Last update: prof. RNDr. Václav Hampl, DrSc. (14.12.2017)
Předmět je koncipován jako součást základních odborných předmětů pro magisterský studijní program Všeobecné lékařství.
Během výuky předmětu se studenti seznamují s funkcí a regulačními mechanismy lidského organizmu, orgánů a jejich částí ve zdraví, se zřetelem k pochopení základů dysfunkcí v nemoci.
Aim of the course - Czech
Last update: prof. RNDr. Václav Hampl, DrSc. (14.12.2017)
Pochopit základní fyziologické funkce orgánů, organizmu a jeho částí ve zdraví a základy pro pochopení dysfunkcí v nemoci. Regulační mechanismy udržující homeostázu.
Osvojit si fyziologii buňky, s fyziologickými projevy a regulačními mechanismy na celulární úrovni.
Osvojit si fyziologické odlišnosti funkcí během vývoje jedince.
Osvojit si reakce organismu na zátěž. Fyziologické mechanismy zachování integrity organismu.
Literature - Czech
Last update: Mgr. Jana Čechová (12.03.2020)
Základní studijní literatura:
W.F. Gannong: Přehled lékařské fysiologie, Galen 2001
JPT Ward a RWA Linden“ Základy fysiologie, Galen 2010
Doplňková literatura:
Guyton AC, Hall JE: Textbook of Medical Physiology. Elsevier, 2016
Silbernagl S, Despopoulos A.: Atlas fyziologie člověka. Grada 2016
Rokyta R: Fyziologie. Galén 2016
Costanzo LS: Physiology. Elsevier 2018
Boron WF, Boulpaep EL: Medical Physiolog. Elsevier 2017, 7e 7th Edition
Koeppen BM Stanton BA, Berne & Levy Physiology. Elsevier 2018
MOODLE:
https://dl1.cuni.cz/course/view.php?id=7438
Syllabus - Czech
Last update: Ing. Marcela Minaříková (14.04.2020)
Obsahové zaměření přednášek a seminářů:
1. Srdce
1.1. Elektrická stránka akce srdeční
Vznik rytmicity srdečních stahů, regulace srdeční frekvence
Akční potenciál různých částí převodního systému, podstata jejich tvarových rozdílů, zapojení jednotlivých iontových kanálů, srdeční pacemaker, časový sled šíření akčního potenciálu jednotlivými prvky převodního systému, faktory ovlivňující srdeční
Podstata tvaru křivky AP myokardu, kanály, které se na něm podílejí, časový sled jejich akce, princip vzniku „plato“ a jeho význam, šíření mezibuněčně, absolutní a relativní refrakterní fáze, vliv změn ve složení vnitřního prostředí na AP myokardu.
EKG (princip záznamu, základní popis)
Typy zapojení, princip snímání, Eithovenův trojúhelník, význam, princip zápisu záznamu ze svodů, srdeční vektor a osa, faktory, které je ovlivňují, základní popis elementů křivky EKG – intervaly, vlny, jejich význam.
1.2. Mechanická stránka akce srdeční
Porovnání kontrakce srdečního svalového vlákna, kosterního a hladkého svalu.
Zapojení jednotlivých složek kontraktilního aparátu, spotřeba energie, tetanický stah, relaxace.
Porovnání spřažení excitace a kontrakce v srdečním a v kosterním svalu
Způsoby podráždění svalové buňky, přenos signálu, dráhy vedoucí k aktivaci kontraktilního aparátu, význam vápníku.
Mechanismy regulace síly srdečního stahu
Homeometrická, heterometrická, kontraktilita, faktory, které ji ovlivňují, vliv koncentrace vápníku, vliv vegetativního řízení, Frank-Starlingův zákon, princip, význam, preload, afterload, faktory, které je ovlivňují, centrální žilní tlak, jejich význam
pro sílu srdečního stahu a srdeční výdej.
