跳轉到內容

生物醫學工程理論與實踐/生理系統

來自華夏公益教科書,開放書籍,開放世界
生物醫學工程理論與實踐
介紹 生理系統 生理建模和模擬

心血管結構和功能

[編輯 | 編輯原始碼]

由於人體所有細胞無法與營養物質、氧氣、二氧化碳和代謝廢物、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運輸物質,以維持整個身體的運作。這個高速公路網路被稱為心血管系統,包括一個泵站,心臟;一種工作液體,血液;一個複雜的分佈和收集管道和通道的分支配置,血管;以及一種複雜的內在 (固有) 和外在 (自主和內分泌) 控制方式。

血細胞

血液為組織提供氧氣和營養物質,包括構成元素,並清除廢物。血液還將激素和其他物質運輸到組織和器官。

血液由血漿(佔血容量的 55%)和血細胞或血細胞 (大約佔體重的 8±1%) 組成。血細胞懸浮在連續的血漿液體中,可以分為紅細胞 (紅細胞,佔形成元素的 95% 左右)、白細胞 (白細胞,佔所有血細胞的 0.15% 以下) 和血小板 (血小板,佔所有血細胞的 5% 左右)。血細胞來源於活躍的 (“紅色”) 骨髓中的未分化幹細胞 (稱為血細胞母細胞),並透過血細胞生成成熟。

人體心臟圖

人的心臟約佔體重的 0.47%,位於隔膜上,在兩肺的下部之間。這個重要的小器官位於胸腔中央,受第三和第六根肋骨保護。心臟被一道堅韌的肌肉壁——房間隔和室間隔隔開。心臟的左側透過主動脈半月瓣出口瓣將富含氧氣的血液推入體迴圈,體迴圈將血液輸送到全身。心臟的右側透過肺動脈半月瓣出口瓣將貧氧血液推入肺迴圈,肺迴圈將血液輸送到肺部。透過呼吸,氧氣得到補充,二氧化碳被排出。之後,血液回到心臟,迴圈再次開始。

血管

血管是血液在人體迴圈系統中分佈的“道路”。透過這些血管,血液被輸送到全身,幫助最佳化器官的功能。血管主要有三種類型:動脈,將血液從心臟輸送出去;毛細血管,進行血液和組織之間水分和化學物質的實際交換;靜脈,將血液從毛細血管輸送回心臟。

動脈和靜脈有三個層

  • 內膜 (最內層,也是最薄的一層):由一層簡單的扁平上皮細胞組成,由內彈性層支撐。
  • 中膜 (動脈中最厚的一層)由平滑肌細胞和彈性組織組成。中膜可能 (尤其是在動脈中) 富含血管平滑肌,控制血管的水平。
  • 外膜 (靜脈中最厚的一層)完全由結締組織組成。它包含供應血管的神經以及營養毛細血管。

內分泌系統

[編輯 | 編輯原始碼]

'另見 維基百科,內分泌系統人體生理學/內分泌系統

主要的內分泌腺體。(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中分泌激素 (換句話說,產生像小分子一樣的信使) 直接進入迴圈系統,以被輸送到遠端靶器官的腺體集合。為了生長,保持恆溫,繁殖後代,或執行基本的行為和功能,本質上,像小化學物質一樣的激素 (換句話說,信使) 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、生長發育和繁殖。

內分泌學有相當長的歷史。但在 20 世紀 60 年代後期,隨著靈敏度高且相對特異的分析方法的引入,測量低濃度的迴圈激素變得更容易且更便宜。從那時起,更容易理解內分泌生理學以及調節和控制機制。競爭性蛋白質結合和放射免疫測定法推動了對單個內分泌腺體生理學以及對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研究使我們能夠理解內分泌動力學。

激素和訊號,組織和細胞之間的相互作用

[編輯 | 編輯原始碼]
1802 胺肽蛋白和類固醇激素結構的例子

根據分子結構和特性,激素可分為四類:(1) 類固醇激素,(2) 肽和蛋白質激素,(3) 氨基酸衍生物,主要是芳香族氨基酸酪氨酸,以及 (4) 類二十烷酸 (脂肪酸衍生物)。

1. 類固醇是脂類,更確切地說,是透過化學修飾產生的膽固醇衍生物。

2. 肽和蛋白質激素在細胞內質網中合成,然後轉移到高爾基體,在那裡它們被包裝成分泌囊泡以供輸出。

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結合了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,它們能夠同時發揮激素和神經遞質的作用。

4. 類二十烷酸是大量多不飽和脂肪酸衍生物,如前列腺素、血栓烷、白三烯和血栓素。

激素在細胞水平上的作用

[編輯 | 編輯原始碼]
左圖顯示類固醇 (脂類) 激素 (1) 進入細胞,(2) 與細胞核中的受體蛋白結合,引起 (3) mRNA 合成,這是蛋白質合成的第一步。右側顯示蛋白質激素 (1) 與受體結合,(2) 啟動轉導途徑。轉導途徑最終 (3) 啟用細胞核中的轉錄因子,並啟動蛋白質合成。在兩個圖中,a 是激素,b 是細胞膜,c 是細胞質,d 是細胞核。

神經系統

[編輯 | 編輯原始碼]

神經系統組織

[編輯 | 編輯原始碼]
神經系統
神經系統組織

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。該神經系統分為兩個主要部分:中樞神經系統 (CNS) 和周圍神經系統 (PNS)。神經系統的三個基本功能

