Bente Schibye og Klaus Klausen
Menneskets fysiologi Hvile og arbejde 3. udgave
FADL’s Forlag
Menneskets Fysiologi – 3. udgave, 1. oplag 2011 Bente Schibye og Klaus Klausen © 2011 ved FADL’s Forlag A/S, København www.forlag-fadl.dk Tryk: Clemenstrykkeriet A/S Principlayout: Martin Bassett – Studio 8 Tegninger: Martin Bassett – Studio 8, Birgitte Lerche – Lerches tegnestue Omslag: Peter Waldorph – OKTAN – Grafisk Servicestation Forlagsredaktion: Laura Norn Trojel ISBN: 978-87-7749-613-4 Mekanisk, fotografisk eller anden gengivelse af denne bog eller dele heraf er kun tilladt i overensstemmelse med overenskomst mellem Undervisningsministeriet og CopyDan. Enhver anden udnyttelse uden forlagets skriftlige samtykke er forbudt ifølge gældende dansk lov om ophavsret.
Indhold Forord
13
Indledning
15
1 Cellen
17
Fra celle til menneske Menneskets væskefaser Transportsystemer i kroppen Cellen Cellemembranen Cytoskelettet Cellekernen Cellens organeller Sammenbinding af celler Transport af stoffer Transport over cellemembranen Transport af vand over membranen Proteinsyntesen Test dig selv
2 Nervesystemet
17 18 18 19 19 21 22 22 25 26 27 31 35 38
41
Det centrale og det perifere nervesystem
41
Nervevævet Nerveceller Gliaceller Nervecellens funktion Hvilemembranpotentialet Aktionspotentialet Synapsen – overførsel af signal fra nervecelle til nervecelle Spatial og temporal summation Præsynaptisk synapse Forbindelsestyper mellem nerveceller Konvergens, divergens
43 43 47 48 49 54 59 61 62 64 64
6 •
indhold
Negativ feedback Test dig selv
64 65
Sanser Inddeling af sanseceller Generatorpotentiale Signaloverførsel fra sansecelle til sensorisk nervecelle Ændring i aktiviteten i nervesystemet når en sansecelle irriteres kraftigere Eksteroceptorerne Hudsanserne Synssansen Høresansen Lugtesansen Smagssansen Test dig selv
66 66 66 68
Opbygningen af centralnervesystemet Rygmarven (medulla spinalis) Hjernen (encephalon) Hjernestammen Lillehjernen (cerebellum) Mellemhjernen (diencephalon) Storhjernen (telencephalon) Ventrikelsystemet Sensoriske baner og centre i CNS Opfattelse af sensoriske informationer Smerte Receptorer Afferente neuroner og det sensoriske forløb i CNS Gate control-teorien Motorisk funktion Motoriske baner og centre i CNS Det direkte aktiveringssystem – pyramidebanesystemet Det indirekte aktiveringssystem Test dig selv
85 85 88 88 90 90 90 92 94 98 100 100 101 101 105 106 107 109 114
Reflekser der påvirker muskeltonus Hvad er en refleks? Proprioceptive reflekser Myotatiske refleks – muskelten Muskeltenens opbygning og funktion Antimyotatiske refleks – senetenen Reflekser fra led – ledreceptorer
115 115 117 117 118 123 126
69 69 69 73 79 83 83 84
Labyrintsanserne Eksteroceptive reflekser Fleksorrefleksen Ekstensorrefleksen Andre medfødte kutane reflekser Test dig selv
127 129 129 130 130 130
Neuromuskulær kontrol Den stående stilling Postural stabilitet Koordinering af kendte og ukendte bevægelser Kendte bevægelser Nye bevægelser Test dig selv
131 131 133 133 133 135 137
Det autonome nervesystem Perifere del af sympaticus Perifere del af parasympaticus Virkningen af det autonome nervesystem Reguleringen af aktiviteten i det autonome nervesystem Test dig selv
137 139 140 140 143 144
3 Hormoner Kommunikationsformer De endokrine kirtler Hormonproduktion uden for de endokrine kirtler Kemisk opbygning og virkemåde af hormonerne Steroidhormoner Peptidhormoner Tyrosinhormoner Forhold af betydning for hormonernes virkning Regulering af hormonsekretionen Hypofysen Forlappen Baglappen Skjoldbruskkirtlen Biskjoldbruskkirtlerne De langerhanske øer i bugspytkirtlen Binyrerne Kønshormoner Kønsorganernes funktion Test dig selv
