Bio pentru Bac 2023: Clasa 12

Alcătuirea corpului uman

Corpul uman este organizat în mai multe niveluri de complexitate, pornind de la celule și țesuturi care formează organe și sisteme de organe. Organele interne, numite viscere, îndeplinesc funcții specifice, iar sistemele de organe realizează funcții majore ale organismului: de relație, de nutriție și de reproducere.

Corpul uman este împărțit în patru segmente principale: cap, gât, trunchi și membre. Capul și gâtul formează extremitatea cefalică. Capul cuprinde partea craniană (neurocraniul) și partea facială (viscerocraniul). Gâtul conține elemente somatice (mușchi, oase, articulații) și viscerale (laringe, trahee, esofag, tiroidă).

Trunchiul este format din torace, abdomen și pelvis, fiecare cu cavitatea sa specifică. Cavitatea toracică este separată de cea abdominală prin mușchiul diafragm, iar cavitatea pelviană este limitată inferior de diafragma perineală.

Știai că? Membrul superior se leagă de trunchi prin centura scapulară și are trei segmente (braț, antebraț, mână), iar membrul inferior se atașează prin centura pelviană și include coapsă, gambă și picior.

Planuri și raporturi anatomice

Corpul uman prezintă o simetrie bilaterală și poate fi descris folosind trei axe și trei planuri principale. Aceste repere ne ajută să localizăm exact orice structură anatomică și să înțelegem raporturile dintre organe.

Axele corpului sunt: axul longitudinal (vertical, cu polii superior/cranial și inferior/caudal), axul sagital (anteroposterior, cu polii anterior și posterior) și axul transversal (orizontal, cu polii stâng și drept). Cunoașterea acestor axe ne permite să ne orientăm corect în studiul anatomiei.

Planurile corpului ne ajută să delimităm regiunile anatomice. Planul frontal trece prin axele longitudinal și transversal, planul sagital trece prin axele longitudinal și sagital (împărțind corpul în partea ventrală și dorsală), iar planul transversal (orizontal) împarte corpul în partea superioară și inferioară.

Funcțiile fundamentale ale organismului uman

Organismul nostru realizează două categorii mari de funcții: funcții de relație (sensibilitatea și mișcarea) și funcții vegetative. Sistemul nervos este cel care coordonează activitatea tuturor organelor și sistemelor, integrând totodată organismul în mediu.

Important! Sistemul nervos are două componente funcționale esențiale: sistemul nervos somatic (al vieții de relație) și sistemul nervos vegetativ, care controlează activitatea organelor interne.

Organizarea sistemului nervos

Sistemul nervos somatic asigură legătura organismului cu mediul extern, transformând excitațiile în senzații și reacții de apărare sau adaptare. Sistemul nervos vegetativ reglează și coordonează activitatea organelor interne, controlând procese precum nutriția, respirația și circulația.

Din punct de vedere al localizării, sistemul nervos include sistemul nervos central (SNC) și sistemul nervos periferic (SNP). Sistemul nervos central este format din encefal și măduva spinării, care împreună formează nevraxul (axul cerebrospinal). Encefalul include trunchiul cerebral (bulb rahidian, puntea Varolio, mezencefal), cerebelul, diencefalul și emisferele cerebrale.

Sistemul nervos periferic cuprinde ganglioni nervoși și nervi. Nervii pot fi clasificați după localizare (cranieni sau spinali) și după funcție (senzitivi, motori sau micști).

Mecanismul fundamental de funcționare a sistemului nervos este actul reflex, reprezentând reacția de răspuns a centrilor nervoși la stimularea unei zone receptoare. Răspunsul reflex poate fi excitator sau inhibitor.

De reținut! Baza anatomică a actului reflex este arcul reflex, format din: receptor, cale aferentă (senzitivă), centri nervoși, cale eferentă (motoare) și efector. Înțelegerea acestui mecanism este esențială pentru explicarea multor procese fiziologice.

Receptorii și clasificarea lor

Receptorii reprezintă primul element al arcului reflex, transformând energia stimulului în impuls nervos. Ei pot fi celule epiteliale senzoriale (gustative, auditive, vestibulare) sau terminații nervoase (libere sau încapsulate).

În funcție de proveniența stimulului, receptorii se împart în trei categorii principale:

• Exteroreceptorii primesc stimuli din mediul extern
• Interoreceptorii (visceroreceptorii) captează stimuli din interiorul organismului
• Proprioreceptorii detectează stimuli de la mușchi, tendoane și articulații, informând despre poziția corpului și permițând controlul mișcărilor

După tipul de energie pe care o prelucrează, avem chemoreceptori (stimulați chimic), fotoreceptori (stimulați de lumină), termoreceptori (sensibili la variații de temperatură) și mecanoreceptori (stimulați de deformarea membranei celulare).

În funcție de viteza de adaptare, receptorii pot fi fazici (răspund inițial intens, dar activitatea scade în timp, chiar dacă stimulul persistă) sau tonici (mențin o activitate relativ constantă pe toată durata aplicării stimulului).