  1. 運動輸出:透過肌肉或腺體活動做出反應
  2. 感覺輸入:接收來自身體內部和外部的感覺
  3. 整合:處理和解釋感覺並做出決定

中樞神經系統

[編輯 | 編輯原始碼]

CNS 由腦和脊髓組成。它是整合和控制中心。

周圍神經系統

[編輯 | 編輯原始碼]

周圍神經系統是神經系統的一部分,由腦和脊髓以外的神經和神經節組成。PNS 的主要功能是在 CNS 和身體其他部位之間建立通訊線路。周圍神經系統分為感覺 (傳入) 部分運動 (傳出) 部分感覺 (傳入) 部分的主要功能是從受體傳導衝動到 CNS。感覺部分由軀體 (皮膚、肌肉、關節) 和內臟 (器官) 感覺神經元組成。運動 (傳出) 部分由運動神經元組成。它將衝動從 CNS 傳導到效應器 (肌肉和腺體)。運動部分可以分為軀體神經系統和自主神經系統 (ANS),無論它是自願的還是非自願的。軀體神經系統提供自願控制,並將衝動從 CNS 傳導到骨骼肌。自主神經系統是非自願的,但它們通常可以與軀體神經系統一起工作,因為在兩個系統中,神經元之間存在抑制性和興奮性突觸。ANS 的主要功能是將衝動從 CNS 傳導到心肌、平滑肌和腺體。ANS 又可分為三個主要子系統:副交感神經系統 (PSNS)、交感神經系統 (SNS)[1] 和腸神經系統 (ENS)[2]。根據情況,這些子系統可以獨立或協同工作。ENS 由控制胃腸系統功能的神經元網狀系統組成。[3] 副交感神經系統負責刺激“休息和消化”或“進食和繁殖”。交感神經系統與刺激與戰鬥或逃跑反應相關的活動有關(也稱為戰鬥、逃跑、凍結或順從反應 [在 PTSD 中]、過度警覺或急性壓力反應)。

神經組織

[編輯 | 編輯原始碼]

神經組織是中樞神經系統和周圍神經系統的分支周圍神經的主要成分。它緊密堆積和交織在一起,由神經元和神經膠質 (支援) 細胞組成。

神經膠質細胞

[編輯 | 編輯原始碼]
神經膠質細胞的型別

神經膠質細胞(也稱為膠質細胞)是非神經元細胞,它們維持穩態,形成髓鞘,並在腦和周圍神經系統中支援和保護神經元[4]

在 PNS 中,神經膠質細胞包括施旺細胞衛星細胞腸道膠質細胞施旺細胞在 PNS 中圍繞大的神經纖維形成髓鞘,並且還具有吞噬活性,可以清除細胞碎片,從而使 PNS 神經元再生[5]衛星細胞是圍繞感覺、交感和副交感神經節中的神經元的小細胞[6]。它可能有助於控制神經元周圍的化學環境。腸道膠質細胞可以在消化系統的內在神經節中找到。它們在腸道系統中可能發揮許多作用,其中一些與穩態和肌肉消化過程有關。[7]

在 CNS 中,星形膠質細胞、小膠質細胞、室管膜細胞和少突膠質細胞作為支援細胞。星形膠質細胞佔據神經體積的一半,並透過附著在神經元和毛細血管上的球狀末端伸展 (因此將神經元連線到血液/營養供應)。它控制神經元周圍的化學環境 (在細胞外空間緩衝 K+ 和/或回收釋放的神經遞質)。小膠質細胞是腦和脊髓的駐留巨噬細胞,是 CNS 中第一道也是主要的主動免疫防禦形式。[8][9] 少突膠質細胞為一些脊椎動物中樞神經系統的軸突提供支援和絕緣,等同於PNS中施旺細胞的功能。少突膠質細胞透過建立髓鞘來實現這一點,髓鞘由 80% 脂類和 20% 蛋白質組成[10]室管膜細胞是襯覆脊髓和腦室系統的薄上皮樣襯裡。它們在 CNS 腔和周圍組織之間形成屏障。它們的纖毛迴圈腦脊液並保護大腦。[11]

神經元

[編輯 | 編輯原始碼]
完整的神經元細胞圖

神經元是一種電興奮性細胞,透過電化學過程傳遞資訊。人腦大約有 1000 億個神經元。這些神經元是無絲分裂的,並且具有高代謝率。神經元在結構上由細胞體 (胞體)一個或多個突起組成。

  • 神經元的主體是胞體。由於胞體含有細胞核,大多數蛋白質合成都在這裡進行。細胞核的直徑範圍為 3 到 18 微米。[12]大多數神經元胞體位於中樞神經系統。中樞神經系統中細胞體的簇被稱為。外周神經系統中少數/細胞體的簇被稱為神經節
  • 突起被稱為束 (在中樞神經系統中)神經 (在外周神經系統中)。神經元具有專門的細胞部分,稱為樹突軸突
    • 樹突是具有許多分支的細胞延伸。樹突接收化學訊號,並傳導電訊號(梯度電位)。
    • 軸突將梯度電位從胞體傳導到軸突末梢。許多神經元只有一個軸突,但這個軸突可能會進行廣泛的分支,幫助與許多靶細胞進行通訊。軸突從胞體開始的部分稱為軸突起始段。軸突起始段是神經元中電壓依賴性鈉通道密度最大的部分。這使其成為神經元中最容易興奮的部分,也是軸突的尖峰啟動區:在電生理學方面,它具有最負的動作電位閾值。
  • 一些神經元可以透過斷裂、增殖、伸長等過程修復。
  • 電化學訊號在髓鞘(蛋白質-脂類)的幫助下傳遞,髓鞘絕緣神經纖維(長軸突)並增強傳遞。郎飛結也有助於神經衝動的傳遞。有髓突起構成神經組織的白質,無髓突起構成神經組織的灰質
  • 軸突末梢包括突觸,在那裡神經遞質化學物質被釋放出來,與靶神經元進行交流。
  • 完全分化的神經元是永久性有絲分裂後細胞;[13]

