Biosystém člověka

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra přírodovědných oborů

Anotace:

Motto: měřit a porozumět

Funkční organizace živých organizmů. Základní koncepty systémového přístupu k lidskému organismu. Integrované funkce a důležitost systémů skýtajících uplatnění pro biomedicínské techniky a inženýry. Přehled experimentálních a vyšetřovacích metod užívaných ve fyziologii a medicíně. Příklady aplikace moderních technologií v medicíně.

Požadavky:

Podmínky zápočtu: Písemné odpovědi na zadané ulohy, které jsou podobné příkladům zkouškovým.

Podmínky zkoušky: Zkouška je písemná, trvá 3 hodiny a skládá se z 15 otázek: 9 s výběrem odpovědi, 3 vysvětlení grafu, 3 početní příklady.

Osnova přednášek:

1.Úvod

Systémová biologie, systémová fyziologie a medicína.

Termodynamika živých systémů, principy a klasifikace biologických transportů.

2.Od buňky ke tkáni a orgánu

Struktura a základní funkce buňky

Energetika: vznik a užití chemické, mechanické, elektrické a tepelné energie.

Funkční hierarchie živých organismů, principy homeostázy a adaptace.

Experimentální přístup a modelizace.

3. Dýchací a oběhový systém

Fyzikální principy výměny a transportu látek.

Srdeční automatismus, mechanika a energetika (prezentace funkčního zobrazování).

Mikrocirkulace a kapilární výměna.

Regulace dýchání a krevního oběhu, vztah k acido-bazické rovnováze.

Vyšetřování dýchacích a oběhových funkcí.

Techniky umělého dýchání, srdeční pacemakery, cévní rekanalizace, implantace chlopní.

4.Vylučovací systém

Fyzikální principy tvorby moči, funkční principy buněčné polarizace.

Homeostáza objemu a složení elektrolytických oddílů organizmu.

Vztahy mezi ledvinou, dýchacím a oběhovým systémem.

Vyšetřování ledvinných funkcí, hemodialýza.

5. Trávicí systém

Fyzikální a chemické principy trávicích funkcí.

Motilita trávicí trubice (animované modely) a jeji kontrola (enterický nervový systém).

Vyšetřování motility, telemetrie a „chytré pilulky“ (demonstrace Magnet Tracking System).

6.Nervový systém

Principy nervové A/D a D/A konverze (demonstrace binární povahy akčního potenciálu a jeho šíření).

Modelizace akčního potenciálu (elektrická, matematická a molekulárni reprezentace).

7. Pohybový systém

Fyzikální principy posturální a pohybové funkce; organizace motorického programu.

Vyšetřování posturální a pohybové funkce, kognitivní funkce.Stereotaktické intervence, „neural interfaces“.

Osnova cvičení:

4 serie problemů k samostatnému vyřešení, společná diskuse opravených výsledků.

Nervová excitabilita (periferní nerv ex vivo, demonstrace).

Cíle studia:

Studijní materiály:

P. Kučera, pdf podklady poskytnuté předem.

W. Boron, E.L. Boulpaep Textbook of Medical Physiology, 2nd edition, Elsevier 2009.

S. Silbernagl, A. Despopoulos : Atlas fyziologie člověka.

A.C. Guyton & J.E. Hall Textbook of Medical Physiology, 11th edition, Elsevier 2006.

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Navazující magisterský studijní obor Biomedicínský inženýr - prezenční (povinný předmět)