Interesant! Receptorii specializați ne permit să simțim o gamă largă de senzații, de la temperatura unei cești de ceai fierbinte, la savoarea unui desert delicios sau la durerea provocată de un obiect ascuțit.

Căile de conducere nervoasă

Arcul reflex continuă cu calea aferentă, formată din terminațiile dendritice ale neuronilor senzitivi din ganglionii spinali sau de pe traiectul unor nervi cranieni. Centrul reflex poate fi localizat în măduva spinării sau în centrii nervoși din trunchiul cerebral, cerebel sau cortex, iar calea eferentă este reprezentată de axonii neuronilor motori (somatici sau vegetativi). Efectorii sunt mușchii striați pentru sistemul nervos somatic și mușchii netezi și glandele pentru sistemul nervos vegetativ.

În substanța cenușie a măduvei spinării se închid reflexe somatice (monosinaptice și polisinaptice) și vegetative. Reflexele monosinaptice, precum reflexul rotulian și ahilian, implică doar doi neuroni, în timp ce reflexele polisinaptice, precum reflexul de flexie, implică minim trei neuroni.

Substanța albă a măduvei spinării conține fascicule de fibre nervoase care realizează funcția de conducere: fascicule ascendente, descendente și intersegmentare (de asociație).

Căile ascendente medulare deservesc diferite tipuri de sensibilități:

• Sensibilitatea exteroceptivă (tactilă grosieră, tactilă fină, termică și dureroasă)
• Sensibilitatea proprioceptivă (conștientă și inconștientă)
• Sensibilitatea interoceptivă

Aplicație practică: Când medicul îți testează reflexul rotulian lovind ușor cu ciocanul sub genunchi, verifică de fapt integritatea unui arc reflex monosinaptic, care este important pentru evaluarea stării sistemului nervos.

Motilitatea voluntară și involuntară

Căile descendente ale măduvei spinării deservesc două tipuri de motilitate: voluntară și involuntară. Motilitatea voluntară este controlată prin fasciculele piramidale (corticospinale) directe și încrucișate, care pornesc din cortex și ajung la motoneuronii somatici medulari, permițând contracții musculare conștiente.

Motilitatea involuntară este automată, stereotipă și controlată prin căi extrapiramidale cu origine în trunchiul cerebral. Acestea includ fasciculele rubrospinale, vestibulospinale, tectospinale, olivospinale și reticulospinale. Nucleii de origine ai acestor fascicule sunt subordonați cortexului, controlul realizându-se prin intermediul corpilor striați (ganglioni bazali).

Motilitatea automată are un rol esențial în:

• Menținerea tonusului muscular și a echilibrului
• Activitatea reflexă medulară
• Coordonarea mișcărilor
• Realizarea unor activități complexe (mers, scris, condus, înot)

Sistemul nervos vegetativ coordonează activitatea inconștientă a organelor interne și are două componente: simpatic și parasimpatic. Majoritatea organelor primesc inervație vegetativă dublă și antagonică, ceea ce permite un control fin al activității lor.

Reține! Sistemul nervos simpatic predomină în situații de stres, pregătind organismul pentru "luptă sau fugă", în timp ce sistemul parasimpatic predomină în stare de repaus, favorizând procesele de "odihnă și digestie".

Efectele stimulării sistemului nervos vegetativ

Stimularea sistemului nervos simpatic și parasimpatic produce efecte diferite și adesea antagonice asupra organelor interne:

La nivelul ochiului, stimularea simpatică produce midriază (dilatarea pupilei), în timp ce stimularea parasimpatică produce mioză (constricția pupilei).

La nivelul glandelor, simpaticul reduce secreția glandelor lacrimale și salivare, dar crește secreția glandelor sudoripare și a medulosuprarenalei. Parasimpaticul crește secreția glandelor lacrimale, salivare, gastrice și intestinale.

La nivelul cordului, simpaticul crește frecvența, conducerea și forța de contracție, în timp ce parasimpaticul le scade. Asupra vaselor sanguine, simpaticul produce vasoconstricție, iar parasimpaticul dilatație în anumite teritorii.

La nivelul tractului respirator, simpaticul produce dilatarea arborelui bronșic și reduce secreția glandelor mucoase, iar parasimpaticul produce constricție și crește secreția.

Noțiuni de igienă și patologie a sistemului nervos

Meningita reprezintă inflamația meningelor (membrane care învelesc sistemul nervos central) și poate fi de origine bacteriană sau virală. Hemoragiile cerebrale sunt afecțiuni determinate de sângerarea la nivelul țesutului cerebral, apărând din cauza hipertensiunii arteriale sau a traumatismelor. Coma este o stare clinică în care pacientul nu poate fi trezit și nu răspunde la niciun stimul, putând fi cauzată de disfuncții cerebrale, traumatisme, hemoragii sau alte afecțiuni.