神經元分類

[edit | edit source]
結構分類
[edit | edit source]
  • 無軸突神經元:軸突可能與樹突無法區分。它們可以在大腦中找到。它們的功能知之甚少。
  • 多極神經元:它們擁有單個(通常很長)的軸突和許多樹突。需要三個或更多突起(通常只有一個軸突)。它們是常見型別,是中樞神經系統中的主要神經元。
    • 高爾基 I 型:軸突很長的神經元,起源於中樞神經系統的灰質,並可能從那裡延伸出去[14]。例如,錐體細胞、浦肯野細胞和前角細胞。
    • 高爾基 II 型:神經元沒有軸突,或者軸突很短,不會從中樞神經系統的灰質發出分支。最好的例子是顆粒細胞。[15]
  • 雙極神經元:軸突和單個樹突位於胞體的相對兩端。它們在成年人中很少見,但可能在視網膜和嗅覺粘膜中發現。
  • 單極神經元假單極神經元:只有一個原生質突起(神經突)從胞體伸出,並形成中樞神經系統和外周神經系統。大多數神經元是多極的。但是,許多型別的初級感覺神經元是假單極的。[16]
功能分類
[edit | edit source]
  • 感覺(傳入)神經元:它們將神經衝動從感受器或感覺器官傳遞到中樞神經系統。
  • 運動(傳出)神經元:接收來自大腦和脊髓的訊號,導致肌肉收縮並影響腺體的輸出。
  • 聯絡神經元(中間神經元):在其他神經元之間形成連線的神經元。

神經纖維和結締組織

[edit | edit source]

神經包含兩種型別的組織:神經纖維和結締組織。神經纖維是構成外周結締組織(外周神經系統)的器官。它由軸突或長樹突、髓鞘(如果存在)及其雪旺細胞組成。它們充當資訊管道,讓大腦和脊髓與其他組織和器官進行交流。

視覺系統

[edit | edit source]

另請參閱 維基百科,視覺系統

視覺系統由三部分組成:中樞神經系統、眼睛和光線。它從可見光中檢測和解釋有關視覺物體的資訊,並指導身體相對於視覺物體的運動。

眼睛部分

眼睛

[edit | edit source]

光線從視覺影像上反射回來,回到你的眼睛。光線然後透過眼睛的外部分進入,稱為角膜。角膜像窗戶一樣透明。角膜幫助眼睛聚焦。“聚焦”意味著使物體看起來清晰銳利,就像相機中的膠片和電子感測器一樣。然後,光線穿過一個稱為瞳孔的開口,瞳孔是眼睛彩色部分中間的黑色圓圈。彩色部分稱為虹膜。當光線明亮時,虹膜收縮瞳孔,直到進入的光線量合適。當光線昏暗時,虹膜反向擴張,讓更多光線進入。虹膜在眼睛中的功能與相機中的虹膜相同。眼睛有一個晶狀體來聚焦光線。眼睛的晶狀體位於虹膜之後。光線在到達眼睛後部之前穿過晶狀體。

視網膜

[edit | edit source]
視網膜感光細胞中視蛋白的功能部分

在眼睛的後面,襯著眼睛內部的是視網膜。視網膜包含 1.3 億個微小的感光細胞,這些感光細胞包含稱為視蛋白的特定蛋白質分子。視蛋白吸收光子(光粒子)並透過訊號轉導途徑向細胞傳送訊號。在人類視蛋白中,兩種型別的視蛋白參與有意識的視覺:視杆視蛋白和視錐視蛋白。視杆視蛋白(視紫紅質,通常表示為 Rh),用於夜視,熱穩定,存在於視杆感光細胞中。視錐視蛋白,用於色覺,是視錐感光細胞中不太穩定的視蛋白。視錐視蛋白可以根據其最大吸收峰(λmax)進行細分,最大吸收峰是觀察到最高光吸收的波長。因此,人類有四種視蛋白如下[17][18]

  1. 視紫紅質 (Rh1, OPN2, RHO) – 在視杆細胞中表達,用於夜視
  2. 三種視錐視蛋白(也稱為光蛋白) – 在視錐細胞中表達,用於色覺
    • 長波敏感 (OPN1LW) 視蛋白λmax 在電磁頻譜的紅色區域。儘管它叫這個名字,但這個受體在紫外高頻區域也有次要響應[19][18]
    • 中波敏感 (OPN1MW) 視蛋白λmax 在電磁頻譜的綠色區域
    • 短波敏感 (OPN1SW) 視蛋白λmax 在電磁頻譜的藍色區域

在視網膜中,感光細胞直接與雙極細胞突觸連線,雙極細胞又與最外層的神經節細胞突觸連線,然後神經節細胞將動作電位傳導到大腦。根據它們的投射和功能,有五種不同型別的神經節細胞,它們將視覺(成像和非成像)資訊傳送到大腦

