the  shaft  of  the  long  bones    ___b.  at  the  ends  of  the  bones    ___c.  in  the  sternum    ___d.  in  the  skull    ___e.  in  the  rib  joints      4.  What  are  the  major  parts  of  the  axial  skeleton?    ___a.  skull    ___b.  rib  cage    ___c.  pelvic  girdle    ___d.  vertebral  column  

5.  What  are  the  parts  of  the  vertebral  column?    ___a.  cervical    ___b.  sternum    ___c.  thoracic    ___d.  lumbar    ___e.  skull      6.  Uniaxial  or  hinge  joints  that  move  ONLY  in  one  direction  include:    ___a.  shoulder  joint    ___b.  elbow  joint    ___c.  finger  (phalanx)  joints    ___d.  hip  joint    ___e.  ankle  joint  

 

Page 19: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 19 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

7.  A  biaxial  joint  that  moves  back  and  forth  and  side  to  side  is  found  in  the    ___a.  wrist    ___b.  elbow    ___c.  shoulder    ___d.  neck      8.  Ball  and  socket  joints  (that  move  in  multiple  directions)  are  found  in  the    ___a.  feet    ___b.  spine    ___c.  shoulder    ___d.  hip  

9.  Piezoelectric  effect    ___a.  occurs  when  hydroxyapatite  crystals  in  bone  tissue  are  compressed    ___b.  is  prominent  during  weight  bearing  activities  (walking)    ___c.  when  combined  with  activity  of  osteoclasts  and  osteoblasts  remodels  skeletal  structure    ___d.  stimulates  the  production  of  red  blood  cells      10.  Cerebral  Spinal  Fluid    ___a.  is  a  fluid  carrying  hemoglobin  in  the  blood    ___b.  provides  immune  protection  for  the  brain    ___c.  is  a  fluid  circulating  inside  the  skull    ___d.  assists  with  blood  flow  in  the  brain  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 20: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 20 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

 

Chapter  2:  The  Muscular  System  The  muscular  system  is  often  called  the  musculoskeletal  system  because  of  the  intimate  relationship  between  these  two  structural  systems  –  the  muscles  and  the  skeleton.    Muscles  hold  bones  in  place  and  facilitate  the  movement  of  the  entire  body.  

Learning  Objectives  

}   Describe  the  functions  of  muscle  tissue  }   Understand  the  properties  of  muscle  tissue  }   Identify  three  types  of  muscle  fibers  }   Associate  types  of  movement  according  to  joint  type  

 Muscles  of  the  Human  Body                                                      

 

Source:    www.slideshare.net  

Page 21: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 21 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

   Function  of  Muscle  Tissue    The  function  of  muscle  is  to  facilitate  movement  of  the  body  at  large  and  within  the  body.  Muscles  let  the  body  walk,  run,  tilt  and  turn  the  head,  and  manipulate  objects  with  hands,  arms,  fingers  and  toes.  Muscles  stabilize  body  posture  in  standing  and  sitting.  Small  muscle  movement  regulates  organ  volume.      For  example,  gastrointestinal  muscles  move  food  through  the  digestive  system.  Movement  of  the  diaphragm  regulates  the  intake  and  expulsion  of  air  in  the  lungs.    Cardiac  muscles  pump  the  heart.    Other  muscles  act  to  move  materials  and  fluids  within  the  body.    Additionally,  muscle  movements  produce  heat  during  contraction  to  maintain  body  temperature.    Properties  of  Muscle  Tissue    

}   Electrical  excitability  Muscles  respond  to  stimuli  by  producing  electrical  signals  which  sends  as  action  potential  along  a  cell  membrane.    Electrical  signals  are  the  result  of  chemical  stimuli  from  messenger  molecules  called  neurotransmitters.    

}    Contractibility  Muscles  contract  or  shorten  when  stimulated  by  an  action  potential  creating  one  of  two  types  of  movement:  isotonic  or  isometric.    In  isotonic  contractions  the  tension  remains  constant  as  muscle  

shortens  and  produces  movement.  An  example  would  be  the  repeated  lifting  of  the  weight  through  movement  of  the  elbow.  In  an  isometric  contraction  the  muscle  has  tension  but  does  not  shorten  thus  no  movement  is  produced.  An  example  would  be  holding  a  heavy  object  with  the  elbow  straight.    }   Extensibility  Extensibility  refers  to  the  ability  of  muscle  to  stretch  without  being  damaged.  Think  about  stomach  smooth  muscles.  When  

the  stomach  is  full  of  food  it  expands.  Cardiac  muscles  function  similarly  when  the  heart  chambers  fill  with  blood.    Skeletal  muscles  exhibit  extensibility  during  intentional  stretching  during  exercise.    

}   Elasticity  Elasticity  refers  to  the  ability  of  a  muscle  to  return  to  its  original  length  and  shape  after  contraction  or  extension.  Think  again  of  the  stomach  muscle  returning  to  normal  size  when  empty.      

 

 

 

Page 22: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 22 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

 How  Muscles  Move  

All  muscle  tissue  movement  is  fueled  by  ATP  (adenosine  triphosphate)  inside  the  cell.    ATP  triggers  the  two  proteins  responsible  for  muscle  movement:  myosin  and  actin.      Myosin  converts  chemical  ATP  energy  into  mechanical  energy.    The  myosin  head  (shaped  like  a  double  headed  golf  club)  sends  a  signal  to  a  binding  protein  called  actin.  Actin  in  turn  forms  a  filament  that  twists  into  a  helix  to  push  or  pull  the  muscle  fiber.  

In  a  relaxed  state  myosin  is  blocked  from  actin  by  two  regulatory  proteins  called  troponin  and  tropomyosin.  

 

Types  of  Muscle  Tissue  

There  are  three  types  of  muscle  tissue:  skeletal,  smooth,  and  cardiac.    All  are  composed  of  striated  fast  (white)  and  slow  (red)  fibers.  Skeletal  muscles  are  bundles  or  columns  of  fibers  allowing  for  action  even  if  one  bundle  is  damaged  allowing  muscle  to  function  in  a  weakened  state.    Smooth  muscles  are  elongated  structures  found  in  the  walls  of  the  visceral  organs  and  blood  vessels.  If  there  is  damage  to  a  single  fiber  the  surrounding  fibers  generally  take  over  function.  Cardiac  muscles  have  a  branched  structure  and  are  found  only  in  the  heart.  Damage  to  a  single  fiber  may  result  in  irregularity  of  muscle  contraction.    

}   Structure  and  function  of  skeletal  muscles  

The  primary  function  of  skeletal  muscles  is  to  move  the  bones  of  the  skeleton.  Individual  muscle  fibers  are  encased  or  bundled  in  a  sheath  of  connective  tissue.    There  is  usually  one  artery,  one  or  two  veins,    and  a  motor  neuron  for  each  muscle  bundle.    At  the  ends  of  the    muscles  the  connective  tissue  forms  a  dense  tendon  attachment  to  the  bone.  Understanding  this  relationship  makes  it  easy  to  recognize  that  tears  in  the  tendon  may  results  in  poor  or  improper  muscle  function.  

Skeletal  muscles  contract  voluntarily  to  produce  movement  of  limbs.  Other  muscles  contract  involuntarily  as  in  movement  of  the  diaphragm  in  breathing.    

 

 

 

Page 23: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 23 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

}   Structure  and  function  of  smooth  muscles  

Smooth  muscles  are  characterized  by  small  spindle  shaped  fibers  nestled  together.  They  are  located  in  the  hollow  structures  of  blood  vessels,  the  stomach,  intestines,  gall  bladder,  and  urinary  tract.  Their  function  is  to  move  fluids  and  eliminate  wastes  through  involuntary  movement.    

}   Structure  and  function  of  cardiac  muscles  

Cardiac  muscles  are  specific  to  the  heart.    They  are  composed  of  striated  long  and  slow  acting  fibers  that  attach  to  each  other  end  to  end.  They  have  a  branched  structure  with  only  one  central  nucleus.  These  fibers  form  the  heart  wall  and  their  movement  is  involuntary.      

Classification  According  to  Action  

Movement  is  the  result  of  muscle  groups  working  together  assuming  the  skeletal  structure  is  intact.      Skeletal  muscles  are  arranged  in  opposite  pairs  and  perform  movement  to  shorten  or  lengthen  thus  allowing  movement  of  the  bony  segment.  When  a  muscle  shortens  or  contracts  it  is  called  the  agonist.    When  a  muscle  lengthens  it  is  called  the  antagonist.    

Skeletal  muscles  can  be  either  agonists  or  antagonists.  For  example,  the  biceps  acting  as  an  agonist  contracts  to  move  the  forearm  toward  the  upper  arm.    At  the  same  time  the  triceps  acts  as  an  antagonist  to  lengthen  thereby  allowing  movement.  The  opposite  is  also  true.  When  the  triceps  acts  as  the  agonist  to  straighten  the  forearm  the  biceps  acts  as  the  antagonist  to  relax  and  allow  movement.  The  relationship  between  the  paired  muscles  is  critical  for  coordinated  movement.  

Muscles  called  synergists  aid  the  agonist  but  do  not  act  as  prime  movers.    An  example  would  be  the  small  muscles  on  either  side  of  individual  finger  joints  that  stabilize  the  joint  allowing  the  long  muscle  fibers  that  cross  multiple  joints  to  move  the  segmented  parts.  

Fixators  stabilize  the  agonist  so  that  it  can  work  more  effectively.    For  example,  scapular  muscles  fix  the  scapula  (shoulder  wing  like  bone)  while  movement  takes  place  through  long  muscles  that  move  the  shoulder  and  forearm.    

Types  of  Movement  

Skeletal  muscles  move  as  coordinated  pairs.  This  may  be  best  understood  in  the  context  of  the  types  of  movement  they  produce.    

 

Page 24: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 24 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

 }   Flexion/Extension  

Flexion  and  extension  occur  in  uniaxial  or  hinge  joints  of  the  fingers,  elbow,  knee  and  toes.  Flexion  means  there  is  movement  of  the  distal  (farthest  away)  part  toward  the  proximal  (closest  to  center)  part.  Examples  would  include  movement  of  the  forearm  toward  the  upper  arm  with  motion  occurring  at  the  elbow.    Extension  refers  to  the  straightening  of  the  forearm;  moving  farther  away  from  the  bicep.  These  movements  use  both  agonist  and  antagonist  muscle  groups.        

}   Eversion/Inversion    

Eversion/inversion  is  a  biaxial  movement  meaning  the  muscles  move  the  joint  in  two  directions.  Examples  are  the  wrist  and  ankle  which  move  up  and  down  as  well  as  from  side  to  side.    

}   Pronation/Supination  

Pronation/supination  is  also  a  biaxial  movement  of  the  elbow.  When  the  elbow  is  flexed  with  the  forearm  and  palm  facing  upward  the  movement  is  called  supination.    When  the  forearm  remains  flexed  and  the  forearm  turns  over,  palm  down,  the  movement  is  called  pronation.    

}   Abduction/Adduction    

Abduction/adduction  is  movement  in  relationship  to  the  center  of  the  body.    Abduction  is  movement  away  from  the  center  of  the  body.    Adduction  is  movement  toward  the  center  of  the  body.  These  movements  are  typically  found  in  multiaxial  joints  such  as  the  shoulder  and  hip  joints  

}   Horizontal  Abduction/Adduction    

Horizontal  abduction/adduction  is  movement  horizontally  across  the  front  of  the  body.    Visualize  moving  your  right  arm  across  your  chest  to  the  left  with  movement  of  both  the  scapula  and  the  humerus.  

Control  of  the  Muscular  System  

The  muscular  system  is  dependent  on  the  brain  for  motor  control.    Signals  sent  from  the  brain’s  motor  cortex  to  the  body  direct  the  motion.  Sensations  coming  from  the  body’s  peripheral  nervous  system  travel  to  the  brain  providing  information  about  the  environment  and  literally  informing  the  next  step.  

 

 

Page 25: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 25 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

Control  the  left  side  of  the  body  takes  place  in  the  right  side  of  brain  and  the  right  side  of  the  body  is  controlled  by  the  left  brain.  

The  homunculus  is  an  illustrated  map  of  both  sensory  and  motor  control  of  the  body  represented  in  the  cortex  of  the  brain.  Notice  the  face  and  hands  have  the  greatest  density  of  motor  and  sensory  innervations.  

     

This  concludes  Chapter  2:  The  Muscular  System.    Answer  the  following  questions  before  proceeding  to  the  next  chapter.  

 

Page 26: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 26 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

Exam:  Muscular  System      

Check  one  or  more  correct  answers    1.  Action  potential  refers  to  as:    ___a.  electrical  signals  passed  along  the  cell  membrane    ___b.  pumping  action  of  the  heart    ___c.  electrical  signals  from  neurotransmitters      2.  Movement  of  the  left  side  of  the  body  is  from    ___a.  right  side  of  the  brain    ___b.  left  side  of  the  brain    ___c.  both  sides  of  the  brain    3.  Which  muscle  fibers  have  involuntary  control    ___a.  cardiac  fibers    ___b.  smooth  fibers    ___c.  skeletal  fibers  

4.  Identify  the  properties  of  muscle  tissue    ___a.  electrical  excitability    ___b.  contractibility      ___c.  immobility    ___d.  elasticity      5.  Muscles  that  occur  in  bundles  with  fast  (white)  and  slow(red)  moving  fibers  include:    ___a.  smooth  fibers    ___b.  cardiac  fibers    ___c.  skeletal  fibers  

6.  Smooth  muscles  are  located  in  the:  ___a.  blood  vessels    ___b.  stomach    ___c.  intestines    ___d.  urinary  tract    ___e.  face      7.  Skeletal  muscles  have    ___a.  one  artery  one  muscle  bundle  ___b.  one  or  two  veins  per  muscle  bundle  ___c.  motor  neurons  for  each  muscle  bundle      

Page 27: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 27 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

8.  Isometric  contraction  means:    ___a.  tension,  contraction,  muscle  shortening  to  creating  movement    ___b.  no  tension,  muscle  lengthens,  allowing  movement    ___c.  muscle  has  static  tension,  no  movement      9.  Identify  the  function  of  muscle  tissue    ___a.  stabilize  a  body  part    ___b.  produce  body  movement    ___c.  move  fluids  in  the  body      10.  What  chemical  triggers  proteins  to  produce  muscle  movement    ___a.  acetylcholine    ___b.  adenosine  triphosphate  (ATP)  ___c.  adrenaline  

 

   

Page 28: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 28 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

Chapter  3:  Integumentary  System  The  integumentary  system  (skin)  is  the  largest  organ  in  the  human  body.    It  encloses  all  of  the  internal  structures  and  is  the  site  of  sensory  receptors  connecting  the  human  with  the  external  world.    

Learning  Objectives  

}   Identify  the  functions  of  the  skin  

}   Describe  the  3  main  layers  of  the  skin  

}   Identify  what  happens  in  these  3  layers  

}   Recognize  the  main  structures  of  the  nails  and  hair  

}   Identify  types  of  sensations  occurring  in  the  skin  

Functions  of  the  Skin  

}   Protection  

The  skin  provides  a  physical,  chemical  and  biological  barrier  against  the  outside  world.  It  is  the  first  line  of  defense  against  microbes  and  harmful  chemicals.    Lipids  or  fatty  substances  excreted  through  the  skin  retard  water  evaporation  preventing  dehydration.    Oily  sebum  secreted  from  the  sebaceous  glands  protects  hair  and  nails  and  it  contains  bactericidal  chemicals  that  kill  surface  bacteria.    The  skin’s  pigment  called  melanin  provides  protection  from  UV  light.  

}   Excretion  

Although  nearly  waterproof,  the  skin  excretes  200-­‐400  ml  of  water  daily  (depending  on  activity  level).  The  skin  also  assists  in  removing  heat  through  sweating.  Sweating  removes  small  amounts  of  salt  and  carbon  dioxide.    