Srdeční cyklus, graf, význam a změny jednotlivých bodů a částí křivky
Systolická a diastolická část, příčiny a důsledky změn tlak/objem, Laplaceův zákon
Minutový výdej srdeční
Výpočet, Fickův princip, diluční metoda, echokardiografický odhad, jeho nastavení, faktory, keré ho ovlivňují, vliv změn frekvence srdeční na trvání systoly a diastoly, význam pro práci srdce a spotřebu kyslíku
Vyšetření funkce komor
Srdeční výdej, ejekční frakce, význam, vztah k end-diastolické náplni, end-systolický tlak a objem, srdeční index, ergometrie, vliv zátěže na velikost srdečního výdeje, srdeční práci, spotřebu kyslíku a krevního tlaku
2. Cirkulace
2.1 Obecné principy
Vztah mezi tlakem a průtokem krve
Metody měření, faktory ovlivňující tlak a průtok, pružník, laminární a turbulentní proudění, faktory, které o něm rozhodují a význam, kritický uzavírací tlak, co ho určuje a jeho význam pro orgánovou perfúzi, paralelní a sériové zapojení a význam pro
tlakovo-průtokové hodnoty
2.2. Vztah tlak-průtok v různých oddílech cévního řečiště jeho řízení
Faktory určující hodnotu krevního tlaku, jeho význam, měření
Vysokotlaký a nízkotlaký systém, význam, kapacitní a rezistentní řečiště, rychlost proudění a vztah k tlaku v různých částech řečiště a fázích srdečního cyklu, měření krevního tlaku, střední arteriální tlak, význam, vliv polohy těla, vztah k filtraci na
kapiláře,
Časový faktor regulace a zapojení jednotlivých regulačních mechanismů
Mechanismy dlouhodobého udržování stálosti hodnoty krevního tlaku, význam ledvin, RAAS.
2.3. Lokální specifika průtoku krve, změny tlak/průtok v klidu a při zátěži
Koronární průtok krve
Spotřeba kyslíku srdečním svalem, v klidu a při zátěži, koronární rezerva, vliv Laplaceova zákona, průtok subepikardiální a subendokardiální oblastí
Další orgánová specifika průtoku krve
mozek (HEB), játra, splanchnikus, ledviny
Oběhové změny po narození
Oběhové změny při tělesné zátěži
Statická, dynamická zátěž, rozdíly
3. Krev a transport plynů krví
Transport plynů krví, faktory, které ho ovlivňují
celková transportní kapacita krve a faktory na nichž závisí, rozpustnost plynů v kapalině, parciální tlak, transport v plazmě, transport ve vazbě na hemoglobin a faktory, které je ovlivňují, saturace hemoglobinu, , Astrup – výpovědní hodnota, limitace
Disociační křivka hemoglobinu
afinita různých typů hemoglobinu k O2 a CO2 a faktory, které ji ovlivňují, význam. zdůvodnění sigmoidálního charakteru křivky, posuny disociační křivky, faktory, které ho způsobují, Bohrův efekt, Haldenův efekt
Krevní skupiny, Rh inkompatibilita matky a plodu
antigenní definice jednotlivých typů, určování krevních skupin, využití, důsledky inkompatibility – transfúze, matka/plod, způsob prevence
Hemostáza, hemokoagulace, protisrážecí faktory, jejich propojení, koagulační testy
Vazokonstrikce a její faktory, destičková reakce, hemokoagulace, vazba jednotlivých faktorů, vápník, vitamín K, vznik definitivního trombu, propojení koagulačních a antikoagulačních mechanismů v rámci koagulační kaskády, Quickův test, APTT, INR, jejich
význam
Hematologická vyšetření
Hemoglobin, hematokrit, střední objem erytrocytu, počet erytrocytů, leukocytů, trombocytů, barevná koncentrace erytrocytu, krevní obraz, FW
4. Dýchání
4.1. Ventilace a mechanika dýchání
Faktory určující složení alveolárního vzduchu, vliv velikosti mrtvého prostoru
Aalveolární ventilace versus dechový objem, efektivní alveolární ventilace, anatomický a funkční mrtvý prostor, parciální tlaky plynů v dýchacím ústrojí, složení vydechovaného vzduchu v průběhu dechu, faktory, které ho ovlivňují, hypoventilace,
hyperventilace, vliv na parciální tlaky plynů v alveolárním vzduchu a krvi, výpočty
Mechanismus vdechu a výdechu, dechové svaly, dechový vzor
Barometrický, interpleurální, alveolární tlak, měření, jejich hodnoty při zastaveném dechu, vztah k nádechu a výdechu a jejich změny v průběhu nádechu a výdechu, vztah k rychlosti dýchání, inspirační a expirační dýchací svaly, jejich činnost, řízení.
