biologia fizjologia kolor - ws-omega.com.pl · rytmy biologiczne 129 ... faza rozwoju p³odowego...
TRANSCRIPT
Copyright © 2010 by Wydawnictwo Szkolne OMEGA
Projekt ok³adki: Artur M³ynarz
Korekta i adiustacja: Anna Zechenter
Sk³ad i ³amanie: Marzena Paleczny
ISBN: 978–83–7267–192–9
Wydawnictwo Szkolne OMEGA, 30–552 Kraków, ul. Wielicka 44 C
tel. (12) 292 48 67, 292 48 68, 4 256 256; tel./fax (12) 292 48 67
www.ws-omega.com.pl e-mail: [email protected]
Druk: Zak³ad Graficzny COLONEL s.c., Kraków, ul. D¹browskiego 16
SPIS TREŒCI
WSTÊP 13
UK£AD NERWOWY 15
TKANKA NERWOWA 15
Budowa neuronu 15
Komórki neurogleju 16
Rodzaje w³ókien nerwowych 18
Rodzaje neuronów 19
POBUDLIWOή I POBUDZENIE 20
POTENCJA£Y ELEKTRYCZNE KOMÓRKI NERWOWEJ 21
Spoczynkowy potencja³ b³onowy 21
Pompa sodowo-potasowa 22
Potencja³ czynnoœciowy i jego geneza 23
WYTWARZANIE I PRZEWODZENIE IMPULSÓW W AKSONIE 25
PRZEKAZYWANIE INFORMACJI INNYM KOMÓRKOM 27
Rola synaps 27
Potencja³y postsynaptyczne 29
Neurotransmitery i modulatory synaptyczne 30
BUDOWA I FUNKCJE OŒRODKOWEGO UK£ADU NERWOWEGO 38
Podzia³ anatomiczny i funkcjonalny uk³adu nerwowego 38
Kresomózgowie 39
Miêdzymózgowie 42
Pieñ mózgu 45
Rdzeñ krêgowy 47
Opony mózgowia i rdzenia krêgowego 48
OBWODOWY UK£AD NERWOWY 49
Nerwy czaszkowe 50
Nerwy rdzeniowe 51
Odruchowe dzia³anie uk³adu nerwowego 52
£uk odruchowy 54
Integracja informacji 55
Gromadzenie i przetwarzanie informacji 56
Ró¿ne formy uczenia siê 57
5
AUTONOMICZNY UK£AD NERWOWY 65
Podzia³ anatomiczny i organizacja
autonomicznego uk³adu nerwowego 65
UK£AD LIMBICZNY 70
WP£YW U¯YWEK I NIEKTÓRYCH ŒRODKÓW FARMAKOLOGICZNYCH
NA FUNKCJONOWANIE UK£ADU NERWOWEGO 71
RECEPTORY 72
Podzia³ receptorów 72
W³aœciwoœci receptorów 73
Eksteroreceptory 74
Czucie skórne 74
Telereceptory 76
Czucie smaku 76
Narz¹d wzroku 76
Narz¹d s³uchu i równowagi 82
Zmys³ powonienia 86
Proprioreceptory 86
UK£AD DOKREWNY 93
PODZIA£ UK£ADU DOKREWNEGO 93
G£ÓWNE RODZAJE HORMONÓW I SPOSOBY ICH WYDZIELANIA 94
BIOSYNTEZA HORMONÓW I MECHANIZM ICH DZIA£ANIA 97
MECHANIZMY KONTROLUJ¥CE WYDZIELANIE HORMONÓW 98
UK£AD NEUROENDOKRYNOWY 99
Podwzgórze 99
Neurohormony podwzgórzowe 100
Przysadka 101
Gruczo³y, których funkcje s¹ ca³kowicie zale¿ne od dzia³ania
hormonów podwzgórza i przedniego p³ata przysadki 106
Tarczyca 106
Nadnercza 108
Gonady 112
Inne gruczo³y dokrewne 113
Trzustka 113
6
Przytarczyce i ich rola w regulacji metabolizmu
wapniowo-fosforanowego 116
Szyszynka 118
Grasica 119
Tkanka t³uszczowa 119
HORMONY TKANKOWE 120
RYTMY BIOLOGICZNE 129
RODZAJE I CHARAKTER RYTMÓW BIOLOGICZNYCH 129
ZEGAR BIOLOGICZNY 130
SEN I CZUWANIE JAKO PRZYK£AD RYTMÓW OKO£ODOBOWYCH 130
FazowoϾ snu 131
Sen a procesy fizjologiczne 132
Rola szyszynki w regulacji snu 132
TEST 1. UK£AD NERWOWY. UK£AD DOKREWNY. RYTMY BIOLOGICZNE 135
OD¯YWIANIE I TRAWIENIE 143
SK£ADNIKI POKARMOWE 143
Zapotrzebowanie na sk³adniki mineralne oraz ich rola 143
Sk³adniki organiczne 145
Bia³ka 146
Wêglowodany 147
Lipidy 147
Witaminy 148
STRATEGIE POKARMOWE ZWIERZ¥T 151
BUDOWA I ZRÓ¯NICOWANIE FUNKCJI UK£ADU POKARMOWEGO 152
W¹troba 158
Ruchy prze³yku, ¿o³¹dka i jelit 159
TRAWIENIE 160
Sposoby trawienia 160
Chemiczna obróbka pokarmu 161
Enzymy trawienne 161
WCH£ANIANIE W PRZEWODZIE POKARMOWYM 164
Wch³anianie cukrów prostych 164
Wch³anianie aminokwasów 165
7
Wch³anianie produktów hydrolizy t³uszczów 165
Wch³anianie witamin, wody i soli mineralnych 166
REGULACJA CZYNNOŒCI PRZEWODU POKARMOWEGO 167
WYMIANA GAZOWA 175
POWIETRZE I WODA JAKO FIZYCZNE OŒRODKI ODDECHOWE 175
WYMIANA GAZOWA U ZWIERZ¥T WODNYCH 177
Skrzela — podstawowe narz¹dy wymiany gazowej w wodzie 177
Skrzela zewnêtrzne 178
Skrzela wewnêtrzne 178
Wentylacja skrzeli wewnêtrznych 179
WYMIANA GAZOWA U ZWIERZ¥T L¥DOWYCH 180
Narz¹dy wymiany gazowej u zwierz¹t l¹dowych 180