}    Absorption  

The  skin  absorbs  small  amounts  of  mostly  fat-­‐soluble  materials  including  Vitamin  A,  D,  E,  and  K.    It  absorbs  oxygen  and  carbon  dioxide  gases.  Skin  absorbs  almost  any  substance  applied  to  it  including  lotions,  essential  oils,  and  medications.  Not  all  absorptions  are  healthy.    And,  because  of  this  absorption  quality,  toxic  substances  can  cause  allergic  reactions:  poison  ivy,  detergents,  makeup,  and  inorganic  substances  like  nail  polish  remover.  

}   Thermoregulation  

Thermoregulation  is  the  regulation  of  body  temperature.    The  sympathetic  nervous  system  is  responsible  for  monitoring  body  temperature  and  initiating  appropriate  skin  and  motor  responses.    Sweating,  while  an  act  of  excretion,  

 

 

Page 29: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 29 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

serves  to  cool  the  surface  of  the  skin  as  the  sweat  evaporates  from  the  skin  surface.    Shivering  is  a  muscle  contraction  activity  intended  to  create  heat.    Extreme  cold  causes  blood  vessels  in  the  skin  to  contract  preventing  passive  heat  loss  and  protecting  internal  organs.  Below  freezing  temperatures  can  result  in  a  condition  called  frostbite.  The  skin  may  also  divert  blood  flow  to  underlying  muscle  tissue  during  exercise  or  in  response  to  stressful  situations.        

}   Synthesis  of  Vitamin  D  

Vitamin  D3  (cholecalciferol)  is  synthesized  from  a  cholesterol  derivative  found  in  the  skin  when  skin  is  directly  exposed  to  the  UV  wavelengths  in  sunlight.    Enzymes  in  the  kidney  and  liver  modify  the  activated  molecule  producing  calcitriol  which  aids  absorption  of  calcium  in  foods  from  the  gastrointestinal  tract.  Vitamin  D  is  essential  for  immune  system  support.      

}   Cutaneous  sensations  

The  skin  is  essentially  a  sense  organ.    Cutaneous  sensations  refer  to  sensory  nerve  receptors  on  the  surface  of  the  skin  resulting  in  the  sensations  of  touch,  pressure,  vibration,  heat,  cold,  and  tickling.  

These  cutaneous  nerve  receptors  send  stimuli  to  the  central  nervous  system  (brain  and  spinal  cord)  which  activate  skeletal  muscles  to  respond  to  look  at  the  fly  that  landed  on  your  leg  or  withdraw  from  the  hot  pot  your  hand  just  touched.  The  persistent  sensation  of  pain  is  usually  an  indication  of  actual  tissue  damage.  The  Homunculus  illustration  in  the  Muscular  System  Chapter  suggests  the  highest  number  of  receptors  on  the  skin  are  found  in  the  lips  and  fingers  of  the  hand.      

Structure  of  the  Skin  

}   Epidermis  

The  outermost  layer  of  the  skin  is  called  the  epidermis.    The  epidermis  is  not  well  vascularized  and  is  very  thin  comprised  of  mostly  dead  skin  cells  which  flake  off  and  are  replaced  constantly.    It  does  contain  a  tough  fibrous  protein  called  keratin  that  protects  the  skin  and  underlying  tissues  from  heat,    microbes,  and  chemicals.  Most  of  the  remaining  cells  are  melanocytes  which  contain  the  protein  melanin  that  contributes  to  skin  color.          

}   Dermis  The  secondary  layer  has  more  depth.  It  is  highly  vascular  and  contains  collagen,  elastic  fibers,  nerves,  glands  and  hair  follicles.  

 

Burn  blister  

 

Page 30: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 30 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

 }   Subcutaneous  

The  deepest  layer  of  the  skin  contains  fat  deposits  and  nerve  endings  responding  to  deep  pressure.    

Layers  of  the  Epidermis  

The  specific  layers  of  the  skin  have    special  functions  contribute  to  the  primary  function  of  the  skin  which  is  protection.  

}   Stratum  Corneum    The  outermost  layer  of  the  epidermis  called  the  stratum  corneum.  It  is  composed  of  25-­‐30  layers  of  dead  skin  cells.  Between  the  cells    are  lipids  or  fat  deposits  which  help  make  this  layer  water  repellant.  Cells  in  this  layer  are  constantly  replaced  by  cells    from  a  deeper  layer  that  migrate  upward.  Constant  exposure  to  friction  stimulates  abnormal  thickening  called  a  callus.      

}   Stratum  Lucidum  The  second  layer  of  the  epidermis  called  the  stratum  lucidum  is  present  only  on  the  fingertips,  palms  and  soles.  It  contains  layers  of  filaments  and  thickened  plasma  membranes.    

}   Stratum  Granulosum  The  stratum  granulosum  is  the  middle  layer  between  strata  where  new  cells  are  formed  and  replace  the  dead  cells  in  the  top  layer.  It  contains  lamellar  granules  which  fill  the  space  between  cells  and  acts  as  a  sealant  keeping  water  in  and  microbes  out.  

 }   Stratum  Spinosum  

Largest  layer  in  the  epidermis,  called  the  stratum  spinosum,  contains  many  sided  keratinocytes  backed  together.  Their  shape  contributes  to  both  strength  and  elasticity  of  the  skin.      

}   Stratum  Basale  The  stratum  Basale  is  the  deepest  layer  of  the  epidermis.  It  contains  stem  cells  that  continuously  produce  keratinocytes.  These  cells  contain  mitochondrion  which  generate  the  ATP  (cell  energy)  needed  for  all  cell  function.    This  layer  also  contains  the  sensory  neurons  for  temperature  and  pain.        

 

Page 31: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 31 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

 Layers  of  the  Dermis  The  second  layer  of  the  skin  is  called  the  dermis.    It  contains  blood  vessels,  nerves,  glands  and  hair  follicles.  This  layer  contains  Meissner  corpuscles  or  nerve  endings  sensitive  to  touch.  Deeper  layers  contain  a  matrix  of  collagen  that  contributes  to  elasticity.  An  example  would  be  skin  stretching  during    pregnancy  or  the  stretching  that  occurs  with  swelling  post  injury.  This  layer  contributes  to  the  formation  of  epidermal  ridges  that  form  the  loops  and  whorls  found  on  palms  commonly  called  

fingerprints.    Deep  within  dermis  are  cutaneous  receptors  for  touch,  pressure,  pain.      There  are  a  variety  of  other  structures,  each  with  its  own  pathway  to  the  brain    

 Function  and  Function  of  the  Hair    The  primary  function  of  the  hair  is  to  protect  the  skin.  It  is  found  most  notably  on  the  head,  eyebrows  and  genitalia  but  also  more  slightly  on  legs  and  arms.  Hair  is  composed  of  dead  keratinized  cells  bonded  together  by  extracellular  proteins.  The  shaft  of  straight  hair  is  round,  and  oval  in  curly  hair.      The  hair  follicle  has  a  root  or  bulb  that  extends  into  the  dermis.    There  is  a  sebaceous  or  oil  gland  for  each  individual  hair.  A  smooth  erector  muscle  moves  the  hair  shaft  and  surrounding  skin  in  response  to  a  cold  temperature  by  forming  goose  bumps  on  the  skin.  The  hair  shaft  may  also  become  erect  during  frightening  situations  in  which  the  hair  on  the  back  of  neck  stands  up.  This  is  the  autonomic  nervous  system  fight  or  flight  to  a  threatening  or  potentially  dangerous  situation.    Function  and  Structure  of  the  Nails  A  healthy  fingernail  functions  to  protect  the  soft  tissue  found  at  the  ends  of  the  fingertips  and  toes.  In  the  fingers  it  serves  to  provide  protection  when  pressure  is  exerted  to  the  pulp  side  of  the  fingertip.      

 

 

 

Page 32: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 32 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

Nails  are  tightly  packed  keratinized  epidermal  cells  covering  the  dorsal  surfaces  (back  sides)  of  the  fingers  and  toes.  The  nail  body  is  visible  with  the  free  edge  extending  past  the  end  of  the  digit.  The  nail  bed  appears  pink  because  of  underlying  blood  capillaries.  The  lunula  or  half-­‐moon  white  area  is  a  thicker  non-­‐transparent  layer  of  basal  cells.      

Accumulation  of  Fat  Cells    Cellulite  is  the  accumulation  of  fat  cells  in  both  the  epidermal  and  the  dermal  layers  of  the  skin.  Cellulite  gives  the  skin  a  “cottage  cheese”  appearance.    It  seems  to  accumulate  in  the  thighs  and  buttocks.      Wound  Healing      Wound  healing  is  a  normal  activity  of  the  body  to  repair  itself.    Wounds  heal  from  the  deepest  layer  outwards  to  the  

most  superficial  ones.  Epidermal  healing  is  the  first  step  in  healing  of  superficial  wounds  and  the  last  step  in  the  healing  of  deep  wounds  with  no  scar  formation.      During  the  first  phase  of  epidermal  healing  there  is  bleeding  and  clot  formation.  This  phase  involves  enlargement  and  migration  of  basal  cells  across  the  wound  from  opposite  sides  forming  a  matrix  for  new  cell  growth.    

   In  dermal  healing  there  are  four  phases  of  wound  healing  include:    

•   bleeding    •   inflammation  •   proliferation  of  cells  in  deeper  layers  •   remodeling    

 Bleeding  is  visible  from  the  epidermal  layer  but  the  source  of  the  blood  is  in  the  deeper  layers  depending  on  the  severity  of  the  injury.      

 

 

 

Page 33: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 33 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

Inflammation  is  a  vascular  and  immune  response  to  eliminate  microbes  and  dying  cells.  A  clot  becomes  a  scab  with  migration  of  epithelial  cells.  Fibroblasts  migrate  along  fibers  and  damaged  blood  vessels  begin  to  repair.      Proliferation  is  the  extensive  growth  of  new  epithelial  cells  that  replace  the  scab.  This  sometimes  results  in  an    atrophic  (abnormal)  accumulation  of  tissue  called  a  scar.    During  the  remodeling  phase  the  scab  sloughs  off  and  collagen  fibers  become  more  organized  (normotrophic).  

 Wound  Healing  in  Burns    A  burn  is  tissue  damage  caused  by  excessive  heat,  electricity,  radioactivity  or  corrosive  chemicals.    Burns  may  involve  different  layers  of  the  epidermis  and  the  dermis  and  are  classified  by  the  depth  of  wound.    Second  and  third  degree  burns,  depending  on  the  extent  of  the  surface  area  of  damage,  may  involve  systemic  effects  including  of  loss  of  water  and  blood  plasma  which  may  result  in  systemic  shock,  bacterial  infection,  reduced  blood  circulation,  and  impaired  immune  response.  

 Aging  and  the  Integumentary  System    The  skin,  like  every  system  in  the  body,  changes  over  time  and  age.    Normal  “aging”  results  in  reductions  in  muscle  strength,  cell  division  activity,  hormonal  levels,  blood  circulation  and  general  metabolic  activities.  Aging  changes  in  the  skin  are  reflected  in  the  thinning  of  the  epidermis,  loss  of  elasticity  and  resilience  in  the  dermis  leading  to  slower  wound  healing,  and  loss  of  fat  in  the  hypodermis  revealing  itself  as  thinning  and  sagging  skin  and  changes  in  thermoregulation.            

 

 

 

 

 

 

 

 

This  concludes  Chapter  3:    The  Integumentary  System.    Answer  the  following  questions  before  proceeding  to  the  next  chapter.  

 

Page 34: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 34 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

Exam:    Integumentary  System  Select  one  or  more  correct  answers  1.  Which  is  NOT  a  function  of  the  skin:    ___a.  protection    ___b.  excretion    ___c.  absorption    ___d.  thermoregulation    ___e.  metabolism      2.  In  thermoregulation,    ___a.  sweat  on  the  surface  causes  cooling.    ___b.  sweat  adjusts  blood  flow  in  the  dermis.    ___c.  sweat  may  regulate  temperature  due  to  internal  inflammation.    3.  The  three  primary  layers  of  the  skin  are:    ___a.  epidermis    ___b.  collagen    ___c.  dermis    ___d.  subcutaneous      4.  The  role  of  melanin  includes:    ___a.  synchronization  of  circadian  rhythms    ___b.  blood  pressure  regulation    ___c.  skin  color    ___d.  mitochondrial  DNA  protection    ___e.  important  in  scar  formation    5.  The  ___________  layer  contributes  to  formation  of  ridges  that  form  whorls  and  loops  of  fingerprints.    ___a.  epidermis    ___b.  dermis    ___c.  subcutaneous        6.  Receptors  for  touch,  pressure  and  pain  are  found  in  the:    ___a.  epidermal  layer  ___b.  dermal  layer  ___c.  subcutaneous  layer   7.  The  nail  bed  appears  pink  due  to:    ___a.  bruising    ___b.  underlying  capillaries    

Page 35: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 35 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

___c.  hangnails      8.  Cellulite  is  formed  in  which  layer?    ___a.  epidermis    ___b.  dermis    ___c.  subcutaneous      9.  Remodeling  is  usually  the  last  phase  of  wound  healing.    ___a.  True    ___b.  False    10.  Severe  wounds  heal  first  from  the  surface  then  to  deeper  layers.  ___a.  True    ___b.  False    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

Page 36: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 36 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

Chapter  4:  Respiratory  System  The  respiratory  system  is  responsible  for  delivering  oxygen  to  the  blood  and  removing  carbon  dioxide  from  the  body.    Pay  particular  attention  to  the  interdependency  of  the  respiratory,  musculoskeletal,  circulatory,  and  nervous  systems.        

Learning  Objectives  

}   Identify  the  primary  functions  of  the  Respiratory  System  

}   Identify  component  parts  of  the  upper  respiratory  tract  and  their  functions  

}   Identify  component  parts  of  the  lower  respiratory  tract  and  their  functions  

}   Recognize  the  difference  between  inspiration  and  expiration  

}   Explain  the  function  of  the  diaphragm  in  breathing  

}   Understand  how  oxygen  we  breath  gets  into  the  blood  stream  

Functions  of  the  Respiratory  System  

The  respiratory  system  facilitates  the  breath  of  life,  literally.    It  provides  for  gas  exchange  through  the  intake  of  oxygen  (O2)  and  the  elimination  of  carbon  dioxide  (CO2).  This  process  helps  regulate  blood  pH  (potential  Hydrogen).    Oxygen  attaches  to  red  blood  cells  passing  through  the  vasculature  of  the  lungs  and  is  transported  to  every  cell  in  the  body.  The  respiratory  system  also  contains  the  receptors  for  the  sense  of  smell.    The  Upper  Respiratory  Tract  

During  inhalation,  air  enters  the  body  through  the  nose.  Inside  the  nasal  cavity  nasal  hairs  called  cilia  imbedded  in  the  sticky  mucous  membrane  prevent  the  passage  of  large  debris,  like  dirt,  from  entering  the  lungs.      

Next,  air  passes  into  the  sinuses  which  are  lined  with  cilia  that  constantly  move  debris  and  mucous  toward  the  throat  to  be  swallowed.  They  are  hollow  chambers  that  also  provide  resonance  chambers  for  the  human  voice.    Sinuses  are  lined  with  mucous  membranes  that  can  respond  to  allergens  and  bacteria  with  inflammation  and  pain.    

Capillaries  (tiny  blood  vessels)  beneath  the  nasal  epithelium  warn  air  before  it  enters  the  lungs.  Deep  in  the  nasal  cavity  is  olfactory  tissue  used  to  detect  odors.  

 

Page 37: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 37 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

The  eustachian  tube  connects  directly  to  the  middle  ear;  when  blocked,  inflammation  occurs.    This  is  commonly  called  an  earache.  

The  soft  palate  is  a  muscular-­‐membranous  structure,  actually  part  of  the  digestive  system.    During  swallowing  the  soft  palate  is  raised  like  a  trap  door  to  close  off  upper  airway  passages.    

Other  structures  of  the  upper  respiratory  tract  include  the  nasopharynx,  pharyngeal  tonsil  (adenoid),  oropharynx,  to  name  a  few.    This  complexity  begins  to  explain  the  specialty  called  ears,  nose,  throat  (ENT).        