  1. 具有小感受野的矮細胞(視網膜神經節細胞的旁細胞通路,或 P 通路;P 細胞):大約 80% 的所有視網膜神經節細胞是旁細胞通路中的矮細胞。它們接收來自相對較少的視杆和視錐的輸入。在許多情況下,它們連線到矮雙極細胞,每個矮雙極細胞連線到一個視錐。[20] 它們具有緩慢的傳導速度。它們可以響應顏色的變化,但對對比度的敏感度較低[21]
  2. 傘形細胞(大細胞或 M 途徑;M 細胞):約 10% 的視網膜神經節細胞是傘形細胞,這些細胞是大細胞途徑的一部分。它們接收來自相對較多桿狀細胞和錐狀細胞的輸入。它們具有較快的傳導速度,可以響應低對比度刺激,但對顏色的變化不敏感[21]
  3. K 細胞,具有非常大的僅中心感受野,對顏色敏感,對形狀或深度無動於衷;
  4. 感光神經節細胞
  5. 投射到上丘的其他神經節細胞,用於眼球運動(掃視)[21]
視覺系統包括眼睛,連線到視覺皮層和其他大腦部位的通路。

聽覺系統

[編輯 | 編輯原始碼]

外周聽覺系統

[編輯 | 編輯原始碼]
聽覺系統

聲音由耳廓收集,耳廓是外耳的可見部分,並透過外耳道傳導到中耳,外耳道是一個看似簡單的管子。耳道放大 3 到 12 kHz 之間的聲音。耳道末端是鼓膜,它標誌著中耳的開始。

中耳由鼓膜(鼓膜)組成,透過一個精細的骨骼結構(錘骨、砧骨和鐙骨)連線到內耳。中耳骨(聽小骨)和保持其位置的肌肉是人體中最小的。中耳的主要功能之一是將聲音從空氣有效地傳遞到內耳的液體中。如果聲音直接衝擊內耳,大部分聲音會反射回來,因為空氣的聲阻抗與液體的不同。

中耳作為一個阻抗匹配裝置,可以改善聲音傳輸,減少反射聲音的數量,並保護內耳免受過度的聲音壓力。這種保護由大腦透過中耳的肌肉控制,中耳的肌肉可以以 10 毫秒的速度對骨骼結構進行緊張和鬆弛。中耳與內耳的連線是人體最小的骨頭:鐙骨(或鐙骨)。它大約 3 毫米長,重量約 3 毫克。

內耳由耳蝸和聽覺神經組成,用於聽覺,以及前庭系統,用於平衡。耳蝸是螺旋形的骨質結構,它將來自外耳的聲音壓力模式轉換為電化學脈衝,這些脈衝透過聽覺神經傳遞到大腦。前庭系統由一系列充滿液體的隔室組成(三個半規管和兩個較大的部分),其中包含平衡和運動的感覺器官。前庭感測器檢測頭部的角運動、方向和速度。關於平衡的資訊透過前庭神經傳遞到大腦。

中樞聽覺系統

[編輯 | 編輯原始碼]
聽覺通路

編碼後的聲音資訊進入前庭蝸神經,透過中間站,例如腦幹的蝸神經核和上橄欖複合體以及中腦的下丘,並在每個中途站進行進一步處理。最後,資訊到達丘腦,然後從丘腦傳遞到皮層。在人腦中,初級聽覺皮層位於顳葉。

胃腸系統

[編輯 | 編輯原始碼]
胃腸系統及其功能

胃腸道(GIT)由一個空心的肌肉管組成,從口腔開始,食物進入口腔,然後繼續穿過咽喉、食道、胃和腸道,到達直腸和肛門,食物從這裡排出。有許多輔助器官透過分泌酶來幫助消化道,增強食物分解成其成分營養素的過程。因此,唾液腺、肝臟、胰腺和膽囊在消化系統中發揮作用。食物透過消化道肌肉壁的蠕動運動推動。

整個消化道大約 9 米長[22]。消化道分為上消化道和下消化道,以及腸道部分[23]

嘴巴

口腔被稱為嘴巴口腔或拉丁語cavum oris[24]口腔是消化道的第一個部分,它接受食物和唾液[25]。它襯以復層扁平上皮口腔粘膜,角蛋白覆蓋那些容易受到嚴重磨損的區域,如舌頭、硬顎和口腔頂部。咀嚼是指牙齒透過咀嚼和切割動作對食物進行機械分解。舌頭是一種強壯的肌肉器官,可以使食物團與牙齒接觸。它也是口腔的觸覺、溫度和味覺的感知器官,它利用其被稱為乳頭的專用感測器。

人類唾液 99.5% 是水,其餘 0.5% 由電解質、粘液、糖蛋白、酶和抗菌化合物組成,如分泌型 IgA 和溶菌酶[26]

唾液分泌是指口腔內容物與唾液腺分泌物的混合。唾液中的粘蛋白(一種糖蛋白)起潤滑劑的作用[27]。口腔在碳水化合物消化中的作用有限。唾液中的一種成分——血清澱粉酶,開始分解複雜碳水化合物的過程。口腔的最後功能是透過粘膜吸收葡萄糖和水等小分子。從口腔中,食物透過吞嚥作用穿過咽喉和食道。

唾液腺

[編輯 | 編輯原始碼]
唾液腺

三對唾液腺與口腔一起工作。每對都是一個複雜的腺體,有很多由分泌上皮襯裡的腺泡。腺泡將其內容物分泌到特殊的導管中。每個腺體都分為較小的葉。唾液分泌是因為味覺、嗅覺,甚至觀察食物。這是對神經訊號的反應,這些訊號指示唾液腺分泌唾液以準備和滋潤口腔。每對唾液腺分泌的唾液成分略有不同。它們還分泌澱粉酶,這是一種將澱粉分解成麥芽糖的酶。