P³uca ssaków 183
Mechanizm wentylacji p³uc 185
Charakterystyka pojemnoœci p³uc 186
Regulacja wymiany gazowej 187
KR¥¯ENIE I FUNKCJE KRWI 193
TYPY UK£ADÓW KR¥¯ENIA 193
FUNKCJONOWANIE UK£ADU KR¥¯ENIA 194
Budowa i cykl pracy serca ssaka 195
Automatyzm pracy serca 196
CyklicznoϾ pracy serca 198
Kr¹¿enie wieñcowe 200
Budowa i funkcja naczyñ krwionoœnych 201
Ciœnienie krwi 203
Prêdkoœæ przep³ywu krwi a powierzchnia przekroju naczyñ 204
Funkcje naczyñ w³osowatych 205
Uk³ad limfatyczny 207
Regulacja funkcji uk³adu kr¹¿enia 208
SK£AD I FUNKCJE KRWI 215
Osocze i g³ówne funkcje jego sk³adników 215
Funkcje elementów morfotycznych krwi 216
Narz¹dy krwiotwórcze — geneza i rozwój krwinek 216
Erytrocyty 218
8
Budowa i w³aœciwoœci hemoglobiny 218
Krzepniêcie krwi 223
ODPORNOŒÆ ORGANIZMÓW 231
RODZAJE ODPORNOŒCI 231
Swoiste i nieswoiste mechanizmy odpornoœciowe 232
Reakcja zapalna 232
BUDOWA UK£ADU ODPORNOŒCIOWEGO 233
Komórki uk³adu odpornoœciowego 234
ANTYGENY I PRZECIWCIA£A 237
Bia³ka uk³adu dope³niacza 240
Przeciwcia³a monoklonalne 240
G£ÓWNY UK£AD ZGODNOŒCI TKANKOWEJ 241
ODPORNOŒÆ HUMORALNA I KOMÓRKOWA 241
OdpowiedŸ pierwotna i wtórna 244
Przeszczepy a reakcje odpornoœciowe organizmu 245
UK£ADY GRUPOWE KRWI 245
Czynnik Rh 246
ZABURZENIA W FUNKCJONOWANIU UK£ADU ODPORNOŒCIOWEGO 248
Choroby autoimmunizacyjne (autoagresyjne) 248
Reakcje alergiczne 248
Niedobory immunologiczne 250
WSPÓ£DZIA£ANIE UK£ADU ODPORNOŒCIOWEGO, NERWOWEGO I HORMONALNEGO
W UTRZYMANIU HOMEOSTAZY ORGANIZMU 251
TEST. 2. OD¯YWIANIE I TRAWIENIE. WYMIANA GAZOWA.
KR¥¯ENIE I FUNKCJE KRWI. ODPORNOŒÆ ORGANIZMÓW 258
METABOLIZM I TERMOREGULACJA 267
METABOLIZM PODSTAWOWY I CZYNNOŒCIOWY 267
Czynniki wp³ywaj¹ce na metabolizm 267
TERMOREGULACJA 270
Termoregulacja etologiczna (behawioralna) 271
Termoregulacja u zwierz¹t zmiennocieplnych 271
Termoregulacja autonomiczna 272
Termoregulacja zespo³owa owadów 273
9
Termoregulacja u zwierz¹t sta³ocieplnych (endotermów) 273
Zale¿noœci pomiêdzy temperatur¹ otoczenia
a mechanizmami termoregulacyjnymi endotermów 273
Mechanizmy chroni¹ce endotermy przed przech³odzeniem 274
Mechanizmy chroni¹ce endotermy przed przegrzaniem 276
Homeostaza termiczna 278
Zjawisko gor¹czki 280
CZYNNY I BIERNY APARAT RUCHU 285
UK£AD MIÊŒNIOWY 285
Rodzaje w³ókien miêœniowych 285
Rodzaje skurczów miêœnia 287
Porównanie budowy i dzia³ania miêœnia szkieletowego,
sercowego i g³adkiego 289
Miêœnie poprzecznie pr¹¿kowane szkieletowe 289
Miêsieñ sercowy 290
Miêœnie g³adkie 291
Czynnoœci miêœni szkieletowych w ustroju 294
UK£AD SZKIELETOWY 295
Budowa i rodzaje koœci 295
Po³¹czenia koœci 296
Budowa szkieletu cz³owieka 298
OSMOREGULACJA I WYDALANIE 307
BILANS WODNY ZWIERZ¥T I CZ£OWIEKA 307
OSMOLARNOŒÆ P£YNU POZAKOMÓRKOWEGO 308
NARZ¥DY OSMOREGULACJI I WYDALANIA 309
Budowa nerki krêgowca 309
Budowa nefronu 310
Unaczynienie nerek 311
FIZJOLOGIA WYDALANIA 312
Etapy wydalania moczu 313
Zagêszczanie moczu 315
Zwi¹zek miêdzy œrodowiskiem ¿ycia
a produktem wydalania oraz osmoregulacj¹ u zwierz¹t 317
10
HORMONALNA REGULACJA WYDALANIA MOCZU U KRÊGOWCÓW 318
FUNKCJE NEREK 321
ROZMNA¯ANIE I ROZWÓJ 329
BUDOWA UK£ADU ROZRODCZEGO CZ£OWIEKA 329
Uk³ad rozrodczy mêski 329
Uk³ad rozrodczy ¿eñski 331
GAMETOGENEZA U SSAKÓW 332
Spermatogeneza 332
Hormonalna regulacja spermatogenezy 334
Oogeneza 335
CYKLE OWULACYJNE 337
Fotoperiodyczna regulacja cykli rozrodczych u zwierz¹t 338
Przebieg cyklu owulacyjnego 339
Regulacja hormonalna cyklu owulacyjnego 340
Regulacja wydzielania estrogenów w fazie pêcherzykowej 340
Regulacja hormonalna w fazie owulacyjnej i lutealnej 341
ZAP£ODNIENIE 344
ROZWÓJ ZARODKA I P£ODU 345
Powstawanie i funkcje ³o¿yska 347
Faza rozwoju p³odowego 351
PORÓD 351
DETERMINACJA P£CI 352
TEST. 3. METABOLIZM I TERMOREGULACJA. CZYNNY I BIERNY APARAT RUCHU.
