Physiology Lec 1 PDF

Al-Balqa Applied University Faculty of Medicine Department of Basic Medical Sciences Introduction to Physiology (BMS213) 2 credit hours Dr. Ensaf Almomani 1  Al-Balqa Applied University Faculty of Medic...

Al-Balqa Applied University Faculty of Medicine Department of Basic Medical Sciences Introduction to Physiology (BMS213) 2 credit hours Dr. Ensaf Almomani 1  Al-Balqa Applied University Faculty of Medicine Department of Basic Medical Sciences Introduction to Physiology (BMS213) 2 credit hours Dr. Ensaf Almomani 1  ‫بسم ا‪ %‬الرحمن الرحيم‬ ‫الس‪,‬م عليكم ورحمة ا‪ %‬و بركاته‬ ‫مادة الفسيو ) علم وظائف ا@عضاء (حتكون موزعة ب‪ F‬دكتورة إنصاف و دكتور رياض و حتكون‬ ‫مادة ال ا‪N‬يد لقبل ال ‪ muscles‬يعني ال ‪ muscles‬حتكون مادة فاينال ‪٠‬‬ ‫هدول الس‪,‬يدات مادة الدكتورة فقط و ان شاء ا‪ %‬حتكون شاملة كل شي بس يلي بدو يستزيد و‬ ‫ما فهم نقطة معينة في مراجع موجودين كلهم على ‪ Teams‬و ابسطهم هو ‪Human‬‬ ‫‪.physiology‬‬ ‫***الدكتورة كتير بتركز على الصور‪٠‬‬ ‫*** الدكتورة ممكن من فترة لفترة تنزل فيديوهات قصيرة على التيمز منشان استراتيجية ال ‪clip‬‬ ‫‪ learning‬و مهم نشوفهم ‪.‬‬  ….Textbooks… 1. Medical Physiology, by Guyton and Hall 2. Review of Medical Physiology, by William F. Ganong 3. Principles of Anatomy and Physiology, by Gerard Tortora and Bryan Derrickson 4. Human Physiology, by Stuart Fox 2  Introduction Learning Objectives Review of cellular composition Discuss ‘Homeostasis’ meaning, properties, control systems Explain Positive and Negative Feedback 3  What is Physiology? During healthy “normal” state. Physiology: The science that is concerned with the normal functions of the living organism and its parts, and of the physical and chemical processes involved. chemical or physical ‫هو العلم الذي يهتم بالوظائف الطبيعية للمخلوق الحي و أجزاءه والعمليات‬ Human Physiology: the science of how the human body functions in health During unhealthy,abnormal, deviation of normality Pathophysiology: The study of disordered body function (i.e., disease) The basis for clinical medicine ‫رضية‬N‫دراسة وظائف الجسم في الحلة ا‬ 4 Structural Organization Levels of organization Cells: the basic structural and functional unit (~ 100 trillion) Tissues: e.g., muscles, epithelial, nervous Organs: e.g. heart, blood vessels Organ systems: e.g., cardiovascular system 5 Adapted from the internet  ‫ه‪ ,‬لو صار عنا ‪) defect‬خلل( في‬ ‫‪Cellular composition‬‬ ‫خلية من خ‪,‬ية الجسم هل رح يأثر على‬ ‫باقي الخ‪,‬يا ؟ أكيد و بالتالي على‬ ‫العضو ولو تأثر العضو حيتأثر الجسم‬ ‫ككل و نحنا بهمنا ا‪u‬شئ ‪u‬ن أي خلل‬ ‫با‪N‬ستوى الخلوي )‪cellular‬‬ ‫‪(level‬حيأثر على الجسم كامل‬ ‫)‪(human level‬‬ ‫‪6‬‬  Homeostasis ‫محاولة الجسم انه يحافظ على ثبات التوازن الداخلي‬ Homeostasis: is the maintenance of constant internal environment (a condition of equilibrium) The main purpose of our physiological mechanisms is to maintain homeostasis ‫أي خلل بالتوازن حيسبب أمراض‬ Deviation from homeostasis indicates disease Examples: The regulation of body temperature around 37 ºC (blood, glands) ‫زم ننظمه بشكل صارم‬u The regulation