腮腺是人體主要的唾液腺。腮腺是最大的唾液腺,成對存在,形狀不規則,位於外耳道下方和前方,透過腮腺管或導管將分泌物排入口腔前庭[28]。它們分泌的唾液佔總唾液量的25%。它們位於顴弓(顴骨)下方,覆蓋部分下頜骨(下頜骨)。當一個人咬牙時,腫大的腮腺更容易被感覺到。腮腺分泌唾液α-澱粉酶(sAA)。分泌的免疫球蛋白有助於對抗微生物,而α-澱粉酶蛋白開始分解複雜的碳水化合物[29]

下頜下腺

[edit | edit source]

成對的下頜下腺或頜下腺是主要的唾液腺,位於下頜下方,二腹肌上方[30]。儘管它們遠小於腮腺,但它們分泌的唾液約佔總唾液量的60-67%。這些腺體產生更粘稠(濃稠)的分泌物,富含粘蛋白,蛋白質含量較少。粘蛋白是一種糖蛋白,在食團透過食道時起潤滑作用。 [31]

舌下腺

[edit | edit source]

舌下腺是最小的唾液腺,被口腔底部的薄層組織覆蓋[32]。它們產生的唾液量只佔總唾液量的約5%。它們產生的分泌物由於大量的粘蛋白而非常粘稠。它們有助於緩衝和潤滑。

上消化道

[edit | edit source]

上消化道由食道、胃和十二指腸組成。 [33]

食道

[edit | edit source]

它被稱為食管食道。食道是長約25釐米、直徑約2釐米的纖維肌管[34]。它一般從第六頸椎(C6)水平附近,環狀軟骨後方延伸,在第十胸椎(T10)水平附近穿過膈肌,在第十一胸椎(T11)水平附近終止於胃的賁門[35]。食道壁從腔內向外由粘膜、粘膜下層(結締組織)、纖維組織間肌肉纖維層和外層結締組織組成。這些肌肉由食管神經叢支配。此神經叢環繞食道下端。食道主要起著各個隔室間運輸介質的作用。食道有豐富的血液供應和血管引流。臨床上透過使用鋇的X射線檢查、內窺鏡檢查和CT掃描進行檢查。

胃的各個部分

是一個J形擴張的囊,位於食道和十二指腸(小腸的第一部分)之間的正中左側。它分泌被稱為蛋白酶的蛋白消化酶和強酸,以幫助食物透過分割消化,然後將部分消化的食物(食糜)送入小腸。

它分為四個主要區域,有兩個邊界,稱為胃大彎和胃小彎。

  • 第一個部分是賁門,它圍繞賁門,食道進入胃的地方,上皮從復層鱗狀上皮變為柱狀上皮的地方。
  • 胃底是由器官的上彎曲部分形成的,是胃的上部膨大部分,與膈肌的左穹頂相接觸。
  • 胃體是胃底和J形彎曲部分之間的最大中心部分。這是大部分胃腺所在的位置,也是大部分食物混合的地方。
  • 幽門是胃的彎曲底部。透過幽門括約肌,胃內容物被排入近端十二指腸。胃的內表面收縮成許多縱向皺襞,稱為胃皺襞。這些皺襞允許胃在食物進入時伸展和擴張。成年人胃的放鬆、接近空腹時的容積約為45-75毫升[36]。當它擴張時,通常可以容納約1升食物[37]。新生兒胃可以容納約30毫升。

胃的功能如下

  • 暫時儲存攝入的食物。
  • 透過研磨和混合分解食物。
  • 透過酸和酶對蛋白質進行化學消化。
  • 胃酸殺死蟲子和細菌。
  • 部分吸收食物,如酒精。

肝臟

[edit | edit source]
膽道系統

肝臟是一個很大的紅褐色器官,位於腹部的右上象限。它被一個強韌的囊膜覆蓋,並分為四個葉,即右葉、左葉、尾狀葉和方葉。肝臟的功能由肝細胞或肝細胞執行。目前,還沒有人工器官或裝置能夠執行肝臟的所有功能。一些功能可以透過肝臟透析來完成,肝臟透析是一種針對肝衰竭的實驗性治療方法。

但肝臟是人體唯一能夠從丟失的組織中自然再生的內臟器官;只要有25%的肝臟,就能再生出一個完整的肝臟。 [38] 再生速度非常快。即使切除超過50%的肝臟質量,肝臟也能在兩週內恢復正常大小。這是因為肝細胞從靜止的G0期進入G1期,並進行有絲分裂。這個過程是由p75受體啟用的。 [39]

肝臟被認為具有500多種獨立的功能,通常與其他系統和器官一起工作。

膽囊

[edit | edit source]

膽囊是一個儲存膽汁的小器官,然後將其釋放到小腸中。它是一個空心的梨形器官,位於肝臟右葉的後表面凹陷處[40]。成年人膽囊完全伸展開時,長8釐米(3.1英寸),直徑4釐米(1.6英寸)[41]。膽囊可以儲存約100毫升[42]

它分為膽囊底膽囊體膽囊頸[35]。它透過膽囊管排入膽道系統。膽囊的主要功能是儲存和濃縮肝臟產生的膽汁。膽汁在食物刺激十二指腸時,透過膽囊肌肉壁收縮,響應十二指腸釋放的激素訊號,從膽囊中釋放出來。

