ФИЗИОЛОГИЈА НА КЛЕТКАТА И КЛЕТОЧНА ОРГАНИЗАЦИЈА

1. Вовед во клеточната физиологија

Клетката претставува основна структурна, функционална, генетска и развојна единица на сите живи организми. Таа е најмалата биолошка единица способна самостојно да ги извршува основните животни процеси, вклучувајќи метаболизам, раст, синтеза на биомолекули, одржување на внатрешната средина, одговор на надворешни стимули и размножување.

Човечкиот организам е сложен биолошки систем изграден од трилиони клетки кои меѓусебно комуницираат, соработуваат и се организираат во ткива, органи и органски системи. Иако клетките во организмот имаат различна форма, големина и функција, тие поседуваат заедничка основна организација.

Клеточната физиологија ја проучува функцијата на клетките, механизмите преку кои тие ја одржуваат својата животна активност, размената на материи и енергија, електричните и хемиските процеси, клеточната сигнализација, растот, диференцијацијата и клеточната смрт.

Разбирањето на клеточната физиологија е основа за изучување на физиологијата на ткивата, органите и органските системи. На пример, нервниот импулс е резултат на промените во пропустливоста на клеточната мембрана за јони, мускулната контракција зависи од интеракцијата на актинските и миозинските филаменти, а секрецијата на хормоните е поврзана со активноста на специфични клеточни органели.

Основни карактеристики на живата клетка

Секоја функционална клетка поседува неколку основни својства:

1. Метаболизам – збир на сите хемиски реакции во клетката, вклучувајќи анаболизам и катаболизам.
2. Раздразливост – способност да реагира на физички, хемиски и механички стимули.
3. Хомеостаза – одржување релативно стабилна внатрешна средина.
4. Раст и развој – зголемување на клеточната маса и стекнување специјализирани функции.
5. Репродукција – создавање нови клетки преку клеточна делба.
6. Диференцијација – процес преку кој клетките стекнуваат специфична структура и функција.
7. Клеточна комуникација – размена на информации со други клетки преку хемиски и електрични сигнали.
8. Адаптација – приспособување кон промените во надворешната и внатрешната средина.

2. Клеточна организација

Клетката е организирана во функционално поврзани структурни компоненти кои овозможуваат извршување на сложени биолошки процеси. Типичната човечка еукариотска клетка се состои од:

Клеточна мембрана.

• Цитоплазма.
• Цитозол.
• Клеточни органели.
• Цитоскелет.
• Јадро.
• Генетски материјал – ДНК.

2.1. Клеточна теорија

Клеточната теорија е една од основните теории на современата биологија. Нејзините основни принципи се:

• Сите живи организми се изградени од една или повеќе клетки.
• Клетката е основна структурна и функционална единица на животот.
• Сите клетки настануваат од претходно постоечки клетки преку клеточна делба.
• Наследниот материјал се пренесува од клетка на клетка.
• Основните метаболички процеси се одвиваат во клетките.

Современото разбирање на клеточната теорија ја нагласува и улогата на клетките во преносот на генетските информации, енергетската трансформација и одржувањето на биолошката континуираност.

2.2. Големина и форма на клетките

Повеќето човечки клетки имаат големина од приближно 10 до 30 микрометри (μm), иако постојат значителни разлики. Примери:

• Еритроцит: приближно 7–8 μm во дијаметар.
• Лимфоцит: приближно 7–15 μm.
• Неврон: клеточното тело може да има големина од 10–100 μm, додека неговиот аксон може да достигне должина поголема од еден метар.
• Јајце-клетка: приближно 100–120 μm во дијаметар.
• Скелетно-мускулно влакно: може да биде долго неколку сантиметри.

Формата на клетката е тесно поврзана со нејзината функција. На пример, нервните клетки имаат издолжени продолжетоци за пренос на информации, еритроцитите имаат биконкавна форма за ефикасна размена на гасови, а епителните клетки се приспособени за заштита, апсорпција или секреција.

3. Клеточна мембрана

Клеточната мембрана, позната и како плазматична мембрана, е тенка, динамична и селективно пропустлива структура која ја обвива клетката и ја одделува нејзината внатрешност од екстрацелуларната средина. Нејзината дебелина изнесува приближно 7–10 nm. Мембраната не претставува само пасивна бариера, туку е активна функционална структура која учествува во транспортот на материи, клеточната комуникација, препознавањето на сигнали, одржувањето на мембранскиот потенцијал и регулацијата на клеточната хомеостаза.

3.1. Хемиски состав на клеточната мембрана

Клеточната мембрана е составена од три главни групи молекули: липиди, протеини, јаглехидрати.

А. Фосфолипиди

Фосфолипидите се основните структурни компоненти на мембраната. Тие имаат амфифилна структура, што значи дека содржат: хидрофилен дел – поларна глава која има афинитет кон водата. Хидрофобен дел – две масни киселински опашки кои ја избегнуваат водата. Во водна средина фосфолипидите спонтано формираат двоен липиден слој, при што хидрофилните глави се ориентирани кон екстрацелуларната и интрацелуларната течност, а хидрофобните опашки се свртени една кон друга. Оваа организација создава бариера за слободното поминување на повеќето поларни молекули и јони.

Б. Холестерол

Холестеролот е важна компонента на мембраните на животинските клетки. Тој се вметнува меѓу фосфолипидите и влијае врз: флуидноста на мембраната, механичката стабилност, пропустливоста, организацијата на мембранските микродомени. Холестеролот ја ограничува прекумерната подвижност на фосфолипидите при повисоки температури и спречува прекумерно згуснување на мембраната при пониски температури.

В. Мембрански протеини

Мембранските протеини имаат различни функционални улоги. Интегрални протеини се вградени во липидниот двоен слој. Некои од нив целосно ја преминуваат мембраната и се нарекуваат трансмембрански протеини. Периферни протеини се поврзани со внатрешната или надворешната површина на мембраната.

Функции на мембранските протеини:

• Транспорт на јони и молекули.
• Рецепција на хормони и невротрансмитери.
• Ензимска активност.
• Клеточна адхезија.
• Препознавање на клетки.
• Поврзување со цитоскелетот.
• Пренос на сигнали во клетката.

Г. Мембрански јаглехидрати

Јаглехидратите се поврзани со протеини и липиди, формирајќи гликопротеини и гликолипиди. Тие се наоѓаат претежно на надворешната површина на мембраната и го формираат гликокаликсот. Гликокаликсот учествува во клеточното препознавање, адхезијата, имунолошката идентификација и заштитата на клеточната површина.

3.2. Модел на течен мозаик

Според моделот на течен мозаик, мембраната претставува динамичен липиден двоен слој во кој се вградени различни протеини. Липидите и голем дел од протеините можат да се движат странично во рамките на мембраната. Оваа подвижност овозможува мембраната да биде флексибилна, адаптивна и функционално активна.

3.3. Основни функции на клеточната мембрана

Раздвојување на интрацелуларната и екстрацелуларната средина. Селективна регулација на транспортот на материи. Одржување на јонските концентрации. Создавање и одржување на мембранскиот потенцијал. Примање и пренесување сигнали. Клеточно препознавање. Меѓуклеточна адхезија. Учествување во ендоцитоза и егзоцитоза. Одржување на клеточната форма преку интеракција со цитоскелетот.

4. Транспорт низ клеточната мембрана

Транспортот низ клеточната мембрана е еден од најважните физиолошки процеси. Тој овозможува внесување хранливи материи, кислород и јони, како и отстранување на метаболичките продукти. Транспортните механизми се поделени на пасивен и активен транспорт.

4.1. Пасивен транспорт

Пасивниот транспорт се одвива без директна потрошувачка на клеточна енергија во форма на ATP. Супстанциите се движат според својот концентрационен или електрохемиски градиент.

Проста дифузија

Дифузијата е спонтано движење на молекулите од област со повисока кон област со пониска концентрација. Преку липидниот двоен слој лесно поминуваат: Кислород (O₂), Јаглерод диоксид (CO₂), мали липофилни молекули, одредени стероидни хормони.

Олеснетата дифузија се одвива со посредство на мембрански протеини, без директна потрошувачка на ATP. Таа може да се реализира преку: каналски протеини и носачи (транспортери). Пример е внесувањето гликоза во многу клетки преку GLUT-транспортери.

Осмозата е движење на водата низ селективно пропустлива мембрана во насока кон средина со повисока ефективна концентрација на непроникливи растворени честички. Осмозата е особено важна за регулирање на клеточниот волумен. Кога клетката се наоѓа во хипотонична средина, водата навлегува во неа и таа може да отече. Во хипертонична средина, водата излегува од клетката, што доведува до нејзино смалување.

4.2. Активен транспорт

Активниот транспорт овозможува движење на супстанции спротивно на нивниот концентрационен или електрохемиски градиент. Примарен активен транспорт директно користи енергија од ATP. Најзначаен пример е натриум-калиумовата пумпа (Na⁺/K⁺-ATPаза).

При еден циклус на работа:

• 3 Na⁺ јони се исфрлаат надвор од клетката.
• 2 K⁺ јони се внесуваат во клетката.
• Се хидролизира една молекула ATP.

Оваа пумпа има суштинско значење за:

• Одржување на концентрационите градиенти на Na⁺ и K⁺.
• Одржување на клеточниот волумен.
• Создавање услови за мембранскиот потенцијал.
• Нормална функција на нервните и мускулните клетки.

Секундарен активен транспорт користи енергија складирана во електрохемискиот градиент на друг јон, најчесто Na⁺, кој претходно бил создаден со примарен активен транспорт. Се дели на:

• Симпорт – две супстанции се движат во иста насока.
• Антипорт – две супстанции се движат во спротивни насоки.

Пример е натриум-глукозниот котранспортер во цревниот епител и бубрежните тубули.

4.3. Везикуларен транспорт

Везикуларниот транспорт овозможува пренесување големи молекули, честички и комплекси преку мембраната.

Ендоцитоза – внесување материјал во клетката со формирање мембрански везикули.

Видови:

Фагоцитоза – внесување големи честички, бактерии или клеточни остатоци.

Пиноцитоза – внесување течност и растворени материи.

Рецептор-посредувана ендоцитоза – селективно внесување молекули преку специфични рецептори.