of blood glucose (70-110 mg/dL) (liver, pancreas) Must be strictly regulated, because the main source of energy for the brain is glucose The control of the internal environment of the cell 7  General Organization of the Circulatory System Each organ or tissue contribute to homeostasis For Example: Respiratory system Lungs provide oxygen to all body cells to work Digestive system Gastrointestinal tract provide nutrients that are absorbed into the blood Renal system Kidneys maintain constant ion concentration Ex. Blood Flow in skeletal muscle at rest is: 1-4 ml/min /100g During exercise: it reaches 50—100 ml /min /100g Figure 1-1 - ‫ وقت التمرين‬F‫ن حيزيد الطلب على الدم و ا@كسج‬u ‫عشان تلبي رغبة الجسم‬ 8  How does the body system maintain homeostasis? ‫تزان يتضمن‬u‫مسار ا‬ Sensors Integrating centers Pathway Effectors Senses the change from the normal 1. Sensors: detect change in the internal environment and send information to the: ‫مركز العمليات‬ 2. Integrating center (Brain, CNS, endocrine glands): Assess change around a set point, then sends instructions to: ‫له‬,‫ستجابة من خ‬u‫تكون ا‬ 3. Effector (muscle or gland): make the appropriate adjustments (increase or decrease) to counter the change from the set-point 9  ‫هون في ‪ notes‬من الفيديو تبع الدكتورة‬ ‫مث‪N ً,‬ا تزيد أو تقل درجة حرارة الجسم عن الطبيعي هيك منكون عملنا خلل في ا‪u‬تزان و عشان الجسم يرجع‬ ‫لحالة ا‪u‬تزان بدخل بعملية اسمها ‪ negative feedback‬منشان يرجع الوضع طبيعي‪.‬‬ ‫‪ ١‬في حالة زيادة درجة الحرارة برا رح تزيد حرارة الجسم عن الحد الطبيعي وحيكون‬ ‫في مستقب‪,‬ت حسية بتحس بالتغير بالتالي رح ترسل للدماغ يلي هو ال ‪integrating‬‬ ‫‪ ، center‬حيفكر الدماغ كيف يقلل من حرارة الجسم عشان نرجع لحالة ا‪u‬تزان‬ ‫الطبيعي بمساعدة من ال ‪ hypothalamus‬يلي حيرسل إشارات ل…وعية الدموية‬ ‫)‪ (effector‬تؤدي إلى ‪) vasodilation‬تمدد ا@وعية ( و لو ما كان هاد كافي لتقليل‬ ‫حرارة الجسم حيرجع ال ‪ hypothalamus‬يرسل اشرات للغدد العرقية ‪.‬‬ ‫‪ ٢‬في حالة نقص درجة الحرارة حيختلف عمل ال ‪ effector‬فبدل ال ‪ vasodilation‬رح‬ ‫تتقلص ا@وعية الدموية ‪ vasoconstriction‬ولو ما كان هاد كافي ال ‪hypothalamus‬‬ ‫رح يرسل إشارات للعض‪,‬ت عشان تنقبض لعملية الرجف‬  Maintenance of Homeostasis ‫ لو زادت كميتها ال‬x ‫عنا مادة‬ ‫ حيبعتو إشارات لل‬sensors ‫ و‬integrating center F‫ بعد التحس‬information ‫@نها بتعطي‬ ‫ بقلل‬effector ‫بعدين ال‬ ‫ادة‬N‫تركيز ا‬ Negative feedback response ‫@نها عكس ال‬ ‫ بتشتغل‬negative feedback ‫ال‬ ‫ فلو رجع الجسم‬sensor ‫على ال‬ ‫ إنها حلقة‬، completes a circle ‫@نها‬ ‫للوضع الطبيعي ما رح نحتاج نقلل‬ feedback loop‫ فال‬x ‫ادة‬N‫ا‬ ‫حتوقف‬ Human physiology, by S. Fox 10  Feedback Control Negative feedback: The response is negative to the initial stimulus  Series of changes that return the factor toward a certain mean value promotes stability negative feedback ‫كل تأثير على جسم ا‹نسان حيكون اله‬  maintain homeostasis Examples: 1. The regulation of body temperature 2. the regulation of blood pressure 3. the regulation of blood pH 4. the regulation of blood glucose 11 1. The regulation of body temperature Sweat Sweat 37° C Normal range Shiver Shiver – – – Set point Normal (average) range – – – Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. 