Atenție! Afecțiunile sistemului nervos pot avea consecințe grave și necesită asistență medicală promptă. Recunoașterea semnelor și simptomelor acestor afecțiuni poate salva vieți.

Analizatorii

Analizatorii sunt sisteme morfofuncționale prin care se realizează analiza cantitativă și calitativă a stimulilor din mediul extern sau intern. Excitațiile propagate pe căile senzitive determină în ariile corticale formarea de senzații specifice.

Fiecare analizator este alcătuit din trei segmente:

• Segmentul periferic (receptorul) - percepe o anumită formă de energie sub formă de stimuli
• Segmentul intermediar (de conducere) - format din căile nervoase care transportă impulsul nervos la scoarța cerebrală
• Segmentul central - reprezentat de scoarța cerebrală, unde impulsurile sunt transformate în senzații specifice

Căile de conducere pot fi directe (cu puține sinapse, conduc impulsul rapid și îl proiectează într-o arie corticală specifică) sau indirecte (conduc impulsul lent și îl proiectează cortical difuz, nespecific).

Analizatorul cutanat

Analizatorul cutanat are ca segment periferic pielea, un imens câmp receptor datorită numeroaselor terminații nervoase. Pielea este alcătuită din epiderm, derm și hipoderm.

Receptorii cutanați permit perceperea mai multor tipuri de sensibilități:

• Sensibilitatea tactilă fină - prin corpusculii Meissner
• Sensibilitatea tactilă grosieră - prin discurile Merkel și corpusculii Ruffini și Vater-Pacini
• Sensibilitatea termică - prin corpusculii Krause (pentru rece) și Ruffini (pentru cald)
• Sensibilitatea dureroasă - prin terminații nervoase libere

Știai că? Acuitatea tactilă (pragul de percepere distinctă a două puncte diferite) variază în funcție de regiunea corpului, de la 2 mm în vârful limbii până la 50 mm în zonele toracelui posterior.

Analizatorul vizual

Analizatorul vizual ne furnizează peste 90% dintre informațiile despre mediul înconjurător. Este esențial pentru diferențierea luminozității, formei și culorii obiectelor, precum și pentru menținerea echilibrului și a tonusului cortical (atenția).

Retina, tunica internă a globului ocular, reprezintă segmentul periferic al analizatorului vizual. Aceasta conține două regiuni importante:

• Pata galbenă (macula lutea) cu foveea centralis unde se găsesc numai celule cu conuri
• Pata oarbă pe unde iese nervul optic

Retina are 10 straturi cu trei tipuri principale de celule funcționale:

• Celule fotoreceptoare (cu bastonaș și cu con)
• Neuroni bipolari
• Neuroni multipolari

Celulele cu bastonaș (125 milioane) asigură vederea nocturnă (scotopică) și conțin pigmentul vizual rodopsină. Celulele cu conuri (5-7 milioane) asigură vederea diurnă (fotopică) și perceperea culorilor, conținând pigmenți vizuali numiți iodopsine, sensibili la culorile roșu, verde și albastru.

Proiectarea imaginii pe retină este realizată de aparatul optic, format din medii transparente: cornee, umoare apoasă, cristalin și corp vitros. Împreună, acestea funcționează ca o lentilă convergentă ce focalizează razele luminoase pe retină.

Interesant! Imaginea formată pe retină este reală, mai mică și inversată față de obiectul privit. Creierul nostru procesează această imagine și ne permite să vedem obiectele în poziția lor corectă.

Acomodarea vizuală

Acomodarea reprezintă procesul prin care ochiul poate vedea clar obiecte situate la distanțe mai mici de 6 metri. Acest fenomen se datorează elasticității cristalinului (care se poate bomba sau aplatiza), aparatului său suspensor și mușchiului ciliar.

Acomodarea este un act reflex, reglat de centrii corticali și coliculii cvadrigemeni superiori prin intermediul nucleului vegetativ parasimpatic al nervului oculomotor (III) din mezencefal. Acesta determină micșorarea pupilei și modificarea curburii cristalinului, astfel încât imaginea să se formeze pe retină.

Aparatul dioptric ocular este format din cornee (cu o putere de refracție de 40 dioptrii) și cristalin (cu o putere de refracție de 20 dioptrii). Împreună, acestea acționează ca o singură lentilă convergentă cu o putere totală de aproximativ 60 dioptrii și cu centrul optic la 17 mm în fața retinei.

Arcul reflex al acomodării implică:

1. Receptori vizuali care detectează imaginea neclară
2. Căi aferente prin nervul optic
3. Centri din mezencefal
4. Căi eferente parasimpatice
5. Efectori: mușchiul ciliar și mușchiul sfincter al pupilei

Aplicație practică: Când citești, mușchii ciliari se contractă, cristalinul devine mai bombat, iar pupila se micșorează - toate acestea pentru a forma o imagine clară a textului pe retină. Dacă citești mult timp, acești mușchi obosesc, ceea ce poate cauza disconfort vizual.