The  Lower  Respiratory  Tract  

Two  lung  structures  occupy  the  thoracic  (chest)  cavity.  The  left  lung  has  two  lobes  (sections)  and  tends  to  be  smaller  to  make  room  for  vascular  connections  to  the  heart.  The  right  lung  is  divided  into  three  lobes.    Lungs  are  protected  by  the  skeletal  structure  known  as  the  rib  cage.      Larynx  connects  the  pharynx  to  the  trachea  and  helps  regulate  the  passage  of  air  to  and  from  the  lungs.    It  contains  the  flexible  piece  of  cartilage  called  the  epiglottis  which  covers  the  trachea  (windpipe)  to  prevent  swallowed  items  from  entering  the  lungs.    It  is  comprised  of  three  pieces  of  cartilage:  thyroid  ,  laryngeal  prominence  (Adam’s  apple),  and  cricoid.  When  the  larynx  becomes  inflamed,  the  voice  is  compromised  and  is  commonly  known  as  laryngitis.        

The  trachea  is  the  main  air  passageway  from  the  nose  and  mouth  into  the  lung.    It  divides  into  two  major  branches  called  bronchus  which  again  divide  into  many  smaller  bronchioles  that  feed  the  alveoli.    The  alveoli  are  small  grape-­‐like  structures  often  referred  to  as  the  respiratory  zone.    These  structures  are  directly  involved  in  the  gas  exchange  of  oxygen  and  carbon  dioxide  in  the  blood.      

 

 

 

 

 

 

Source:    www.opentrax.org  

 

Page 38: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 38 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

How  Oxygen  Gets  into  the  Blood  

There  are  billions  of  alveoli  in  each  lung  surrounded  by  tiny  blood  capillaries.    Oxygen  passes  through  the  alveoli  membrane  wall  and  attaches  to  hemoglobin  in  the  red  blood  cells.  At  the  same  time,  carbon  dioxide  is  passed  from  the  blood  into  the  lungs  for  exhalation.    A  special  chemical  known  as  a  surfactant  keeps  the  wall  of  the  alveoli  wet  to  facilitate  the  exchange  of  gases  between  alveoli  and  blood  capillaries.    

Gas  Exchange  

Oxygenated  blood  carried  on  the  hemoglobin  is  circulated  to  organs  and  tissues  throughout  the  body.  Gaseous  by-­‐products  of  cell  metabolism,  mainly  carbon  dioxide,  are  exhaled  by  the  lungs.    

Breathing  

Inhaling  and  exhaling  or  “breathing”  is  an  involuntary  process  controlled  by  the  nervous  system  through  the  medulla  deep  in  the  brainstem.    Intercostal  nerves  activate  the  muscles  that  control  breathing  causing  the  expansion  and  contraction  of  the  rib  cage  and  the  up-­‐down  movement  of  the  diaphragm.      Breathing  is  a  two-­‐step  cycle  accomplished  by  manipulating  the  pressure  gradient  between  the  surrounding  atmosphere  and  the  thoracic  cavity.    Inhalation  refers  to  a  process  in  which  the  negative  pressure  inside  the  thoracic  cavity  forces  the  diaphragm  to  move  down  and  the  costal  muscles  to  contract,  moving  the  ribs  to  allow  the  lungs  to  expand.    Exhalation  occurs  when  there  is  a  positive  pressure  inside  the  thoracic  cavity  causing  the  diaphragm  to  move  upward  while  the  costal  muscles  relax  reducing  the  air  space  in  the  lungs.    

 Source:    www.nuffieldfoundation.com  

 

Page 39: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 39 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

Lung  Capacity  

Total  lung  capacity  is  the  total  volume  of  air  in  the  lungs  after  one  deep  inhalation.  The  tidal  volume  refers  to  air  exchange  during  normal  breathing.  Vital  capacity  is  the  air  exchanged  during  total  filling  and  emptying  of  the  lung.    And,  residual  volume  is  the  amount  of  air  remaining  in  the  lungs  after  deeply  forced  exhalation.      

Respiratory  Rate  

Respiratory  status  is  often  measured  as  rate  of  breaths  per  minute.  This  is  counted  as  one  full  inhalation  and  exhalation  cycle.      Average  resting  respiratory  rates  by  age  are:  

•   birth  to  6  weeks:  30–60  breaths  per  minute  •   6  months:  25–40  breaths  per  minute  •   3  years:  20–30  breaths  per  minute  •   6  years:  18–25  breaths  per  minute  •   10  years:  17–23  breaths  per  minute  •   Adults:  12-­‐18-­‐breaths  per  minute  •   Elderly  ≥  65  years  old:  12-­‐28  breaths  per  minute.  •   Elderly  ≥  80  years  old:  10-­‐30  breaths  per  minute.  

   

 

   

 

This  concludes  Chapter  4:  The  Respiratory  System.    Answer  the  following  

This  concludes  Chapter  4:  The  Respiratory  System.    Answer  the  following  questions  before  proceeding  to  the  next  chapter.  

 

Page 40: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 40 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

EXAM:    Respiratory  System    

Select  one  or  more  correct  answers.  1.  Identify  the  primary  functions  of  the  respiratory  system.    ___a.  contains  receptors  for  smell    ___b.  provides  for  gas  exchange  (intake  of  oxygen,  elimination  of  carbon  dioxide)    ___c.  helps  regulate  blood  pH  (potential  hydrogen)      2.  One  of  the  functions  of  the  nasal  cavities  is  to  warm  the  air  as  it  enters  the  nose.    ___a.  True    ___b.  False  

3.  Identify  components  of  the  lower  respiratory  system.    ___a.  larynx    ___b.  trachea    ___c.  bronchioles    ___d.  sinuses    ___e.  eustachian  tube      4.  Gas  exchange  (oxygen)  takes  place  in  which  part  of  the  lung?    ___a.  bronchus    ___b.  bronchioles    ___c.  alveoli  

5.  Which  lung  has  only  two  lobes?    ___a.  right  lung    ___b.  left  lung      6.  Oxygen  is  carried  on  ______________  .    ___a.  white  blood  cells    ___b.  red  blood  cells    ___c.  ATP      7.  During  the  “flight  or  fight”  response  the  sympathetic  nervous  system  causes  muscles  to  enlarge  the  bronchial  branches  allowing  more  oxygen  into  the  lungs.    ___a.  True    ___b.  False  

8.  Inhalation  is  characterized  by  ____________________________________.    ___a.  negative  pressure  inside  the  thoracic  cavity    ___b.  downward  motion  of  the  diaphragm    ___c.  upward  motion  of  the  diaphragm    ___d.  expansion  of  costal  rib  muscles      

Page 41: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 41 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

 9.  After  one  exhales  as  much  as  possible  there  is  still  air  in  the  lungs  called  the  vital  capacity.    ___a.  True    ___b.  False      10.  The  gaseous  by-­‐product  of  cell  metabolism  is  called:    ___a.  ATP    ___b.  carbon  dioxide    ___c.  oxygenation        

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

Page 42: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 42 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

Chapter  5:  Circulatory  System  In  this  chapter  we  explore  the  structure  of  the  heart  and  its  role  in  circulation.  In  addition,  will  look  at  how  the  heart  and  lungs  work  together  to  oxygenate  tissue  cells,  the  differences  between  arteries  and  veins,  and  the  function  of  the  blood  that  runs  through  the  cardiovascular  vessels.    

Learning  Objectives  

}   Identify  the  primary  function  of  the  Circulatory  System  

}   Describe  the  differences  between  how  blood  flows  in  the  left  side  and  right  side  of  the  heart  

}   Identify  the  four  chambers  of  the  heart  and  their  function  

}   Identify  the  purpose  of  the  ventricles  

}   Describe  arterial  and  venous  flow  of  blood  through  the  heart  

}   Explain  differences  between  the  structure  of  arteries  and  veins  

}   Describe  the  function  of  the  capillaries  

}   Identify  the  primary  components  of  blood  and  their  function  

}   Explain  the  three  phases  of  blood  clotting  

 Anatomy  of  the  Circulatory  System    The  heart  is  the  major  organ  of  the  circulatory  system  and  is  located  behind  the  sternum  or  breastbone  and  between  the  lungs.    It  is  built  with  specialized  cardiac  muscle  tissue  that  pumps  blood  oxygenated  by  the  respiratory  system.      The  anatomy  of  the  circulatory  system    include  the  heart,  blood,  arteries  and  veins,  and  is  commonly  referred  to  as  the  cardiovascular  system.  The  cardiovascular  system  provides  a  vast  network  of  vessels  throughout  the  body  supplying  blood  to  every  bone,  muscle,  organ,  tissue  and  the  brain.  It  is  estimated  there  are  over  60,000+  miles  of  blood  vessels  in  an  adult  body.      The  heart  pumps  approximately  14,000  liters  of  blood  daily  which  is  approximately  2.6  million  gallons  of  blood  sent  through  those  vessels  yearly.      

 

Page 43: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 43 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

 }   Chambers  of  the  Heart  

The  heart  is  composed  into  two  major  sections  separated  by  the  septum  making  the  two  parts  anatomically  and  functionally  different.    The  right  side  of  the  heart  receives  deoxygenated  blood  from  systemic  veins  and  pumps  it  to  the  lungs.  The  left  side  of  the  heart  receives  oxygenated  blood  from  the  lungs  and  pumps  blood  to  the  body.    The  upper  two  chambers  of  the  heart  are  called  the  atria.  They  contract  or  relax  at  the  same  time.    The  lower  chambers  of  the  heart  are  called  the  ventricles,  they  also  contract  or  relax  at  the  same  time.    An  electrical  impulse  called  an  action  potential  triggers  the  heart  muscle  contraction  and  originates  in  the  heart  itself  (not  the  brain).  In  the  atrium,  this  action  potential  originates  in  a  structure  called  the  SA  node  or  sinoatrial  node,  known  as  the  heart’s  pacemaker.  In  the  ventricles  the  action  potential  originates  in  the  atrioventricular  (AV)  node.    

}   Valves  of  the  Heart  Heart  valves  open  allowing  blood  to  exit  the  chambers  and  close  preventing  that  prevent  “back  flow”  of  blood  into  the  chambers.  The  tricuspid  valve  on  the  right  prevents  blood  from  re-­‐entering  the  right  atrium.    The  mitral  valve,  also  called  the  bicuspid  valve,  keeps  blood  from  re-­‐entering  the  left  atrium.  There  is  a  pulmonary  semilunar  valve  that  prevents  back  flow  into  the  pulmonary  artery.  The  aortic  semi-­‐lunar  valve  prevents  backflow  into  the  aorta.    

}   Blood  Flow  Through  the  Heart    Blood  from  the  superior  vena  cava  empty  oxygen  poor  blood  into  the  right  atrium.  The  right  atrium  contracts  and  blood  moves  into  the  right  ventricle  thru  the  tricuspid  valve.    The  right  ventricle  contracts  and  blood  leaves  the  heart  through  the  pulmonary  valve  into  the  pulmonary  artery  going  to  the  lungs  where  it  gets  oxygenated.  Pulmonary  vein  empties  oxygen  rich  blood  into  the  left  atrium.    Blood  flows  to  the  left  ventricle  through  the  mitral  valve.  Ventricular  blood  flows  through  the  aortic  valve  which  splits  to  splits  to  go  to  the  upper  body  and  to  the  lower  body.  Blood  is  then  circulated  through  the  capillaries  where  oxygen  is  used  in  cellular  metabolism.  Deoxygenated  blood  flows  through  the  veins  into  the  inferior  and  superior  vena  cava  and  the  cycles  begins  again.  

 

Page 44: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 44 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

}  Structure  of  Arteries  and  Veins    Arteries  carry  oxygenated  blood  away  from  the  heart  and  branches  into  smaller  and  smaller  vessels  eventually  becoming  capillaries  where  nutrients  and  wastes  are  exchanged  at  the  cell  level.      Metabolic  waste  and  deoxygenated  blood  enters  venules  (small  veins)  and  is  carried  back  to  the  heart  through  larger  vessels  called  veins.    

 The  smooth  muscle  in  these  blood  vessel  walls  are  responsible  for  maintaining  the  pressures  and  volume  of  the  blood  flow  to  and  from  the  heart.    Veins  are  built  with  valves  to  prevent  the  backflow  of  blood  as  it  ascends    to  the  heart.          

}   The  Capillary  System    Capillaries  are  the  tiniest  blood  vessels.  Blood  flow  through  the  capillaries  is  called  microcirculation.  The  function  of  the  capillaries  is  to  exchange  nutrients  and  waste  through  the  interstitial  fluid.  Distribution  varies  with  metabolic  activity  of  the  tissue.  (Muscles,  kidneys  and  the  nervous  system  are  highly  vascular  tissues  because  they  use  more  oxygen  and  nutrients.)  Capillary  walls  are  only  one  cell  in  thickness  allowing  easy  passage  of  nutrients  which  also  makes  them  highly  susceptible  to  damage  from  physical  or  chemical  forces.  The  outer  wall  of  venules  and  veins  (tunica  externa)  is  thicker  preventing  re-­‐absorption  of  waste  products.      Physiology  of  the  Circulatory  System  

The  primary  function  of  the  circulatory  system  is  transportation:  movement  of  blood,  fluids,  waste  products,  and  nutrients  into  and  out  of  every  cell  in  the  body.    This  transportation  momentum  is  created  by  the  pumping  action  of  the  heart  muscle.  The  system  also  transports  cellular  waste  products  to  the  appropriate  organ  for  removal.      Two  other  functions  include  defense  and  maintaining  homeostasis.  The  blood  defend  the  body  by  supplying  white  blood  cells  to  fight  against  invading  microbes  and  platelets  which  prevent  blood  loss  from  damaged  blood  vessels.  Blood  maintains  homeostasis  by  regulating  body  temperature  and  maintaining  chemical  balance.      

 

 

Page 45: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 45 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

 }   Blood  Pressure  and  the  Cardiac  Cycle  

 The  heart  muscle  contracts  and  relaxes.    The  time  between  the  contraction  of  the  atria  and  the  relaxation  of  the  ventricles  is  known  as  the  cardiac  cycle.  Contraction  is  systole.    Relaxation  is  diastole.      Blood  pressure  measures  the  cardiac  cycle,  that  is,  the  pressure  difference  between  the  systolic  and  diastolic  cycle.    Good  blood  pressure  assures  efficient  blood  flow  to  the  body.          In  a  reading  of  120/80,  120  refers  to  the  systolic  pressure  and  80  refers  to  diastolic  pressure.  During  the  systole  stage  the  heart  pumps  oxygenated  blood  to  the  body  and  deoxygenated  blood  to  the  lungs.    During  the  diastole  stage  the  heart  fills  with  oxygenated  blood  from  the  lungs  and  the  deoxygenated  blood  from  the  body.    These  pressures  reflect  the  resistance  of  the  peripheral  vasculature  system  which  gives  clue  to  the  stresses  placed  on  the  vasculature  and  the  ability  (or  inability)  of  the  vasculature  to  deliver  nutrients  and  remove  waste  efficiently.        

}   The  Heartbeat  and  Systemic  Blood  flow    The  heart  rate  measures  the  number  of  times  per  minute  the  heart  muscle  is  stimulated  to  contract.    The  rate  at  which  the  cells  of  the  SA  node  (pacemaker)  discharge  their  action  potential  to  trigger  this  contraction  originates  in  the  heart  but  is  influenced  by  the  autonomic  nervous  system  (ANS).      The  Composition  of  Blood  Blood  is  composed  of  formed  elements  (red  blood  cells  (RBCs),  white  blood  cells  (WBCs)  and  cell  fragments  called  platelets)  and  a  unique  liquid  called  plasma.    Its  main  function  is  to  deliver  oxygen  and  nutrients  throughout  the  body  and  remove  metabolic  waste.    Additionally,  blood  is  responsible  for  providing  defense  for  the  organism,  distribute  heat,  and  maintain  homeostasis.          

}   Blood  Cells    Red  blood  cells  contain  hemoglobin  molecules  and  are  solely  responsible  for  carrying  oxygen  to  cells.  Once  delivered,  deoxygenated  red  blood  cells  return  to  the  heart  to  be  sent  to  the  lungs  for  re-­‐

 

Normal,  average  heart  rates:  •      Adult  rate  at  rest  is        60-­‐74  •      Child  rate  at  rest  is      100-­‐120  

 

Page 46: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 46 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

oxygenation.  Platelets  are  a  type  of  blood  cell  that  play  a  vital  role  in  blood  clotting.  White  blood  cells  (called  leukocytes)  are  part  of  the  immune  system  defense  response.      