Егзоцитоза – ослободување супстанции од клетката преку спојување на везикулите со плазматичната мембрана.

Примери се ослободувањето на невротрансмитери од нервните завршетоци и секрецијата на инсулин од β-клетките на панкреасот.

5. Цитоплазма

Цитоплазмата е делот од клетката што се наоѓа меѓу плазматичната мембрана и јадрената обвивка. Таа ги опфаќа цитозолот, клеточните органели и цитоскелетот. Цитоплазмата е динамична средина во која се одвиваат голем број метаболички реакции, транспортни процеси, синтеза и разградување на молекули.

5.1. Цитозол

Цитозолот е течниот или гел-сличен дел на цитоплазмата во кој се наоѓаат растворени јони, протеини, метаболити и други молекули. Содржи: вода – главна компонента, јони на Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺ и Cl⁻, гликоза и други метаболити, аминокиселини, ензими, растворливи протеини, РНК и други биомолекули. Во цитозолот се одвиваат значајни метаболички процеси, како гликолизата, дел од глуконеогенезата и многу реакции на синтеза и разградба на протеини.

5.2. Интрацелуларни инклузии

Во цитоплазмата може да се најдат складирани материи кои не се сметаат за органели. Примери:

• Гликогенски гранули – резервен извор на гликоза.
• Липидни капки – складирање триглицериди.
• Пигменти, како меланин и липофусцин.
• Секреторни гранули.

Овие структури се особено изразени во клетки со специфична метаболичка или секреторна функција.

6. Клеточни органели и нивната физиолошка функција

Клеточните органели се специјализирани структури во цитоплазмата кои извршуваат специфични функции. Тие овозможуваат функционална поделба на клеточните процеси и ја зголемуваат ефикасноста на клеточниот метаболизам.

6.1. Митохондрии

Митохондриите се органели со двојна мембрана кои претставуваат главни места на аеробното производство на ATP во повеќето човечки клетки. Често се нарекуваат „енергетски централи“ на клетката, но нивната улога е многу поширока од производството на енергија.

Митохондријата се состои од:

• Надворешна мембрана.
• Меѓумембрански простор.
• Внатрешна мембрана.
• Кристи – набори на внатрешната мембрана.
• Матрикс.

Внатрешната мембрана содржи протеински комплекси на респираторниот синџир и ATP-синтаза. Митохондриите поседуваат сопствена кружна ДНК, рибозоми и делумно автономен систем за синтеза на протеини. Поголемиот дел од нивните протеини, сепак, се кодирани од нуклеарниот геном.

Функции

• Производство на ATP преку оксидативна фосфорилација.
• Учество во циклусот на лимонска киселина (Кребсов циклус).
• β-оксидација на масните киселини.
• Регулација на клеточната смрт (апоптоза).
• Одржување на клеточната калциумова хомеостаза.
• Создавање реактивни кислородни видови и учество во редокс-сигнализацијата.
• Термогенеза во кафеавото масно ткиво.

Митохондриите се особено бројни во клетки со високи енергетски потреби, како кардиомиоцитите, скелетно-мускулните клетки и многу неврони.

6.2. Ендоплазматичен ретикулум

Ендоплазматичниот ретикулум е мрежа од мембрански канали и цистерни која е функционално и структурно поврзана со јадрената обвивка. Постојат два главни вида: грануларен (рапав) ендоплазматичен ретикулум - на неговата површина се наоѓаат рибозоми, поради што има зрнест изглед. Главни функции:

• Синтеза на протеини наменети за секреција.
• Синтеза на мембрански протеини.
• Синтеза на протеини за лизозомите.
• Почетна модификација и правилно свиткување на протеините.
• Контрола на квалитетот на новосинтетизираните протеини.

Особено е развиен во плазматските клетки, кои создаваат големи количества антитела, и во секреторните клетки на панкреасот.

Агрануларен (мазен) ендоплазматичен ретикулум нема рибозоми на својата површина. Функции:

• Синтеза на липиди и фосфолипиди.
• Синтеза на стероидни хормони.
• Детоксикација на лекови и ксенобиотици.
• Метаболизам на јаглехидрати.
• Складирање и ослободување Ca²⁺.

Во мускулните клетки специјализираната форма на мазниот ендоплазматичен ретикулум се нарекува саркоплазматичен ретикулум. Тој има централна улога во спојувањето на електричната возбуда со мускулната контракција.

6.3. Голџиев апарат

Голџиевиот апарат е мембранска органела составена од сплескани цистерни организирани во функционални групи. Се наоѓа во близина на ендоплазматичниот ретикулум и јадрото. Се разликуваат:

• Cis-страна – прима везикули од ендоплазматичниот ретикулум.
• Медијален регион – врши понатамошна обработка.
• Trans-страна – сортира и испраќа молекули кон нивните целни места.

Функции:

• Модификација на протеините и липидите.
• Гликозилација.
• Сортирање на протеините.
• Пакување во транспортни и секреторни везикули.
• Формирање и функционално насочување на лизозомските ензими.
• Учество во секрецијата.

Голџиевиот апарат е особено развиен во клетките со интензивна секреторна активност.

6.4. Рибозоми

Рибозомите се немембрански клеточни структури составени од рибозомска РНК (rRNA) и протеини. Тие се местото на транслација, односно синтеза на протеини според информацијата содржана во информациската РНК (mRNA). Во човечките клетки цитозолните рибозоми се 80S, составени од: 40S мала субединица и 60S голема субединица. Рибозомите може да бидат: слободни во цитозолот и поврзани со грануларниот ендоплазматичен ретикулум. Слободните рибозоми главно синтетизираат протеини кои функционираат во цитозолот, јадрото, митохондриите и некои други интрацелуларни структури. Рибозомите поврзани со ендоплазматичниот ретикулум синтетизираат протеини наменети за секреција, мембраните и ендомембранскиот систем.

6.5. Лизозоми

Лизозомите се мембрански органели кои содржат хидролитички ензими способни да разградуваат различни биолошки макромолекули. Внатрешноста на лизозомите има кисела средина, со pH приближно 4,5–5, која се одржува со активен транспорт на протони. Функции:

• Разградување на протеини.
• Разградување на липиди и јаглехидрати.
• Разградување на нуклеински киселини.
• Дигестија на внесени микроорганизми.
• Отстранување оштетени клеточни компоненти.
• Автофагија и рециклирање на клеточни структури.

Лизозомите се важни за клеточната одбрана, обновувањето на органелите и одржувањето на интрацелуларната хомеостаза.

6.6. Пероксизоми

Пероксизомите се мали мембрански органели кои содржат оксидативни ензими. Нивните функции вклучуваат:

• β-оксидација на многу долгосинџирни масни киселини.
• Разградување на водороден пероксид (H₂O₂).
• Детоксикација на одредени соединенија.
• Синтеза на плазмалогени, важни компоненти на мембраните, особено во нервното ткиво.

Ензимот каталаза го разградува водородниот пероксид на вода и кислород, со што се ограничува неговото потенцијално штетно дејство.

6.7. Центрозом и центриоли

Центрозомот е главниот центар за организација на микротубулите во многу животински клетки. Обично содржи два центриоли поставени приближно под прав агол еден во однос на друг, опкружени со перицентриоларен материјал. Функции:

• Организација на микротубулите.
• Формирање на делбеното вретено.
• Учествување во правилната распределба на хромозомите при клеточната делба.
• Организација на клеточната поларност.
• Центриолите учествуваат и во формирањето на базалните телца на цилиите и флагелите.

6.8. Цитоскелет

Цитоскелетот претставува динамична мрежа од протеински филаменти која ја одржува клеточната форма и овозможува движење, транспорт и механичка стабилност. Се состои од три главни компоненти:

А. Микрофиламенти

Изградени претежно од актин. Функции:

• Клеточна контракција.
• Клеточно движење.
• Формирање на клеточни продолжетоци.
• Цитокинеза.
• Поддршка на микровилите.

Б. Интермедиерни филаменти

Обезбедуваат механичка цврстина и отпорност на клетките. Примери: кератини во епителните клетки. Дезмин во мускулните клетки. Неврофиламенти во невроните. Ламини во јадрената ламина.

В. Микротубули

Изградени од α- и β-тубулин. Функции:

• Интрацелуларен транспорт.
• Организација на органелите.
• Формирање на делбеното вретено.
• Градба на цилии и флагели.
• Одржување на клеточната организација.
• Моторните протеини кинезин и динеин овозможуваат транспорт на везикули и органели долж микротубулите.

6.9. Цилии и флагели

Цилиите и флагелите се специјализирани клеточни продолжетоци изградени од микротубули. Подвижните цилии овозможуваат движење на течности и честички по површината на клетките. Пример се цилиите на респираторниот епител, кои ја придвижуваат слузта и заробените честички кон фаринксот. Примарната цилија најчесто е неподвижна и функционира како клеточна сензорна структура, учествувајќи во механичка и хемиска сигнализација. Флагелумот кај човекот е присутен кај сперматозоидот и овозможува негово движење.

7. Клеточно јадро

Јадрото е најголемата мембранска органела во повеќето човечки клетки и претставува главен центар за складирање и регулација на генетската информација. Тоа ја содржи најголемата количина од клеточната ДНК и ја контролира експресијата на гените, синтезата на РНК, клеточниот раст, диференцијацијата и делбата. Јадрото најчесто има сферична или овална форма, но неговата морфологија варира зависно од клеточниот тип.

7.1. Структура на јадрото

Јадрото се состои од: јадрена обвивка, јадрени пори, нуклеоплазма, хроматин, јадренце, јадрена ламина.

Јадрената обвивка е составена од две мембрани: надворешна јадрена мембрана и внатрешна јадрена мембрана. Меѓу нив се наоѓа перинуклеарниот простор. Надворешната мембрана е континуирана со мембраната на ендоплазматичниот ретикулум и може да има рибозоми на својата цитоплазматична површина.

Јадрените пори се сложени протеински структури кои ја регулираат размената на молекули меѓу јадрото и цитоплазмата. Преку нив се одвива: излез на mRNA, излез на рибозомски субединици, внесување на нуклеарни протеини, транспорт на регулаторни молекули, размена на протеини вклучени во репликацијата и транскрипцијата. Малите молекули можат да поминуваат преку пасивна дифузија, додека големите молекули користат селективен, рецептор-посредуван транспорт.