OSMOREGULACJA I WYDALANIE. ROZMNA¯ANIE I ROZWÓJ 359
ODPOWIEDZI Z KOMENTARZEM 365
UK£AD NERWOWY 365
UK£AD DOKREWNY 386
RYTMY BIOLOGICZNE 393
OD¯YWIANIE I TRAWIENIE 395
WYMIANA GAZOWA 403
KR¥¯ENIE I FUNKCJE KRWI 407
11
ODPORNOŒÆ ORGANIZMÓW 415
METABOLIZM I TERMOREGULACJA 421
CZYNNY I BIERNY APARAT RUCHU 425
OSMOREGULACJA I WYDALANIE 429
ROZMNA¯ANIE I ROZWÓJ 433
ODPOWIEDZI NA PYTANIA TESTOWE 439
Test. 1. Uk³ad nerwowy. Uk³ad dokrewny. Rytmy biologiczne 439
Test. 2. Od¿ywianie i trawienie. Wymiana gazowa.
Kr¹¿enie i funkcje krwi. Odpornoœæ organizmów 439
Test. 3. Metabolizm i termoregulacja. Czynny i bierny aparat
ruchu. Osmoregulacja i wydalanie. Rozmna¿anie i rozwój 440
S£OWNIK WA¯NIEJSZYCH TERMINÓW 441
INDEKS 449
12
WSTÊP
Fizjologia jest nauk¹ o koniecznych do utrzymania siê przy ¿yciu funk-
cjach organizmów ¿ywych. Nale¿y jednak podkreœliæ, ¿e fizjologia stanowi
nie tylko opis funkcji — jej g³ównym zadaniem jest odpowiedŸ na pytania:
� jak ¿ywy organizm dostosowuje siê do ci¹gle zmieniaj¹cego
siê œrodowiska?
� jak organizm uzyskuje informacje o œrodowisku?
� w jaki sposób nastêpuje integracja wszystkich funkcji ¿ycio-
wych, konieczna do p³ynnego funkcjonowania organizmu?
Niniejsze opracowanie wskazuje na nadrzêdn¹ rolê uk³adów nerwo-
wego i hormonalnego, które umo¿liwiaj¹ organizmom ¿ycie w harmonii
ze œrodowiskiem. Cyklicznoœæ zmian w otoczeniu wymusza okresowoœæ
procesów fizjologicznych, czego wyrazem jest wystêpowanie rytmów
biologicznych. Dla zrozumienia, jak funkcjonuj¹ organizmy ¿ywe, ko-
nieczne jest poznanie budowy narz¹dów tworz¹cych poszczególne uk³a-
dy, poniewa¿ ich struktura wyznacza funkcje okreœlaj¹ce adaptacje do
¿ycia w trudnych warunkach œrodowiska.
Procesami fizjologicznymi, które zapewniaj¹ ci¹g³oœæ metabolizmu
w ca³ym organizmie, jest pobieranie pokarmu, jego przyswajanie,
wydalanie gazowych i niegazowych produktów przemian metabolicz-
nych, transport i wymiana substancji miêdzy ró¿nymi czêœciami orga-
nizmu oraz inne procesy, które w rezultacie umo¿liwiaj¹ wzrost, rozwój
i rozmna¿anie.
Znajomoœæ fizjologii jest niezbêdna w wielu dyscyplinach nauki, np.
w medycynie czy psychologii, ale tak¿e w ¿yciu codziennym, w którym
konieczna staje siê wiedza o czynnikach dzia³aj¹cych szkodliwie, jak
i o tych, które przez swoje dodatnie dzia³anie wp³ywaj¹ pozytywnie na
zdrowie i sprawnoϾ organizmu.
W ksi¹¿ce zachowano uk³ad treœci znany z wczeœniej wydanych
pozycji. Na koñcu ka¿dego rozdzia³u umieszczono zestawy zadañ otwar-
tych, aby pomóc w zrozumieniu i utrwaleniu wiedzy. Trzy zestawy
zadañ zamkniêtych pozwalaj¹ na korektê mo¿liwych niedoci¹gniêæ.
Starano siê te¿ zachowaæ jednolit¹ dla wszystkich pozycji z tego cyklu
prezentacjê istotnych informacji w zwartej i przystêpnej formie.
Autorka
13
ZABURZENIA W FUNKCJONOWANIU UK£ADU ODPORNOŒCIOWEGO
Przyczyny zaburzeñ w funkcjonowaniu uk³adu odpornoœciowego mo-
g¹ byæ nastêpuj¹ce:
� autoimmunizacja — mechanizmy odpornoœciowe zostaj¹ uru-
chomione przeciwko w³asnym komórkom;
� nadwra¿liwoœæ — wytwarzanie przeciwcia³ na ³agodne, nie-
szkodliwe antygeny, zwane w tym przypadku alergenami;
� wrodzone lub nabyte niedobry immunologiczne.
