FIZIOLOGIJA

otkrijte što se stvarno dešava!FIZIOLOGIJA

FIZIOLOGIJA ČOVJEKA

Znanost koja se bavi posebnim

značajkama i mehanizmima

ljudskog tijela koje ga čine živim

bićem

UDŽBENICI

Guyton AC, Hall JE. MEDICINSKA FIZIOLOGIJA. Zagreb: Medicinska naklada, 1999.

Heimer S, Matković B. FIZIOLOGIJA SPORTA. U: Milanović D.(ur) Priručnik za sportske trenere. Zagreb: FFK, 1997.

HOMEOSTAZA

stanje tijela kada su uvjeti u unutrašnjem okolišu stanice nepromijenjeni ili stalni

Claude Bernard – uutrašnji okoliš ili “milieu interior”

općenito – u mirovanju i bez stresa

nije konstanta, već dinamičko stanje

ARTERIJSKI KRVNI TLAKsistoličkisrednjidijastolički

sekunde

Homeostazu ne smijemo smatrati idealnim stanjem organizma – tjelesna aktivnost je pozitivna za zdravlje a ona organizam izbacuje iz homeostaze.

Važno je znati kako dobro organizam može ublažiti posljedice stresa i brzinu kojom se homeostaza opet uspostavlja.

STABILNO STANJEza vrijeme vježbanja – stanje kada određene tjelesne funkcije

dođu do dinamičke konstante na novoj razini.

VO2

FS

KONTROLNI SUSTAVIBiološki kontrolni sustav je funkcionalna

jedinica koja pomaže održavanju homeostaze. Komponente sustava su receptor, integracijska kontrolna jedinica i efektor.

Većina kontrolnih sustava djeluje na principu negativne povratne sprege – odgovor efektora je suprotan inicijalnom podražaju

R

K

E

R

K

E

stanica

STANICAosnovna živa jedinica u tijelu

svaka vrsta stanica posebno je prilagođena za jednu ili više funkcija u tijelu

temeljne značajke su jednake

STANICA

Tjelesne tekućine

TJELESNE TEKUĆINE

DISTRIBUCIJA: Ukupna količina tjelesne

tekućine (UTT) varira od 50-70% od ukupne mase

tijela (prosjek = 60%). Kod prosječne osobe (70kg) to

iznosi: 0.6 X 70kg = 42kg or 42L

Sadržaj vode u različitim tkivima

Bubrezi, srce, pluća, skeletni mišići, mozak, koža, jetra 70-80%

Kosti 22%

Masno tkivo 10%

Ukupna količina vode u tijelu kao % tjelesne mase

Dob Muškarci Žene

novorođenče 80% 75%

1-5 g 65% 65%

10-16 g 60% 60%

17-39 g 60% 50%

40-59 g 55% 47%

60+ g 50% 45%

Tjelesna tekućina smještena je u dva

glavna odjeljka: intracelularna tekućina – unutar

stanica

ekstracelularna tekućina – izvan stanica

Granice između glavnih odjeljaka tjelesne tekućine

stijenkakapilare

membranastanice

Nekoliko vrsta stanica, pr. krvne stanice, endotelne stanice, nalaze se u direktnom kontaktu s plazmom.

Intracelularna

Intersticijalna

PlazmaEkstracelularna

Ionski sastav tjelesnih tekućina

Phosphates &Organic Ions

SASTAVNICA

Glukoza

Aminokiseline

Fosfati

Bjelančevine

Stanična membrana

-polupropusna membrana

-lipidni dvosloj (hidrofilni i hidrofobni dio)

velike molekule globularnih bjelančevina (integralne i periferne), ugljikohidrati

Stanična membrana

2 neurona

Jezgra

•nadzorno središtestanice

•sadrži velike količine DNA

•geni određujuosobine citopl.bjelančevina

Jezgra

jezgrina ovojnica

Jezgra

Ribosomi mjesto sinteze proteina sastoje se od RNA i oko 50 proteina

Struktura ribosoma –

Endoplazmatski retikulum

Endoplazmatski retikulummreža međusobno povezanih cjevastih i

plosnatih mjehurastih tvorbivelika ukupna površinaendoplazmatski matriks

zrnasti (sinteza bjelančevina)glatki (sinteza lipida i drugi stanični

enzimski procesi)

