143963 Animalna fiziologija - zaf.biol.pmf.unizg.hrzaf.biol.pmf.unizg.hr/anphys/pdf/01_Uvod.pdf ·...

Sveučilište u ZagrebuPrirodoslovno-matematički fakultet

143963 Animalna fiziologija

1. Uvod u fiziologiju

Prof.dr.sc. Dubravka Hranilović

Biološki odsjekZavod za animalnu fiziologiju

Rooseveltov trg 6Zagreb

dubravka.hranilovic@biol.pmf.hr

I Uvod u fiziologiju

Animalna fiziologija 1. Uvod u animalnu fiziologiju - povijest fiziologije - ustroj višestaničnih organizama; homeostaza - što, zašto i kako istražujemo u animalnoj fiziologiji

2. Fiziologija stanice - voda - biomakromolekule - građa i funkcija membrane - stanični metabolizam 3. Komunikacija između stanica i tkiva - transport preko membrane - hormoni i neurotransmiteri kao signalne molekule 4. Primanje informacija iz okoline

- princip rada i svojstva receptora - vrste receptora i njihova uloga

5. Fiziološki kontrolni sustavi 1 - živčani sustav

- evolucija živčanog sustava - živčani sustav kralješnjaka - građa i funkcija osnovnih dijelova mozga - funkcionalna organizacija živčanog sustava

6. Fiziološki kontrolni sustavi 2 - endokrini sustav

- os hipotalamus – hipofiza - hormonski sustavi

7. Sustav za pokretanje - struktura i funkcija mišića - temelji mehanike kretanja

8. Srce i cirkulacijski sustavi - srce - krvne žile i krvni tlak

9. Hematologija - sastav i funkcije krvi - temelji imunologije

10. Disanje i izmjena plinova - mehanika disanja - izmjena i prijenos plinova

11. Ionska i osmotska ravnoteža - struktura i funkcija osmoregulacijskih organa - acidobazna ravnoteža i volumen tjelesnih tekućina

12. Probava - probava i apsorpcija

L. Sherwood: “Introduction to HumanPhysiology, 8th ed”, Cengage Learning,USA, 2013

D. Randall, W. Burggren, K. French:“Eckert Animal Physiology - Mechanismsand Adaptations”, 5th ed., W.H.Freeman &Co., USA, 2002

LITERATURA

Ukupno se može postići 100 bodova: 1. kolokvij - 40 bodova (20 pitanja x 2 boda) 2. kolokvij - 40 bodova (20 pitanja x 2 boda) ILI pismeni ispit - 80 bodova (40 pitanja x 2 boda) (na pismeni se mora ako se na bilo kojem od kolokvija dobije manje od 20 bodova) + kolokvij iz praktikuma - 20 bodova

51 – 60 bodova dovoljan (2)

61 – 80 bodova dobar (3)

81 – 90 bodova vrlo dobar (4)

91 – 100 bodova izvrstan (5)

OCJENJIVANJE

Tko nije zadovoljan ocjenom iz pismenog ispita, može izaći i na usmeni ispit U tom je slučaju konačna ocjena: (ocjena pismenog + ocjena usmenog + ocjena praktikuma) / 3

Ispitna pitanja su na stranici: http://zaf.biol.pmf.unizg.hr/anphys/

Što je fiziologija?

• stanice → tkiva → organi → organski sustavi → organizam

- mišićno tkivo

- živčano tkivo

- vezivno tkivo

- epitelno tkivo

KRVOŽILNI SUSTAV

PROBAVNI SUSTAV

DIŠNI SUSTAV

MOKRAĆNI SUSTAV

KOŠTANI SUSTAV

MIŠIĆNI SUSTAV

ORGANSKI SUSTAVI KRALJEŠNJAKA

POKROVNI SUSTAV

IMUNOSNI SUSTAV

ŽIVČANI SUSTAV

ENDOKRINI SUSTAV

(REPRODUKTIVNI SUSTAV)

Walter Cannon (1871-1945): HOMEOSTAZA – tendencija organizma ka regulaciji i održavanju stabilnosti unutarnjih uvjeta

UNUTARNJI UVJETI:

• jednostanični organizmi: uvjeti unutar stanice

• višestanični organizmi: uvjeti u izvanstaničnoj tekućini

• 4 vrste: intersticijska (između tjelesnih stanica)

plazma (tekući dio krvi)

limfa (tekućina u limfnim žilama)

likvor (oplahuje mozak i leđnu moždinu)

• organski sustavi → uski raspon vrijednosti u izvanst. tekućini (pH, temperatura, osmotski tlak, koncentracija metabolita) konformacija proteina transport energija • NESMETANO ODVIJANJE STANIČNIH PROCESA

FIZIOLOGIJA → funkcija tkiva, organa i organskih sustava u višestaničnim organizmima