Do chorób autoimmunizacyjnych nale¿¹ m.in. reumatoidalne zapa-
lenie stawów i cukrzyca typu I (insulinozale¿na). W autoagresji bior¹
udzia³ zarówno LiT, które niszcz¹ w³asne komórki, jak i LiB, wytwa-
rzaj¹ce przeciwcia³a zdolne do atakowania struktur w³asnego ustroju.
Przyczynami wywo³uj¹cymi choroby autoagresyjne mog¹ byæ:
� predyspozycje genetyczne, np. u 95% pacjentów cierpi¹cych
na goœciec krêgos³upa stwierdzono mutacje w genach zgod-
noœci tkankowej;
� podobieñstwo antygenów pochodzenia bakteryjnego lub wiru-
sowego do antygenów w³asnych; przeciwcia³a wytworzone
przez organizm do zwalczania infekcji staj¹ siê autoprzeciwcia-
³ami, skierowanymi przeciwko w³asnym komórkom i tkankom;
� utrata limfocytów t³umi¹cych (supresorowych), LiTs, która
mo¿e te¿ prowadziæ do choroby autoimmunizacyjnej.
Alergi¹ okreœlamy nadwra¿liwoœæ uk³adu odpornoœciowego. Reakcjê
odpornoœciow¹ indukuj¹ nieszkodliwe antygeny, zwane alergenami,
które u zdrowych osób nie prowokuj¹ takiej reakcji. Podstawowe zna-
czenie w genezie reakcji alergicznych maj¹ przeciwcia³a z klasy IgE
(patrz rozdz. Antygeny i przeciwcia³a, s. 237). Wytwarzane s¹ przez
248
Choroby autoimmunizacyjne (autoagresyjne)
Reakcje alergiczne
plazmocyty (pobudzone limfocyty B) w odpowiedzi na stymuluj¹cy
alergen. Komórki efektorowe procesów alergicznych to przede wszys-
tkim komórki tuczne (mastocyty) oraz eozynofile (patrz rozdz. Ko-
mórki uk³adu odpornoœciowego, s. 234).
Rys. 184. Zasadnicze etapy reakcji alergicznej
Tab. 41. Efekty dzia³ania histaminy — g³ównego mediatora reakcji alergicznych
Substancja AktywnoϾ Objawy
histamina
� zwê¿a drogi oddechowe � trudnoœci w oddychaniu� œwiszcz¹cy oddech
� rozszerza naczynia krwionoœne � zaczerwienienie skóry w miejscukontaktu z alergenem
� spadek ciœnienia krwi (szok anafilak-tyczny, np. w odpowiedzi na penicy-linê czy jad owadzi)
� zwiêksza przepuszczalnoœænaczyñ krwionoœnych
� lokalny obrzêk tkanek
� zwiêksza wydzielanie œluzuw drogach oddechowych
� zwê¿enie œwiat³a dróg oddechowych
� stymuluje zakoñczenia nerwowe � swêdzenie i miejscowa bolesnoœæ
249
Zasadnicze etapy reakcji alergicznej to:
Kontakt organizmu z alergenem
plazmocyty wytwarzaj¹ IgE
IgE ³¹cz¹ siê za pomoc¹ czêœci sta³ej (Fc)z receptorami komórek tucznych, a czêœci¹zmienn¹ (Fab) (rys. 176.) z alergenem
komórki tuczne uwalniaj¹ histaminêi inne mediatory reakcji zapalnej
symptomy alergii
komórkaplazmatyczna(plazmocyt)
IgE
komórkatuczna(mastocyt)
histaminai inne mediatoryreakcji zapalnej
alergeny
Do substancji najczêœciej wywo³uj¹cych reakcje alergiczne nale¿¹:
� py³ek roœlin,
� grzyby,
� kurz domowy (roztocze),
� sierœæ ssaków, pióra ptaków,
� jady owadów,
� niektóre pokarmy,
� antygeny kontaktowe (np. nikiel, chrom, guma, pasty do
pod³óg).
Wrodzone niedobory immunologiczne mog¹ byæ spowodowane:
� niedorozwojem centralnych narz¹dów limfoidalnych (gra-
sica, szpik kostny);
� mutacj¹ genu koduj¹cego deaminazê adenozynow¹ (ADA),
niezbêdn¹ do prawid³owego funkcjonowania uk³adu odpor-
noœciowego; niedobór tego enzymu powoduje brak natu-
ralnej odpornoœci na infekcje.
Przyczyn¹ nabytych niedoborów immunologicznych mog¹ byæ:
� niedobory
� bia³ek,
� niektórych witamin,
� mikroelementów, np. ¿elaza, cynku, selenu;
� infekcja wirusem HIV.
Wirus HIV wywo³uj¹cy AIDS atakuje g³ównie:
� komórki wyposa¿one w markery powierzchniowe CD4+ i CD8+,
znajduj¹ce siê na limfocytach LiTh i LiTc,
� monocyty/makrofagi,
� komórki nab³onkowe mózgu, komórki gleju.
Zaka¿one wirusem HIV limfocyty w znacznej mierze gin¹, natomiast
monocyty mog¹ staæ siê jego rezerwuarem. Roznosz¹ one infekcjê po
ca³ym organizmie, przenikaj¹c do tkanek, gdzie staj¹ siê makrofagami.
Wirus HIV nale¿y do retrowirusów17 (rys. 185.).