Golgijev aparat 4 ili više slojeva tankih,

plosnatih mjehurića blizu jezgre ER-mjehurići

(transportni)

Lizosomi sekrecijska zrnca mjehuraste

organele koje nastaju od Golgijeva aparata

stanični probavni sustav

hidrolitični enzimi

Mitohondriji

“kotlovnice” stanice Unutrašnjost ispunjava matriks u kojem je

mnogo otopljenih enzima potrebnih za oksidaciju hranjivih tvari čime se oslobađa energija neophodna za sintezu ATP (adenozin-trifosfat)

ATP – adenozin-trifosfat – jedina tvar koja stanicama direktno daje energiju

FUNKCIJA STANIČNE MEMBRANE

Transport kroz membranu

Model membraneModel membrane

Membranske bjelančevineMembranske bjelančevine

Funkcija membraneFunkcija membrane

Odvaja stanicu od njenog okoliša Dozvoljava specijalizaciju staniceMembrane unutar stanice:

specijalizacija staničnih organelaFunkcijske kategorije:

– Transport ili prijenos tvari kroz membranu– Prijenos podražaja

PropusnostPropusnost mmembrane embrane

Ioni

velike molekule

nenabijene

male molekule

nenabijene

Tvari topive u lipidima

Na+, K+, H+

Ca++, Mg++,Cl-, HCO3

-

GlukozaSaharoza

H2O, CO2,Urea

O2, N2,plinovi za anesteziju

Transport kroz staničnu membranu

stanična membrana za neke je tvari propusna, za neke ne –

polupropusna membrana

Dva procesa1. pasivni transport ili difuzija2. aktivni transport

Jednostavna difuzija

Olakšana difuzija

Difuzija Aktivni transport

Energija

Pasivni transport

kretanje molekula i iona kroz staničnu membranu vezano uz postojanje koncentracijskog gradijenta

ne zahtijeva energiju

uključuje difuziju osmozu olakšanu difuziju

Aktivni transport

javlja se protiv koncentracijskog gradijenta

potrebna je energijauključuje djelovanje specifičnih proteina

nosača

Difuzija

vezana je uz Brownovo gibanje

DIFUZIJAT = 0 T = 30min T = 5 sati

voda

otopina joda

DifuzijaDifuzija

odvija sekroz samu membranukroz pore (nespecifični otvori)kroz ionske kanale

izvanstanična tekućina

stanice

integralna bjelančevina

dvosloj fosfolipida

Ionski kanali specifične bjelančevine koje se protežu kroz

membranu visoko selektivni za određenu vrstu iona

veličina iona, naboj, promjer kanala, oblik ...

neki kanali imaju tzv. vrata – kontrola njihove propusnosti –vrata se mogu otvarati i

zatvarati (naboj, ligandi)

osmoza

je proces neto-gibanja vode zbog razlike u koncentraciji vode, posljedica polupropusnosti stanične membrane

veličina tlaka potrebna da se potpuno zaustavi osmoza naziva se osmotski tlak

Olakšana difuzijadifuzija olakšana nosačem

za prijenos tvari koje ne mogu proći bez pomoći posebnih bjelančevinskih nosača

nosač olakšava difuziju karakterizirana je

specifičnost – nosači se vezuju samo za određene tvari

kompeticija zasićenje

koncentracija tvari X

veličina difuzije

Maksimalni transport

Čimbenici koji utječu na veličinu difuzije

propusnost membrane (debljina membrane, topivost tvari koja difundira, broj bjelančevinskih kanala, temperatura i molekularna masatvari koja difundira)

površina membrane razlika koncentracija s obje strane membrane razlika tlaka kroz membranu

Aktivni transportPrimarno aktivni prijenos – energija

se dobiva izravno razgradnjom ATPSekundarno aktivni prijenos –

energija se dobiva sekundarno iz energije pohranjene u obliku razlika koncentracija