7.2. Хроматин и хромозоми

Хроматинот е комплекс од ДНК и протеини, особено хистони. Основната структурна единица на хроматинот е нуклеозомот, составен од ДНК намотана околу хистонски октамер. Постојат два главни функционални типа: еухроматин – помалку кондензиран хроматин, генерално поврзан со поголема транскрипциска активност и хетерохроматин – покондензиран хроматин, генерално поврзан со помала транскрипциска активност. За време на клеточната делба хроматинот се кондензира во хромозоми. Човечките соматски клетки нормално имаат 46 хромозоми, организирани во 23 пара: 22 пара автозоми, 1 пар полови хромозоми.

7.3. Функции на јадрото

• Чување на наследниот материјал.
• Репликација на ДНК.
• Транскрипција на РНК.
• Регулација на генската експресија.
• Контрола на клеточниот циклус.
• Регулација на клеточната диференцијација.
• Координација на клеточниот одговор на сигнали.

Јадрото не функционира изолирано, туку постојано комуницира со цитоплазмата преку јадрените пори и сигналните патишта.

8. Јадренце (нуклеолус)

Јадренцето е густо обоена, немембранска структура во јадрото, која претставува главно место за синтеза и почетна обработка на рибозомската РНК и составување на рибозомските субединици. Во една клетка може да има едно или повеќе јадренца, зависно од клеточниот тип и функционалната активност.

8.1. Структурна организација

Јадренцето се состои од три главни ултраструктурни региони: фибриларен центар, густа фибриларна компонента, грануларна компонента. Овие региони се поврзани со различни фази на создавање и обработка на рибозомската РНК и составувањето на рибозомските субединици.

8.2. Функции на јадренцето

• Транскрипција на гените за рибозомска РНК.
• Обработка и модификација на rRNA.
• Составување на рибозомските субединици.
• Учество во клеточниот одговор на стрес.
• Регулација на одредени процеси поврзани со клеточниот циклус.

Во јадренцето се синтетизираат и обработуваат главните рибозомски РНК, додека 5S rRNA се транскрибира надвор од јадренцето и подоцна се вклучува во составувањето на големата рибозомска субединица. Рибозомските субединици потоа преку јадрените пори преминуваат во цитоплазмата, каде што учествуваат во синтезата на протеините. Физиолошко значење: клетките со интензивна синтеза на протеини обично имаат добро развиено и морфолошки изразено јадренце.

9. Клеточен циклус и клеточна делба

Клеточниот циклус е организиран процес во кој клетката расте, ја удвојува својата ДНК и се дели на две ќерки-клетки.

Клеточниот циклус се состои од:

9.1. Интерфаза

G1-фаза

• Клеточен раст.
• Синтеза на РНК и протеини.
• Зголемување на бројот на органели.
• Подготовка за репликација на ДНК.

S-фаза

• Репликација на ДНК.
• Удвојување на генетскиот материјал.
• Подготовка на хромозомите за следната клеточна делба.

G2-фаза

• Дополнителен клеточен раст.
• Синтеза на протеини потребни за митоза.
• Проверка и поправка на оштетувањата на ДНК.

9.2. М-фаза – митоза

Митозата е процес на поделба на јадрото при кој се создаваат две генетски речиси идентични ќерки-јадра. Фази: профаза, прометафаза, метафаза, анафаза, телофаза. По митозата следува цитокинеза, односно поделба на цитоплазмата.

9.3. Мејоза

Мејозата е специјализирана клеточна делба која се одвива во герминативните клетки и е неопходна за создавање хаплоидни гамети. Се одвива преку две последователни делби:

Мејоза I – редукција на бројот на хромозомите.

Мејоза II – раздвојување на сестринските хроматиди.

Мејозата овозможува генетска разновидност преку кросинговер и независна распределба на хромозомите.

10. Видови клетки во човечкиот организам

Човечкиот организам содржи повеќе од 200 различни специјализирани клеточни типови. Тие се разликуваат според морфологијата, генската експресија, метаболичката активност и физиолошката функција. Во основа, клетките може да се поделат на прокариотски и еукариотски, но клетките на човечкото тело се еукариотски.

10.1. Прокариотски и еукариотски клетки

Прокариотска клетка нема мембрански ограничено јадро.

10.2. Епителни клетки

Епителните клетки ги покриваат надворешните и внатрешните површини на организмот и ги обложуваат телесните шуплини и органите. Основни функции: заштита, апсорпција, секреција, екскреција, транспорт, сензорна рецепција. Примери:

• Ентероцити во тенкото црево – апсорпција на хранливи материи.
• Респираторни епителни клетки – заштита и мукоцилијарен транспорт.
• Тубуларни клетки во бубрезите – реапсорпција и секреција.
• Жлезден епител – синтеза и секреција на биолошки активни материи.

10.3. Нервни клетки – неврони

Невроните се специјализирани клетки за примање, обработка и пренесување информации. Основни делови: сома – клеточно тело, дендритите – примање сигнали, аксон – пренос на акциски потенцијал, синаптички завршетоци – комуникација со други клетки. Невроните се возбудливи клетки кои создаваат електрични сигнали преку контролирано движење на јони низ клеточната мембрана. Тие учествуваат во: сензорна перцепција, моторна контрола, рефлексни реакции, учење и меморија, когнитивни функции, регулација на автономните функции. Невроните функционално соработуваат со глијалните клетки, кои обезбедуваат метаболичка, структурна, имунолошка и електрофизиолошка поддршка.

10.4. Мускулни клетки

Мускулните клетки се специјализирани за контракција и создавање сила. Постојат три главни вида: скелетни мускулни клетки, попречно-пругави, долги цилиндрични влакна. Повеќе јадра. Претежно под волева контрола. Овозможуваат движење, одржување на положбата и создавање топлина. Срцеви мускулни клетки се попречно-пругави. Најчесто едно централно јадро. Поврзани преку интеркаларни дискови. Неволева и ритмична активност. Обезбедуваат пумпна функција на срцето. Мазни мускулни клетки имаат вретенеста форма. Едно централно јадро. Немаат видлива попречна испругација. Неволева контракција. Се наоѓаат во крвните садови, дигестивниот тракт, уринарниот систем и други органи.

10.5. Крвни клетки

Крвните клетки се специјализирани за транспорт, имунолошка одбрана и хемостаза.

Еритроцити

Еритроцитите се клетки без јадро кај зрелите форми кај човекот. Содржат хемоглобин и ја пренесуваат главно кислородната, но и дел од јаглерод диоксидната содржина на крвта. Нивната биконкавна форма овозможува голема површина за размена на гасови и деформабилност при минување низ капиларите.

Леукоцити

Леукоцитите се клетки на имунолошкиот систем. Главни групи: неутрофили, еозинофили, базофили, моноцити, лимфоцити. Тие учествуваат во вродениот и стекнатиот имунитет, воспалението, фагоцитозата и специфичното препознавање на антигени.

Тромбоцити

Тромбоцитите се клеточни фрагменти без јадро кои настануваат од мегакариоцитите во кскената срцевина. Учествуваат во: примарната хемостаза, формирање тромбоцитен чеп, коагулација, Заздравување на крвните садови.

10.6. Коскени клетки

Коскеното ткиво содржи три главни функционални клеточни типови:

• Остеобласти – синтеза на органската коскена матрица и учество во минерализацијата.
• Остеоцити – зрели коскени клетки кои ја одржуваат матрицата и учествуваат во механосензорната регулација.
• Остеокласти – големи мултинуклеарни клетки кои ја ресорбираат коската.

Нивната координирана активност овозможува коскено ремоделирање, адаптација на механичко оптоварување и одржување на минералната хомеостаза.

10.7. Масни клетки – адипоцити

Адипоцитите се клетки специјализирани за складирање и метаболизам на липиди. Постојат:

• Бели адипоцити – складираат енергија во форма на триглицериди, обезбедуваат механичка заштита и термичка изолација и лачат адипокини, како лептин и адипонектин.
• Кафеави адипоцити – содржат многу митохондрии и учествуваат во термогенезата преку протеинот UCP1, кој овозможува дисипација на енергијата во форма на топлина.

10.8. Репродуктивни клетки

Сперматозоид е машката гамета е хаплоидна клетка која содржи 23 хромозоми. Се состои од:

• Глава со јадро и акрозом.
• Среден дел богат со митохондрии.
• Опашка која овозможува движење.
• Јајце-клетка

Женската гамета е голема хаплоидна клетка со богата цитоплазма и материи потребни за раниот ембрионален развој. По оплодувањето се формира зигот со диплоиден број хромозоми.

11. Клеточна диференцијација и специјализација

Клеточната диференцијација е процес преку кој неспецијализираните или помалку специјализираните клетки стекнуваат специфична структура и функција. Иако повеќето нуклеирани соматски клетки содржат ист основен геном, тие извршуваат различни функции поради различната регулација на генската експресија. На пример: невроните експресираат протеини потребни за електрична сигнализација. Мускулните клетки експресираат актин, миозин и други контрактилни протеини. Еритроцитите во текот на созревањето акумулираат хемоглобин и го отфрлаат јадрото. Панкреасните β-клетки синтетизираат и лачат инсулин.

Диференцијацијата е основа за формирање на ткивата и органите во текот на ембрионалниот развој, но и за обновување на многу ткива во текот на животот.

12. Физиолошко значење на клеточната организација

Сите клеточни структури функционираат како интегриран систем.