250
Niedobory immunologiczne
17 Retrowirusy zosta³y przedstawione w pozycji Trening przed matur¹. Genetyka, Wydawnictwo SzkolneOMEGA, Kraków 2003.
Rys. 185. Schemat struktury wirusa HIV
W typowej infekcji wirusa HIV mo¿na wyró¿niæ:
� fazê spoczynkow¹, nieinfekcyjn¹ (fazê latencji), podczas
której wirus HIV w formie prowirusa zostaje w³¹czony do DNA
komórek gospodarza; ta faza mo¿e trwaæ od kilku do kilku-
nastu lat;
� fazê aktywacji, która mo¿e nast¹piæ nawet wskutek infekcji
niegroŸnym patogenem („infekcje oportunistyczne”).
Przeciwcia³a anty-HIV nie s¹ zbyt skuteczne w neutralizacji wi-
rusa ze wzglêdu na jego zmiennoœæ. Przeciwcia³a komplementarne do
wirusa atakuj¹cego komórkê mog¹ byæ ju¿ nieodpowiednie dla wi-
rusów potomnych. Wirus HIV szybko ginie (poza organizmem) pod
wp³ywem powszechnie stosowanych œrodków czystoœci i wysokiej
temperatury.
WSPÓ£DZIA£ANIE UK£ADU ODPORNOŒCIOWEGO, NERWOWEGOI HORMONALNEGO W UTRZYMANIU HOMEOSTAZY ORGANIZMU
� Zwi¹zek uk³adu odpornoœciowego z uk³adem nerwowym:
� wszystkie narz¹dy limfoidalne (grasica, œledziona, szpik
kostny, wêz³y ch³onne, migda³ki) s¹ unerwione przez
nerwy wspó³czulne uk³adu autonomicznego;
251
RNA
odwrotna transkryptaza
bia³ko strukturalne
kapsyd
glikoproteiny
� neurotransmitery stymuluj¹ b¹dŸ hamuj¹ funkcjonowa-
nie limfocytów:
� np. noradrenalina stymuluje proces wytwarzania
przeciwcia³ przez limfocyty B, a hamuje namna¿anie
limfocytów T;
� cytokiny — rozpuszczalne cz¹steczki bia³kowe wytwarza-
ne przez komórki uk³adu odpornoœciowego; po kontakcie
z antygenem wp³ywaj¹ na dzia³anie niektórych oœrodków
nerwowych, np.
� interleukiny pobudzaj¹ oœrodek sytoœci w podwzgó-
rzu, a dzia³aj¹c na podwzgórzowe oœrodki termo-
regulacji, powoduj¹ gor¹czkê.
� Zwi¹zek uk³adu odpornoœciowego z uk³adem dokrewnym:
� usuniêcie przysadki mózgowej u myszy powoduje atrofiê
grasicy, a usuniêcie grasicy z kolei zaburza sekrecjê
gruczo³ów sterowanych przez przedni p³at przysadki
mózgowej;
� grasica jest nie tylko narz¹dem, w którym limfocyty T
osi¹gaj¹ dojrza³oœæ funkcjonaln¹, ale tak¿e gruczo³em
dokrewnym wytwarzaj¹cym hormony, m.in. tymulinê i ty-
mozynê (rozdz. Grasica, s. 119);
� hormony stanowi¹ cz¹steczki sygna³owe18 odbierane przez
receptory komórek uk³adu odpornoœciowego; do hormo-
nów wykazuj¹cych silne dzia³anie nale¿y:
� kortyzol wytwarzany przez korê nadnerczy, który
ogranicza produkcjê i stymuluje apoptozê limfocy-
tów oraz powoduje zmniejszenie grasicy;
� wydzielanie kortyzolu i innych hormonów dzia³aj¹cych na
uk³ad odpornoœciowy jest regulowane przez uk³ad nerwowy
(podwzgórze i przysadkê mózgow¹).
Przyk³adem zachwiania wspó³dzia³ania tych trzech uk³adów w utrzy-
maniu homeostazy jest wp³yw stresu, który os³abia odpornoœæ orga-
nizmu (patrz rozdz. Rola hormonów nadnerczy w adaptacji organizmów
do sytuacji stresowej, s. 111).
252
18 Sygnalizacja komórkowa zosta³a przedstawiona w pozycji Trening przed matur¹. Komórka. Meta-bolizm komórkowy, Wydawnictwo Szkolne OMEGA, Kraków 2004.
Zadanie 224.
� Jak nazwiesz odpornoœæ nabyt¹ w toku:
a) filogenezy (rozwoju rodowego) organizmów,
b) ontogenezy (rozwoju osobniczego) organizmów.
Zadanie 225.
� Czy noworodek cz³owieka tu¿ po urodzeniu posiada odpornoœæ swoist¹
(nabyt¹)? Podaj wyjaœnienie odpowiedzi.
Zadanie 226.
� Podaj zasadnicz¹ ró¿nicê miêdzy odpornoœci¹ swoist¹ a odpornoœci¹
nieswoist¹. Wska¿ grupê organizmów, których zdobycz¹ ewolucyjn¹ jest
odpornoœæ swoista. Wyjaœnij wybór odpowiedzi.
Zadanie 227.
� Wyjaœnij, jak rozumiesz ró¿nicê miêdzy uk³adem limfatycznym a uk³a-
dem limfoidalnym.
Zadanie 228.
� Wska¿ zasadnicz¹ ró¿nicê w funkcji centralnych i obwodowych narz¹dów
limfoidalnych.
Zadanie 229.
� Jakie warunki powinny spe³niaæ preparaty stosowane jako szczepionki
u ludzi?
Zadanie 230.
� Diapedeza jest to zdolnoœæ przechodzenia niektórych rodzajów krwi-
nek bia³ych z osocza do tkanek. Które rodzaje leukocytów podlegaj¹
diapedezie?
Zadanie 231.
� Który rodzaj leukocytów stanowi pomost miêdzy nieswoist¹ fagocytoz¹
a odpowiedzi¹ swoist¹? Podaj wyjaœnienie.
253
Zadanie 232.