膽囊膽汁由92%的水、6%的膽汁鹽、0.3%的膽紅素、0.9-2.4%的脂肪(膽固醇、脂肪酸和卵磷脂)和200 mEq/L的無機鹽組成。 [43]

胰腺是一個位於腹腔,胃後方的葉狀、灰粉色器官。其頭部與十二指腸相連,尾部延伸至脾臟。該器官長約5.75-9.5 釐米[44],有一個細長的身體連線頭部和尾部。胰腺具有外分泌和內分泌功能。

內分泌是指產生激素,大約在數百萬個稱為胰島的細胞群中發生[45]。胰島中有四種主要細胞型別,可以根據它們的分泌進行分類:α 細胞分泌胰高血糖素(增加血液中的葡萄糖),β 細胞分泌胰島素(降低血液中的葡萄糖),Δ 細胞分泌生長抑素(調節/停止 α 和 β 細胞)以及 PP 細胞或 γ(γ)細胞分泌胰多肽。[46]。外分泌(分泌)部分佔胰腺的 80-85%。

它由許多分泌液進入導管的腺泡(小腺體)組成,這些導管最終通向十二指腸。該液體含有消化酶,進入小腸。這些酶增強了對食糜中碳水化合物、蛋白質和脂類(脂肪)的分解。

下消化道

[編輯 | 編輯原始碼]
大腸

下消化道包括大部分小腸和全部大腸[47]。小腸包括十二指腸、空腸和迴腸,而大腸包括盲腸、結腸、直腸和肛管。[48][49]

小腸始於十二指腸,十二指腸接收來自胃的食物[50]。它的平均長度為 5.5~6 米,從胃的幽門括約肌延伸至迴腸與盲腸分界處的迴盲瓣。小腸被壓縮成許多皺褶,佔據了腹腔的大部分空間。

  1. 十二指腸:十二指腸是靠近胃的 C 形空心連線管(約 25-38 釐米長),彎曲包圍胰腺頭部[35]。它接收來自胃的胃食糜,以及來自胰腺(消化酶)和膽囊(膽汁)的消化液。消化酶分解蛋白質和膽汁,並將脂肪乳化成微粒。
  2. 空腸:空腸長約 2.5 米,位於十二指腸遠端和迴腸近端之間[51] [52]。它包含環狀皺襞(也稱為環狀皺襞或克氏瓣),以及絨毛,它們增加了胃腸道的表面積。消化產物(糖、氨基酸和脂肪酸)被吸收進入血液。空腸是消化和吸收的主要部位。
  3. 迴腸:迴腸是最長的一段,包含類似於空腸的絨毛。它的功能是吸收維生素 B12 和膽汁鹽。對於脂溶性維生素(維生素 A、D、E 和 K)的吸收,膽汁酸是必需的。

大腸呈馬蹄形,像框架一樣環繞小腸。它的功能是從物質中吸收水分,然後將無用的廢物從體內排出。[53] 它細分為闌尾、盲腸、升結腸、橫結腸、降結腸和乙狀結腸,以及直腸。它的長度約為 1.5 米,寬度為 7.5 釐米[54]

胃腸道(GI)層

[編輯 | 編輯原始碼]
胃腸道層

胃腸道是一個由上皮組織(一種特殊的細胞層)襯裡的肌性管。管內的內容物被認為是體外物質,並與口腔和肛門的外部環境相連。胃腸道可以分為以下四個同心層[55] 

  • 粘膜
  • 粘膜下層
  • 外肌層(外層肌肉層)
  • 外膜或漿膜

胃腸道最內層包圍著管腔,或管內的開放空間。這層接觸到消化的食物(食糜)。粘膜由以下部分組成

  • 上皮組織:它由一層稱為固有層的下層結締組織支撐。口腔和食道等區域被複層扁平(扁平)上皮組織覆蓋,因此它們可以承受透過食物的磨損。胃和小腸的襯裡為單層柱狀(高)或腺上皮,以幫助分泌和吸收。
  • 固有層:一層結締組織。它包含支援粘膜的血管、神經、淋巴組織和腺體。
  • 粘膜肌層:在固有層下方是薄層平滑肌,稱為粘膜肌層,它有助於透過物質,並透過攪拌和蠕動促進上皮層與管腔內容物之間的相互作用。

粘膜下層

[編輯 | 編輯原始碼]

粘膜下層包圍著粘膜肌層,由脂肪、緻密的、不規則的纖維結締組織,以及更大血管、淋巴管和神經分支到粘膜組成。在其外邊緣有一個專門的神經叢(腸神經叢),稱為粘膜下叢邁斯納叢。它供應粘膜粘膜下層

外肌層

[編輯 | 編輯原始碼]

這層平滑肌由內環形和外縱形兩層肌纖維組成,這兩層肌纖維由肌間叢或奧爾巴赫叢隔開。神經支配控制這些肌肉的收縮。這些層的協調收縮稱為蠕動,將食物向下移動到消化道。從口腔到胃,食物被稱為食團(食物球)。經過胃後,食物被部分消化並呈半流體狀,被稱為食糜。在大腸中,剩餘的半固體物質被稱為糞便。

外膜或漿膜

[編輯 | 編輯原始碼]

外膜 是器官、血管或其他結構的最外層結締組織覆蓋物[56]。 也稱為外膜或外層膜。 在胃腸道中,外層肌肉主要被漿膜覆蓋。 但是,在口腔、胸部食道、升結腸、降結腸和直腸,外層肌肉由外膜包圍。(十二指腸的外層肌肉被兩種組織型別覆蓋。) 一般來說,如果消化道可以自由移動,它會被漿膜包圍,但如果它相對固定,它會被外膜覆蓋。