12  The Control of Arterial Pressure blood ‫هون بسبب مؤثر خارجي قل ال‬. pressure baroreceptors ‫ت‬,‫في الجسم عنا مستقب‬ Stimuli Blood pressure medulla oblongata ‫هدول حيبعتو إشارات لل‬ ‫مؤثر خارجي‬ ‫ أو أنها‬cardiac rate ‫يلي بدورها اما ً حتزيد أل‬ Sensor Baroreceptors ‫ و هيك برجع بزيد ال‬vasoconstriction ‫تعمل‬ Integrating center ‫ ليوصل للحد الطبيعي‬blood pressure Effector Sensory neurons ( brain stem) ‫جزء من جذع الدماغ‬ Medulla oblongata Sympathetic Parasympathetic Vasoconstriction Cardiac of arterioles rate ‫هون السهم يعني رجع للحد الطبيعي ما‬ Negative feedback response Blood pressure restored back to normal. ‫زاد‬ ‫ن‬u baroreceptor ‫حيرجع لل‬ negative feedback ‫حكينا ال‬ sensor ‫تاثيره على ال‬ 13 Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.  Feedback Gain ‫ للمحافظة على التوازن‬feedback ‫مقياس لفاعلية ال‬ A measure of the effectiveness of a feedback system in maintaining constant conditions (Homeostasis efficiency) Variable BP Correction Gain = 175mmHg Error Example: 125mmHg 100mmHg Normal Blood Pressure (BP) = 100mmHg ‫ فقدر الجسم بمساعدة‬blood pressure ‫زاد عنا ال‬ Disturbance: Increase in BP = 175mmHg ‫ يلي حكينا‬mechanism ‫ و ال‬Baroreceptors ‫ال‬ Baroreceptors mechanism brings BP = 125mmHg ‫ا يقارب الحد‬N blood pressure ‫عنها فوق يرجع ال‬ Correction = 125-175= -50mmHg. ‫الطبيعي‬ Error = 125-100 = 25 mmHg Time Gain = -50/25 = -2 Correction = final bp - disturbance Error= final bp - normal bp 14  ‫‪Calculate the Gain‬‬ ‫‪Gain = correction / Error‬‬ ‫‪Correction = 75 -50 = 25‬‬ ‫‪Error =75-100 = -25‬‬ ‫‪Gain= 25/-25‬‬ ‫‪= -1‬‬ ‫وقت الطلق )‪ (labor‬يتم إفراز هرمون ال ‪ oxytocin‬من ال ‪pituitary‬‬ ‫من أمثلة ال ‪ positive feedback‬تخثر الدم ‪ ،‬فلما‬ ‫‪ gland‬ليروح لعند ال ‪ uterus‬عشان يعمل ‪.contraction‬في البداية بكون‬ ‫ينزف ال ‪ blood vessel‬أو يصير بالجسم أي نزيف‬ ‫مستوى الهرمون قليل فبتكون ال ‪ contraction‬قليلة و على فترات زمنية‬ ‫بتتجمع ال‪ platelets‬في مكان ا‹صابة و بتبعث‬ ‫متباعدة‪.‬مع زيادة إفراز الهرمون بتزيد ال ‪ contraction‬و بيوصل ال‬ ‫إشارات كيميائية لجذب ‪ platelets‬اكتر ‪.‬فبصير‬ ‫‪ uterus‬ل ‪ excited state‬بيحتاج فيها لل ‪ oxytocin‬بشكل اكتر ‪.‬فمع‬ ‫التخثر ‪more efficient‬‬ ‫زيادة ال ‪ contractions‬بضل ال ‪ pituitary gland‬يطلع ‪oxytocin‬‬ ‫لتنتهي ال ‪ contractions‬و يبطل ال ‪ uterus‬بال ‪ excited state‬و ‪N‬ا‬ ‫توقف ال ‪ contractions‬و ينزل الجن‪ F‬حندخل بال ‪negative‬‬ ‫‪ feedback‬عشان ال ‪ pituitary gland‬توقف انتاج ال ‪oxytocin‬‬  Positive Feedback positive ‫ ال‬. negative feedback ‫ مش شرط يكون عكس ال‬positive feedback ‫ال‬ amplification ‫ بعمل‬negative feedback ‫ زي ال‬sensors ‫ لل‬stop ‫ بدل ما يعمل‬feedback ( ‫)تضخيم‬ The end product in a process stimulates the process ‫التغير يكون على خط واحد و في أماكن معينة‬  promotes a change in one direction  The action of effectors amplifies the changes Examples: 1. Blood clotting 2. Child birth 3. Action potential Lactation Adapted from the internet 15 Child birth Adapted from the internet 16