� W jaki sposób organizm cz³owieka rozpoznaje tak wielk¹ ró¿norodnoœæ
antygenów?
Zadanie 233.
� Wstrzykniêta œródskórnie tuberkulina (przes¹cz hodowli bulionowej
pr¹tka gruŸlicy) albo nie daje ¿adnej reakcji, albo powoduje miejscowe
zaczerwienienie skóry z naciekiem w miejscu wstrzykniêcia. Podaj
interpretacjê przedstawionych reakcji organizmu na próbê tuberku-
linow¹.
Zadanie 234.
Rozwój stanu zapalnego, podobnie jak krzepniêcie krwi, jest procesem
kaskadowym, kiedy produkty reakcji pobudzaj¹ ich przebieg.
� Okreœl, jakiego typu sprzê¿enie zwrotne le¿y u podstaw tych procesów.
Zadanie 235.
O tym, który rodzaj odpornoœci swoistej bêdzie dominowa³ w odpowiedzi
organizmu, decyduje rodzaj antygenu. Ustal rodzaj odpornoœci, która bêdzie
dominowa³a w przypadku:
� zaka¿enia organizmu przez drobnoustroje namna¿aj¹ce siê
zewn¹trzkomórkowo,
� zaka¿enia ustroju przez paso¿yty wewn¹trzkomórkowe, np.
pr¹tki gruŸlicy lub tr¹du,
� zaka¿enia wirusowego.
Zadanie 236.
� Dlaczego podczas silnej infekcji tracimy apetyt, a odzyskanie ³aknienia
uwa¿amy za sygna³ powrotu do zdrowia?
Zadanie 237.
� W jaki sposób uk³ad odpornoœciowy pe³ni nadzór immunologiczny, broni¹c
organizmu np. przed komórkami nowotworowymi? Dlaczego obecnoœæ
komórek nowotworowych nie zawsze mobilizuje uk³ad odpornoœciowy?
254
Zadanie 238.
� Dlaczego gor¹czkê towarzysz¹c¹ stanom zapalnym wywo³anym przez
bakterie mo¿na traktowaæ jako ogniwo w reakcji obronnej organizmu?
Zadanie 239.
� Który rodzaj bia³ek, nale¿¹cy do g³ównego uk³adu zgodnoœci tkankowej,
jest znacznikiem to¿samoœci komórek nale¿¹cych do jednego organizmu?
Zadanie 240.
� Zestaw prawid³owo rodzaj bia³ka z jego funkcj¹ w reakcjach odpor-
noœciowych organizmu.
a) cytokiny
b) immunoglobuliny
c) interferony
d) bia³ka dope³niacza
I u³atwiaj¹ fagocytozê mikroorganizmów dziê-
ki ich opsonizacji;
II wytwarzane przez monocyty i aktywowane
LiT, dzia³aj¹ jako pierwsza linia obrony
w zwalczaniu infekcji wirusowych;
III syntetyzowane przez komórki uk³adu odpor-
noœciowego, zmieniaj¹ zachowanie i funkcje
innych komórek.
IV wystêpuj¹ce stale w osoczu krwi, swoiœcie
wi¹¿¹ epitop okreœlonego antygenu.
Zadanie 241.
Ni¿ej podano niektóre etapy reakcji odpornoœciowej organizmu wywo³anej
wnikniêciem po raz pierwszy antygenu do organizmu cz³owieka:
A. makrofag prezentuje antygen kompetentnemu limfocytowi B;
B. pobudzony limfocyt przechodzi wielokrotne podzia³y mitotyczne;
C. makrofag dostarcza antygeny do wêz³a ch³onnego;
D. limfocyty pomocnicze LiTh aktywuj¹ limfocyty B.
� Podaj prawid³ow¹ kolejnoœæ poszczególnych etapów reakcji immunolo-
gicznej.
Zadanie 242.
� Dlaczego biorcy o rzadko spotykanej grupie krwi AB mo¿na przetoczyæ
krew dawcy z grup¹ A lub krew dawcy z grup¹ 0?
255
Zadanie 243.
� Czerwone krwinki osobnika o grupie krwi B zosta³y zmieszane z osoczem
uzyskanym od innej osoby. Stwierdzono, ¿e nie nast¹pi³a aglutynacja
erytrocytów. Okreœl, jak¹ grupê krwi móg³ mieæ dawca osocza. Podaj
uzasadnienie.
Zadanie 244.
� Dlaczego osoba z grup¹ krwi 0 mo¿e zostaæ dawc¹ krwi dla osób
o odmiennej grupie krwi, ale sama mo¿e byæ biorc¹ krwi tylko od osoby
o takiej samej grupie krwi?
Zadanie 245.
� W celu oznaczenia grupy krwi erytrocyty pacjenta dodano do testowych
surowic. Na rysunku przedstawiono schematyczny obraz jego erytro-
cytów uzyskanych pod mikroskopem. Okreœl, jak¹ grupê krwi mia³
pacjent? Podaj uzasadnienie.
Rys. 186.
Zadanie 246.
� Przeciwcia³a swoiste s¹ wytwarzane podczas rozwoju osobniczego jako
odpowiedŸ organizmu na kontakt z obcym antygenem. Które z prze-
ciwcia³, anty-A czy anty-D, zaklasyfikujesz do przeciwcia³ swoistych?
OdpowiedŸ uzasadnij.
Zadanie 247.
� W czasie pierwszej ci¹¿y iloœæ wytwarzanych przeciwcia³ anty-D w oso-
czu krwi matki Rh— negatywnej zwykle jest niewielka i nie powoduje
uszkodzeñ p³odu. Przy ka¿dej nastêpnej ci¹¿y kr¹¿¹ce we krwi matki
przeciwcia³a, wspólnie z nowo syntetyzowanymi, uszkadzaj¹ p³ód, powo-
duj¹c poronienie lub chorobê hemolityczn¹ noworodka. W jaki sposób
medycyna obecnie zapobiega takim przypadkom?