另見 維基百科,胃電圖

呼吸系統

[編輯 | 編輯原始碼]
人類呼吸系統及其組成部分和功能的完整檢視

呼吸系統對每個人都是不可或缺的。 透過呼吸系統,氧氣進入我們的身體,二氧化碳離開我們的身體。 呼吸系統由氣道、肺、肺泡、肺血管、呼吸肌以及周圍的組織和結構組成。

呼吸系統

[編輯 | 編輯原始碼]
  1. :人類胸腔中有兩肺; 右肺由三個不完整的稱為葉的隔室組成,左肺有兩個,為心臟留出空間。
  2. 傳導氣道:在氣體交換和呼吸之前,空氣應該被移動、過濾、變暖和加溼。
  3. 肺泡:氣體交換髮生在這裡。為了提高效率,肺泡壁非常薄。
  4. 肺迴圈:心血管系統的一部分,它將含氧量低的血液從心臟帶到肺部,並將含氧量高的血液帶回心臟。
  5. 呼吸肌:各種呼吸肌參與吸氣和呼氣。 主要肌肉是橫膈膜、外肋間肌和內肋間肌的肋軟骨部分。 外肋間肌和肋軟骨部分都會抬高肋骨,從而增加胸腔的寬度,而橫膈膜收縮以增加胸腔的垂直尺寸,並幫助抬高下肋骨。 當身體需要快速處理能量時,通常會使用輔助肌肉。
  1. 血液由液體部分(血漿)和__a___種不同的細胞組成。((a)兩種(b)三種)
  2. 血液的凝固是由___b___完成的。((a)血小板(b)白細胞)

