Fiziologija:• biljaka

• životinja Opšta i sistemska

Uporedna

Ekološka

Evoluciona

Fiziologija čoveka

Patofiziologija

Biomedicinska fiziologija

Biološke adaptacije

adaptacija

aklimatizacija

aklimacija

trenutno prilagođavanje

konformisti

regulatori

termoregulatori

oksiregulatori

osmoregulatori

• stenohalini, eurihalini

Unutrašnja sredina i homeostaza

Claude Bernard, 1813 – 1878

Stalnost unutrašnje sredine (milieu interieur) činiosnovu slobodnog i nezavisnog života.

Walter B. Cannon, 1871 – 1945

Homeostaza – održavanje fizioloških parametara unutarprihvatljivih opsega (1929)

Biološki kontrolni sistemi

Povratne sprege

pozitivna (zgrušavanje krvi)

negativna (održavanje telesne temperature, oslobađanje hormona,…)

Dinamička organizacija ćelijeOsnovni ćelijski procesi

Specijalizovani ćelijski procesi

Ćelijska membrana

citosol/citoplazma

Organele

jedro,

mitohondrije,

endoplazmatični retikulum,

Goldžijev aparat,

lizozomi,…

Hemijska organizacija ćelije

Voda i neorganske materije

kovalentne veze

vodonične veze

jonske veze

Hidrofilne supstance (hidrofilne rastvorljive, hidrofilne nerastvorljive)

Hidrofobne supstance

Organske materije

monomeri

makromolekuli

Ugljeni hidrati

monosaharidi disaharidi (glikozidna veza)

polisaharidi

oligosaharidi

Rezervni energenti (glikogen, skrob)

Gradivna funkcija (celuloza, hitin, sastavni delovi ćelijskih membrana)

Lipidi masti

fosfolipidi

holesterol

terpeni

prostaglandini

triglicerid

Proteini

Aminokiseline

nepolarne

polarne

naelektrisane

kisele

bazne

Nukleinske kiseline

Nukleotidi

Fosfodiestarske veze

Vodonične veze

Replikacija

Transkripcija

Translacija

Promet materije i energije u ćeliji

Metabolizam

anabolizam (biosinteza proteina)

katabolizam (ćelijsko disanje)

Adenozin trifosfat

Enzimi

Egzotermne reakcije

Endotermne reakcije

Spontane reakcije

Selektivnost enzima

Ćelijska membrana

Hidrofobni molekuli (kiseonik, ugljen-dioksid, neki ugljovodonici, steroidni hormoni,…)

Nenaelektrisani, mali hidrofilni molekuli (voda, etanol,…)

Transport (nosači, jonski kanali, jonske pumpe)

Enzimska aktivnost

Prenos signala

Međućelijsko povezivanje

Ćelijsko prepoznavanje

Fluidno-dinamički model ćelijske membrane

Transport kroz ćelijsku membranu

1 - Pasivni transport

niz gradijent koncentracije date supstance

dinamička ravnoteža

hipertoničan rastvor

hipotoničan rastvor

izotoničan rastvor

iz hipotoničnog u hipertoničan rastvor bez obzira na sastav rastvorenih supstanci

Posredovani transport

ligand-zavisni jonski kanali

joltažno-zavisni jonski kanali

jonske pore

Niz gradijent koncentracije.

SELEKTIVNOST!

2 – Aktivni transport

(jonske pumpe) Transportne vezikule

Egzocitoza

Endocitoza

Pinocitoza

Fagocitoza

Endocitoza posredovana receptorom

Membranski potencijal

razlika potencijala sa dve strane ćelijske membrane (—60 mV)

gradijent koncentracije (hemijski gradijent)

električni gradijent

elektrohemijski gradijent

ravnotežni potencijal za kalijum (—75 mV)

Nervni sistem

Receptorsko-efektorni sistem

receptori (čulne ćelije)

nervna vlakna

efektori

Refleksni luk

Čulni (senzorni) receptori

Specijalizovane nervne ili epitelijalne ćelije (prepoznaju stimulus i generišu akcioni potencijal)

eksteroceptori

interoceptori

mehanoreceptori (dodir, sluh, ravnoteža,…)

hemoreceptori (miris, ukus)

termoreceptori

fotoreceptori (elektromagnetni talasi)

receptori za bol (mehano-, hemo-, termoreceptori)

pražni stimulus – minimalna jačina stimulusa za aktivaciju receptora

čulni organi – vid, sluh, ukus, miris, koža

Opažanje stimulusa

Pražni (i jači) stimulusi aktiviraju receptor koji generiše akcioni potencijal.