147 147 149 149 151 152 153 155 156 156 158 159 161 161 162 163 164 167 168 170
indhold
• 7
4 Musklerne
8 •
indhold
173
Skeletmusklerne Muskelbygning Muskelfiberens bygning Muskelfiberens kontraktion Irritation-kontraktion Irritationsprocessen Muskelfiberens mekaniske reaktion Isometrisk kontraktion Dynamisk kontraktion Isometrisk og dynamisk kontraktion Muskelfiberens energistofskifte Muskelfibertyper Naturlige muskelkontraktioner
173 173 175 178 182 183 185 186 191 194 195 195 197
Glatte muskler Kontraktion af glat muskulatur Aktivering af glat muskulatur Test dig selv
201 201 203 204
5 Stofskifte og ernæring
207
Energi Anaerob resyntese af ATP Aerob resyntese af ATP Test dig selv
207 210 211 214
Næringsstofferne og deres fordøjelse Fordøjelseskanalens bygning og funktion Mundhulen Maven Tarmen Kulhydrater Opbygning Fordøjelse og opsugning Fedtstoffer Opbygning Fordøjelse og opsugning Andre fedtstoffer Proteiner Opbygning Fordøjelse og opsugning Test dig selv
214 214 217 219 221 224 224 225 226 226 227 230 231 231 233 234
Næringsstoffernes omsætning og aflejring Kulhydrater Blodsukkerregulering Fedtstoffer Proteiner Test dig selv
234 235 236 240 243 244
Energistofskiftet Bestemmelse af energistofskiftets størrelse Fødeindtagelsen Kalorimetri Iltoptagelseshastigheden Energistofskiftet i hvile Energistofskiftet under muskelarbejde Energistofskiftets afhængighed af arbejdets størrelse og art Den mekaniske nyttevirkning under muskelarbejde Energikilder ved muskelarbejde Test dig selv
244 245 245 246 248 253 255 255 263 268 276
Ernæring Energibehovet Appetitregulering Vitaminer Salte og mineraler Test dig selv
277 277 278 284 286 288
6 Temperaturregulering
289
Varmebalancen Varmeafgivelse Varmeproduktion Reguleringen af legemstemperaturen Kerne og skal Døgnrytme Temperaturreguleringen i hvile Kulde Varme Feber Temperaturregulering under muskelarbejde Opvarmning Akklimatisering til varme Grænser for reguleringsområdet Varmeudmattelse og hedeslag Test dig selv
289 290 291 292 292 292 293 294 296 296 297 299 300 301 302 303 indhold
• 9
7 Åndedrættet Åndedrætsorganernes opbygning Åndedrætsbevægelser Inspiration Eksspiration Lungerumfang Dynamiske lungefunktionsmålinger FEV1,0 Peak flow Åndedrætsmekanik Lunge-thorax-systemets elastiske ligevægtsstilling Inspiration Eksspiration Lunge-thorax-systemets eftergivelighed Overfladespændingen i lungealveolerne Åndedrætsarbejde Lungeventilation Lungeventilationen i hvile Lungeventilationen under dynamisk arbejde Alveoleluftens sammensætning O2- og CO2-transport i blodet O2- og CO2-tryk i blodet Fysisk opløst O2 og CO2 Kemisk bundet O2 i blodet Kemisk bundet CO2 i blodet Alveolo-arterielle O2-tryksgradient Alveolo-arterielle CO2-tryksgradient Åndedrætsregulering Hvile Åndedrætsreguleringen under dynamisk arbejde Test dig selv
8 Kredsløbet Blodet Blodlegemer Plasma Lymfe og lymfesystemet Hjertets opbygning og funktion Hjertemuskulatur Hjertets automati Elektrokardiogram (ekg) Hjertecyklus Minutvolumen 10 •
indhold
305 305 309 309 312 312 314 314 314 315 315 316 317 319 322 323 324 324 325 328 329 329 329 331 336 339 342 343 343 346 347
349 349 351 352 353 354 357 357 360 361 362