• integrativnost

organski sustavi HOMEOSTAZA

stanice

održavaju

nužna za funkciju tvore

fiziološki proces kemijski/fizički princip

• provođenje živčanog impulsa

• izmjena plinova u plućima i škrgama

• kretanje životinje; protok krvi

• kontrakcija mišića; pokretanje udova

• metabolizam

• Ohmov zakon

• Boyleov zakon

• gravitacija, inercija, moment sile, brzina

• kinetička i potencijalna energija

• zakoni termodinamike

• utemeljenost na prirodnim zakonima (kemija i fizika)

• uska povezanost strukture i funkcije

• vezanost uz okoliš prirodna selekcija prilagodba preživljavanje i reprodukcija

Antička Grčka

svemir: zrak, voda, zemlja, vatra

↓ ↓ ↓ ↓

tijelo: krv flegma crna žuč žuta žuč (koler) ⇒ TEMPERAMENT

ravnoteža između tekućina zdravlje (homeostaza)

Aristotel (384-322 p.k.)

- krvotok sa srcem u sredini • srce: sjedište intelekta peć za grijanje krvi

• pluća: ventilacijski sustav za peć (zrak: rashladno sredstvo)

• krvne žile: utori od protjecanja krvi

Aleksandrija seciranje: anatomija i fiziologija

Herophilus (335-280 p.k.)

• mozak: sjedište intelekta

• arterije/vene: debljina stijenki

• puls (vodeni sat)

Erasistratus (310-240 p.k.)

• vene: krv (u jetri iz hrane) plima

• arterije: zrak (pluća srce) ↓

životni duh

Rimsko carstvo

Galen (130-201)

• eksperiment s guščjim perom: arterije krv

Renesansa

Andreas Vesalius (1514-1564)

• detaljni anatomski crteži

• anatomske pogreške ispravlja (De Humanis Corporis Fabrica)

• fiziološke pogreške ostaju

Wiliam Harvey (1578-1657)

Du Motu Cordis et Sanguinis in Animalibus:

• srce: pumpa

• desni ventrikul pluća

• pluća: zrak + krv

• različite žile za dovod i odvod krvi

Marcello Malphigi (1628-1694)

• mikroskop kapilare

17. stoljeće

Torricelli, Borelli, Boyle, Hook, Lower:

• zrak ima masu sastavljen od tvari

Joseph Priestly (1733-1804)

• zelena biljka tvar zrak

• potreban za disanje i sagorijevanje

Antoine Lavoisier (1743-1794)

• kisik

omogućava krvi da sagorijeva u plućima tjelesna toplina: izvor života

FUNKCIJA ZRAKA?

• disanje puni pluća zrakom

• zrak ulazi u krv pulmonarni krvotok

• zrak transformira krv promjena boje

Robert Hooke (1635-1703)

• mikroskop pluto: stanice

19. st. Matthias Schleiden i Theodor Schwann: stanična teorija • svi su organizmi građeni od stanica

• nove se stanice razvijaju iz postojećih

• sve stanice imaju istu kemijsku osnovu i metaboličke procese

• svi procesi u organizmu su rezultat međudjelovanja različitih grupa stanica

do kraja 19. st.: • zrak + hrana kidanje kemijskih veza ⇒ ENERGIJA

• ATP spremište energije

• kisik potreban za proizvodnju ATP-a

• “izgaranje ATP-a puni stanice životom”

Fiziološka otkrića 19. i 20. st. koja su imala veliku primjenu u medicini

Nobelova nagrada za Fiziologiju ili medicinu http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/

Jeffrey C. Hall Michael Rosbash Michael W. Young

Otkriće molekularnih mehanizama koji reguliraju cirkadijani ritam

2017.

ZAŠTO ANIMALNA FIZIOLOGIJA?

• znanstvena znatiželja

• razumijevanja fizioloških procesa u čovjeka

• praktična primjena (veterina, stočarstvo)

• objekt istraživanja

• razina istraživanja

• metoda istraživanja

• testovi ponašanja

RAZINA ORGANIZMA

RAZINA ORGANISKIH SUSTAVA

• spirometrija • mjerenje tlaka

RAZINA ORGANA

- mjerenje razine aktivnosti organa ⇔ promjena u protoku krvi

• fMRI (functional Magnetic Resonance Imaging)

• PET (pozitronska emisijska tomografija)

• imunohistokemija • autoradiografija, kemiluminiscencija

RAZINA TKIVA

STANIČNA RAZINA

• kultura stanica • mikromanipulacija

• mikroskopija

MOLEKULARNA RAZINA

• manipulacija DNA (inaktivacija gena, pojačana ekspresija, ekspresija tuđih gena)

RT-PCR

• mjerenje razine ekspresije gena (RNA)

RIA, ELISA

western analiza

• mjerenje razine ekspresije gena (proteini)

spektrofotometrija

• mjerenje sastava i količine tvari prisutnih u tjelesnim tekućinama

kromatografija

masena spektrometrija

• i plinovima