}   Blood  Plasma    Plasma,  the  liquid  substrate  of  blood,  is  more  than  90%  water.  It  contains  a  mixture  of  proteins  mostly  produced  by  the  liver:  albumin,  globulins  and  fibrinogen.    One  type  of  globulin,  known  as  immunoglobulins  (or  antibodies)  are  produced  by  plasma  leukocytes,  not  the  liver.  Plasma  globulins  carry  iron,  lipids,  fat-­‐soluble  vitamins  and  essential  trace  mineral  micronutrients  such  as  calcium,  zinc,  phosphorus  and  copper.    Plasma  transports  glucose  absorbed  in  the  intestines  to  give  the  body  a  source  of  energy.    

}   Hemostasis  (Blood  Clotting)    Hemostasis  (blood  clotting)  is  the  body’s  natural  response  to  blood  vessel  injury.  It  occurs  in  3  stages:  

•   Stage  1:  Vascular  Spasm    -­‐  When  an  artery  or  arteriole  is  damaged  a  chemical  message  is  sent  out  and  smooth  muscles  immediately  contract  to  reduce  blood  loss.    This  contracture  (or  spasm)  is  typically  accompanied  by  activation  of  the  pain  response  (part  of  the  defense  function).  

•   Stage  II:  Platelet  Release  Reaction  -­‐  Platelets  are  activated  by  the  chemical  release  from  the  injury  site.  Platelets  change  their  morphology  (shape)  and  become  sticky  allowing  them  to  group  together  and  stick  to  parts  of  damaged  blood  vessel  creating  what  is  called  a  platelet  plug.  

•   Stage  III:    Platelet  aggregation  (coagulation)  –  At  the  site  of  the  platelet  plug  interconnecting  fibers  (fibrinogen)  forming  a  matrix  that  is  reinforced  by  fibrin  threads  until  an  initial  clot  is  formed.    

   

 

 

 

   

 

This  concludes  Chapter  5:    The  Circulatory  System.    Answer  the  following  questions  before  proceeding  to  the  next  chapter.  

 

Page 47: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 47 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

EXAM:    Circulatory  System    

Select  one  or  more  correct  answers  1.  Function(s)  of  the  circulatory  system  include:    ___a.  transport  electrical  signals  from  vessels  to  nerves    ___b.  transport  waste  produces  of  cell  metabolism    ___c.  transport  nutrients  from  digestive  tract    ___d.  transport  oxygen  from  the  lungs      2.  The  right  side  of  the  heart  pumps  blood  through  the  lungs.    ___a.  True    ___b.  False  

3.  Upper  chambers  of  the  heart  are  called  the  ventricles.    ___a.  True    ___b.  False      4.  An  electrical  impulse  which  controls  the  heartbeat  originates  in  the  brain.    ___a.  True    ___b.  False      5.  Valves  in  the  arteries  prevent  back  flow  of  blood  into  the  heart.    ___a.  True    ___b.  False  

6.  Blood  pressure  is  a  reflection  of  the  balance  between  systolic  and  diastolic  pressure  of  the  heart  measured  through  blood  flow  in  the  arteries.    ___a.  True    ___b.  False      7.  Number  the  order  in  which  blood  flows  through  the  heart.    ___a.  oxygen  depleted  blood  enters  right  atrium  then  moves  it  to  right  ventricle    ___b.  pulmonary  vein  empties  oxygen  rich  blood  into  left  atrium    ___c.  right  ventricle  moves  blood  to  lung    ___d.  left  ventricle  sends  oxygen  rich  blood  to  the  aorta    8.  The  heart  rate  in  children  is  typically  faster  than  adults.    ___a.  True    ___b.  False              

Page 48: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 48 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

9.  Function  of  the  capillaries  is  to:    ___a.  provide  nutrients  to  organs    ___b.  return  blood  to  the  heart    ___c.  remove  cell  waste    ___d.  aid  in  fighting  infection      10.  ____________  play(s)  a  role  in  fighting  infection.    ___a.  White  blood  cells    ___b.  Red  blood  cells    ___c.  Plasma    

 

 

 

 

 

 

 

   

Page 49: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 49 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

Chapter  6:    The  Lymphatic  System  

The  lymphatic  system  and  the  immune  system  work  hand  to  destroy  and  eliminate  pathogens  from    the  body.    The  lymphatic  system  is  a  network  of  vessels,  cells  and  organs  that  filters  pathogens  and  removes  excess  fluids  from  the  blood.      

The  immune  system  uses  this  exact  network  to  mount  the  body’s  defense  to  neutralize  or  destroy  pathogens  with  its  highly  specific  cellular  response.      

Learning  Objectives  

}   Describe  the  general  function  of  the  lymphatic    system  

}   Identify  primary  lymphatic  organs  

}   Identify  the  organization  of  lymphatic  vessels  

}   Describe  the  formation  and  flow  of  lymph  

}   Identify  the  role  of  the  lymphatic  system  in  the  immune  system  response  

}   Recognize  the  organs  associated  with  immune    functions      

Structures  of  the  Lymphatic  System  

}   Lymphatic  Vessels    

The  structure  of  the  lymph  vessel  is  similar  to  veins  with  more  valves  and  thinner  walls.  Lymphatic  vessels  are  located  in  the  subcutaneous  layer  of  the  skin  and  generally  follow  the  vascular  pathways.  Lymphatic  vessels  in  organs  follow  the  arterial  pathway  forming  a  concentration  around  them.      The  lymphatic  system  drains  excess  fluid  from  tissue  spaces  and  returns  dietary  lipids,  glucose,  oxygen  and  amino  acids  back  to  the  bloodstream.  Movement  of  lymph  is  dependent  upon  muscle  activity  and  microcirculation.  Unlike  the  circulatory  system,  the  lymphatic  system  has  no  pump.          

 

Page 50: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 50 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

}   Lymphatic  Nodes    The  bean  shaped  lymph  node  is  located  along  the    lymph  vessels.  Lymph  nodes  are  vital  to  the  immune  response  and  called  secondary  lymphoid  organs  numbering  between  500  –  600  throughout  the  body.    Lymph  nodes  are  concentrated  in  the  axilla  (armpit),  the  groin  and  under  the  jaw.    Swelling  of  lymph  nodes  Is  often  a  sign  of  inflammation  –  the  initial  phases  of  an  immune  response.      

}   Lymphatic  Capillaries      

Lymphatic  capillaries  are  larger  than  blood  capillaries  and  are  found  throughout  the  body  with  the  exception  of:  cartilage,  the  epidermis,  the  cornea  of  the  eye,  the  central  nervous  system,  the  spleen  and  red  bone  marrow.  Their  unique  structure  permits  interstitial  fluid  to  flow  in  but  not  out.    Functions  of  the  Lymphatic  System    The  primary  function  of  the  lymphatic  system  structures  is  to  drain  excess  body  fluids  from  interstitial  spaces  (outside  of  cell  walls)  and  return  it  to  the  bloodstream.    This  interstitial  fluid  is  called  lymph.    Blockages  in  the  flow  of  lymph  leaves  this  excess  fluid  in  the  tissue  and  is  called  lymphedema.    Additionally,  the  lymph  node  structures  are  vital  staging  location  for  the  immune  system  response.        White  blood  cells  known  as  lymphocyte  are  the  mediators  of  the  adaptive  immune  response.    Identified  as  B-­‐cells  or  T-­‐cells,  these  lymphocytes  originate  in  the  bone  marrow  and  migrate  through  the  blood  stream  to  the  lymphatic  system  and  reside  in  the  lymphoid  organs  (spleen  and  lymph  nodes).        A  third  type  of  lymphocyte,  the  plasma  cells,  gain  the  ability  to  secrete  antibodies  after  exposure  to  pathogens.    Another  lymphocyte,  called  the  natural  killer  cells  (NK),  is  a  circulating  blood  cell  and  among  the  first  lines  of  defense  against  viruses  and  certain  cancers.    

 

 

Page 51: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 51 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

}   The  Thymus  Gland    The  primary  lymphoid  organs  are  the  bone  marrow  and  the  thymus.  The  thymus  gland  is  a  small  butterfly  shaped  organ  lying  behind  the  sternum  and  in  front  of  the  heart.  Immune  system  T-­‐cells  mature  in  the  thymus  gland.    T-­‐cells  defend  the  body  from  potentially  deadly  pathogens  such  as  bacteria,  viruses  and  fungi.  In  infants  the  gland  is  quite  large  preparing  the  body  for  a  lifetime  of  protection.      After  puberty  adipose  (fat)  and  connective  tissue  begin  to  replace  thymic  tissue.  

 }   The  Spleen  

 The  spleen  is  a  major  secondary  lymphoid  organ  although  the  largest  mass  of  lymphatic  tissue  in  the  body.  It  is  located  on  the  left  side  between  the  stomach  and  the  diaphragm.    It  is  highly  vascular,  contains  macrophages  and  lymphocytes  (immune  cells)  and  functions  as  a  filter    removing  microbes  and  dying  red  blood  cells  from  the  blood.      It  can  be  damaged  from  abdominal  trauma  occurring  in  contact  sports  or  automobile  accidents.  If  damaged  or  removed,  the  liver  and  red  bone  marrow  take  over  its  functions.    

}   The  Tonsils    Tonsils  are  lymphoid  nodules  located  in  the  inner  surface  of  the  pharynx.    These  structures  are  densely  packed  with  lymphocytes  and  are  important  in  the  developing  of  immunity  to  oral  pathogens.    The  adenoids,  (the  pharyngeal  tonsil)  is  located  at  the  back  of  the  throat.    Swelling  indicates  an  active  immune  response  to  infection.    Tonsils  actually  help  children’s  bodies  develop  immunity  to  common  environmental  pathogens.  

 

 

 

 

Page 52: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 52 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

   

This  concludes  Chapter  6:    The  Lymphatic  System.    Answer  the  following  questions  before  proceeding  to  the  next  chapter.  

 

Page 53: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 53 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

Exam:  Lymphatic  System  Select  one  or  more  correct  answers  1.  Pathways  for  lymphatic  flow  in  the  body  follows  similar  pathways  for  circulatory  system.    ___a.  True    ___b.  False      2.  Lymph  capillaries  ______________________________  .  ___a.  are  concentrated  around  organs    ___b.  connect  with  lymph  nodes  concentrated  in  the  armpit  and  groin    ___c.  permit  flow  of  interstitial  fluid  to  the  heart    3.  Edema  is  excess  fluid  in  the  interstitial  space  between  cells  unable  to  enter  the  lymphatic  system.  ___a.  True    ___b.  False      4.  Function  of  the  lymphatic  system  is  to:    ___a.  drain  excess  interstitial  fluid  from  tissue  spaces    ___b.  cleanse  the  blood    ___c.  facilitate  the  immune  response    ___d.  transport  dietary  lipids,  glucose  and  amino  acids      5.  T-­‐cells  are  a  type  of  lymphocyte  that  matures  in  the:    ___a.  white  blood  cells    ___b.  red  bone  marrow    ___c.  thymus  gland      6.  Lymphocytes  play  a  vital  role  in  the  immune  response.    ___a.  True    ___b.  False      7.  The  antibody-­‐immune  response  comes  from    ___________________________  .  ___a.  memory  T  cells  that  speed  up  reaction  time    ___b.  natural  killer  cells  that  attack  antigens    ___c.  lymphocyte  B  cells  which  secrete  antibodies    8.  Primary  organs  of  the  lymphatic  system  include  the  thymus  and  spleen    ___a.  True    ___b.  False      9.  Liver  is  the  largest  mass  of  lymphatic  tissue    ___a.  True    ___b.  False    

Page 54: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 54 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

Chapter  7:    The  Digestive  System  The  digestive  system,  also  known  as  the  gastrointestinal  track  (GI),  consists  of  many  organs  and  structures:    the  mouth,  esophagus,  stomach,  liver,  gall  bladder,  pancreas,  small  and  large  intestines.    We  will  only  touched  on  the  chemistry  of  the  digestive  system  leaving  the  focus  of  this  course  on  the  location,  function  and  interrelationship  of  these  structures.    

Learning  Objectives  

}   Identify  function  of  major  organs  of  the  digestive  system    }   Recognize  how  food  passes  through  the  alimentary  canal  }   Identify  the  six  major  processes  of  digestion  

Structure  and  Function  of  the  Digestive  System  Organs  

The  digestive  system  begins  with  the  structures  of  the  mouth  and  end  at  the  last  sphincter  structure  of  the  body,  the  anus.  This  passageway  is  called  the  alimentary  canal,  more  commonly  the  gastrointestinal  tract  (GI).            It  is  responsible  for  the  breakdown  of  food  and  the  assimilation  of  nutrients  necessary  to  maintain  life.    It  is  also  vitally  connected  every  other  body  systems.      Various  chemical  secretions,  most  notably  digestive  enzymes,  provide  the  catalyst  that  breaks  down  food  into  micronutrients  convertible  to  energy  (ATP)  needed  for  cellular  function  and  amino  acids  for  tissue  growth  and  repair.          

}   Stages  of  Digestion    There  are  five  major  stages  of  digestion.  The  first  is  called  ingestion  or  taking  food.  It  begins  with  the    senses  of  sight  and  smell.  When  we  see  and  smell  our  mouth  begins  to  secrete  saliva,  one  of  the  first  enzymes  to  breakdown  food.  The  grinding  and  crushing  of  food  is  accomplished  by  the  premolar  and  molar  teeth.    Chewing  mixed  with  saliva  is  called  mastication,  a  process  in  which  food  is  broken  down  into  smaller  pieces  as  the  surface  area  of  the  food  increases  and  enzymatic  activity  begins  to  break  the  food  particles  down  into  the  needed  micronutrients.      The  epiglottis  is  a  structure  which  drops  down  when  swallowing  to  ensure  food  does  not  enter  an  airway.  Food  then  passes  into  the  esophagus  which  begins  the  second  stage  called  propulsion  or  the  

 

Page 55: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 55 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

movement  of  food  through  the  digestive  system.  The  third  stage  of  digestion  involves  the  mechanical  and  chemical  breakdown  of  food.  The  fourth  stage  is  called  the  assimilation  phase  involving  the  absorption  of  nutrients.  The  final  stage  of  digestion  is  elimination  or  the  removal  of  waste  products.    

}   Swallowing    When  food  is  adequately  broken  down  and  thoroughly  wet  with  saliva  the  bolus  of  food  is  moved  reflexively  by  the  tongue    pressing  against  soft  palate,  the  posterior    part  of  the  roof  of  the  mouth.    This  causes    the  hyoid  bone  (Adam’s  apple)  to  move  upward  allowing  the  food  to  pass  through    the  pharynx  on  its  way  to  the  esophagus.  The  soft  palate  also  serves  as  a  “trap  door”    so  that  food  does  not  enter  the  air  passage-­‐  way,  causing  “choking.”    

}   Propulsion    Propulsion  of  food  from  the  mouth  to  the  stomach  passes  through  the  esophagus  with  wave-­‐like  motions  called  peristalsis.  Because  of  this  anti-­‐gravity  muscular    action,  food  can  be  swallowed  in  zero  gravity  or  even    when  the  body  is  upside  down  (not  recommended).  Peristalsis  is  the  involuntary  muscular  movement  of  food  throughout  the  GI  track.    Disruptions  in  lower  GI  peristalsis  result  in  condition  called  obstruction.    

 }   Digestion  –  Mechanical  Breakdown  

 While  digestion  begins  in  the  mouth  with  chewing,  the  bulk  of  the  digestive  processes  happen  once  the  food  reaches  the  stomach.  The  pH  in  the  mouth  and  esophagus  is  very  basic  (high  pH)  but  once  it  reaches  the  stomach  it  becomes  very  acidic  (low  pH)  because  of  hydrochloric  acid  (HCL).  The  stomach  muscles  work  on  the  bolus  of  food  mixing  it  with  HCL  and  breaking  it  into  chyme  before  it  enters  the  duodenum.    