• Клеточна структура
• Главна физиолошка улога
• Клеточна мембрана
• Транспорт, сигнализација, хомеостаза
• Цитозол
• Метаболички реакции
• Митохондрии
• Производство на ATP
• Грануларен ЕР
• Синтеза на секреторни и мембрански протеини
• Мазен ЕР
• Синтеза на липиди, детоксикација, Ca²⁺-складирање
• Голџиев апарат
• Модификација и сортирање на протеини
• Рибозоми
• Синтеза на протеини
• Лизозоми
• Интрацелуларно варење и рециклирање
• Пероксизоми
• Оксидација и детоксикација
• Цитоскелет
• Форма, движење и транспорт
• Јадро
• Чување и регулација на генетската информација
• Јадренце
• Создавање рибозомски субединици
• Центрозом
• Организација на микротубулите и делбеното вретено

Интегративен пример: синтеза и секреција на протеин. Да ја разгледаме синтезата на инсулин во β-клетките на панкреасот. Во јадрото, генот за инсулин се транскрибира во mRNA. mRNA преку јадрените пори преминува во цитоплазмата. Рибозомите на грануларниот ендоплазматичен ретикулум ја преведуваат mRNA во полипептид. Во ендоплазматичниот ретикулум започнува правилното свиткување и обработка на молекулата. Протеинот се транспортира во Голџиевиот апарат. Се врши дополнителна обработка и сортирање. Инсулинот се пакува во секреторни гранули. По соодветна стимулација, гранулите се спојуваат со клеточната мембрана. Инсулинот се ослободува во екстрацелуларната средина преку егзоцитоза. Овој пример покажува дека клеточните органели не функционираат изолирано, туку како координиран систем.

13. Заклучок

Клетката е високоорганизиран и динамичен биолошки систем во кој секоја структура има специфична, но меѓусебно поврзана функција. Клеточната мембрана ја регулира размената на материи и комуникацијата со околината, цитоплазмата претставува средина за бројни метаболички процеси, органелите обезбедуваат функционална специјализација, а јадрото ја чува и ја регулира генетската информација. Различните клеточни типови во човечкиот организам се резултат на процесите на диференцијација и специјализација. Нивната координирана активност овозможува нормално функционирање на ткивата, органите и органските системи. Основниот принцип на клеточната физиологија е дека структурата и функцијата на клетката се неразделно поврзани. Секое нарушување на клеточната мембрана, енергетскиот метаболизам, генетската регулација или клеточната комуникација може да доведе до нарушување на функцијата на ткивата и појава на болест.

СОСТАВ НА ЧОВЕЧКОТО ТЕЛО

1. Вовед

Човечкото тело претставува сложен биолошки систем чиј состав е резултат на прецизна организација на хемиски елементи, молекули, клетки, ткива, органи и органски системи. Секоја од овие компоненти има специфична структурна и функционална улога, а нивната меѓусебна поврзаност овозможува одржување на животот, растот, развојот, движењето, репродукцијата и адаптацијата кон условите на животната средина.

Од хемиска гледна точка, човечкото тело е изградено главно од кислород, јаглерод, водород и азот, кои заедно сочинуваат најголем дел од неговата маса. Овие елементи се поврзуваат во различни молекули, како што се водата, протеините, липидите, јаглехидратите и нуклеинските киселини.

Од биолошка гледна точка, основната структурна и функционална единица на организмот е клетката. Клетките се организираат во ткива, ткивата во органи, а органите во органски системи кои функционираат интегрирано.

Составот на човечкото тело не е непроменлив. Тој се менува во текот на животот под влијание на возраста, полот, генетските фактори, исхраната, физичката активност, хормоналниот статус, здравствената состојба и условите на животната средина.

На пример, телото на новороденчето содржи релативно поголем процент вода во споредба со телото на возрасниот човек. Во текот на растот се менуваат односите помеѓу мускулната маса, коскеното ткиво и масното ткиво. Во староста, кај многу лица се забележуваат намалување на мускулната маса, промени во коскената минерална густина и зголемување на процентот на телесни масти во однос на вкупната телесна маса.

Проучувањето на составот на човечкото тело е важно за разбирање на физиолошките процеси, нутритивниот статус, метаболизмот, физичката способност, растот и развојот, како и функционалните промени при различни заболувања.

2. Дефиниција на составот на човечкото тело

Составот на човечкото тело (body composition) претставува квантитативен и квалитативен однос на различните хемиски, биолошки и анатомски компоненти што ја сочинуваат телесната маса на човекот.

Со други зборови, составот на телото одговара на прашањето: Од кои материи и структури е изграден човечкиот организам и во каков меѓусебен однос се застапени тие?

Во физиологијата, составот на телото најчесто се анализира на неколку нивоа:

• Атомско или елементарно ниво.
• Молекуларно ниво.
• Клеточно ниво.
• Ткивно ниво.
• Органско и системско ниво.
• Ниво на целокупниот организам.

Овие нивоа се меѓусебно поврзани и овозможуваат сеопфатно разбирање на човечкото тело.

3. Хемиски состав на човечкото тело

Хемискиот состав го опфаќа присуството и количеството на различните хемиски елементи и соединенија во организмот.

Човечкото тело содржи десетици хемиски елементи, но само неколку од нив учествуваат во изградбата на најголемиот дел од телесната маса.

3.1. Основни хемиски елементи

Четирите најзастапени елементи се: Кислород (O), Јаглерод (C), Водород (H), Азот (N)

Овие четири елементи сочинуваат приближно 96% од телесната маса.

Приближен елементарен состав на човечкото тело

| Хемиски елемент | Приближен удел во телесната маса | Основна функција |  

| Кислород (O) | 65% | Составен дел на водата и органските молекули; клеточно дишење | | Јаглерод (C) | 18,5% | Основен структурен елемент на органските соединенија | 

| Водород (H) | 9,5% | Составен дел на водата и органските молекули; киселинско-базна рамнотежа | 

| Азот (N) | 3,2% | Составен дел на аминокиселините, протеините и нуклеинските киселини | 

| Калциум (Ca) | 1,5% | Коски, заби, мускулна контракција, клеточна сигнализација | 

| Фосфор (P) | 1,0% | ATP, нуклеински киселини, фосфолипиди и коски | 

| Калиум (K) | 0,4% | Мембрански потенцијал и нервно-мускулна функција | 

| Сулфур (S) | 0,3% | Составен дел на одредени аминокиселини и протеини | 

| Натриум (Na) | 0,2% | Екстрацелуларна течност, нервна и мускулна функција | 

| Хлор (Cl) | 0,2% | Осмотска и киселинско-базна рамнотежа | 

| Магнезиум (Mg) | 0,1% | Ензимска активност, нервно-мускулна функција |

Хемиски состав на организмот

НЕОРГАНСКИ МАТЕРИИ

Вода • Минерални соли • Електролити • Гасови

ОРГАНСКИ МАТЕРИИ

Протеини • Липиди • Јаглехидрати • Нуклеински киселини • Витамини

4.1. Неоргански материи

Неорганските материи имаат суштинско значење за одржување на клеточната структура, осмотската рамнотежа, електричната активност на клетките и метаболичките процеси.

Најважни се водата и минералните материи.

4.2. Органски материи

Органските материи се соединенија базирани на јаглерод кои учествуваат во изградбата на клетките, создавањето енергија, складирањето резерви и регулацијата на физиолошките функции. Главни органски соединенија се протеините, липидите, јаглехидратите и нуклеинските киселини.

5. Водата како основна компонента на човечкото тело

Водата е најзастапената хемиска компонента во човечкиот организам и претставува неопходен услов за одвивање на животните процеси. Кај возрасен човек водата во просек сочинува околу 50–60% од телесната маса, иако процентот значително варира. На пример, кај новороденчињата и доенчињата процентот на вода е повисок, додека кај лица со поголем процент на масно ткиво е релативно понизок.

5.1. Фактори кои влијаат врз количеството вода во телото

На телесната содржина на вода влијаат: возраста, полот, процентот на мускулна маса, процентот на масно ткиво, нутритивниот статус, физичката активност, здравствената состојба.

Мускулното ткиво содржи значително повеќе вода од масното ткиво. Затоа, лицата со поголема мускулна маса вообичаено имаат повисок процент телесна вода.

Приближна содржина на вода според возраста

Возрасна група Вода како % од телесната маса

Новороденче = 70–75%

Доенче = 60–70%

Возрасен маж = 55–65%

Возрасна жена = 45–60%

Повозрасни лица = Често 45–55%

Овие вредности се ориентациски, а не дијагностички граници.

5.2. Физиолошки функции на водата

Водата има повеќе витални функции.

1. Растворувач

Водата овозможува растворање и транспорт на електролити, хранливи материи, гасови и метаболни продукти.

2. Средина за биохемиски реакции

Повеќето метаболички реакции се одвиваат во водена средина. Водата учествува и како реактанс во одредени хемиски процеси, како хидролизата.

3. Транспортна функција

Крвната плазма, која претежно се состои од вода, пренесува кислород, хранливи материи, хормони и отпадни продукти.

4. Терморегулација

Водата има висок специфичен топлински капацитет, што помага во стабилизирањето на телесната температура. Испарувањето на потта од површината на кожата овозможува ослободување топлина.

5. Механичка заштита и подмачкување

Водата е составен дел на синовијалната течност, цереброспиналната течност и други телесни течности кои овозможуваат заштита, намалување на триењето и амортизација.

6. Одржување на клеточниот волумен

Соодветната распределба на водата помеѓу интрацелуларниот и екстрацелуларниот простор е неопходна за нормална клеточна функција.

6. Распределба на водата во човечкото тело

Вкупната телесна вода се распределува во два главни течни оддела.

6.1. Интрацелуларна течност

Интрацелуларната течност (ICF – Intracellular Fluid) е течноста што се наоѓа во внатрешноста на клетките. Таа сочинува приближно две третини од вкупната телесна вода.

Кај возрасен човек со 42 литри вкупна телесна вода, приближно 28 литри се интрацелуларна течност. Интрацелуларната течност содржи високи концентрации на: калиум, магнезиум, фосфати, протеини.

Нејзиниот состав е неопходен за одржување на мембранскиот потенцијал, клеточниот метаболизам и нормалната функција на органелите.

6.2. Екстрацелуларна течност

Екстрацелуларната течност (ECF – Extracellular Fluid) е течноста што се наоѓа надвор од клетките. Таа сочинува приближно една третина од вкупната телесна вода. Се дели на:

• интерстицијална течност;
• крвна плазма;
• трансцелуларна течност.

Интерстицијална течност ја исполнува меѓуклеточната средина и овозможува размена на материи помеѓу крвта и клетките.

Крвна плазма е течниот дел на крвта во кој се суспендирани крвните клетки. Содржи вода, електролити, протеини, хранливи материи, хормони и метаболни продукти.