參考文獻

[編輯 | 編輯原始碼]
  1. Template:DorlandsDict
  2. 穩態負荷筆記本:副交感神經功能 - 1999 年,加州大學舊金山分校麥克阿瑟研究網路
  3. John Barton Furness (15 April 2008). 腸神經系統. John Wiley & Sons. ISBN 978-1-4051-7344-5. Retrieved 16 January 2013.
  4. Jessen, Kristjan R. & Mirsky, Rhona 腸神經系統中的神經膠質細胞含有神經膠質纖維酸性蛋白 Nature 286, 736–737 (14 August 1980); doi:10.1038/286736a0
  5. Jessen, K. R. & Mirsky, R. (2005), "周圍神經中神經膠質細胞的起源和發育", Nature Reviews Neuroscience 6 (9): 671–682
  6. Hanani, M. 感覺神經節中的衛星神經膠質細胞:從形式到功能。大腦 Res. Rev. 48:457–476, 2005
  7. Bassotti, G. 等人,實驗室調查 (2007) 87, 628–632
  8. Lawson L J, Perry V H, Gordon S (1992). "正常成年小鼠腦中常駐小膠質細胞的更新". 神經科學. 48: 405–415. doi:10.1016/0306-4522(92)90500-2.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  9. Gehrmann J, Matsumoto Y, Kreutzberg GW (1995). "小膠質細胞:腦的內在免疫效應細胞". 腦研究評論. 20 (3): 269–287. doi:10.1016/0165-0173(94)00015-H. PMID 7550361.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  10. Carlson,行為生理學,2010 年
  11. Johansson CB, Momma S, Clarke DL, Risling M, Lendahl U, Frisén J (January 1999). "成年哺乳動物中樞神經系統中神經幹細胞的鑑定". 細胞. 96 (1): 25–34. doi:10.1016/S0092-8674(00)80956-3. PMID 9989494.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  12. Chudler, Eric H. "腦部事實和資料". 兒童神經科學. Retrieved 2009-06-20.
  13. Herrup K, Yang Y (2007). "後有絲分裂神經元中的細胞週期調控:矛盾還是新的生物學?(Ma3371545712287 內容處置 2124)". 自然。審查。神經科學. 8 (5): 368–78. doi:10.1038/nrn2124. PMID 17453017.
  14. "Golgi type I neuron definition". Dictionary.com. 2008. Retrieved 2008-12-25.
  15. "Golgi type II neuron definition". Dictionary.com. 2008. Retrieved 2008-12-25.
  16. Martin, John Harry (2003). 神經解剖學. McGraw-Hill 專業版. ISBN 0-07-138183-X.
  17. Mathpages http://www.mathpages.com/home/kmath579/kmath579.htm
  18. a b 加州大學摘自“色彩理論”
  19. Mathpages http://www.mathpages.com/home/kmath579/kmath579.htm
  20. "eye, human."大英百科全書. 2008.
  21. a b c 神經科學原理 第四版. Kandel 等人.
  22. Kong F, Singh RP (2008 年 6 月). “人類胃中固體食物的分解”. 食品科學雜誌. 73 (5): R67–80. doi:10.1111/j.1750-3841.2008.00766.x. PMID 18577009.
  23. "人體腸道長度". Retrieved 9 月 2 日 2069. {{cite web}}: Check date values in: |accessdate= (help)
  24. 格雷,亨利 (1918). “2a. 口腔”. 格氏解剖學. {{cite book}}: Cite has empty unknown parameter: |1= (help)
  25. Maton, Anthea; Jean Hopkins; Charles William McLaughlin; Susan Johnson; Maryanna Quon Warner; David LaHart; Jill D. Wright (1993). 人體生物學與健康. 新澤西州恩格爾伍德懸崖,美國: 普倫蒂斯·霍爾. ISBN 0-13-981176-1.
  26. 喬治醫學院生理學 第 6 節 第 4 章
  27. Edgar, M.; Dawes, C.; O'Mullane, D. (2004). 唾液與口腔健康 (第 3 版). 英國牙科協會. ISBN 0-904588-87-4.
  28. 人體解剖學,雅各布斯,愛思唯爾,2008 年,第 193 頁
  29. Arhakis A,等人,年輕成年人唾液α-澱粉酶活性與唾液流量,開放口腔醫學雜誌,2013,7,7-15,於 http://benthamscience.com/open/todentj/articles/V007/7TODENTJ.pdf
  30. 頭頸部圖解解剖學,費倫巴赫和赫林,愛思唯爾,2012 年,第 155 頁
  31. 圖解牙胚學、組織學和解剖學,巴斯-巴洛格和費倫巴赫,愛思唯爾,2011 年,第 137 頁
  32. 頭頸部圖解解剖學,費倫巴赫和赫林,愛思唯爾,2012 年,第 156 頁
  33. 上消化道,美國國立醫學圖書館醫學主題詞表(MeSH)
  34. 戴維森內科學原理與實踐 (第 21 版). 英國愛丁堡: 丘吉爾·利文斯頓/愛思唯爾. 2010. p. 838. ISBN 978-0-7020-3084-0. {{cite book}}: |edition= has extra text (help); |first= has generic name (help); |first= missing |last= (help)
  35. a b c Drake, Richard L.; Vogl, Wayne; Tibbitts, Adam W.M. Mitchell ; illustrations by Richard; Richardson, Paul (2005). 格氏解剖學(學生版). 費城: 愛思唯爾/丘吉爾·利文斯頓. pp. 192–194. ISBN 978-0-8089-2306-0.{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link) Invalid <ref> tag; name "GRAYS2005" defined multiple times with different content
  36. BBC 新聞報道
  37. Sherwood, Lauralee (1997). 人體生理學:從細胞到系統. 加利福尼亞州貝爾蒙特:沃茲沃斯出版公司. ISBN 0-314-09245-5. OCLC 35270048.
  38. Dieter Häussinger, ed. (2011). 肝臟再生. 柏林:德格魯特. p. 1. ISBN 9783110250794.
  39. Suzuki K, Tanaka M, Watanabe N, Saito S, Nonaka H, Miyajima A (2008). "p75 神經生長因子受體是星狀細胞和門靜脈成纖維細胞前體在小鼠胎肝中的標記物". 胃腸病學. 135 (1): 270–281.e3. doi:10.1053/j.gastro.2008.03.075. PMID 18515089.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  40. "膽囊位於身體的哪個位置". Buzzle.com. 2013-02-28. 檢索於 2013-08-18.
  41. Jon W. Meilstrup (1994). 正常膽囊及其變異的影像學圖譜. 博卡拉頓:CRC 出版社. p. 4. ISBN 0-8493-4788-2.
  42. Deakin, Barbara Young ...  ; drawings by Philip J.; et al. (2006). 惠特氏功能組織學:文字和彩色圖譜 (第 5 版). [愛丁堡?]: 丘吉爾利文斯頓/愛思唯爾. p. 298. ISBN 978-0-443-06850-8. {{cite book}}: Invalid |edition= (help); Explicit use of et al. in: |first= (help)
  43. Guyton and Hall (2011). 醫學生理學教科書. 美國:桑德斯愛思唯爾. p. 784. ISBN 978-1-4160-4574-8. 膽汁在一定程度上充當表面活性劑,幫助乳化食物中的脂肪。膽汁鹽陰離子在一側是親水的,而在另一側是疏水的
  44. Khan, Ali Nawaz. "慢性胰腺炎影像學". Medscape. 檢索於 2014 年 1 月 5 日.
  45. Hellman B, Gylfe E, Grapengiesser E, Dansk H, Salehi A (2007). "[胰島素振盪——臨床上重要的節律。抗糖尿病藥物應增加胰島素釋放的脈衝成分]". Lakartidningen (瑞典語). 104 (32–33): 2236–9. PMID 17822201.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  46. BRS 生理學第 4 版,第 255-256 頁,Linda S. Constanzo,利平科特出版
  47. 美國國立醫學圖書館,2011 年 MeSH,下消化道
  48. Kapoor, Vinay Kumar (2011 年 7 月 13 日). Gest, Thomas R. (編). "大腸解剖學". Medscape. WebMD LLC. 檢索於 2013-08-20.
  49. Gray, Henry (1918). 格氏解剖學. 費城:利平科特公司.
  50. http://www.britannica.com/EBchecked/topic/275485/human-body
  51. van Gijn J; Gijselhart JP (2011). "Treitz 和他的韌帶". Ned Tijdschr Geneeskd. 155 (8). PMID 21557825. {{cite journal}}: Invalid |display-authors=2 (help); Unknown parameter |author-separator= ignored (help)
  52. 蓋爾集團公司 (2008). 蓋爾醫學百科全書
  53. "大腸". 美國國家癌症研究所癌症術語詞典. 美國國立衛生研究院國家癌症研究所. 檢索於 2014-03-04.
  54. 虛擬醫療中心,胃腸系統
  55. Abraham L. Kierszenbaum (2002). 組織學與細胞生物學:病理學導論. 聖路易斯:Mosby. ISBN 0-323-01639-1.
  56. eMedicine詞典,補充文字。
華夏公益教科書