256
surowica krwi grupy A surowica krwi grupy B
Zadanie 222.
Kwas cytrynowy dodany do probówki z krwi¹ hamuje jej krzepniêcie,
poniewa¿ wi¹¿e jony wapniowe, które stanowi¹ IV czynnik krzepniêcia
krwi.
Zadanie 223.
Krew nale¿y przechowywaæ w niskiej temperaturze. Obni¿ona tempera-
tura ogranicza proces adhezji i agregacji p³ytek krwi oraz przebieg re-
akcji enzymatycznych, powoduj¹c wyd³u¿enie czasu krzepniêcia krwi.
ODPORNOŒÆ ORGANIZMÓW
Zadanie 224.
a) OdpornoϾ nabyta w toku filogenezy (rozwoju rodowego) orga-
nizmów jest odpornoœci¹ wrodzon¹ (nieswoist¹).
b) Odpornoœæ nabyta w ci¹gu ontogenezy (rozwoju osobniczego) orga-
nizmu jest odpornoœci¹ swoist¹.
Zadanie 225.
Tak, jest to odpornoœæ nabyta biernie w czasie ¿ycia p³odowego, drog¹
naturaln¹ wraz z przeciwcia³ami przenikaj¹cymi przez ³o¿ysko od matki
do p³odu.
Zadanie 226.
Genetycznie uwarunkowana zdolnoœæ do obrony przed ka¿dym typem
cia³a obcego to odpornoœæ nieswoista, wrodzona, nazywana te¿ opor-
noœci¹. Je¿eli zdolnoœæ do obrony jest nabywana w trakcie ¿ycia osobni-
czego i skierowana przeciwko okreœlonym antygenom, to jest ona
swoista i ma charakter odpornoœci nabytej. Jest ona zdobycz¹ ewo-
lucyjn¹ krêgowców, zwi¹zan¹ z pojawieniem siê u nich limfocytów.
Zadanie 227.
Uk³ad limfatyczny transportuje limfê wraz z zawartymi w niej substan-
cjami, m.in. t³uszczami, natomiast uk³ad limfoidalny stanowi miejsce
przebiegu reakcji odpornoœciowych organizmu.
415
Zadanie 228.
W centralnych narz¹dach limfoidalnych limfocyty uzyskuj¹ charakterys-
tyczne markery (LiT — TCR, LiB — BCR), które okreœlaj¹ ich charakter
immunogenny; natomiast w narz¹dach limfoidalnych obwodowych ko-
mórki uk³adu odpornoœciowego wchodz¹ w kontakt z okreœlonymi anty-
genami i tam je zwalczaj¹.
Zadanie 229.
Preparaty stosowane jako szczepionki u ludzi musz¹ spe³niaæ nastê-
puj¹ce warunki:
� nie mog¹ wywo³ywaæ objawów chorobowych, choæ jest dopusz-
czalne wyst¹pienie po ich podaniu s³abych skutków ubocznych;
� po ich zastosowaniu odpornoœæ na drobnoustroje powinna
wystêpowaæ przez d³ugi czas;
� powinny byæ trwa³e, ³atwe do przechowywania oraz prak-
tyczne w zastosowaniu.
Zadanie 230.
Komórkami krwi, posiadaj¹cymi najwiêksze zdolnoœci diapedezy, s¹
monocyty (makrofagi tkankowe) oraz neutrofile (mikrofagi tkankowe).
Zadanie 231.
Komórkami krwi, które stanowi¹ pomost miêdzy nieswoist¹ fagocytoz¹
a odpowiedzi¹ swoist¹, s¹ monocyty. Poch³aniaj¹ i unieczynniaj¹ patogeny
(fagocytoza), ale tak¿e s¹ komórkami prezentuj¹cymi antygeny (ACP)
limfocytom, które dziêki temu mog¹ je rozpoznawaæ i „zapamiêtywaæ”.
Zadanie 232.
W cz¹steczce immunoglobuliny wystêpuje fragment Fab charakteryzu-
j¹cy siê zmienn¹ sekwencj¹ aminokwasów. Oznacza to, ¿e w ka¿dym
z czterech ³añcuchów tworz¹cych cz¹steczkê przeciwcia³a istnieje kil-
kadziesi¹t wymiennych aminokwasów, a w zale¿noœci od ich u³o¿enia
istnieje praktycznie nieograniczona liczba mo¿liwych kombinacji zmian
budowy przeciwcia³a. Taka struktura pozwala organizmowi wytwarzaæ
ogromn¹ liczbê przeciwcia³, z których ka¿de wi¹¿e swoiœcie tylko jeden
epitop okreœlonego antygenu.
416
Zadanie 233.
Wstrzykniêta œródskórnie tuberkulina nie daje ¿adnej reakcji, jeœli
organizm wczeœniej nie zetkn¹³ siê z antygenem, natomiast jeœli powo-
duje miejscowe zaczerwienie skóry, oznacza to, ¿e w organizmie istnie-
j¹ komórki pamiêci gotowe do wejœcia w reakcjê z antygenem. Istnienie
takich komórek pamiêci œwiadczy oczywiœcie o wczeœniejszym zetkniê-
ciu siê organizmu z pr¹tkiem gruŸlicy.
Zadanie 234.
Rozwój stanu zapalnego oraz krzepniêcie krwi jest przyk³adem dodat-
niego sprzê¿enia zwrotnego.
Zadanie 235.
� W zwalczaniu zaka¿enia wywo³anego drobnoustrojami, które
namna¿aj¹ siê pozakomórkowo, dominuje odpornoœæ humo-
ralna wspierana odpornoœci¹ komórkow¹.