Faktory určující plicní poddajnost a odpor dýchacích cest, dechová práce
Vztah změna objemu versus změna tlaku, elasticita tkáně a povrchové napětí a faktory, které je ovlivňují, surfaktant, křivka poddajnosti plic, vysvětlení tvaru, odpor proudění v dýchacích cestách a faktory, které ho udávají, regulace průsvitu bronchů,
práce statická, dynamická, měření.
Vyšetřování plicních funkcí
Spirometrie: TLC, VC, TV, IRV, ERV, RV, FRC, křivka průtok-objem: FVC, PEF, klidový versus usilovný výdech, pletyzmografie, odpor plic a dýchacích cest.
4.2. Přesuny plynů mezi krví a alveolárním vzduchem
Příčiny a důsledky nerovnoměrnosti plicní ventilace, perfuse a jejich poměruSchéma podle Rahna-Fenna, alveolární mrtvý prostor, venózní příměs, parciální tlaky O2 a CO2 alveolární a arteriální
Transport plynů přes alveolo-kapilární membránu, perfusní a difusní limitace
Difúzní plocha, difúzní dráha, koncentrační gradient, rozpustnost plynů v difúzní membráně, rychlost průtoku, difúzní kapacita, měření, A-V diference
Funkční rozdíly mezi velkým a malým oběhem
Reakce na hypoxii v plicním a systémovém řečišti, hypoxická plicní vazokonstrikce, mechanismus, důsledky pro saturaci kyslíkem, cirkulaci
4.3. Regulace dýchání
Chemické mechanismy regulace dýchání
Centrální, periferní, lokalizace, reakce na změnu O2 a CO2, mechanismus, adaptace
Nervová regulace dýchání
Obranné reflexy dýchání,vznik dýchacího rytmu, inspirační a expirační neurony, činnost, plicní receptory, receptory z hrudníku a dýchacích svalů, receptory z končetin, baroreceptory, termoreceptory, bolest
4.4. Hypoxie – příčiny a důsledky
Typy hypoxie
Hypoxická, ischemická, anemická, histotoxická, příčiny, důsledky pro transport kyslíku do tkání, saturace hemoglobinu, arteriální a venózní pO2 a pCO2, disociační křivka v těchto stavech
Hyperbarie, hypobarie
Vliv na transport plynů, reakce respiračního centra, posun disociační křivky, posun ABR, vliv na hematokrit, vliv na plicní perfúzi
Respirační kvocient
5. Ledviny
5.1 Funkce glomerulů
Průtok krve ledvinou. Regulace, vztah ke glomerulární filtraci.
Autoregulace průtoku, průtok kůrou a dření, rozdíly, význam, myogenní a tubuloglomerulární zpětné vazby regulující průtok krve ledvinou, změny odporu vas afferens a vas efferens, vztah k velikosti GF, vliv RAAS systému, ANP, prostaglandinů, sympatiku,
efektivní průtok
Faktory určující glomerulární filtraci
Rozdíly hydrostatických tlaků, jejich příčiny a důsledky, onkotický tlak, propustnost glomerulární membrány a faktory, které ji ovlivňují, složení a osmolarita primární moči,
Měření velikosti glomerulární filtrace a průtoku krve ledvinou
Clearence, princip, výpočet, kreatinin, inulin, přednosti, nevýhody, cystatin C, , měření průtoku pomocí PAH
5.2. Funkce tubulů
Měření tubulárního transportu, frakční exkrece solutů a vody
Transportní mechanismy a jejich význam v proximálním tubulu
Na+, glc, K+, HCO3-, H+, urea, aminokyseliny
Renin-angiotensin-aldosteronový systém
Juxtaglomerulární aparát a macula densa, princip funkce, účinky ANG a aldosteronu
Vylučování draslíku v ledvinách
Lokalizace, význam pro udržování kalémie a dalších faktorů vnitřního prostředí
Renální vylučování močoviny a metabolismus amoniaku v ledvinných tubulech
Vztah k udržování ABR
Tvorba koncentrované a zředěné moči
Osmolarita tubulární tekutiny během průtoku tubulárním systémem, funkce Henleho kličky, osmotická startifikace dřeně, význam, princip udržování, vliv aldosteronu a ADH na regulaci objemu moči, princip působení