Akcioni potencijali predstavljaju promenu membranskog potencijala uvek iste amplitude i trajanja.

Kvantitet — frekvencija akcionih potencijala!!!

Kvalitet — “šifra obeleženih linija”

Nervno tkivo

nervne ćelije

glijalne ćelije

Nervna ćelija

ćelijsko telo

dendriti

nervno vlakno (akson)

inicijalni segment

mijelinski omotač

nodusi/internodusi

završno proširenje

sinapsa

Akcioni potencijal

Nadražljive ćelije (čulne, nervne, efektorske ćelije)

Membranski potencijal (—60 mV) = potencijal mirovanja

hiperpolarizacija (voltažno-zavisni kalijumovi kanali)

depolarizacija (voltažno-zavisni natrijumovi kanali)

graduisani potencijali (veličina promene zavisi od jačine signala)

kritični nivo depolarizacije (—40 do —45 mV)

Akcioni potencijal — uvek ista amplituda i trajanje (“sve ili ništa”)!

Jonska osnova akcionog potencijala

1. Faza depolarizacije

2. Uzlazna faza

3. Faza repolarizacije

4. Faza prebačaja

Sprovođenje akcionog potencijalaAkcioni potencijal se duž čitavogvlakna sprovodi istom brzinom ibez opadanja amplitude.

Skokovito sprovođenje akcionog potencijala

Nervno-mišićna sinapsa

Sinapsa — mesto funkcionalnog kontakta i komunikacije između bilo koje dve nadražljive ćelije

centralna sinapsa

nervno-mišićna sinapsa (motorna ploča)hemijska sinapsa(neurotransmiteri)

Sinaptičke vezikule (acetilholin)

Sinaptička pukotina

Receptori za acetilholin (kanali za natrijum)

električna sinapsa

1) ulazak natrijuma — depolarizacijamembrane mišićne ćelije (potencijal motorne ploče)

2) otvaranje voltažno-zavisnih kanala za natrijum — akcioni potencijal

3) povećanje koncentracije kalcijuma

4) kontrakcija mišića

Efektori skeletni mišići

glatki mišići

žlezde

Skeletni mišići

Miofibrili: aktin i miozin

Regulatorni proteini na aktinu.

Mehanizam mišićne kontrakcije

Motorna jedinica – motoneuron i sva mišićna vlakna koje on inerviše

Svaki skeletni mišić je inervisan sa oko 100 motoneurona.

Mišićni tetanus Zamor mišićaTipovi mišićnih vlakana:

1. Sporotrzajuća (crvena, tip 1,

oksidativna)

2. Brzotrzajuća (bela, tip 2, glikolitička)

Dvojna inervacija unutrašnjih organa

Autonomni nervni sistem

simpatički nervni sistem (noradrenalin)

parasimpatički nervni sistem (acetilholin)

Srčani mišić

tipične (radne) srčane mišićne ćelije

prelazne ploče

predvodničke ćelije

čvorovi i sprovodna vlakna

Glatki mišići

zidovi šupljih unutrašnjih organa

krvni sudovi

Centralni nervni sistem

Jedra – grupacije ćelijskih tela neurona

Automatski nervni centri (disnje, krvni pritisak, rad srca, refleks suzenja, kijanja, kašljanja, žvakanja i gutanja)

Centralna sinapsaAksodendritske sinapse - najčešće

Ekscitatorni postsinaptički potencijal (EPSP)

Inhibitorni postsinaptički potencijal (IPSP)

prostorno i vremensko sabiranje

Funkcionalna organizacija centralnog nervnog sistema

monosinaptički refleks

polisinaptičke veze (interneuroni)

recipročna inhibicija (antagonistički mišići)

Divergencija i konvergencija

Lančane veze

divergencija – prostorno širenje

lančana reakcija – vremensko pojačavanje

Učenje i pamćenjeUčenje – proces sticanja novih znanja.

Pamćenje – sposobnost ponovnog korišćenja stečenih znanja.

Pamćenje činjenica – svesno povlačenje činjenica

Pamćenje veština – nesvesno podsećanje na pojedinačne pokrete

habituacija – navikavanje (ignorisanje stimulusa koji nema značaj)

senzitizacija – pojačavanje odgovora na sve stimuluse

klasično uslovljavanje – Pavlovljev refleks

instrumentalno uslovljavanje – dresura životinja

Funkcionalna stanja mozga - elektroencefalografija

San i spavanje

San

Rapid Eye Movement – REM faza

“paradoksalno spavanje”

Ne-REM faza – oko 75% spavanja

“sporotalasno spavanje”

Buđenje

sistem za buđenje (ARAS)

sistem za padanje u san