� W przypadku zaka¿enia organizmu przez paso¿yty wewn¹trz-
komórkowe przeciwcia³a nie s¹ zdolne w pe³ni wyeliminowaæ
czynnika chorobotwórczego (przeciwcia³o nie wnika do wnê-
trza komórki) i dlatego kluczow¹ rolê pe³ni odpornoœæ ko-
mórkowa.
� W zwalczaniu infekcji wirusowej g³ówn¹ rolê odgrywaj¹ lim-
focyty Tc, bior¹ce udzia³ w odpowiedzi komórkowej.
Zadanie 236.
Produkowana przez limfocyty interleukina dzia³a na oœrodki kieruj¹ce
apetytem. Pod jej wp³ywem podczas silnej infekcji obserwujemy brak
apetytu. Po zwalczeniu infekcji obni¿a siê aktywnoœæ limfocytów wytwa-
rzaj¹cych ten rodzaj interleukin, czego oznak¹ jest odzyskanie ³aknienia.
Zadanie 237.
Komórki nowotworowe maj¹ zmieniony materia³ genetyczny, zatem nie-
które cz¹steczki bia³ka na ich powierzchni ró¿ni¹ siê od bia³ek na po-
wierzchni normalnych komórek. Uk³ad odpornoœciowy organizmu niszczy
te nienormalne komórki. Najwa¿niejsz¹ rolê w tym procesie odgrywaj¹
limfocyty NK (natural killer) i cytotoksyczne limfocyty (LiTc). Limfocyty T
417
wytwarzaj¹ interleukiny, które aktywuj¹ makrofagi i limfocyty NK. Produ-
kuj¹ tak¿e interferon o dowiedzionym dzia³aniu antynowotworowym. Nie-
stety zdarza siê czêsto, ¿e komórki nowotworowe pod wzglêdem struktury
swych antygenów mog¹ byæ na tyle podobne do normalnych, zdrowych
komórek, ¿e nie s¹ rozpoznawane przez uk³ad odpornoœciowy jako obce.
Zadanie 238.
Niektóre rodzaje cytokin (interleukina) dzia³aj¹ na podwzgórzowy
oœrodek termoregulacji, powoduj¹c niekorzystn¹ dla rozwoju bakterii
gor¹czkê. Gor¹czka stymuluje produkcjê limfocytów T i przeciwcia³,
a tak¿e zak³óca aktywnoœæ drobnoustrojów (zmniejsza iloœæ ¿elaza
koniecznego dla ich rozwoju). Krótkotrwa³e stany gor¹czkowe mog¹
wiêc przyspieszyæ remisjê choroby wywo³anej inwazj¹ patogenów.
Zadanie 239.
Znacznikiem to¿samoœci komórek s¹ glikoproteiny nale¿¹ce do g³ów-
nego kompleksu zgodnoœci tkankowej — MHC I i MHC II.
Zadanie 240.
a — III,
b — IV,
c — II,
d — I.
Zadanie 241.
C, A, D, B.
Zadanie 242.
Osobnik o grupie krwi AB nie posiada w osoczu aglutynin (przeciwcia³).
Nale¿y zaznaczyæ, ¿e bezpieczniej jest przetaczaæ same erytrocyty,
poniewa¿ przeciwcia³a obecne w osoczu takiego dawcy mog³yby wy-
wo³aæ aglutynacjê erytrocytów biorcy.
Zadanie 243.
Dawca osocza móg³ mieæ grupê krwi AB lub B. Osocze grupy krwi AB nie
posiada przeciwcia³ anty-A i anty-B. Osocze grupy krwi B jest natomiast
identyczne z osoczem krwi biorcy, zawiera przeciwcia³a anty-A.
418
Zadanie 244.
Osoba z grup¹ krwi 0 mo¿e zostaæ dawc¹, poniewa¿ nie posiada ¿adnych
antygenów („uniwersalny dawca”), a wiêc nawet istnienie aglutynin
w krwi biorcy nie spowoduje aglutynacji. Obecnoœæ dwóch rodzajów
aglutynin: anty-A i anty-B w osoczu krwi osoby z grup¹ 0 wyklucza
mo¿liwoœæ zostania przez ni¹ biorc¹ krwi o grupie A, B i AB.
Zadanie 245.
Pacjent mia³ grupê krwi B. Surowica grupy krwi A posiada aglutyniny
anty-B, które aglutynuj¹ erytrocyty z antygenem B, te same erytrocyty
nie s¹ aglutynowane przez aglutyniny anty-A zawarte w surowicy krwi
grupy B; wyklucza to mo¿liwoœæ posiadania przez pacjenta grupy krwi
A i AB.
Zadanie 246.
Do przeciwcia³ swoistych nale¿¹ przeciwcia³a anty-D skierowane prze-
ciwko czynnikowi Rh.
W przeciwieñstwie do aglutynin anty-A, przeciwcia³a anty-D s¹ wytwa-
rzane jedynie przez osobnika Rh— negatywnego w wyniku kontaktu jego
krwi z krwi¹ Rh+.
Zadanie 247.
Przenikanie erytrocytów p³odu do krwi matki zachodzi g³ównie podczas
porodu, kiedy mog¹ zdarzyæ siê drobne uszkodzenia ³o¿yska — dlatego
kobiecie bezpoœrednio po porodzie podaje siê przeciwcia³a anty-D, aby
zniszczyæ erytrocyty p³odu, zanim pobudz¹ reakcjê wytwarzania prze-
ciwcia³ przez organizm matki.
Zadanie 248.
Przeszczep rogówki oka na ogó³ jest przyjmowany, poniewa¿ w rogówce
niemal wcale nie ma naczyñ krwionoœnych ani limfatycznych, a wiêc
znajduje siê ona poza kontrol¹ limfocytów. Skóra jest natomiast bogato
ukrwiona.
419