Трансцелуларна течност опфаќа специјализирани течности, како: цереброспинална течност, синовијална течност, плеврална течност, перикардна течност, интраокуларна течност. Овие течности имаат специфични заштитни, механички и функционални улоги.

6.3. Пример за распределба на телесната вода

Кај хипотетички возрасен човек со телесна маса од 70 kg и вкупна телесна вода од 42 литри:

Течен оддел

Приближно количество

Вкупна телесна вода = 42 L 

Интрацелуларна течност = 28 L 

Екстрацелуларна течност = 14 L 

Интерстицијална течност = 10,5 L 

Крвна плазма = 3,5 L

Овој пример ги прикажува класичните физиолошки приближувања и не претставува индивидуална проценка.

7. Минерални материи и електролити

Минералните материи се неоргански компоненти кои се неопходни за структурната изградба на организмот и нормалното функционирање на клетките. Тие не обезбедуваат енергија, но учествуваат во бројни метаболни, електрични, механички и регулаторни процеси. Се делат на макроминерали и елементи во траги.

7.1. Макроминерали

Макроминералите се минерални материи кои на организмот му се потребни во релативно поголеми количества. Најважни се: калциум, фосфор, натриум, калиум, хлор, магнезиум, сулфур.

Калциум (Ca)

Калциумот е најзастапениот минерал во човечкото тело. Околу 99% од телесниот калциум се наоѓа во коските и забите, главно во форма на минерални кристали на хидроксиапатит. Останатиот мал дел се наоѓа во крвта и меките ткива.

Функции: изградба и минерализација на коските и забите. мускулна контракција, ослободување невротрансмитери, коагулација на крвта, клеточна сигнализација, регулација на одредени ензимски процеси. Калциумот има особено значење за растот и развојот на скелетот кај децата и адолесцентите, како и за одржување на коскената маса во зрелоста.

Фосфор (P)

Фосфорот е вториот најзастапен минерал во организмот. Најголем дел се наоѓа во коските и забите, додека остатокот е присутен во клетките и телесните течности. Функции: составен дел на ATP, изградба на ДНК и РНК, составен дел на фосфолипидите на клеточните мембрани, учество во енергетскиот метаболизам, регулација на киселинско-базната рамнотежа, минерализација на коските.

Натриум (Na)

Натриумот е главен катјон на екстрацелуларната течност. Има важна улога во: одржување на осмотскиот притисок, регулирање на волуменот на екстрацелуларната течност, создавање акциски потенцијал, нервна спроводливост, мускулна функција.

Калиум (K)

Калиумот е главен катјон на интрацелуларната течност. Неговата концентрација е особено важна за: мембранскиот потенцијал на мирување, нервната ексцитабилност, срцевиот ритам, скелетната мускулна контракција, клеточната хомеостаза. Нарушувањата на концентрацијата на калиумот можат да предизвикаат сериозни невромускулни и кардијални последици.

Магнезиум (Mg)

Магнезиумот е кофактор на голем број ензими и учествува во метаболизмот на ATP, синтезата на протеини, невромускулната функција и коскената структура.

7.2. Микроелементи

Микроелементите се потребни во многу мали количества, но се неопходни за нормално функционирање на организмот.

Железо (Fe) - Хемоглобин, транспорт на кислород, ензими

Јод (I) - Синтеза на тироидни хормони

Цинк (Zn) - Ензимска активност, имунитет, раст и заздравување

Бакар (Cu) - Метаболизам на железо, ензимски реакции

Селен (Se) - Антиоксидативни ензими и метаболизам на тироидните хормони

Манган (Mn) - Ензимска активност и метаболизам

Кобалт (Co) - Составен дел на витамин B12

Особено значајно е железото, бидејќи претставува составен дел на хемоглобинот во еритроцитите. Хемоглобинот овозможува транспорт на кислород од белите дробови до периферните ткива. Недостатокот на железо може да доведе до железодефицитна анемија, намалена испорака на кислород до ткивата, замор и намалена физичка работоспособност.

8. Органски материи во човечкото тело

Органските материи се основни структурни и функционални компоненти на клетките. Најважни се: протеини, липиди, јаглехидрати, нуклеински киселини, витамини.

8.1. Протеини

Протеините се сложени органски соединенија изградени од аминокиселини поврзани со пептидни врски. Тие претставуваат основни структурни и функционални компоненти на човечкото тело. Функции на протеините: 

Структурна функција: Колагенот е главен структурен протеин на сврзното ткиво, додека кератинот е важен за структурата на кожата, косата и ноктите.

Моторна функција: Актинот и миозинот се главни контрактилни протеини во скелетните мускули и се неопходни за создавање сила и движење.

Транспортна функција: Хемоглобинот го транспортира кислородот, додека албуминот пренесува различни молекули и придонесува за одржување на колоидно-осмотскиот притисок на плазмата.

Ензимска функција: Повеќето ензими се протеини кои ја забрзуваат брзината на биохемиските реакции.

Имунолошка функција: Антителата се протеини кои учествуваат во специфичната имунолошка одбрана.

Регулаторна функција: Некои хормони, како инсулинот и глукагонот, имаат протеинска или пептидна структура.

Протеините се неопходни за растот, обновувањето на ткивата, заздравувањето на повредите и одржувањето на мускулната маса.

8.2. Липиди

Липидите претставуваат група органски соединенија кои се слабо растворливи во вода, а растворливи во органски растворувачи. Во човечкото тело најважни се триглицеридите, фосфолипидите, холестеролот и другите липидни соединенија.

Основни функции на липидите

1. Енергетска резерва

Триглицеридите во масното ткиво претставуваат најголема енергетска резерва на организмот. Еден грам масти обезбедува приближно 9 kcal енергија, што е повеќе од двојно во споредба со јаглехидратите и протеините.

2. Структурна функција

Фосфолипидите и холестеролот се важни компоненти на клеточните мембрани.

3. Топлинска изолација

Поткожното масно ткиво го намалува губењето топлина.

4. Механичка заштита

Масното ткиво околу одредени органи обезбедува амортизација и заштита.

5. Ендокрина функција

Масното ткиво е метаболички активно и лачи биолошки активни супстанции, како лептин и адипонектин, кои учествуваат во регулирањето на апетитот, енергетскиот метаболизам и инсулинската чувствителност.

Видови масно ткиво:

Бело масно ткиво – главно складирање енергија и ендокрина функција.

Кафеаво масно ткиво – создавање топлина преку термогенеза, особено значајно кај новороденчињата.

8.3. Јаглехидрати

Јаглехидратите се органски соединенија кои претставуваат важен извор на енергија. Се делат на: моносахариди, дисахариди, полисахариди.

Гликозата е основен циркулирачки моносахарид во крвта и важен енергетски супстрат за повеќе ткива. Кај човекот, јаглехидратите се складираат во форма на гликоген, главно во црниот дроб и скелетните мускули.

Функции на јаглехидратите

• Обезбедување енергија за клеточните процеси.
• Одржување на гликемијата.
• Создавање гликогенски резерви.
• Учество во структурата на гликопротеините и гликолипидите.
• Поддршка на нормалната функција на нервниот систем.

Црниот дроб го користи гликогенот за одржување на концентрацијата на гликоза во крвта, додека мускулниот гликоген претставува локална енергетска резерва за мускулната контракција.

8.4. Нуклеински киселини

Нуклеинските киселини се биолошки макромолекули кои ја содржат, пренесуваат и овозможуваат експресијата на генетската информација. Постојат два главни типа:

• ДНК – дезоксирибонуклеинска киселина;
• РНК – рибонуклеинска киселина.

ДНК ја содржи наследната информација, додека различните типови РНК учествуваат во транскрипцијата, транслацијата и регулацијата на генската експресија. Овие молекули се неопходни за клеточната делба, растот, развојот, синтезата на протеини и наследувањето на биолошките особини.

8.5. Витамини

Витамините се органски микронутриенти кои се потребни во мали количества за нормален метаболизам, раст и развој. Се делат на: витамини растворливи во масти: A, D, E, K.

Витамини растворливи во вода: витамин C, витамини од групата B.

Витамините учествуваат во ензимските реакции, антиоксидативната заштита, синтезата на колаген, метаболизмот на енергијата, коагулацијата на крвта и одржувањето на коскеното и нервното здравје.

9. Молекуларен состав на човечкото тело

На молекуларно ниво, телесната маса може приближно да се подели на вода, протеини, липиди, минерални материи и други органски соединенија.

Вода = 50–60%

Протеини = 15–20%

Липиди = високо варијабилни, често 10–30:%

Минерални материи = 4–6%

Јаглехидрати и други соединенија = мал удел.

Овие проценти се ориентациски и не треба да се собираат како фиксна формула за секој човек. Особено количеството липиди значително варира зависно од полот, возраста и телесниот состав.

10. Клеточен состав на човечкото тело

Клетката е основна структурна и функционална единица на човечкиот организам. Човечкото тело содржи приближно 30–40 трилиони човечки клетки, при што бројот зависи од методологијата и индивидуалните карактеристики. Покрај човечките клетки, организмот содржи и голем број микроорганизми, особено во дигестивниот тракт, на кожата и на други телесни површини.

10.1. Основна градба на клетката

Основни клеточни компоненти се:

Клеточна мембрана ја одделува клетката од надворешната средина и ја регулира размената на материи, преносот на сигнали и клеточната комуникација.

Цитоплазма претставува внатрешна клеточна средина во која се наоѓаат органелите и се одвиваат бројни метаболички процеси.

Јадро го содржи најголемиот дел од генетскиот материјал и ја регулира експресијата на гените и клеточната активност.

Митохондрии претставуваат главни места на создавање ATP преку оксидативна фосфорилација и имаат значајна улога во клеточниот метаболизам и сигнализацијата.

Рибозоми учествуваат во синтезата на протеини.

Ендоплазматичен ретикулум учествува во синтезата и обработката на протеини и липиди.

Голџиев апарат овозможува модификација, сортирање и пакување на протеините и липидите.

11. Ткивен состав на човечкото тело

Ткивото претставува група клетки и меѓуклеточна супстанција кои се организирани за извршување на специфична функција. Во човечкото тело се разликуваат четири основни типови ткива.