Karrenes opbygning og funktion Arterier Arterioler Kapillærer Venoler/vener Blodets strømningshastighed Fordeling af minutvolumen i hvile Det systemiske kredsløb Lungekredsløbet Iltafgivelse fra blodet – udnytning Blodtryk Måling af blodtrykket Regulering af blodtrykket Kredsløbet i den stående stilling Hydrostatisk tryk Ødemer Dannelse af ødemer Fjernelse af ødemer Kredsløbet under dynamisk arbejde Pulsfrekvens og slagvolumen Fordeling af minutvolumen og udnytning Blodtrykket under dynamisk arbejde Reguleringen af kredsløbet under dynamisk arbejde Kredsløbet under statisk arbejde Test dig selv
9 Vand- og saltbalancen Kroppens vandindhold Kroppens væskefaser og vandbalance Salte og elektrolytbalance Regulering af vand- og saltbalancen Vandindtagelse Vandudskillelse Saltudskillelse Nyrernes bygning Nyrernes funktion Processer i den bowmanske kapsel Processer i de proksimale tubuli Processer i Henles slynge Processer i de distale tubuli og samlerørene Nyrefunktionernes regulering Regulering af GFR
364 365 366 367 368 370 371 371 373 373 373 375 376 379 379 384 384 386 387 387 392 393 394 395 397
399 399 399 401 402 402 402 403 404 408 409 410 411 412 414 414
indhold
• 11
Regulering af processer i de distale tubuli og samlerør Test dig selv
Tillæg, Enheder
419
Tillæg, Kemi
423
Atomer Kemiske bindinger Ionbindinger Covalente bindinger Polære og upolære molekyler Opløsninger Opløsningens koncentration Osmolaritet Syrer og baser Syrestyrke Stødpuder Kemisk ligevægt Enzymer
12 •
indhold
415 418
423 424 424 427 427 428 430 431 431 431 432 432 433
Forkortelser
435
Stikordsregister
439
Forord Denne bog dækker hele menneskets fysiologi, og som noget særligt beskriver den fysiologien både i hvile og under fysisk aktivitet. Vi har tilstræbt at gøre bogens tekst så forståelig som mulig uden at gå på akkord med det faglige indhold. Dette er 3. udgave af Menneskets fysiologi – hvile og arbejde. Den afløser 2. udgave, som siden 2005 (første udgave fra 1992) har været lærebog for bl.a. fysioterapeuter, ergoterapeuter, afspændingspædagoger samt idræts- og biologistuderende. Bogens grundidé er bevaret, og da gennemgangen af stoffet stadig er baseret på forståelse og ikke udenadslære, vil det være nemmest at læse bogens kapitler i den rækkefølge, de er skrevet. Teksten i de forskellige kapitler er bragt i overensstemmelse med nyere forskningsresultater. Endvidere er kapitlet om celler udvidet med området cytoskelettet og mekanotransduktion. I Nervesystemet er gliacellers funktion uddybet, og der er indført nyeste viden om spejlneuroner. Betydningen af mentalt stress diskuteres dels i forbindelse med det limbiske system i Nervesystemet og gennemgås i detaljer i boks i kapitlet Hormoner. De fysiologiske konsekvenser af nedsat fysisk aktivitet belyses via gennemgang af muskelen som en kirtel, det metaboliske syndrom, og livsstilssygdomme. Inden for stofskifte og ernæringsområdet er indført viden om frie radikaler og betydningen af antioxidanter samt forskellige fedtsyrer. Endelig er det tidligere kapitel 6: »Varmebalance og temperaturregulering« omskrevet. Vi vil gerne takke alle de mange brugere, der i årenes løb har bidraget med konstruktiv kritik – både faglig og pædagogisk. De mange positive tilbagemeldinger har givet os lyst og energi til atter engang at opdatere bogen med ny viden. Ligesom ved tilblivelsen af 1. og 2. udgave ønsker vi med denne 3. udgave læserne god fornøjelse med sætningen: »Jo mere man ved, jo mere ved man, man ikke ved«.
Juli 2011 Forfatterne Bente Schibye og Klaus Klausen
13
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)