Model aktivnog transporta

KretanjeKretanje mmaakkromoleromolekkululaa kkrorozz

mmembranembranuu

MaMakkromoleromolekkuleule

Proteini, polinukleotidi i polisaharidi prolaze kroz membrane pomoću posebnih mjehurića

Ovaj proces je “transport” – nosač – u ovom slučaju mjehurić – lipidni dvosloj za vrijeme ovog procesa izvrće

“unutra-van”

EEgzgzocociitotozaza

Endocitoza

Ionski sastav tjelesnih tekućina

Fosfati &Organski ioni

plazma intersticijska stanična

Membranski potencijalelektrični potencijal na membranama

stanicanastaje zbog propusnosti stanične

membrane, prisutnosti nedifunzibilnih negativno nabijenih molekula u unutrašnjosti stanice i aktivnosti Na+/K+ pumpe

Membranski potencijal te se svaka stanica

ponaša kao mala baterija s pozitivnim polom s vanjske strane membrane i negativnim u unutrašnjosti stanice

veličina ovog potencijala se mjeri u voltima

citoplazmaECT

- - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - - -

+ + + + + + + + + + + + + + +

+ + + + + + + + + + + + + + +

V

Membranski potencijal u mirovanjuveličina potencijala ovisi o

specifičnoj propusnosti membrane za različite ione

razlici koncentracija iona s obje strane memebrane

u većini stanica tijela membranski potencijal u mirovanju nalazi se između

- 65 mV i –85 mV

Na+/K+ pumpa

Na+ ATPP

ADP

K+

K+

K+

Na+

P

Na+/K+ pumpaodržava nisku koncentraciju Na i visoku

K u stanicimembrana stanice propusnija je za ione

K nego Na te je membranski potencijal po svojim vrijednostima bliži potencijalu koji bi postojao pri ravnoteži K

izbacuje više Na+ nego što ubaci K+ te stvara dodatni stupanj negativnosti

3 Na+

2 K+

AKCIJSKI POTENCIJAL brza, prolazna promjena membranskog

potencijala u mirovanju podražljivih stanica, nastala zbog podraživanja (električnog, kemijskog, mehaničkog)

započinje naglom promjenom s normalnog negativnog potencijala mirovanja na pozitivan potencijal, a završava gotovo jednako brzom promjenom natrag

AKCIJSKI POTENCIJAL

uzastopne faze akcijskog potencijala

1. FAZA MIROVANJA

2. FAZA DEPOLARIZACIJE

3. FAZA REPOLARIZACIJE

4. FAZA NEGATIVNOG NAKNADNOG

POTENCIJALA

(HIPERPOLARIZACIJA)

Faza mirovanja

Faza mirovanjamembranski potencijal u mirovanjumembrana je normalno podražljivasvaki liminalni podražaj izaziva

stvaranje akcijskog potencijala

Na+ Influx

Fazadepolarizacije

Faza depolarizacijenaglo se povećava propusnost za ione

Na – otvaraju se Na kanali ovisni o naponu

membrana je apsolutno nepodražljiva – nikakav novi podražaj ne može izazvati akcijski potencijal

Na+ Influx stopsK+ Efflux begins

Faza repolarizacije

Faza repolarizacijenaglo se smanji propusnost za ione Na

(zatvaraju se kanali za Na)poveća se propusnost za ione K

(otvaraju se K kanali ovisni o naponu)membrana postaje relativno podražljiva

K+ Effluxcontinues

HyperpolarizingRefractory

④ Negativni naknadni potencijal

Faza negativnog naknadnog potencijala

odgođena inaktivacija K kanala

depolarizacija repolarizacija

mirovanje - naknadni potencijal

Širenje akcijskog potencijalaAP koji nastane na bilo kojem

mjestu podražljive membrane podražuje susjedne dijelove membrane i tako se širi

prijenos vala depolarizacije uzduž živčanog ili mišićnog vlakna zove se živčani ili mišićni impuls

Zakon sve ili ništakad se jednom izazove AP, na bilo

kojem mjestu na membrani, val depolarizacije će se u normalnim uvjetima proširiti po cijeloj membrani

Vrste akcijskog potencijala