11.1. Епително ткиво

Епителното ткиво ги покрива надворешните и внатрешните површини на организмот и ги формира жлездите. Функции: заштита, апсорпција, секреција, екскреција, сетилна рецепција. Примери се епидермисот на кожата, епителот на цревата и респираторниот епител.

11.2. Сврзно ткиво

Сврзното ткиво ги поврзува, поддржува и заштитува другите ткива. Во оваа група спаѓаат: лабаво и густо сврзно ткиво, масно ткиво, рскавица, коска, крв. Особено значајна е неговата улога во механичката потпора, транспортот, складирањето енергија и имунолошката одбрана.

11.3. Мускулно ткиво

Мускулното ткиво има способност за контракција и создавање сила. Се дели на: скелетно мускулно ткиво, срцево мускулно ткиво, мазно мускулно ткиво.

Скелетните мускули овозможуваат волеви движења и одржување на телесната положба. Срцевиот мускул ја обезбедува пумпната функција на срцето. Мазното мускулно ткиво се наоѓа во ѕидовите на крвните садови, дигестивниот тракт, мочниот меур и други внатрешни органи.

11.4. Нервно ткиво

Нервното ткиво е специјализирано за примање, обработка и пренесување информации. Се состои од неврони и глијални клетки. Невроните овозможуваат електрична и хемиска комуникација, додека глијалните клетки имаат потпорни, метаболички, заштитни и регулаторни функции.

12. Органски состав на човечкото тело

Органот е анатомски и функционално оформена структура составена од различни типови ткива.

Најважни органи се: мозокот, срцето, белите дробови, црниот дроб, бубрезите, желудникот, тенкото и дебелото црево, панкреасот, кожата.

Секој орган има специфична структура и функција, но неговата активност зависи од соработката со останатите органи. На пример, бубрезите ја регулираат водно-електролитната рамнотежа, крвниот волумен и киселинско-базната рамнотежа, додека срцето ја одржува циркулацијата неопходна за снабдување на бубрежното ткиво со крв.

13. Коскено-мускулниот состав на телото

Скелетниот и мускулниот систем претставуваат значаен дел од немасната телесна маса и имаат суштинска улога во движењето, потпората и функционалната независност.

13.1. Коскен систем

Возрасниот човек вообичаено има 206 коски. Коските имаат неколку основни функции:

• Механичка потпора на телото.
• Заштита на внатрешните органи.
• Овозможување движење во соработка со мускулите.
• Складирање калциум и фосфор.
• Хематопоеза во коскената срцевина.

Коскеното ткиво е динамично и постојано се обновува преку процесите на коскена ресорпција и формирање.

13.2. Мускулен систем

Човечкиот организам има повеќе од 600 скелетни мускули. Мускулите учествуваат во: движењето, одржувањето на положбата, стабилизацијата на зглобовите, создавањето топлина, метаболизмот на гликозата, одржувањето на функционалната независност.

Мускулното ткиво претставува метаболички активен орган кој се приспособува на физичката активност, исхраната, хормоналниот статус и стареењето.

14. Промени во составот на телото во текот на животот

Составот на човечкото тело се менува во текот на целиот животен циклус.

14.1. Новороденечки период

Новороденчињата имаат релативно висок процент телесна вода, а нивните органски системи продолжуваат функционално да созреваат по раѓањето. Особено се значајни развојот на нервниот систем, респираторната адаптација и регулацијата на телесната температура.

14.2. Детство

Во детството се зголемуваат телесната маса, висината, коскената маса и мускулната маса. Растот е резултат на генетски фактори, хормонална регулација, исхрана, физичка активност и општата здравствена состојба.

14.3. Адолесценција

Пубертетот е период на интензивни промени во телесниот состав. Под влијание на половите хормони се менуваат: мускулната маса, коскената минерализација, распределбата на масното ткиво, телесните пропорции, метаболичките потреби. Кај момчињата во просек се зголемува мускулната маса, додека кај девојчињата се зголемува процентот на телесни масти, што претставува дел од нормалниот полов развој.

14.4. Зрелост

Во зрелоста составот на телото е релативно стабилен, но зависи од начинот на живот, физичката активност, исхраната и здравствената состојба. Редовната физичка активност придонесува за одржување на мускулната маса, коскената густина и функционалниот капацитет.

14.5. Стареење

Во староста се јавуваат физиолошки промени во составот на телото. Меѓу нив се:

• намалување на скелетната мускулна маса;
• намалување на мускулната сила;
• промени во распределбата на масното ткиво;
• намалување на коскената минерална густина;
• намалување на вкупната телесна вода;
• промени во метаболизмот.

Прогресивното губење на мускулната маса и функција се означува како саркопенија. Саркопенијата може да придонесе за намалена подвижност, нарушена рамнотежа, падови и намалена самостојност во секојдневните активности. Овие промени се особено важни за специјалната едукација и рехабилитација, бидејќи составот на телото е поврзан со функционалната способност и квалитетот на живот.

15. Значење на составот на човечкото тело за физиологијата и функционалната анатомија

Проучувањето на составот на телото има големо значење за студентите по специјална едукација и рехабилитација.

15.1. Раст и развој

Промените во телесната маса, висината, мускулната маса, коскената минерализација и процентот на вода се важни показатели за растот и развојот.

15.2. Моторни способности

Мускулната маса, коскената структура и телесните пропорции влијаат врз силата, рамнотежата, координацијата и локомоцијата.

15.3. Невромускулна функција

Електролитите, особено натриумот, калиумот, калциумот и магнезиумот, се неопходни за нормална нервна спроводливост и мускулна контракција.

15.4. Нутритивен статус

Составот на телото овозможува подобро разбирање на неухранетоста, прекумерната акумулација на масно ткиво и губењето на мускулна маса.

15.5. Рехабилитација

Следењето на телесниот состав може да помогне во процената на ефектите од физичката активност, терапевтските вежби, нутритивната поддршка и интервенциите за одржување на функционалната независност.

15.6. Стареење и функционална независност

Одржувањето на мускулната маса и коскената здравствена состојба е важно за превенција на падови, фрактури и функционален пад кај повозрасните лица.

16. Поврзаност на составот на телото со хомеостазата

Составот на човечкото тело не е само анатомска категорија. Тој директно влијае врз одржувањето на хомеостазата. На пример: водата го одржува волуменот на телесните течности. Натриумот и калиумот се неопходни за електричната активност на клетките. Калциумот учествува во мускулната контракција и нервната сигнализација. Протеините овозможуваат транспорт, ензимска активност и структурна стабилност. Липидите претставуваат енергетска резерва и компонента на клеточните мембрани. Јаглехидратите обезбедуваат енергија за клеточните процеси. Минералните материи придонесуваат за одржување на осмотската и киселинско-базната рамнотежа.

Оттука, промените во составот на телото можат да влијаат врз физиолошката функција, метаболизмот и општата здравствена состојба.

17. Заклучок

Човечкото тело е изградено од комплексна комбинација на хемиски елементи, неоргански и органски соединенија, клетки, ткива и органи кои функционираат како интегрирана биолошка целина. Водата е најзастапената компонента и претставува основна средина за одвивање на физиолошките процеси. Протеините имаат структурна, транспортна, ензимска и моторна функција. Липидите се значајни за енергетското складирање, клеточните мембрани и ендокрината регулација. Јаглехидратите обезбедуваат енергија, додека минералните материи се неопходни за коскената структура, нервната спроводливост, мускулната контракција и одржувањето на хомеостазата. Составот на телото се менува во текот на животот, од раѓањето до староста, како резултат на растот, развојот, хормоналните влијанија, исхраната, физичката активност и стареењето.

Човечкото тело не треба да се разбира само како збир од органи и ткива, туку како динамичен систем во кој хемискиот состав, клеточната структура и физиолошката функција се неразделно поврзани.

ВОВЕД ВО ФИЗИОЛОГИЈА СО ФУНКЦИОНАЛНА АНАТОМИЈА

1. Вовед: Човечкото тело како единствен функционален систем

Човечкото тело претставува сложен, високоорганизиран биолошки систем составен од милијарди клетки, различни ткива, органи и органски системи кои меѓусебно соработуваат за одржување на животот. Иако секој орган има специфична структура и функција, ниту еден орган не функционира целосно независно од останатите. Нормалното функционирање на организмот е резултат на постојана координација, комуникација и интеграција помеѓу сите негови структурни и функционални компоненти.

Човекот секојдневно извршува бројни активности: дише, јаде, зборува, оди, размислува, учи, чувствува, реагира на надворешни дразби и се приспособува на промените во животната средина. Зад секоја од овие активности стојат сложени физиолошки механизми кои овозможуваат клетките да добијат кислород и хранливи материи, да произведуваат енергија, да ги отстрануваат метаболните продукти и да ја одржуваат стабилноста на внатрешната средина.

На пример, при одење се активираат мускулниот, скелетниот, нервниот, кардиоваскуларниот и респираторниот систем. Мозокот ја планира и координира моторната активност, нервните импулси се пренесуваат до скелетните мускули, мускулните влакна се контрахираат, зглобовите овозможуваат движење, а срцето и белите дробови ја зголемуваат испораката на кислород до активните мускули.

Овој пример покажува дека анатомската структура и физиолошката функција се неразделно поврзани.

Анатомијата ни објаснува како е изградено телото, додека физиологијата ни објаснува како функционира тоа тело.

Функционалната анатомија претставува мост помеѓу овие две научни области, бидејќи ја проучува структурата на органите и органските системи во контекст на нивната функција, меѓусебните односи и улогата во извршувањето на движењата, одржувањето на телесната положба и секојдневните активности.

2. Дефиниција и предмет на проучување на физиологијата

Физиологијата е фундаментална биомедицинска научна дисциплина која ги проучува нормалните функции на живите организми, нивните органи, ткива и клетки, како и физичките и хемиските механизми преку кои тие функции се остваруваат.

Терминот физиологија потекнува од грчките зборови physis – природа и logos – наука, учење или проучување. Во поширока смисла, физиологијата е наука за природните функции на живите системи.

Физиологијата се занимава со прашањата:

Како функционираат клетките и органите?

Како се создава и пренесува нервниот импулс?

Како мускулите се контрахираат и произведуваат сила?

Како срцето ја одржува циркулацијата на крвта?

Како белите дробови овозможуваат размена на гасови?