 

 

Page 56: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 56 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

}   Digestion  –  Chemical  Breakdown    Chemical  breakdown  begins  but  does  not  end  with  the  stomach.  Chemical  breakdown  involves  enzymes,  the  most  of  which  are  produced  in  the  pancreas,  which  act  as  catalysts  to  speed  up  the  process.        

}   Structure  and  Function  of  the  Stomach    

The  stomach  links  the  esophagus  to  the  first  part  of  the  small  intestine,  the  duodenum.  The  lower  esophageal  sphincter  is  a  muscle  that  surrounds  the  bottom  of  the  tube  and  serves  like  a  valve  that  opens  and  closes.    The  stomach,  empty,  is  about  the  size  of  your  fist.    It  has  the  elasticity  to  expand  to  up  to  75  times  its  empty  size  and  return  to  normal  size  when  empty.    Stomach  size  is  not  correlated  to  body  weight.    The  stomach  is  essentially  a  holding  chamber  for  ingested  food.    Digestion  begins  here,  but  is  completed  in  the  lower  parts  of  the  GI  track.    

}   Structure  and  Function  of  the  Pancreas    

The  pancreas  is  a  small  dense  highly  vascular  organ  located  underneath  the  liver  on  the  right  side  of  the  body.    The  pancreas  is  intimately  involved  in  hormone  production  in  the  body,  most  notably  insulin.    It  also  produces  a  variety  of  digestive  enzymes  that  flow  into  the  duodenum  and  contribute  to  the  chemical  breakdown  of  the  digestive  process.        Amylase  (also  found  in  saliva)  aids  in  the  breakdown  of  starches  that  come  from  carbohydrates.    Lipase  breaks  down  fats.  Protease  breaks  down  proteins  while  trypsin  digests  proteins.  Cellulase  is  an  enzyme  that  breaks  down  cellulose,  the  carbohydrate  that  is  the  main  part  of  the  cell  wall  of  plants.    

Cellulose  is  mostly  indigestible  but  provides  fiber  that  moves  wastes  through  the  intestines.      

 

 

           Foodstuff                                Enzyme                          End  Product                Carbohydrate                      Amylases                    Simple  Sugar              Lipids  (fats)                              Lipases                            Fatty  acids              Proteins                                          Proteases                  Amino  acids    

Page 57: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 57 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

 }   Structure  and  Function  of  the  Liver    

 The  liver  is  the  heaviest  gland  in  the  body  and  the  second  largest  after  the  skin.    It  is  located  in  the  upper  right  quadrant  of  the  abdominal  cavity  beneath  the  diaphragm  and  is  protected  by  the  rib  cage.    There  are  two  lobes  of  the  liver,  the  left  being  smaller  than  the  right.  It’s  two  main  vessels,  the  hepatic  artery  and  the  hepatic  portal  vein,  connect  the  digestive  system  allowing  it  to  the  liver  all  bloodborne  nutrients  and  toxins  from  the  alimentary  canal.        The  liver  has  fenestrated  capillary  spaces  called  sinusoids  through  which  blood  passes  and  filtration  occurs.    In  these  spaces  phagocytes  kill  worn  out  leukocytes  (white  blood  cells),  red  blood  cells,  and  bacteria  found  in  venous  blood  draining  from  the  gastro-­‐intestinal  track.      The  liver  produces  bile,  a  yellow  brownish  olive-­‐green  liquid  composed  mostly  of  water,  bile  acids  and  cholesterol,  which  plays  a  major  role  in  the  breakdown  of  lipids  in  the  small  intestine.    The  liver  contributes  to  normal  blood  glucose  levels  by  breaking  down  glycogen  into  glucose  and  releasing  it  into  the  bloodstream.        Lipid  metabolism  uses  liver  cells  called  hepatocytes  to  break  down  and  synthesize  fatty  acids  to  be  used  in  cholesterol  production.  The  liver  is  the  prime  site  for  absorption  and  storage  of  vitamins  A,  B12,  D,  and  E.  Along  with  the  liver,  the  skin  and  kidneys  assist  with  synthesis  of  vitamin  K.      

}    Structure  and  Function  of  the  Gall  Bladder  

The  gall  bladder  is  a  small  pear-­‐shaped  organ  nestled  under  the  back  side  of  the  liver.  The  main  function  of  the  gall  bladder  is  the  storage  and  concentration  of  bile  until  it  is  needed  by  the  small  intestine.  

 

 

Page 58: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 58 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

 Bile  plays  a  role  in  emulsification  or  the  breaking  down  of  large  fat  globules.    After  emulsification  most  bile  salts  are  reabsorbed  in  the  final  segment  of  the  small  intestine  called  the  ilium  and  enter  portal  vein  blood  flowing  back  toward  the  liver.  If  bile  contains  insufficient  bile  salts  or  excessive  cholesterol,  the  cholesterol  may  crystallize  to  form  gall  stones.  This  may  inhibit  flow  of  bile  from  the  gall  bladder  into  the  small  intestine.    }   The  Small  Intestine    The  majority  of  digestion,  absorption  and  assimilation,  takes  place  in  

the  small  intestine.  The  small  intestine  is  essentially  a  long  tube  which  provides  a  huge  surface  area  for  absorption.  It  begins  at  the  pyloric  valve  of  the  stomach  and  ends  as  it  opens  into  the  large  intestine.  The  surface  area  is  increased  by  folds  in  the  intestine.      The  small  intestine  absorbs  all  carbohydrates  as  monosaccharides  (many  sugars).  Proteins  are  absorbed  as  amino  acids  a  process  that  occurs  at  the  beginning  (duodenum)  or  middle  of  the  small  intestine  (jejunum).  Most  lipids  are  absorbed  via  simple  diffusion.  Most  electrolytes  (calcium,  potassium,  iodine,  etc.)  that  are  absorbed  come  from  gastrointestinal  secretions.  Fat  soluble  vitamins  A,  D,  E  and  K  are  also  absorbed  through  simple  diffusion.  Small  intestine  absorbs  water,  with  the  remaining  components  passing  into  the  large  intestine.    

}   The  Large  Intestine    The  large  intestine  is  terminal  portion  of  the  gastrointestinal  (GI)  tract.  It  forms  an  inverted  “U”  shape  in  the  lower  anatomy.      Its  overall  function  is  completion  of  absorption,  production  of  certain  vitamins,  and  the  formation  and  expulsion  of  solid  waste  products  called  feces.  Any  disruption  of  the  peristalsis  in  this  organ  results  in  the  conditions  ranging  from  simple  constipation  to  more  serious  obstruction.        

 

 

Page 59: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 59 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

Processed  particles  pass  from  the  small  intestine  through  the  ileum  into  the  cecum.  This  waste  material  then  travels  through  the  ascending  colon  to  the  transverse  colon  and  down  the  descending  colon  where  is  passes  through  the  sigmoid  colon  to  the  rectum  and  exits  the  body  through  the  anus.  Final  stages  of  digestion  occur  through  bacteria  activity  that  ferments  any  remaining  carbohydrates  and  releases  hydrogen,  carbon  dioxide,  and  methane  gas  converting  any  remaining  proteins  into  amino  acids  which  are  transported  back  to  the  liver  and  excreted  as  toxins  through  the  urine.    Little  is  known  of  the  role  of  the  appendix  in  digestion.  One  theory  suggests  it  may  serve  as  a  store  house  good  for  “good”  bacteria.  When  inflamed  it  creates  appendicitis,  a  condition  commonly  requiring  surgical  removal.            

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

 

This  concludes  Chapter  7:    The  Digestive  System.    Answer  the  following  questions  before  proceeding  to  the  next  chapter.  

 

Page 60: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 60 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

EXAM:    Digestive  System    Select  one  or  more  correct  answers  1.  Primary  purpose  of  digestion  is  to:    ___a.  breakdown  consumed  food    ___b.  circulation  of  energy  from  assimilation    ___c.  convert  food  into  micronutrients  for  energy  production  ___d.  provide  micronutrients  for  growth  and  repair  of  body  tissues      2.  There  are  5  stages  of  digestion  with  include:    ___a.  ingestion    ___b.  propulsion    ___c.  assimilation    ___d.  detoxification  

3.  Digestion  begins  when  food  enters  the  stomach.    ___a.  True    ___b.  False      4.  Peristalsis  is  the  wave-­‐like  motion  that  moves  food  through  the  entire  GI  tract.    ___a.  True    ___b.  false      5.  The  lower  esophageal  sphincter  opens  when  food  is  passed  from  the  esophagus  into  the  stomach.    ___a.  True    ___b.  False  

6.  Carbohydrates  are  broken  into  amino  acids  in  the  stomach.    ___a.  True    ___b.  False      7.  Food  processed  by  the  digestive  system  includes:    ___a.  carbohydrates    ___b.  proteins    ___c.  water    ___d.  lipids  

8.  _____________  enzymes  break  down  starches.    ___a.  Liver    ___b.  Pancreatic    ___c.  Gall  bladder          

Page 61: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 61 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

9.  Cellulose  is  _________________________________________.  ___a.    sugar  converted  to  energy  for  activation  of  ATP    ___b.  an  enzyme  that  stimulates  vitamin  production    ___c.  an  ingestible  fiber  that  moves  wastes  through  the  intestine  

10.  One  of  the  functions  of  the  _______  is  the  production  of  bile.    ___a.  gall  bladder    ___b.  pancreas    ___c.  liver      11.  Majority  of  digestion  takes  place  in  the_______________.    ___a.  stomach    ___b.  liver    ___c.  pancreas    ___d.  large  intestine    ___e.  small  intestine  

12.  Final  stage  of  digestion  occurs  through  action  of  bacteria  ___________________.    ___a.  secreted  from  the  bile    ___b.  found  in  the  large  intestine    ___c.  that  absorbs  vitamins  and  minerals  through  the  small  intestine    

 

 

 

   

 

 

   

Page 62: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 62 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

Chapter  8:  Urinary  System  While  there  are  not  many  organs  in  the  urinary  system,  the  kidneys  are  perhaps  one  of  the  most  complex  organs  in  the  body  and  is  intricately  connected  to  the  cardiovascular  system.    We  have  limited  the  discussion  of  the  chemistry  involved  in  kidney  function  and  focused  on    general  function.    

Learning  Objectives  

}   Identify  the  organs  of  the  urinary  system  

}   Identify  the  structure  and  function  of  the  kidneys  

}   Identify  structure  and  function  of  the  bladder  

Structures  of  the  Urinary  System  

The  urinary  system  consists  of  two  kidneys,  two  ureters,  one  urinary  bladder,  and  one  urethra.  The  kidneys  lie  on  the  posterior  abdominal  wall  area  are  protected  by  muscle,  fat  and  ribs.        The  Kidneys    

}   Structure  and  Function  of  the  Kidneys    

Kidneys  are  highly  vascularized  and  dependent  on  cardiac  output.  There  are  2-­‐3  million  “groups”  of  specialized  capillaries  called  glomeruli  in  the  functional  unit  of  the  kidney  called  the  nephron.  The  

nephrons  provide  filtration  of  the  blood  secreting  waste  products  and  returning  useful  substances  to  the  blood  performing  a  reabsorption  function.      While  kidneys  do  the  work  of  making  and  passing  urine  to  the  bladder,  they  have  a  much  broader  and  important  function  in  the  body.  The  kidneys  regulate  blood  pressure  by  adjusting  blood  flow  through  the  kidneys.  They  perform  this  function  by  conserving  or  eliminating  water.  An  increase  in  blood  volume  causes  an  increase  in  blood  pressure  while  a  

 

 

Page 63: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 63 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

decrease  in  blood  volume  causes  a  decrease  in  blood  pressure.    The  kidneys  are  important  in  regulating  blood  ionic  composition  regulating  the  levels  of  sodium,  potassium,  calcium,  chloride  and  phosphate.  This  maintains  blood  osmolarity  referring  to  the  number  of  dissolved  particles  per  liter  of  solution.  The  kidneys  regulate  blood  pH  homeostasis  and  excrete  wastes  products  from  the  body  through  the  production  of  urine.    There  are  four  steps  in  the  formation  of  urine.    

•   First,  blood  enters  the  renal  capsule  where  filtration  begins.    

•   Second,  solutes  and  water  are  reabsorbed  into  the  blood  flow  through  renal  capillaries.    

•   Third,  waste  products  are  secreted.    •   Finally,  processed  urine  is  sent  to  the  ureters  

where  it  is  transported  to  the  bladder.    

The  kidneys  release  two  very  important  hormones  unrelated  to  urine  production  and  management:  calcitriol  and  erythropoiesis.  Calcitriol  is  an  active  form  of  vitamin  D  which  regulates  calcium  levels  in  the  body.  Erythropoiesis  (EPO)  stimulates  the  bone  marrow  to  produce  red  blood  cells.    Reduction  in  kidney  function  is  one  of  the  primary  causes  of  anemia  (low  red  blood  counts).        

The  Ureters  

}   Structure  and  Function  

Each  of  two  ureters  transport  urine  from  one  kidney  to  the  urinary  bladder.    There  is  no  anatomical  valve  at  the  opening  of  either  ureter  into  the  urinary  bladder.  Rather,  movement  from  the  body  requires  the  interplay  between  hydrostatic  pressure,  gravity  and  peristalsis  of  the  muscular  walls  within  the  ureters.      The  Bladder      

}   Structure  and  Function    As  the  urinary  bladder  fills  with  urine  from  the  kidneys,  pressure  within  it  compresses  the  openings  of  the  ureters  and  prevents  backflow  of  urine  into  the  kidneys.  Discharge  of  urine  involves  voluntary  and  involuntary  muscle  contractions.      

 

Page 64: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 64 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

Passage  of  urine  occurs  in  a  number  of  stages.    •   First,  the  bladder  fills  from  kidney  discharge.    •   The  bladder  enlarges  an  sends  a  message  

along  nerves  to  the  brain  signaling  an  urge  to  release  urine.    

•   If  the  signal  is  recognized  the  bladder  may  be  emptied  voluntarily.      

•   If  the  signal  is  initially  ignored,  the  bladder  will  continue  to  fill  sending  a  more  urgent  signal  to  the  brain.    

•   If  the  signal  is  ignored  and  overfills  or  not  recognized  at  all  the  bladder  empties  involuntarily.    

 The  release  of  urine  without  voluntary  control  may  be  the  result  of  weakened  sphincter  muscles  or  neurologic  damage  and  is  called  urinary  incontinence.        

     

This  concludes  Chapter  8:  The  Urinary  System.    Answer  the  following  questions  before  proceeding  to  the  next  chapter.  

 

 

Page 65: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 65 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

EXAM:    Urinary  System    Select  one  or  more  correct  answers   1.  Primary  organs  of  the  urinary  system  are:    ___a.  kidney    ___b.  liver    ___c.  bladder    ___d.  ureter    ___e.  urethra      2.  The  ____________  carries  urine  from  the  kidney  to  the  bladder.  ___a.  ureter    ___b.  urethra    ___c.  nephron  

3.  The  function  of  the  kidneys  is  to  _________________________.    ___a.  regulate  blood  pressure    ___b.  regulate  blood  pH    ___c.  release  an  enzyme  that  regulates  calcium    ___d.  removes  waste  products  from  the  blood      4.  Discharging  urine  from  the  bladder  involves  only  voluntary  muscles.    ___a.  True    ___b.  False  

5.  Incontinence  is  most  often  related  to    ___a.  blockage  in  urethra    ___b.  weakened  sphincter  muscles  or  neurologic  damage  ___c.  dehydration      6.  Reduction  in  kidney  function  is  one  of  the  primary  causes  of  anemia.  ___a.  True    ___b.  False  

 

 

 

 

 

Page 66: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 66 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

Chapter  9:    The  Endocrine  System  The  endocrine  system  and  the  nervous  system  control  all  functions  of  the  body.    The  functional  units  of  the  endocrine  system  are  hormones.    We  will  focus  on  the  structure  and  function  of  the  most  important  organs  and  what  they  regulate.  

