مقدمهای بر فیزیولوژی
فیزیولوژی، دانش مطالعه عملکرد طبیعی موجودات زنده و نحوه تعامل اجزای بدن برای حفظ حیات است.
فیزیولوژی سلولی
مطالعه عملکرد سلولها، از جمله انتقال مواد از غشا و پیامرسانی عصبی.
فیزیولوژی سیستمها
بررسی عملکرد سیستمهای بدن مانند گوارش و گردش خون و ارتباط آنها با یکدیگر.
فیزیولوژی تکاملی
مطالعه نحوه سازگاری و تغییر سیستمهای بدن در طول نسلهای متمادی.
فیزیولوژی دفاعی
بررسی واکنشهای بدن در مقابل تهدیدها و استرس، مانند پاسخ "جنگ یا گریز".
فیزیولوژی ورزش
مطالعه عملکرد بدن، به ویژه عضلات و سیستم قلبی-عروقی، حین فعالیت بدنی.
سلول: واحد بنیادی حیات
برای درک عملکرد بدن، ابتدا باید با اجزا و مایعات تشکیلدهنده سلول آشنا شویم. بدن انسان از تریلیونها سلول تشکیل شده که در محیطی مایع به نام محیط داخلی فعالیت میکنند.
توزیع مایعات بدن
مایعات بدن به دو بخش اصلی تقسیم میشوند: مایع داخل سلولی (ICF) که حدود دو سوم حجم را تشکیل میدهد، و مایع خارج سلولی (ECF) که یک سوم باقیمانده را شامل میشود.
ترکیبات شیمیایی سلول
- آب: ۷۰-۸۵٪ جرم سلول، حلال اصلی برای واکنشهای شیمیایی.
- یونها: مانند پتاسیم و سدیم، برای انتقال پیامهای عصبی و انقباض عضلات ضروری هستند.
- پروتئینها: ۱۰-۲۰٪ جرم سلول، دارای نقشهای ساختاری (اسکلت سلولی) و عملکردی (آنزیمها، گیرندهها).
- لیپیدها: حدود ۲٪ جرم سلول، به دلیل آبگریز بودن، برای ساخت غشای سلولی و جداسازی بخشها حیاتی هستند.
ساختار غشای سلولی
غشای سلولی بر اساس مدل موزاییک سیال، یک ساختار پویا و نفوذپذیر انتخابی است. با نگه داشتن ماوس روی اجزای دیاگرام زیر، با آنها بیشتر آشنا شوید.
انواع انتقال مواد از غشا
انتقال مواد به دو دسته اصلی غیرفعال (بدون مصرف انرژی) و فعال (با مصرف انرژی) تقسیم میشود. با انتخاب هر دسته، با جزئیات آن آشنا شوید.
انتشار ساده در مقابل تسهیلشده
در انتشار ساده، سرعت با غلظت ماده رابطه خطی دارد. اما در انتشار تسهیلشده، به دلیل محدودیت تعداد پروتئینهای حامل، سرعت انتقال به یک مقدار ماکزیمم (Vmax) میرسد و اشباع میشود.
ویژگیهای کلیدی انتقال غیرفعال
- انتشار ساده: حرکت مستقیم مولکولهای محلول در چربی (مانند اکسیژن) از غشا یا یونها از طریق کانالها.
- انتشار تسهیلشده: نیازمند پروتئین حامل است و ویژگیهایی چون اشباعپذیری، ویژگی فضایی و رقابت را نشان میدهد.
- اسمز: حرکت آب از طریق کانالهای آکواپورین برای متعادل کردن غلظت املاح.
اتصالات بین سلولی
سلولها برای تشکیل بافتها و هماهنگکردن فعالیتهایشان از طریق اتصالات تخصصی به یکدیگر متصل میشوند.
اتصالات محکم (Tight Junctions)
فضای بین سلولها را کاملاً مسدود میکنند و مانع نشت مواد میشوند. این اتصالات در بافت پوششی روده برای جلوگیری از ورود آنزیمهای گوارشی به خون حیاتی هستند.
دسموزومها (Desmosomes)
مانند دکمههای پرسی، سلولها را به هم متصل کرده و به بافت در برابر کشش مکانیکی مقاومت میبخشند. در پوست و عضله قلب فراوان هستند.
اتصالات شکافدار (Gap Junctions)
کانالهای مستقیمی بین سیتوپلاسم سلولهای مجاور ایجاد میکنند که به یونها اجازه عبور سریع میدهد و برای همزمانسازی الکتریکی در قلب ضروری است.