Како бубрезите ја регулираат водата, електролитите и киселинско-базната рамнотежа?

Како нервниот и ендокриниот систем ги координираат функциите на организмот?

Како организмот се приспособува на физички напор, стрес, промени на температурата и други фактори од животната средина?

Основна цел на физиологијата е да ги објасни механизмите преку кои се одржува животот и се обезбедува адаптацијата на организмот кон променливите внатрешни и надворешни услови.

Физиологијата како експериментална наука

Физиологијата не се ограничува само на опис на органите и нивните функции. Таа ги проучува причинско-последичните односи и механизмите што стојат зад одредена биолошка појава.

На пример, не е доволно да се знае дека срцето се контрахира приближно 60–100 пати во минута кај здрав возрасен човек во мирување. Потребно е да се разбере:

• како настанува електричниот импулс во срцето;
• како се спроведува низ спроводниот систем;
• како се активира миокардот;
• како се регулира срцевата фреквенција;
• како се менува срцевиот минутен волумен при физичка активност.

Токму проучувањето на овие механизми ја прави физиологијата динамична и функционално ориентирана научна дисциплина.

3. Што претставува функционалната анатомија?

Анатомијата е наука која ја проучува градбата, формата, положбата и меѓусебните односи на структурите во човечкото тело.

Функционалната анатомија, од друга страна, ја анализира анатомската структура во контекст на нејзината биолошка и механичка функција.

Основниот принцип на функционалната анатомија е дека структурата е поврзана со функцијата.

На пример:

Коските: нивната цврстина и минерализирана структура овозможуваат механичка потпора, заштита на виталните органи и дејствување како лостови при движење.

Зглобовите: нивната форма и градба го определуваат обемот и насоката на движењата. Рамениот зглоб овозможува голема подвижност, додека зглобовите меѓу коските на черепот се претежно неподвижни и имаат заштитна функција.

Скелетните мускули: нивната способност за контракција овозможува движење, одржување на телесната положба и создавање топлина.

Нервниот систем: неговата сложена мрежа од неврони овозможува примање, обработка и пренесување информации, координација на движењата и регулирање на внатрешните функции.

Белите дробови: разгранетото бронхијално стебло и големата површина на алвеолите овозможуваат ефикасна размена на кислород и јаглерод диоксид.

Оттука, познавањето на функционалната анатомија е неопходно за разбирање на нормалното движење, моторниот развој, постуралната контрола, физичките способности и механизмите на настанување на функционалните ограничувања.

4. Разлика и поврзаност помеѓу анатомијата, физиологијата и патофизиологијата

вие три научни дисциплини се тесно поврзани, но имаат различен предмет на проучување.

Анатомија: нормална структура и градба на организмот

Физиологија: нормални функции и механизми на организмот

Патофизиологија: нарушени функции и механизми на настанување на болестите

Функционална анатомија: поврзаност на структурата со функцијата и движењето

На пример, анатомијата ја проучува градбата на срцето, физиологијата ја објаснува неговата пумпна функција, а патофизиологијата ги анализира механизмите преку кои се развива срцева слабост.

Слично, анатомијата ги проучува коските, мускулите и зглобовите на долниот екстремитет, физиологијата ги објаснува механизмите на мускулната контракција и нервната контрола на движењето, додека патофизиологијата ги проучува функционалните нарушувања што настануваат при невромускулни заболувања или повреди.

Разбирањето на нормалната физиологија претставува предуслов за разбирање на патолошките состојби и нивните функционални последици.

5. Нивоа на структурна организација на човечкиот организам

Човечкиот организам е организиран хиерархиски, од наједноставни хемиски компоненти до комплексен организам.

5.1. Хемиско ниво

Најниското ниво на организација го сочинуваат атомите и молекулите.

Најважни хемиски елементи во човечкото тело се кислородот, јаглеродот, водородот, азотот, калциумот и фосфорот.

Од нив се изградени биолошки важни молекули: вода, јаглехидрати, липиди, протеини, нуклеински киселини, електролити.

Водата е најзастапена компонента на организмот и претставува основна средина за одвивање на биохемиските реакции. Протеините имаат структурни, ензимски, транспортни и регулаторни функции. Липидите се важни за изградба на клеточните мембрани и складирање енергија, додека нуклеинските киселини ја содржат и пренесуваат генетската информација.

5.2. Клеточно ниво

Клетката е основна структурна и функционална единица на живите организми. Секоја клетка има специфична структура и функција, но сите клетки имаат заеднички основни компоненти: клеточна мембрана, цитоплазма и генетски материјал.

Клеточната мембрана ја одделува внатрешноста на клетката од надворешната средина и ја регулира размената на материи. Јадрото ја содржи најголемата количина на генетскиот материјал, додека митохондриите се главни места на создавање ATP преку оксидативна фосфорилација.

Во човечкиот организам постојат различни специјализирани клетки:

неврони – пренесување и обработка на информации;

мускулни клетки – создавање сила и движење;

еритроцити – транспорт на кислород;

леукоцити – имунолошка одбрана;

епителни клетки – покривање, заштита, апсорпција и секреција.

Специјализацијата на клетките овозможува поделба на функциите и висока ефикасност на организмот.

5.3. Ткивно ниво

Ткивото претставува организирана група клетки и меѓуклеточна супстанција кои имаат заедничко потекло и извршуваат специфична функција. Во човечкото тело се разликуваат четири основни типови ткива: епително ткиво. сврзно ткиво, мускулно ткиво и нервно ткиво.

Епителното ткиво ги покрива телесните површини и ги обложува шуплините и органите. Сврзното ткиво обезбедува потпора, поврзување и заштита. Мускулното ткиво создава сила и движење, додека нервното ткиво овозможува комуникација и координација.

5.4. Органско ниво

Органот е анатомски оформена структура составена од најмалку два типа ткива кои заеднички извршуваат специфична функција.

Примери за органи се срцето, белите дробови, мозокот, бубрезите, црниот дроб и желудникот.

Секој орган има специфична анатомска градба која е приспособена на неговата функција.

5.5. Системско ниво

Органскиот систем претставува група органи кои соработуваат во извршување на поширока физиолошка функција. На пример, дигестивниот систем ги вклучува усната празнина, хранопроводот, желудникот, тенкото и дебелото црево, црниот дроб, панкреасот и други структури.

5.6. Ниво на организам

Највисокото ниво го претставува целокупниот човечки организам, во кој сите органски системи функционираат како интегрирана целина. Нормалното функционирање на организмот не е едноставен збир од функциите на поединечните органи, туку резултат на нивната координирана активност.

6. Основни органски системи и нивните функции

Човечкото тело традиционално се дели на 11 органски системи.

Органски систем

Покривен систем: заштита, терморегулација, сетилна функција

Скелетен систем: потпора, заштита, движење, складирање минерали

Мускулен систем: движење, одржување положба, создавање топлина

Нервен систем: брза комуникација, координација и контрола

Ендокрин систем: хормонска регулација на метаболизмот, растот и репродукцијата

Кардиоваскуларен систем: транспорт на гасови, хранливи материи, хормони и метаболни продукти

Лимфен и имунолошки систем: имунолошка одбрана и враќање на интерстицијалната течност во циркулацијата

Респираторен систем: размена на кислород и јаглерод диоксид

Дигестивен систем: варење, апсорпција и обработка на хранливи материи

Уринарен систем: екскреција и регулирање на водно-електролитната и киселинско-базната рамнотежа

Репродуктивен систем: создавање полови клетки и овозможување репродукција

Ниту еден од овие системи не функционира изолирано.

На пример, при физичка активност мускулниот систем ја зголемува потрошувачката на ATP, кардиоваскуларниот систем ја зголемува испораката на кислород и хранливи материи, респираторниот систем ја зголемува белодробната вентилација, а нервниот и ендокриниот систем ги координираат овие промени.

7. Основни животни функции на организмот

За одржување на животот, човечкиот организам мора да реализира неколку основни функции.

7.1. Метаболизам

Метаболизмот ги опфаќа сите хемиски реакции што се одвиваат во клетките. Се дели на:

Катаболизам – разградба на сложени молекули до поедноставни, при што се ослободува енергија.

Анаболизам – синтеза на сложени молекули од поедноставни, при што се троши енергија.

ATP (аденозинтрифосфат) е основен непосреден преносител на енергија во клетката. Енергијата од ATP се користи за мускулна контракција, активен мембрански транспорт, биосинтеза и други клеточни процеси.

7.2. Раздразливост и ексцитабилност

Ексцитабилноста е способност на клетките да реагираат на дразби со промена на мембранскиот потенцијал или друга функционална активност. Особено изразена е кај нервните и мускулните клетки.

7.3. Движење

Движењето не се однесува само на локомоцијата на телото. Тоа ги вклучува и движењата на внатрешните органи, крвта, лимфата, храната низ дигестивниот тракт и клеточните структури.

7.4. Раст и развој

Растот претставува зголемување на телесната големина, додека развојот подразбира структурни и функционални промени во текот на животот.

Развојот на нервниот систем, моторните способности, говорот и когнитивните функции е резултат на сложена интеракција меѓу генетските фактори, созревањето на нервните структури и влијанијата од средината.

7.5. Репродукција

Репродукцијата овозможува продолжување на видот, а клеточната делба е неопходна за раст, обновување и регенерација на ткивата.

7.6. Адаптација

Адаптацијата претставува способност на организмот да се приспособува на промените во надворешната и внатрешната средина. Пример е зголемувањето на срцевата фреквенција и белодробната вентилација при физички напор, како и долгорочните кардиоваскуларни и мускулни адаптации при редовно вежбање.

8. Хомеостаза – основен принцип на физиологијата

Хомеостазата претставува динамичко одржување на релативно стабилна внатрешна средина на организмот, и покрај постојаните промени во надворешната средина и во самото тело. Терминот го вовел физиологот Волтер Канон (Walter Cannon), надоврзувајќи се на концептот за стабилноста на внатрешната средина што претходно го развил Клод Бернар (Claude Bernard).

Хомеостазата не значи дека физиолошките параметри се апсолутно непроменливи. Напротив, тие постојано варираат во определени физиолошки граници.