Learning  Objectives  

}   Identify  the  major  glands  and  tissues  of  the  endocrine  system  and  their  location  in  the  body  

}   Name  the  major  hormones  and  their  regulatory  effects  

}   Understand  the  stress  response  mediated  through  the  nervous  system  and  managed  by  the  endocrine  system  

Structure  and  Function  of  the  Endocrine  System  

The  nervous  system  and  endocrine  system  are  the    communication  systems  (software)  that  coordinate  all  functions  in  the  body.    The  nervous  system  controls  activities  through  nerve  impulses  sent  along  nerve  fibers.    At  synapses,  nerve  impulses  trigger  the  release  of  mediator  molecules  called  neurotransmitters.  (to  be  discussed  in  detail  in  Chapter  10)      In  contrast,  the  glands  of  the  endocrine  system  release  mediator  molecules  called  hormones.    The  circulating  blood  delivers  hormones  to  every  cell  in  the  body.    These  hormones  regulate  the  body’s  growth  and  metabolism,  sexual  development  and  function.  The  fascinating  thing  is  that  hormones  can  also  be  neurotransmitters.      The  endocrine  system  regulates  activity  of  smooth  muscles,  cardiac  muscle,  glandular  activity,  essentially  affecting  all  cells  in  the  body.    It  also  affects  tissues  that  alter  metabolism,  regulate  growth,  and  influence  the  reproductive  process.      

 

Page 67: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 67 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

In  comparing  the  endocrine  system  with  the  nervous    system  notice  differences  in  cells  affected  and  reaction  time.      All  cells  in  the  body  may  be  affected  by  the  endocrine  system  and  the  hormonal  influence  may  last  from  seconds  to  days.    Glands  of  the  Endocrine  System    The  body  contains  two  kinds  of  glands:    Exocrine  and  endocrine.    Exocrine  glands  secrete  products  into  ducts  (channels)  that  carry  secretions  into  body  cavities  or  the  outer  surface  of  the  body  (like  sweat  glands).    Endocrine  glands  secrete  hormones  into  the  interstitial  fluid  surrounding  the  cells  which  then  diffuses  into  capillaries  and  are  carried  by  the  blood  to  the  target  tissues.  Hence,  endocrine  signaling  can  take  seconds  to  days  to  cause  target  cell  responses.    The  primary  glands  of  the  endocrine  system  are  the  pineal,  pituitary,  thyroid,  parathyroid,  and  adrenal.  Other  organs  that  secrete  hormones  include  the  hypothalamus,  thymus,  pancreas,  ovaries  &  testes.    Hormones  affect  specific  target  cells  binding  to  a  protein  (receptor  cell)  and  operate  within  a  delicate  feedback  loop.    When  a  hormone  is  produced  in  excess  the  target  cell  will  down  regulates  the  hormone  production;  if  it  is  depleted,  the  target  cell  will  send  a  message  to  up-­‐regulate  the  hormone  production.    

}   The  Pineal  Gland    The  pineal  gland  is  a  small  pinecone  shaped  gland  deep  within  the  brain.    One  of  the  major  hormones  secreted  by  the  pineal  gland  is  melatonin  which  is  released  when  the  eyes  perceive  sustained  darkness,  typically  with  sunset.    Melatonin  release  is  linked  to  the  body’s  biological  clock  called  circadian  rhythms.    This  includes  daily    sleep-­‐wake  cycles  as  well  as  seasonal  cycles.    Some  researchers  suggest  low  sunlight  exposure  in  winter  months  may  contribute  to  a  condition  called  “Seasonal  Affective  Disorder  “(SAD).        

Characteristic   Nervous  System   Endocrine  System  

Mediator  molecules  

Neurotransmitters   Hormones  

Cells  affected   Muscles,  Glands   All  Cells  in  the  body  

Time   Within  milliseconds  Lasts  briefly  

Seconds  to  days  Lasts  longer  

 

 

 

Page 68: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 68 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

}   The  Pituitary  Gland    

The  pituitary  gland  is  a  pea  shaped  structure  attached  to  the  hypothalamus.    While  very  small  it  is  one  of  the  most  powerful  glands  in  the  body  and  has  been  called  the  master  gland.    It  is  divided  into  two  parts:    the  anterior  pituitary  and  the  posterior  pituitary  -­‐  each  with  its  own  set  of  hormones.    Many  hormones  secreted  by  this  gland  that  are  influenced  by  the  releasing  or  inhibiting  signaling  hormones  of  the  hypothalamus.    The  hormones  of  the  anterior  pituitary  include:  

•   human  growth  hormone  (HGH)  stimulates  body  growth  and  regulates  metabolism  

•   thyroid  stimulating  hormone  (TSH)  has  a  major  role  in  metabolism  

•   follicle  stimulating  hormone  (FSH)  stimulates  estrogen  and  progesterone  in  the  reproductive  cycle    

•   prolactin  (PRL)  stimulates  milk  production  in  mammary  glands      

•   adrenocorticotropic  hormone  (ATCH)  stimulates  the  adrenal  cortex  to  produce  cortisol  and  other  hormones.  

 Functions  of  the  posterior  pituitary  are  quite  different.  It  does  not  synthesize  any  hormones;  it  stores  and  releases  them.    

•   Oxytocin,  the  female  hormone  contracts  the  uterus  after  birth  and  stimulates  milk  ejection.    •   Antidiuretic  Hormone  (ADH)  decreases  urine  production  and  returns  more  water  to  the  blood.    

ADH  can  be  increased  through  pain,  stress,  trauma,  nicotine,  morphine,  some  tranquilizers  and  anesthetics.  

 }   The  Hypothalamus  Gland  

 The  hypothalamus  is  located  near  the  midbrain  and  pituitary  gland.    The  hypothalamus  serves  as  the  link  between  the  nervous  system  and  the  endocrine  system.  Often  considered  the  hypothalamus-­‐

 

Page 69: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 69 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

pituitary  complex,  it  receives  input  from  the  nervous  system  and  the  thalamus.    It  also  receives  sensory  signals  from  the  internal  organs  and  the  retina  of  the  eye.      

The  hypothalamus  in  located  in  and  receives  input  from  the  limbic  system,  a  region  of  the  brain  involved  with  emotional  responses  and  memory  function.  The  amygdala  gland  (group  of  nuclei)  is  “safety  central”  sitting  atop  the  brain  stem  sending  signals  to  the  hypothalamus  to  stimulate  the  sympathetic  fight  or  flight  response.    Consequently,  painful,  stressful  and  emotional  experiences  cause  changes  in  activity  of  the  hypothalamus.  The  hypothalamus  signals  the  autonomic  nervous  system  to  regulate  body  temperature,  thirst,  hunger,  sexual  behavior  and  

protective/defense  reactions.    The  hypothalamus  also  regulates  growth,  metabolism  and  maintains  homeostasis  throughout  the  body.    

}   The  Thyroid  Glands    The  butterfly  shaped  thyroid  glands  lie  below  the  voice  box  and  on  either  side  of  the  trachea.  They  product  two  primary  hormones:  thyroxine  and  triiodothyronine.      Triiodothyronine  (T3)  regulates  oxygen  use  and  basal  metabolism  rate,  cellular  metabolism  and  cellular  growth  and  development.  Thyroxine  (T4)  is  a  type  of  iodine.    The  release  of  T3  and  T4  is  regulated  by  thyroid  stimulation  hormone  (TSH)  from  the  pituitary  gland  in  an  elaborate  feedback  loop.    The  thyroid  also  secretes  a  hormone  called  calcitonin  which  contributes  to  calcium  homeostasis  in  the  blood.    

 }   The  Parathyroid  Glands    Attached  to  the  posterior  surface  of  the  thyroid  gland  are  four  small  round  masses  of  tissue  called  the  parathyroid  glands.    These  glands  secrete  the  parathyroid  hormone  (PTH).      This  hormone  stimulates  osteoclast  activity  in  the  bones.  The  result  is  elevated  bone  reabsorption  which  releases  calcium  and  phosphates  into  the  blood.    The  parathyroid  hormone  also  increases  the  rate  at  which  kidneys  remove  calcium  and  magnesium  from  urine  and  produce  calcitriol,  an  active  form  of  Vitamin  D.      

 

 

Page 70: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 70 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

}   The  Adrenal  Glands    The  adrenal  glands  are  small  pyramidal  shaped  glands  that  sit  on  top  of  each  kidney.    The  major  function  of  the  adrenal  glands  is  to  respond  to  stress,  both  physical  and  emotional,  in  the  effort  to  respond  and  restore  safety  and  maintain  homeostasis  in  the  body.      Adrenals  produce  hormones  from  two  different  layers:  the  medulla  (center)  and  the  cortex  (outer).    The  cortex  secretes  hormones  for  regulation  of  long-­‐term  stress  responses.  The  medulla  secretes  epinephrine  and  norepinephrine  in  an  immediate  stress  response  mediated  by  the  sympathetic  nervous  system.      The  primary  hormones  are:      

•   Mineralocorticoids  regulate  the  mineral,  water  and  electrolyte  balance.    •   Glucocorticoid  regulates  glucose  metabolism  •   Androgens  secreted  from  the  adrenal  cortex  secrete  dihydroepiandrosterone  (DHEA)  a  major  

contributor  to  sex  drive,  particularly  in  females    •   Catecholamines  include  epinephrine  and  norepinephrine  which  mimic  effects  brought  about  by  

the    sympathetic  nervous  system.        

}   The  Pancreas    

The  pancreas  is  primarily  an  exocrine  gland  secreting  many  digestive  enzymes.    Its  major  role  as  an  endocrine  gland  lies  in  its  regulation  of  blood  glucose  levels  with  the  production  and  secretion  of  the  hormones  glucagon,  insulin,  somatostatin,  and  pancreatic  polypeptide.      

•   Glucagon  increases  blood  glucose  when  levels  fall  below  normal.    

•   Insulin  lowers  glucose  levels  when  too  high.    •   Somatostatin  inhibits  both  glucagon  and  insulin  as  needed.    •   Pancreatic  polypeptides  inhibit  somatostatin,  gall  bladder  

contraction  and  pancreatic  polypeptide  digestive  enzymes.        

 

 

Page 71: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 71 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

}   The  Ovaries    The  female  gonads,  called  ovaries,  are  paired  oval  bodies  located  in  the  pelvic  cavity.  While  part  of  the  female  reproductive  system  producing  ova,  they  secrete  gonadal  hormones  in  a  feedback  loop  with  pituitary  hormones  to  regulate  the  female  reproductive  cycle,  maintain  pregnancy  and  prepare  mammary  glands  for  lactation.  They  produce  two  hormones:  estrogens  and  progesterone.    These  hormones  are  responsible  for  the  development  and  maintenance  of  female  sex  characteristics,  regulation  of  the  menstrual  cycle,  and  maintenance  of  pregnancy.  Ovaries  also  produce  small  amounts  of  the  male  hormone  testosterone.        

}   The  Testes    The  male  has  two  oval  gonads  called  testes.    They    produce  the  gonadal  hormone  called  testosterone  which  regulates  sperm  and  stimulates  development  of  secondary  sex  characteristics  including  deepening  of  the  voice,  body  hair,  and  increased  body  muscle  mass.    Testosterone  inhibits  secretion  of  FSH  from  the  anterior  pituitary  gland.    

           

 

 

Page 72: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 72 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

The  Stress  Response    The  body’s  response  to  stressful  or  threatening  stimuli  demands  all  hands  on  deck.    The  stress  response  links  functions  of  the  endocrine  and  nervous  systems  and  subsequently  all  other    systems  in  the  body.    Remember,  the  principle  driving  force  of  the  human  body  is  survival.        A  stressor  may  be  any  disturbance  of  the  body’s  normal,  homeostatic  status:    heat  or  cold,  environmental  poison  exposure,  allergens,  bacterial  or  viral  infections,  heavy  bleeding  from  a  wound  or  surgery,  a  strong  emotional  reaction  to  a  real  or  perceived  threat,  even  the  very  subtle  electromagnetic  field  interference  through  WIFI  and  cell  towers.      When  the  external  environment  influences  fluctuates  within  normal  boundaries  of  pressure  or  temperature  for  example,  stress  is  thought  to  be  a  healthy  response  and  homeostasis  is  easily  reestablished.    That  is,  not  all  activation  of  the  ANS  is  caused  from  being  chased  by  a  tiger!    Putting  in  a  good  workout  on  a  treadmill  gets  the  heart  beating  faster,  breathing  to  change,  sweat  to  appear,  and  hunger  to  be  postponed,  temporarily.    When  the  stimuli  exceeds  what  is  normal  and  the  amygdala  gland  perceives  the  situation  as  potentially  life  threatening,  the  ANS    fight,  flight  or  freeze  response  is  initiated.  This  signaling  chemistry  affects  every  single  cell  in  the  body  via  the  sympathetic  and  parasympathetic  nervous  system.    The  stress  response  typically  occurs  in  three  stages:  alarm,  resistance,    and  exhaustion      

 

 

Page 73: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 73 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

}   Alarm  Reaction    The  alarm  reaction  is  a  set  in  motion  by  signals  from  the  amygdala  gland  to  the  hypothalamus.  The  alarm  reaction  mobilizes  the  body’s  resources  for  immediate  action  putting  every  organ  in  the  body  on  high  alert.    Large  amounts  of  glucose  are  dumped  into  the  blood  stream.  Breathing  changes  increasing    oxygen  intake.  Sympathetic  tone  diverts  oxygen  from  the  periphery  to  the  central  organs,  brain,  and  large  muscles.  The  heart  pumps  more  blood  to  brain  and  muscles  preparing  for  fight  or  flight.    Overall  there  is  increase  in  ATP  for  cellular  energy  driving  the  system  for  ample  supplies  of  oxygen  and  glucose.        During  the  fight  or  flight  response  all  nonessential  physiologic  activities  are  down  regulated  –  digestive,  urinary,  and  reproductive  systems  activities  are  reduced.    Essentially  the  sympathetic  system  is  highly  activated  while  the  parasympathetic  system  is  more  dormant.        There  is,  however,  one  other  response  to  the  threat  during  the  alarm  reaction:  freeze.    This  is  a  most  complicated  physiologic  response  because  BOTH  the  parasympathetic  and  sympathetic  nervous  systems  are  activated  at  the  same  time.    The  outcome  has  the  body  “frozen”  for  the  moment.  Think  playing  opossum.        

}   Resistance  Stage    The  second  phase  of  the  stress  response  is  the  resistance  stage  initiated  by  the  hypothalamus.  In  a  series  of  chain  reactions  like  falling  dominoes,  the  release  of  corticotropin  releasing  hormone  (CRH)    stimulates  the  anterior  pituitary  to    increase  ATCH  which  stimulates  the  adrenal  cortex  to  lower  body  pH  and  conserve  potassium  which  leads  to  water  retention  in  the  kidneys.  ATCH  stimulates  conversion  of  carbohydrates  into  glucose,  enhances  protein  breakdown  and  makes  blood  vessels  more  sensitive  to  stimuli  that  brings  about  their  constriction  (sympathetic  tone).  The  growth  releasing  hormone  (GHRH)  from  the  hypothalamus  stimulates  the  anterior  pituitary  to  activate  the  human  growth  hormone  (hGh)    converting  glycogen  into  glucose  for  usable  energy.  The  thyrotropin  releasing  hormone  (TRH)  causes  the  anterior  pituitary  to  stimulate  the  thyroid  gland  to  stimulate  T3  and  T4  to  supply  additional  ATP  for  metabolism.    This  stage  is  meant  to  end  once  the  threat  has  disappeared.      

 

Page 74: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 74 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

 }   Exhaustion  Stage  

 If  the  resistance  phase  is  successful  and  the  body  survives  the  “attack”,  the  body  will  move  into  a  state  of  parasympathetic  relaxation  in  order  to  repair  and  restore  its  reserves  for  the  next  battle.  Enzyme  and  circulatory  changes  return  to  normal.      There  are  circumstances  when  the  actual  threat  is  gone  yet  the  body  is  unable  to  end  the  resistance  phase.    A  kindling  of  the  alarm  and  resistance  chemistry  is  still  directing  bodily  functions.    Eventually  the  body  enters  the  exhaustion  stage  meaning  the  body  has  lost  its  ability  to  re-­‐establish  homeostasis  and  disease  occurs.    Most  of  the  chronic  diseases  have  their  etiology  in  an  unrelieved,  trauma  related  stress  response.          