5.3 Mikce
Mechanismus, řízení, vyšetření
6. ABR
6.1. Základní faktory určující stav acidobazické rovnováhy v těle
Produkce kyseliny v těle, pufry
Struktura ABR
Respirační a metabolická složka
Hodnoty informující o stavu ABR
Buffer base, base excess, anion gap
6.2. Výchylky a regulace acidobasické rovnováhy
Acidóza příčiny, důsledky
Respirační, metabolická
Alkalóza, příčiny, důsledky
Respirační, metabolická
Respirační kompenzace
Role ledvin
Acidifikace moči, princip, lokalizace, acidifikační testy, titrovatelná acidita, vztah k transportu HCO3-
7. Obecná fyziologie
7.1. Termoregulace a její ontogenetický vývoj
Regulační funkce hypotalamu, hormony štítné žlázy, sympatický nervový systém (vazomotorika kožních cév, potní žlázy, hnědý tuk, uncoupling), třes. Specifika termoregulace v neonatálním období.
7.2. Kompartmenty tělesných tekutin, jejich složení, měření a regulace
Molarita, osmolarita, elekroneutralita. Složení intracelulární a extracelulární tekutiny. Koncentrační rozdíly mezi plazmou a intersticiální tekutinou, Gibbs-Donnanova rovnováha. Princip měření objemu kompartmentů tělesných tekutin rozpouštěním indikátoru. Jak změny v příjmu a výdeji tekutin ovlivní distribuci tekutin v těle.
7.3. Tvorba tkáňového moku, lymfatická cirkulace, regionální zvláštnosti v tvorbě tkáňového moku
Přechod tekutiny přes kapilární stěnu, Starlingova rovnice (hydrostatický a onkotický tlak). Popis lymfatického systému a strukturálních zvláštností lymfatických cév. Role lymfatického systému v absorbci tuků, reabsorbci tekutin z intersticia a odstraňování velkých proteinů z intersticiálního prostoru. Specifika plicní mikrocirkulace.
7.4. Distribuce iontů přes buněčné membrány, význam
Formy transportu látek přes buněčnou membránu
Difuse, facilitovaná difuse, sekundární aktivní transport, primární aktivní transport. Faktory určující velikost difuse. Přenašeče, nejdůležitější ATPázy, symport a antiport.
Distribuce iontů na buněčné membráně, její příčiny, vliv na nastavení membránového napětí
Iontové kanály a selektivní propustnost buněčné membrány, elektrochemický gradient. Rovnovážný potenciál pro K+, Na+ a Cl-, Nernstova rovnice. Klidový membránový potenciál.
Akční potenciál, mechanismus vzniku, faktory, které ho ovlivňují
Na napětí závislý Na+ a K+ kanál, změny vodivosti membrány pro Na+ a K+, graf průběhu napětí během AP (depolarizace, prahová hodnota, přepolarizování do kladných hodnot, repolarizace, hyperpolarizace). Absolutní a relativní refrakterní perioda a
propagace AP.
8. Endokrinní systém
8.1. Obecné principy hormonálních regulací, mechanismy působení hormonů
Negativní zpětná vazba jednoduchá a složitá, pozitivní zpětná vazba. Počet receptorů a jejich afinita k hormonu (down-regulace, up-regulace). Membránové receptory spojené s druhým poslem, membránové receptory spojené s katalytickou aktivitou, receptory pro steroidní a thyroidální hormony.
8.2. Hormony hypofýzy, jejich význam pro vývoj jedince
Vztah hypotalamu a hypofýzy
Vztah sekrece adenohypofysálních hormonů k funkci hypotalamu, spojení hypotalamu a neurohypofýzy, přehled hormonů neurohypofýzy a jejich funkce.
Tropní hypofyzární hormony
Přehled a jejich funkce, vazba k hladinám příslušné periferní žlázy.
Hormony významné pro růst a vývoj jedince.
Růstový hormon, prolaktin, funkce, význam.