Примери за хомеостатски регулирани параметри се:

• телесната температура;
• концентрацијата на гликоза во крвта;
• артерискиот крвен притисок;
• pH-вредноста на крвта;
• концентрацијата на натриум, калиум и други електролити;
• осмоларноста на телесните течности;
• концентрацијата на кислород и јаглерод диоксид.

8.1. Компоненти на хомеостатскиот контролен систем

Хомеостатскиот систем најчесто се состои од три основни компоненти:

1. Рецептор (сензор) – ја детектира промената во регулираниот параметар.

2. Контролен центар – ја прима информацијата, ја споредува со референтната вредност или физиолошкиот опсег и создава регулаторен одговор.

3. Ефектор – го извршува одговорот со кој се намалува отстапувањето.

Пример: Регулација на телесната температура

Кога телесната температура се зголемува, терморецепторите ја регистрираат промената, а хипоталамусот активира механизми за ослободување топлина, вклучувајќи потење и кожна вазодилатација.

Кога температурата се намалува, се активираат механизми за зачувување и создавање топлина, како кожна вазоконстрикција и тресење.

На овој начин организмот ја одржува температурата во физиолошки граници.

8.2. Негативна повратна врска (negative feedback)

Негативната повратна врска е најчестиот механизам за одржување на хомеостазата. Нејзината суштина е дека одговорот на организмот ја намалува почетната промена.

Пример: регулација на гликемијата.

По оброк, концентрацијата на гликоза во крвта се зголемува. Бета-клетките на панкреасот лачат инсулин, кој го поттикнува внесувањето и складирањето на гликозата во ткивата. Како резултат, гликемијата се намалува кон физиолошкиот опсег.

При намалена гликемија, се активираат контрарегулаторни механизми, вклучувајќи лачење глукагон.

8.3. Позитивна повратна врска (positive feedback)

Позитивната повратна врска ја засилува почетната промена и се јавува во специфични физиолошки ситуации. Пример е породувањето. Истегнувањето на грлото на матката активира нервни сигнали кои поттикнуваат ослободување окситоцин. Окситоцинот ги засилува контракциите на матката, што доведува до дополнително истегнување и уште поголемо ослободување окситоцин. Процесот продолжува сè додека не се заврши породувањето.

Друг пример е коагулацијата на крвта, при која активираните тромбоцити и коагулациските фактори го засилуваат создавањето тромб. Позитивната повратна врска не е секогаш патолошка. Таа има специфична физиолошка улога, но не е основниот механизам за стабилно одржување на повеќето внатрешни параметри.

9. Внатрешна средина на организмот

Внатрешната средина ја сочинуваат телесните течности што ги опкружуваат клетките и овозможуваат размена на материи. Вкупната телесна вода кај возрасен човек во просек изнесува околу 50–60% од телесната маса, со варијации зависно од возраста, полот и телесниот состав.

Телесната вода е распределена во два главни оддела:

Интрацелуларна течност – течност во клетките.

Екстрацелуларна течност – течност надвор од клетките.

Екстрацелуларната течност се дели на интерстицијална течност и крвна плазма, со дополнителни помали специјализирани течни оддели.

Интрацелуларната течност е богата со калиум, магнезиум и фосфати, додека екстрацелуларната течност содржи повисоки концентрации на натриум и хлориди. Овие разлики во концентрацијата на јоните се од суштинско значење за создавање на мембранскиот потенцијал, нервната ексцитабилност, мускулната контракција и транспортот низ клеточните мембрани. Клетките зависат од стабилноста на екстрацелуларната средина. Значајни промени во нејзиниот состав можат да ја нарушат нивната функција, а во тешки случаи да доведат до клеточно оштетување и смрт.

10. Основни физиолошки принципи

За разбирање на физиологијата, студентите треба да усвојат неколку фундаментални принципи.

10.1. Структурно-функционална поврзаност

Секоја биолошка структура има градба која е поврзана со нејзината функција. На пример, еритроцитите имаат биконкавна форма, што ја зголемува површината за размена на гасови и овозможува деформабилност при минување низ тесни капилари.

10.2. Специјализација на клетките

Различните клетки имаат различни функционални способности. Невроните се приспособени за електрична и хемиска комуникација, додека мускулните клетки се специјализирани за создавање сила.

10.3. Интеграција на органските системи

Физиолошките функции се резултат на координирана активност на повеќе органи и системи.

10.4. Регулација и повратна врска

Физиолошките параметри се контролираат преку регулаторни механизми кои овозможуваат адаптација и стабилност.

10.5. Адаптација

Организмот постојано се приспособува на промените, со цел да ја одржи функционалната ефикасност.

11. Нервна и хуморална регулација на организмот

Двата главни интегративни механизми за координација на функциите се нервната и ендокрината регулација: нервниот систем пренесува информации преку електрични импулси и хемиски невротрансмитери. Карактеристики: брз почеток на дејството, релативно краткотрајни ефекти кај многу нервни одговори, прецизно насочување кон определени клетки и органи, значајна улога во сетилноста, движењето и брзата регулација на органските функции.

Ендокрина регулација

Ендокриниот систем ги регулира функциите преку хормони кои се ослободуваат во крвта и дејствуваат на клетки со соодветни рецептори.

Карактеристики: често побавен почеток на дејството, подолготрајни ефекти, регулација на метаболизмот, растот, развојот и репродукцијата, координација на долгорочни адаптивни процеси. Нервниот и ендокриниот систем функционираат интегрирано. Хипоталамусот е еден од најважните центри за нивната координација.

12. Физиологија на движењето и функционалната активност

За студентите на специјална едукација и рехабилитација, особено значајно е разбирањето на физиолошките основи на движењето. Движењето претставува резултат на интегрирана активност на централниот нервен систем, периферните нерви, невромускулната спојка, скелетните мускули, коските и зглобовите.

Моторната активност започнува со создавање и организација на моторна команда во централниот нервен систем. Командата се пренесува преку моторните патишта до периферните моторни неврони, кои ги активираат мускулните влакна. Во невромускулната врскаа се ослободува ацетилхолин, кој предизвикува деполаризација на мускулната мембрана и иницира процеси што доведуваат до контракција. Мускулната сила се пренесува преку тетивите на коските, а зглобовите овозможуваат контролирано движење. Истовремено, проприорецепторите во мускулите, тетивите и зглобовите обезбедуваат информации за положбата и движењето на телото.

Вестибуларниот систем и видот дополнително придонесуваат за рамнотежата, ориентацијата и постуралната контрола. Оваа интеграција овозможува извршување на сложени активности како одење, трчање, фаќање предмети, пишување и одржување седечка положба.

13. Значење на физиологијата со функционална анатомија за студентите по специјална едукација и рехабилитација

Физиологијата со функционална анатомија има особено значење за идните дефектолози, специјални едукатори и рехабилитатори, бидејќи обезбедува биолошка основа за разбирање на развојот, функционирањето и функционалните ограничувања на лицата со различни развојни, невролошки, сензорни и моторни состојби. Познавањето на нормалната физиологија е неопходно за правилно разбирање на отстапувањата од типичниот развој и нивното влијание врз секојдневното функционирање.

13.1. Разбирање на моторниот развој

Моторниот развој зависи од созревањето на централниот нервен систем, развојот на мускулно-скелетниот систем, сетилната интеграција и искуството со движење.

Студентите треба да разберат како се развиваат:

• контрола на главата и трупот;
• седење и стоење;
• рамнотежа;
• одење;
• фина моторика;
• координација на движењата.

13.2. Разбирање на невролошките нарушувања

Познавањето на неврофизиологијата овозможува подобро разбирање на функционалните последици од церебрална парализа, повреди на мозокот, епилепсија, нарушувања на моторната контрола и други невролошки состојби.

13.3. Разбирање на сензорните функции

Физиологијата на видот, слухот, соматосензорниот систем и вестибуларната функција е неопходна за разбирање на сензорните нарушувања и нивното влијание врз комуникацијата, учењето, ориентацијата и самостојноста.

13.4. Разбирање на заморот и физичкиот капацитет

Физиологијата на кардиореспираторниот систем, мускулниот метаболизам и енергетските системи помага во разбирањето на толеранцијата на физички напор, заморот и потребата од соодветно дозирање на активностите.

13.5. Поврзување на биолошките функции со активностите на секојдневниот живот

Основната цел на рехабилитацијата не е само подобрување на изолирана телесна функција, туку зголемување на функционалната независност, учеството и квалитетот на живот.

Затоа, познавањето на физиологијата е основа за разбирање на врската помеѓу телесните функции, активностите и учеството во семејството, образованието и заедницата.

14. Основни методи за проучување на физиологијата

Физиологијата се развива преку експериментални, набљудувачки и клинички методи. Некои од најважните методи се:

• Електрокардиографија (ЕКГ) – регистрирање на електричната активност на срцето.
• Електроенцефалографија (ЕЕГ) – регистрирање на електричната активност на мозокот.
• Електромиографија (ЕМГ) – проценка на електричната активност на скелетните мускули и функционалната состојба на моторните единици.
• Спирометрија – проценка на белодробните волумени и проточните параметри.
• Спирoергометрија – анализа на кардиореспираторниот одговор на физички напор.
• Ултразвучна дијагностика – визуелизација на анатомски структури и проценка на одредени динамички функции.
• Лабораториски анализи – мерење на гликоза, електролити, хормони, крвни гасови и други биолошки параметри.

Овие методи овозможуваат објективна проценка на функциите и се важни за клиничката дијагностика, научните истражувања и следењето на рехабилитациските резултати.

15. Заклучок

Физиологијата со функционална анатомија претставува една од основните дисциплини во изучувањето на човекот како биолошко, функционално и психофизичко суштество.

Нејзиното значење не се исцрпува во меморирањето на имињата на органите, мускулите, нервите и физиолошките параметри. Вистинското разбирање на предметот подразбира способност за поврзување на анатомската структура со физиолошкиот механизам, а на физиолошкиот механизам со конкретната активност и однесување на човекот.

За идните специјални едукатори и рехабилитатори, ова знаење претставува основа за разбирање на индивидуалните разлики во функционирањето, развојните отстапувања, телесните функции и потребите за поддршка.

Човечкиот организам треба да се разбира како динамична целина во која секоја клетка, ткиво, орган и систем има своја улога, но истовремено е зависен од правилното функционирање на останатите компоненти.