   

 

This  concludes  Chapter  9:  The  Endocrine  System.    Answer  the  following  questions  before  proceeding  to  the  next  chapter.  

 

Page 75: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 75 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

EXAM:    Endocrine  System    Select  one  or  more  correct  answers.  

1.  The  ____________  receives  input  from  the  amygdala  gland  in  the  limbic  system.  ___a.  pituitary    ___b.  pineal    ___c.  hypothalamus    ___d.  thalamus      2.  Endocrine  glands  secrete  hormones  directly  into  other  glands  and  cells.    ___a.  true    ___b.  false      3.  Melatonin  regulates  the  body’s  biological  clock  and  is  produced  in  the    _________  gland.  ___a.  pineal    ___b.  hypothalamus    ___c.  pituitary      4.  Anterior  pituitary  regulates:    ___a.  human  growth    ___b.  production  of  estrogen  and  progesterone    ___c.  water  retention    ___d.  ATCH  in  the  adrenal  gland      5.  Oxytocin,  the  female  hormone,  is  stored  and  regulated  by  the  _____________________  .    ___a.  ovaries    ___b.  adrenal  glands    ___c.  posterior  pituitary      6.  Thyroid  glands  secrete  T3  which  regulates:    ___a.  oxygen  use    ___b.  cell  metabolism    ___c.  immune  responses    ___d.  growth  &  development    ___e.  emotions  triggered  by  the  stress  response      7.  Parathyroid  glands  produce  hormones  that:    ___a.  are  stimulated  by  stress,  trauma,  nicotine,  &  morphine    ___b.  are  increased  through  decreased  urine  production    ___c.  affect  the  ability  of  the  kidney  to  remove  calcium  and  magnesium  from  the  urine    ___d.  stimulate  the  kidneys  to  form  calcitriol,  an  active  version  of  VIT  D          

Page 76: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 76 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

8.  Adrenal  glands  produce  hormones  that:    ___a.  contribute  to  sex  drive    ___b.  influence  pH  (acid  base  balance)  in  the  blood    ___c.  control  water  balance    ___d.  regulate  resistance  to  stress      9.  Which  of  the  following  is  a  major  digestive  organ  and  manages  blood  sugar?    ___a.  adrenals    ___b.  kidney    ___c.  pancreas    ___d.  thyroid      10.  The  stress  response  includes  several  stages  which  are:    ___a.  resistance  reaction    ___b.  assimilation    ___c.  alarm  phase    ___d.  exhaustion  

 

   

Page 77: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 77 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

Chapter  10:    The  Nervous  System  The  nervous  system  is  the  master  control  center  for  the  human  body  and  another  of  the  most  complex  systems  in  the  body.    The  focus  is  on  the  differences  between  the  central  nervous  system  and  the  peripheral  nervous  system,  the  sympathetic  and  parasympathetic  nervous  systems,  the  limbic  system  and  the  function  of  the  four  main  parts  of  the  brain:    cerebrum,  cerebellum,  diencephalon,  and  brain  stem.  

Learning  Objectives  

}   Identify  the  basic  parts  of  a  neuron  

}   Understand  pathways  to  and  from  the  brain  for  sensory  and  motor  nerves    

}   Identify  groups  of  nerves  called  plexus  that  go  to  the  upper  and  lower  limbs  

}   Describe  the  difference  between  the  peripheral  nervous  system  and  the  central  nervous  system  

}   Identify  function  of  the  two  parts  of  the  autonomic  nervous  system  

}   Identify  main  parts  of  the  brain  and  their  function  

}   Describe  the  function  of  the  four  main  parts  of  the  brain  

}   Explain  function  of  limbic  system  

}   Identify  brain  structures  and  function  of  those  associated  with  memory  

}   Recognize  major  function  of  12  cranial  nerves  

Structure  and  Function  of  the  Nervous  System    

The  nervous  system  is  the  most  complex  system  in  the  body  as  it  controls  the  functioning  of  all  other  systems.      It  uses  two  types  of  intercellular  communication  -­‐  electrical  and  chemical.  By  way  of  contract  to  the  endocrine  system,  the  target  cells  respond  in  milliseconds  to  signaling  from  the  nervous  system.    

}   Neurons,  Dendrites  and  Axons  

Neurons  are  the  basic  unit  of  the  nervous  system.  They  are  composed  of  a  cell  body  that  contains  the  nucleus  surrounded  by  cytoplasm  containing  the  mitochondrion  -­‐  the  energy  production  centers  of  the  cell.  Dendrites  or  “little  trees”  are  the  receiving  portion  of  the  neuron.    The    

Page 78: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 78 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

axon  is  the  message  pathway  of  the  neuron  sending  nerve  impulses  to  other  neurons,  muscle  fibers,  or  gland  cells.    The  axon  is  encased  in  a  protein  covering  called  the  myelin  sheath  which  speeds  the  nerve  impulse  to  the  axon  terminal.    

Neurons  have  the  property  of  electrical  excitability.  Neurons  produce  action  potentials  or  impulses  in  response  to  stimuli.    Once  stimulated,  the  action  potential  propagates  (moves)  from  one  point  to  the  next  along  the  plasma  membrane  via  specific  ion  channels.      The  site  of  communication  between  two  neurons  is  called  a  synapse.  The  swollen  or  bulb  shape  synapse  stores  a  chemical  called  a  neurotransmitter.  Neurotransmitters  influences  the  activity  of  other  neurons,  muscle  fibers,  or  gland  cells.    

}   Neurotransmitters    Neurotransmitters  are  amino  acids  linked  by  peptide  bonds  called  neuropeptides.  Neurotransmitters  are  the  chemical  signaling  molecule  of  the  nervous  system.    They  are  produced  in  the  neuron  cell  body  and  transported  to  the  axon  terminals.    Common  neurotransmitters  in  the  brain  are:  glutamate,  GABA,  dopamine,  serotonin,  acetylcholine,  norepinephrine,  and  many  more.      Some  neurotransmitters  play  the  dual  role  as  hormones.  One  of  the  most  common  peptides  is  called  an  endorphin,  which  serves  as  a  natural  pain  killer  in  the  body.  Another  neuropeptide  that  functions  like  a  hormone  is  called  cholecystokinin,  found  in  the  brain  and  small  intestine;  it  regulates  the  “stop  eating”  cycle  by  excreting  a  pancreatic  enzyme.    

 }  Anatomy  of  a  Nerve    A  nerve  is  actually  a  bundle  of  nerve  fibers  surrounded  by  blood  vessels  and  a  myelin  sheath  -­‐  a  lipid  and  protein  covering  that  provides  insulation  to  speeds  nerve  transmission.    Schwann  cells  form  myelin  in  the  peripheral  nervous  system.  Oligodendrocytes  form  myelin  in  the  central  nervous  system.    Nerves  may  have  synapse  and  end  at  the  spinal  cord  or  may  have  ascending  and  descending  nerve  tracts  to  the  brain.      

 

 

Page 79: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 79 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

Organization  of  the  Nervous  System  

The  chart  below  offers  a  basic  overview  of  the  organization  of  the  nervous  system.    

 

The  Nervous  System    

               Peripheral  Nervous  System                Central  Nervous  System    

Somatic  Nervous  System            Autonomic  Nervous  System          Spinal  Cord          Brain  

 

                                           Sympathetic  Nervous  System            Parasympathetic  Nervous  System  

 

Peripheral  Nervous  System  

The  peripheral  nervous  system  is  composed  of  two  distinct  neural  pathways:    the  somatic  nervous  system  and  the  autonomic  nervous  system.  The  somatic  nervous  system  is  concerned  with  voluntary  control  of  muscles  and  spinal  reflex  activity.    The  autonomic  nervous  system  functions  automatically,  that  is,  without  conscious  awareness  (involuntarily).      

}   Somatic  Nervous  System  –  Sensory  Pathway  

 Motor  nerves  control  motion  while  the  sensory  nerves  carry  sensations  of  heat  cold,  pressure,  touch    and  pain.  Both  the  sensory  and  motor  nerves  pass  through  the  spinal  cord  on  the  way  to  and  from  the  brain.    The  sensory  pathways  are  ascending  tracts  as  they  go  from  nerve  endings  in  the  periphery    “up”  to  the  brain.  They  pass  through  the  medulla  oblongata  and  “switch”  sides  –  left  sensations  to  the  right  side  of  the  brain;  right  sensations  to  the  left  side  of  the  brain.    Certain  sensory  nerves  that  respond  to  temperature,  touch,  pressure  and  pain  have  specific  connections  at  the  spinal  cord  level  allowing  for  an  even  quicker  (involuntary)  motor  response.      

 

Cross  Section  of  spinal  cord  

Page 80: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 80 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

 Sensory  messages  that  ascend  to  and  reach  the  somatosensory  cortex  in  the  brain  trigger  response  in  the  motor  cortex  which  descends  to  the  peripheral  muscle  fibers  causing  either  contraction  or  relaxation.    Hence,  the  motor  pathways  are  descending  pathways  as  they  go  from  the  brain  through  the  spinal  column  “down”  to  the  peripheral  nerves  to  invoke  muscle  response.    The  spinal  cord  contains  the  cervical  plexus  that  innervates  the  lower  brain  and  neck,  the  brachial  plexus  that  innervates  the  shoulders,  arms  and  hands  and  the  lumbar  plexus  and  sacral  plexus  that  innervate  the  lower  back,  legs  and  feet.  

 }   Somatic  Nervous  System  –  Motor  

Pathway    The  descending  motor  pathway  from  the  brain  to  the  extremities  also  crosses  at  the  medulla.  The  right  side  of  the  brain  controls  the  left  side  of  the  body  &  vice  versa.    White  matter  tracts  send  motor  impulses  from  the  brain  back  to  the  peripheral  parts  of  the  body.      Major  motor  pathways  from  the  brain  to  the  extremities  have  similar  names  as  pathways  found  in  the  circulatory  system  and  the  skeletal  system.            

 

 

Page 81: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 81 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

}   Dermatomes    

Dermatomes  are  another  way  of  looking  at  somatic  sensory  and  motor  pathways.  The  skin  over  the  entire  body  is  supplied  by  sensory  neurons  that  carry  nerve  impulses  to  the  spinal  cord  and  brain  stem.  The  underlying  skeletal  muscles  are  innervated  by  somatic  motor  neurons.      Dermatomes  provide  innervations  to  specific  segments  of  the  body.  Knowing  which  spinal  cord  segments  supply  each  dermatome  makes  it  possible  to  locate  damaged  regions  of  the  spinal  cord.      

 

 

   

 

Page 82: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 82 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

Autonomic  Nervous  System  

The  autonomic  nervous  system  (ANS)  is  the  second  part  of  the  peripheral  nervous  system.    The  ANS  regulates  activity  of  smooth  muscles,  cardiac  muscles  and  glandular  tissue.  It’s  primary  purpose  is  the  survival  of  the  organism  and  in  collaboration  with  the  endocrine  system  the  ANS  is  vital  to  maintaining  homeostasis  in  the  body.        The  ANS  operates  without  conscious  control  (hence  the  term  autonomic)  from  a  constant  flow  of  input  from  the  body.  Interestingly,  meditation  and  breathing  as  demonstrated  by  master  yogi  teachers  exert  some  levels  of  conscious  control  over  this  otherwise  subconscious  (involuntary)  system.      The  ANS  is  regulated  by  centers  in  the  brain,  mainly  the  hypothalamus  and  brain  stem.  These  centers  are  constantly  receiving  input  from  the  limbic  system  and  other  regions  of  the  cerebrum.    It  is  divided  into  two  distinct  systems:  the  parasympathetic  and  the  sympathetic  nervous  systems.    These  nerves  enervate  every  organ  in  the  body  and  affect  very  different  responses.    

 

Page 83: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 83 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

 

}   The  Parasympathetic  Nervous  System  

The  parasympathetic  nervous  system  is  associated  with  rest,  digestion  and  recovery.  It  maintains  homeostasis  in  the  body  in  close  collaboration  with  the  sympathetic  nervous  system.    It  is  also  part  of  the  freeze  response  to  real  or  perceived  danger.    The  parasympathetic  system  is  often  referred  to  as  the  craniosacral  system  because  its  neurons  are  located  in  the  brain  stem  and  the  sacral  spinal  cord.    

•   Cranial  Nerve  III          Oculomotor  nerve  •   Cranial  Nerve  VII        Facial  nerve  •   Cranial  Nerve  IX          Glossopharyngeal  nerve  •   Cranial    Nerve  X          Vagus  nerve  which  is  the  

only  nerve  that  exits  the  skull  and  goes  to  all  organs  of  the  body)    

•   Spinal  connections  are  through  the  splanchnic  nerves  from  the  sacral  spine  (S2,  S3,  S4).  

 

}   The  Sympathetic  Nervous  System    The  sympathetic  nervous  system  controls  the  “fight,  flight  or  freeze”  response  to  both  external  or  internal  stressors.      Notice  that  the  sympathetic  spinal  control  comes  from  the  thoracic  region  of  the  spinal  cord  and  is  sometimes  referred  to  as  the  thoracolumbar  system.      Thoracic  connections  go  directly  through  major  nerve  centers  called  ganglia  which  line  both  sides  of  the  vertebral  column  extending  from  the  base  of  the  skull  to  the  base  of  the  spine.    NOTE:  The  medulla  oblongata  houses  the  centers  for  both  parasympathetic  and  sympathetic  activation  of  cardiac  tissue.    During  rest  both  centers  provide  slight  stimulation  to  the  heart  creating  autonomic  tone.      

 

 

 

 

Page 84: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 84 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

 

The  Central  Nervous  System  

The  central  nervous  system  contains  the  brain  and  spinal  cord.  The  brain  is  the  source  for  processing  thoughts,  emotions  and  memories    governed  by  the  lobes  of  the  brain.    The  spinal  cord  contains  different  fibers  depending  on  their  location  in  the  spinal  cord.  The  dorsal  or  posterior  root  contains  sensory  fibers  that  connect  impulses  from  the  periphery  to  the  CNS.  The  ventral  or  anterior  root  contains  the  motor  neurons  from  the  CNS.  

 }   The  Cervical  Spine  

The  Cervical  Plexus  (C1-­‐5)  supplies  head  and  neck    C  2            Lesser  Occipital  Nerve  -­‐  skin  and  scalp                          around  the  ear  C  2-­‐3      Great  Auricular  Nerve  -­‐  skin  around  the  ear                          and  parotid  glands  C2-­‐3        Transverse  Cervical  Nerve  -­‐  skin  over  the  front  of  neck  C3-­‐4        Supraclavicular  Nerve  -­‐  skin  over  the  chest  and  shoulders  C3-­‐5        Phrenic  Nerve  -­‐  controls  the  diaphragm  located  between  the  thorax  and  the  abdomen    

 The  Brachial  Plexus  (C5-­‐T1)  supplies  the  shoulders  and    upper  limbs    C  5,  6,  7      Supply  the  muscles  of  the  shoulder,  upper                                                                        back  and  chest  C5-­‐T1              Median  Nerve  innervates  the  flexors  of  the                                    forearm  and  hand  C5-­‐8                  Radial  Nerve  innervates  the  extensors  of                                      the  forearm  and  hand  C8-­‐T1              Ulnar  Nerve  innervates  the  flexors  of  the                                      forearm  and  hand  

 

 

Page 85: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 85 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

}   The  Thoracic  Spine    The  thoracic  spine  has  nerve  innervations  to  the  chest  and  abdomen.  It  does  not  form  a  plexus,  rather  there  is  direct  innervation  at  the  spinal  level.  There  is  both  an  anterior  and  posterior  nerve  root  with  slightly  different  innervated  areas.  Nerve  roots  carry  separate  sensory  and  motor  tracts.          