8.3 Hormonální funkce štítné žlázy a příštítných tělísek
Výdej, transport, aktivace
Regulace tvorby a vylučování thyroidálních hormonů, vazba thyroidálních hormonů v plazmě, aktivace T4 v cílových tkáních, tkáňový receptor.
Účinky hormonů štítné žlázy včetně jejich významu pro vývoj jedince.
Prenatální a postanatální účinky metabolické, cirkulační, pro vývoj a fungování NS.
Funkce příštítných tělísek v regulaci kalcémie.
8.4. Hormony nadledvin
Glukokortikoidy, reakce na stres
Regulace vylučování glukokortikoidů, pulzatilní sekrece, cirkadiánní průběh. Účinky glukokortikoidů a význam sekrece glukokortikoidů při stresu.
Hormony dřeně nadledvin, reakce na stres
Biologické důsledky aktivace dřeně nadledvin. Cílové orgány a tkáně podle receptorových subtypů a charakter jednotlivých typů odpovědi. Význam sekrece katecholaminů při stresu.
8.5. Endokrinní funkce pankreatu, regulace glykémie (růstový hormon, kortikoidy…)
Regulace sekrece inzulínu v β buňkách pankreatu. Mechanizmus působení inzulínu v cílových buňkách, hlavní účinky inzulínu. Glukagon – regulace sekrece a účinky. Pankreatický somatostatin. Celkový přehled regulace glykémie.
8.6. Endokrinní funkce pohlavních žláz
Endokrinní funkce varlat
Řízení sekrece GnRH, FSH a LH u mužů. Účinky androgenů.
Endokrinní funkce ovarií, menstruační cyklus
Regulace funkce ovárií (GnRH, FSH a LH), negativní a pozitivní zpětná vazba. Fáze menstruačního cyklu a hladiny LH, FSH, 17β-estradiolu a progestronu. Účinky estrogenů a progesteronu v cílových tkáních.
Hormonální změny v těhotenství, placenta, porod
Události v časné fázi těhotenství (fertilizace, implantace, sekrece HCG). Přehled hormonů v těhotenství. Syntéza progesteronu a estriolu během těhotenství. Úloha hormonů při porodu (oxytocin, prostaglandiny, fetální kortizol a poměr
estrogen/progesteron). Regulace sekrece a ejekce mléka.
9. GIT
9.1. Obecné funkce GIT
Motolita GIT a její kontrola (obecné principy)
Pomalé a rychlé vlny, enterický NS, atonomní a hormonální kontrola motolity, inhibiční a excitační GI neurotransmitery (noradrenalin, acetylcholin, CCK, VIP, histamin, somatostatin), efektory, GIT reflexy
Žvýkání a polykání (funkce, nervové mechanismy), motolita, regulace produkce slin a jejich funkce; význam objemu sekrece slin
Žaludek
Hlavní funkce (uskladnění, mixování, propulse), chymus, regulace a význam žaludeční sekrece (HCL, hlen, enzymy, hormony); mechanismus vyprazdńování žaludku
Trávení chymu v tenkém střevě
Motolita, absorbční a postabsorbční fáze, mechanismus a regulace sekrece střevní šťáv
Exokrinní pankreas, játra, žlučník
Hormonální kontrola sekrece pankreatu, výdej žluči, cirkulace žlučových solí
Hlavní funkce tlustého střeva
Propulse, haustrace, defekace, funkce střevních bakterií, resorpce iontů, vitamínů, vody, vápníku, železa.
9.3. Systémy a látky ovlivňující příjem potravy
Vliv hypothalamu, tukové tkáně, leptin, insulin, GLP-1, Ghrelin, peptid YY
10. Nervový systém
10.1. Obecná neurofyziologie
Synapse
Neurotransmise (presynaptická část), postsynaptické receptory a potenciály (ionotropní a metabotropní r.), EPSP a IPSP, neurotransmitery (přehled, receptory, syntéza, zpětné vychytávání), učení (synaptické váhy, LTP, LTD)
Neuron, gliová buňka
Specifika funkce jednotlivých částí nervových buněk, druhy nervových vláken, vztah jejich tloušťky a myelinizace k rychlosti přenosu signálu, funkce glie
