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生物醫學工程理論與實踐/生理系統

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心血管結構與功能

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人體心臟示意圖

由於人體所有細胞都無法與營養物質、氧氣、二氧化碳、代謝廢物、能量和動量進行交換,因此生理系統中的高速公路網路在細胞之間輸送物質以維持整個身體的運轉。這個高速公路網路被稱為心血管系統,它包括一個泵站:心臟;一種工作液:血液;一個複雜的樹枝狀分佈和收集管道和通道:血管;以及一種複雜的內在(固有)和外在(自主神經和內分泌)控制機制。

血液為組織提供氧氣和營養物質,包括組成元素,並清除廢物。血液還將激素和其他物質輸送到組織和器官。

血液由血漿(佔血容量的 55%)和血細胞或血球(約佔體重的 8% ± 1%)組成。血球懸浮在連續的血漿流體中,可分為紅細胞(紅血球,佔構成要素的 95% 左右)、白細胞(白血球,佔所有血球的 0.15% 以下)和血小板(血小板,約佔所有血細胞的 5%)。血球起源於骨髓中的未分化幹細胞(稱為造血幹細胞),並透過造血作用成熟。

內分泌系統

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'另請參閱 維基百科,內分泌系統人體生理學/內分泌系統

主要內分泌腺體。(男性左側,女性右側。)1. 松果體 2. 垂體 3. 甲狀腺 4. 胸腺 5. 腎上腺 6. 胰腺 7. 卵巢 8. 睪丸

內分泌系統是指生物體內分泌激素(換句話說,產生像小分子這樣的信使)直接進入迴圈系統,並被輸送到遠處目標器官的腺體集合。為了生長、維持恆定體溫、繁殖後代或執行基本的行為和功能,本質上,像小化學物質(換句話說,信使)這樣的激素應該進入血液。因此,內分泌系統可以提供從大腦下丘腦到所有器官的電化學連線,以控制身體的代謝、生長和發育以及繁殖。

內分泌學有著相對悠久的歷史。但在 20 世紀 60 年代後期,隨著靈敏且相對特異的分析方法的引入,測量迴圈激素的低濃度變得更容易、更便宜。從那時起,更容易理解內分泌生理學以及調節和控制機制。競爭性蛋白結合和放射免疫分析帶來了對單個內分泌腺體生理學以及垂體神經控制和內分泌系統整體反饋控制的研究進展。細胞和分子生物學以及重組 DNA 技術也幫助了內分泌系統研究。

與此同時,數學模型和實驗研究之間的互動式研究使得了解內分泌動力學成為可能。

激素和訊號,組織和細胞之間的相互作用

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激素可分為四類:(1)類固醇激素,(2)肽和蛋白激素,(3)氨基酸衍生物,主要是芳香族氨基酸酪氨酸,以及(4)類花生酸(脂肪酸衍生物)。

1. 類固醇是脂類,更準確地說,是透過化學修飾產生的膽固醇衍生物。

2. 肽和蛋白激素在細胞內質網中合成,然後轉移到高爾基體,在那裡被包裝成分泌囊泡,以便輸出。

3. 氨基酸衍生物:有兩類激素源於氨基酸酪氨酸;甲狀腺激素和兒茶酚胺。甲狀腺激素基本上是包含三個或四個碘原子的“雙”酪氨酸環。兒茶酚胺包括腎上腺素和去甲腎上腺素,它們既可以作為激素,也可以作為神經遞質。

4. 類花生酸是多元不飽和脂肪酸衍生物的龐大族群,例如前列腺素、血栓烷、白三烯和血栓烷。

激素在細胞水平的作用

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左側圖顯示了一種類固醇(脂類)激素 (1) 進入細胞,並 (2) 與細胞核中的受體蛋白結合,導致 (3) mRNA 合成,這是蛋白質合成的第一步。右側顯示蛋白激素 (1) 與受體結合,這 (2) 啟動了轉導途徑。轉導途徑最終 (3) 啟用細胞核中的轉錄因子,並開始蛋白質合成。在這兩幅圖中,a 是激素,b 是細胞膜,c 是細胞質,d 是細胞核。

神經系統

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神經系統

神經系統可以定義為神經細胞和纖維的網路,它們在腦和身體其他部位之間傳遞資訊,以控制運動和感覺。這個神經系統由腦和脊髓、神經、神經節以及受體器官的組成部分組成,它接收和解釋刺激並將衝動傳遞給效應器官。

視覺系統

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200 px|center|framed

聽覺系統

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人耳解剖圖。

胃腸道系統

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呼吸系統

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肺部示意圖
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