}   The  Lumbar  Spine    The  Lumbar  Plexus  (L1-­‐5)  supplies  the  abdominal  wall,  external  genitals  and  part  of  the  lower  limbs.  Innervations  involve:  L1          Iliohypogastric  nerve  -­‐  muscles  of  abdominal                    wall  L1          Ilioinguinal  nerve  -­‐  abdominal  wall,  genitals,                    skin  of  thigh  L1-­‐2  Genitofemoral  nerve  -­‐  genitals,  skin  over  the                    thigh  L2-­‐3    Lateral  Femoral  Cutaneous  nerve  -­‐  skin  over                      the  thigh      L2-­‐4    Femoral  nerve  -­‐  flexor  of  thigh,  leg  extensors    L2-­‐4    Obturator  nerve  -­‐  muscles  of  abdominal  wall,                      skin  of  the  upper  thigh  L4-­‐S3  Sciatic  nerve  -­‐  This  is  the  largest  nerve  in  the  lower  body  composed  of  two  nerves  bound                          together  by  a  sheath  of  connective  tissue.  It  descends  through  the  thigh  sending  branches                        to  the  hamstring  muscles.  L4-­‐S3  Tibia  nerve  –  This  is  the  prime  motor  supply  for  muscles  of  the  lower  leg.  Branches  of  this  nerve                                  in  the  foot  are  called  plantar  nerves.  L4-­‐S2    Common  Peroneal  nerve  -­‐  Supplies  muscles  of  the  lower  leg.          

 

 

 

Page 86: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 86 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

 The  Sacral  Spine    The  Sacral  Plexus  (L5-­‐S4)  supplies  the  buttocks,    perineum  and  lower  limbs  as  follows:    L4-­‐5              Superior  gluteal  nerve  supplies  gluteus                                minimus  muscles  L5-­‐S2            Inferior  gluteal  nerve  supplies  gluteus                                  maximus  muscle  S2-­‐1                Nerve  to  piriformis  muscle  -­‐  rotates  the                                    thigh  at  the  hip  joint  L4-­‐5,  S1    Nerve  to  quadratus  femoris  rotates  and                                  stabilizes  hip  joint  L5-­‐S2            Nerve  to  obturator  -­‐rotates  thigh  at  hip  S1-­‐3                Posterior  femoral  cutaneous  innervates                                  the  skin  of  the  thigh  S4-­‐5                Pudendal  nerve  supplies  male  and  female                                    genitals.    The  Brain  (part  of  the  Central  Nervous  System)  

 Solving  an  equation,  feeling  hungry,  and  breathing  are  all  mediated  by  different  parts  of  the  brain.  The  brain  is  the  center  for  registering  sensations,  coordinating  them  with  other  sensations,  storing  information,  making  decisions  and  taking  actions.    It  is  the  center  for  intellect,    emotions,  behavior,  memory  and  consciousness.    There  are  four  main  parts  of  the  brain:    cerebrum,  cerebellum,  diencephalon,  and  brain  stem.    }   The  Cerebrum    

The  cerebrum  is  the  largest  area  in  the  brain.    It  contains  the  frontal,  temporal,  parietal,  and  occipital  lobes  of  the  brain.  The  longitudinal  fissure  separates  the  cerebrum  into  two  distinct  halves  –  a  right  and  left  hemisphere.    The  two  hemispheres  are  connected  by  the  corpus  callosum.        Sensory  cortex  interpret  sensory  information,  the  motor  cortex  controls  muscular  movement  via  their  descending  pathways.        The  basal  ganglia  coordinates  automatic  muscle  movements.    The  

 

 

Page 87: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 87 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

diencephalon  extends  from  the  brain  stem  to  the  cerebrum  and  serves  as  the  link  between  the  nervous  system  and  the  endocrine  system.  

}   The  Cerebellum  Located  at  the  back  of  the  brain  and  attached  to  the  brain  stem  and  near  the  visual  cortex,  the  cerebellum  is  responsible  for  voluntary  motor  movements,  balance,  equilibrium  and  muscle  tone.    It  “balances”  information  from  the  cerebrum  with  information  from  the  peripheral  nervous  system  and  sends  out  proprioceptive  information  about  movements  of  the  body.      

}   The  Diencephalon  The  diencephalon  is  a  subcortical  region  of  the  brain  that  contains  the  thalamus  and  the  hypothalamus.    It  also  includes  the  pineal  gland.    It  is  the  relay  station  for  the  five  senses  communicating  the  information  to  the  amygdala  gland  and  the  cerebral  cortex.    Part  of  the  limbic  system,  this  center  is  intimately  connected  to  the  autonomic  nervous  system.    

}   The  Brain  Stem  The  brain  stem  connects  the  brain  and  the  spinal  cord.    It  contains  the  medulla  oblongata,  pons,  and  midbrain.    Both  ascending  and  descending  nerve  pathways  travel  through  the  brain  stem.    The  gray  and  white  matter  found  indicate  its  essential  purpose:  to  process  cranial  nerve  information.      

}   The  Limbic  System    The  limbic  system  lies  deep  within  the  cerebrum.  It  governs  emotional  aspects  of  behavior  related  to  survival.  It  plays  a  role  in  processing  a  wide  range  of  emotions  including  pain,  pleasure,  docility,  affection  and  anger.  The  hippocampus  which  is  part  of  the  limbic  system  has  a  major  role  in  the  formation  of  memory.      The  amygdala,  part  of  the  reptilian  brain,  has  a  primary  role  in  the  fight,  flight,  freeze  survival  response.  It  is  basically  preverbal  and  controls  autonomic  functions  associated  with  the  sympathetic  nervous  system.  Impulses  are  very  primal  and  instinctual.    

}   Hemispheres  of  the  Brain    

The  left  hemisphere  of  the  brain  functions  like  a  serial  processor.    Neurons  fire  one  at  a  time  so  that  events  appear  to  occur  in  sequential  order.    It  is  thus  concerned  with  processing  time  and  ordering  events.  In  most  people  it  is  the  site  for  processing  both  speech  and  the  understanding  of  language.  

 

Page 88: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 88 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

 The  right  hemisphere  is  hard  wired  as  a  parallel  processor  so  that  impulses  appear  in  groupings  and  can  occur  simultaneously.    It  is  almost  as  if  the  “picture”  is  not  understood  until  all  the  puzzles  pieces  are  in  place.    This  means  that  the  “ah-­‐ha”  or  sudden  realization  of  connections  is  a  phenomena  of  the  right  hemisphere.    It  is  thus  the  site  of  synchronicity  –  where  events  may  appear  at  the  same  time.    It  is  believed  to  be  concerned  with  processing  space  and  special  properties  of  objects  in  relationship  to  each  other  as  near,  far,  over,  under,  and  beside.      

}   The  Lobes  of  the  Brain    The  frontal  lobes  are  concerned  with  what  is  called  “executive  functions”  or  how  the  brain  thinks.  It  is  involved  with  problem  solving,  judgment,  planning,  anticipation,  speaking,  emotional  expression,  awareness  of  abilities,  self-­‐monitoring  skills,  personality,  social  behavior,  behavior  control,  setting  limitations,  organization,  attention,  initiation  of  activities,  and  concentration.    The  parietal  lobes  on  both  side  of  the  head  lie  behind  the  frontal  lobes.    They  are  concerned  with  perception  and  play  a  role  in  recognition  of  visual  and  auditory  stimulation.  They  process  sensory  information  dealing  with  touch,  taste  and  smell;  differentiation  of  size,  shape,  and  color;  spatial  and  visual  perception  and  the  academic  skills  used  in  math  calculations,  reading  and  writing.  

Temporal  lobes  are  located  on  both  sides  of  the  head  just  above  the  ears.  They  too  are  involved  with  perception  and  the  recognition  of  auditory  stimuli.    They  play  a  vital  role  in  expression  of  speech  and  formation  of  

 

 

Page 89: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 89 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

memories.  They  also  play  a  role  in  the  understanding  of  language,  Information  retrieval,  musical  awareness,  memory,  hearing,  learning,  and  the    expression  of  feelings.  

Occipital  lobe  at  the  back  of  the  brain  is  involved  with  processing  visual  stimuli  and  forming  it  into  visual  memories.  It  plays  an  important  role  in  visual  reception,  visual  interpretation,  reading,  and  recognition  of  visual  stimuli.  

Functions  of  the  Cranial  Nerves  

}   Cranial  Nerve  I:      Olfactory  nerve  concerned  with  smell  }   Cranial  Nerve  II:    Optical  nerve  that  processes  vision,  proprioception,  and  controls  eye  

movement  }   Cranial  Nerve  III:    Oculomotor  nerve  }   Cranial  Nerve  IV:  Trochlear  nerve  also  involved  in  proprioception,  eye  movement  }   Cranial  Nerve  V:    Trigeminal  nerve  has  three  branches  in  the  face:  

o   Ophthalmic  Nerve:  in  the  forehead  which  innervates  the  eye  o   Maxillary  Nerve:  supplies  the  upper  jaw,  lip  and  teeth  o   Mandibular  Nerve:  innervates  the  tongue,  lower  jaw,  and  side  of  the  head  

}   Cranial  Nerve  VI:  Abducens  nerve  is  also  involved  in  proprioception,  and  eye  movement  }   Cranial  Nerve  VII:      Facial  nerve    }   Cranial  Nerve  VIII:    Vestibulocochlear  nerve  –  transmits  sound  and  equilibrium  (balance)  }   Cranial  Nerve  IX:          Glossopharyngeal  nerve  }   Cranial    Nerve  X:          Vagus  nerve  which  is  the  only  nerve  that  exits  the  skull  and  goes  to  all  

organs  of  the  body)      Special  Senses      

}   Vision    The  visual  pathway  has  axons  extending  from    the  thalamus  to  the  occipital  lobe  at  the  midbrain  level.  Following  the  red  pathway  in  the  illustration,  information  from  the  right  side  of  the  visual  field  and  the  nasal  side  of  the  left  eye  is  processed  in  the  right  hemisphere  of  the  brain.      Following  the  green  pathway  the  opposite  is  true  for  visual  processing  in  the  left  hemisphere  of  the  brain.  This  unique  pattern  of  innervation  protects  the  body  so  that  if  the  right  eye  is  completely  damaged  the  left  eye  will  still  have  some  level  of  binocularity.    

 

Page 90: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 90 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

In  cases  where  there  is  damage  to  the  brain  itself,  as  in  a  stroke,  the  person  will  have  difficulty  scanning  the  field  causing  frequent  collisions  when  passing  through  doorways  and  when  attempting  to  follow  printed  words  when  reading  from  left  to  right.      

}   Hearing    Hearing  is  the  process  of  collecting  sound  waves  and  interpreting  them  in  the  brain.  The  outer  ear  acts  much  like  a  funnel  to  collect  and  transmit  sound  waves.  The  middle  ear  conveys  sound  vibrations  to  the  eardrum.  The    inner  ear  houses  structures  and  receptors  for  hearing  and  equilibrium  making  the  position  of  the  head  in  space  influential  in  balance  and  coordination.      

   

 

This  concludes  Chapter  10:  The  Nervous  System.    Answer  the  following  questions  to  complete  the  Anatomy  and  Physiology  course  work.  

 

Page 91: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 91 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

EXAM:    Nervous  System    1.  What  are  the  basic  parts  of  a  neuron?    ___a.  cell  body    ___b.  dendrites    ___c.  axons    ___d.  synapse      2.  The  site  of  communication  between  two  neurons  is  called:    ___a.  axon    ___b.  synapse    ___c.  mitochondria    ___d.  synaptic  cleft  

3.  ___________________  is  a  natural  pain  killer  peptide  (neurotransmitter).    ___a.  dopamine    ___b.  acetylcholine    ___c.  endorphin      4.  Certain  sensory  nerves  for  heat,  cold,  pressure,  touch,  and  pain  have  specific  connections  at  the  spinal  cord  level.    ___a.  True    ___b.  False      5.  Ascending  and  descending  tracts  in  the  spinal  cord  cross  from  one  side  of  the  body  to  the            other  at  the  medulla.    ___a.  True    ___b.  False  

6.  The  spinal  cord  contains  plexus  or  bundles  of  nerves  that  go  the  extremities.  These  are  called:    ___a.  cervical  plexus    ___b.  brachial  plexus    ___c.  thoracic  plexus    ___d.  lumbar  plexus    ___e.  sacral  plexus      7.  Peripheral  nervous  system  includes  the  brain  and  spinal  cord.    ___a.  True    ___b.  False      8.  Autonomic  nervous  system  includes    ___a.  Somatic  Nervous  System    ___b.  Sympathetic  Nervous  System    ___c.  Parasympathetic  Nervous  System      

Page 92: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 92 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

 9.  Of  the  12  cranial  nerves,  only  the  Vagus  nerve  exits  the  skull  and  goes  to  organs  of  the  body.    ___a.  True    ___b.  False  

10.  Four  principle  parts  of  the  brain  are:      ___a.  cerebrum      ___b.  diencephalon      ___c.  cerebellum      ___d.  brain  stem      ___e.  medulla      11.  Which  nervous  system  is  associated  with  the  “flight  or  fight”  response?      ___a.  Somatic  Nervous  System      ___b.  Parasympathetic  Nervous  System      ___c.  Sympathetic  Nervous  System  

12.  The  parasympathetic  system:    ___  a.  constricts  pupils      ___b.  constricts  bronchi      ___c.  accelerates  heartbeat      ___d.  stimulates  peristalsis      ___e.  contracts  bladder      13.  The  phrenic  nerve  high  in  the  neck  (C3-­‐5)  controls  the  diaphragm  for  breathing.    ___a.  True    ___b.  false  

14.  The  brachial  plexus  supplies  the  shoulder,  upper  back,  chest,  and  arm.  Names  of  major                  nerves  in  this  plexus  are:      ___a.  median  nerve    ___b.  thoracic  nerve    ___c.  radial  nerve    ___d.  ulnar  nerve    15.  Largest  nerve  in  the  lower  body  is  the  _____________________  .  ___a.  femoral  nerve    ___b.  tibial  nerve    ___c.  Vagus  nerve    ___d.  sciatic  nerve    ___e.  gluteal  nerve  

16.  The  medulla  oblongata  is  an  important  brain  structure  because:    ___a.  it  relays  motor  impulses  from  the  brain  to  the  body    ___b.  it  relays  sensory  impulses  from  body  to  the  brain    ___c.  it  regulates  heartbeat,  blood  vessel  diameter,  breathing    

Page 93: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 93 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

17.  Limbic  system,  deep  in  the  brain,  houses  the  amygdala  gland  and  governs    ___a.  primitive  behavior  related  to  survival    ___b.  has  a  role  in  pain,  pleasure,  affection  and  anger    ___c.  contributes  to  the  “fight  or  flight”  response  of  the  Sympathetic  Nervous  System    ___d.  behaviors  may  be  instinctual,  ritualistic  and/or  repetitive      18.  __________  in  the  spinal  cord  sends  sensory  impulses  from  the  body  to  the  brain.    ___a.  White  matter    ___b.  Gray  matter   19.  Brain  structure(s)  that  contribute  to  the  memory  is/are:      ___a.  hippocampus      ___b.  limbic  system      ___c.  amygdala      20.  Intuitive,  holistic,  creative  activities  are  processed  in  the  __________________  .    ___a.  left  hemisphere    ___b.  right  hemisphere      21.  Brain  structure(s)  involved  in  proprioception  include:    ___  a.  hypothalamus      ___b.  cerebrum      ___c.  cerebellum    ___d.  several  cranial  nerves        

   

Page 94: Anatomy & Physiology - Basic Human Anatomy and Physiology€¦ · Anatomy!&!Physiology!! Page 3 ©of 94 Universal!Light!Group!2020!used!with!permission!by!SMCPLT™ ! Introduction&!

Anatomy  &  Physiology    

Page 94 of 94 ©Universal  Light  Group  2020  used  with  permission  by  SMCPLT™  

 

 

Congratulations!    This  completes  your  study  of  anatomy  and  physiology  and  a  thorough  examination  of  your  understanding  of  the  material.  

Compare  your  answers  to  the  Answers  and  Feedback  handout  provided  as  a  separate  document.  Record  your  exam  score  on  the  course  feedback  form.      

Passing  the  course  with  a  score  greater  than  70%  allows  us  to  issue  your  “Certificate  of  Completion  for  Anatomy  &  Physiology”.