יסודות מבנה הגוף

אנטומיה – מדע העוסק בחקר מבנה וצורת איברי הגוף.

פיזיולוגיה – מדע העוסק בחקר התהליכים המתרחשים במערכות הגוף.

פתולוגיה / פתופיזיולוגיה – מדע העוסק בגורמים המפריעים לפעילות הגוף (תורת המחלות).

פרמקולוגיה – מדע העוסק במנגנוני הפעולה של תרופות.

אטום – היחידה הבסיסית ביותר. חלקיק מיקרוסקופי, הבסיס ממנו מורכב חומר, מורכב מפרוטון, ניוטרון ואלקטרון. האטומים נבדלים זה מזה לפי מספר הפרוטונים והניוטרונים והאלקטרונים בגרעין.

יון – אטום שיש לו מטען חשמלי חיובי או שלילי.

אלקטרוליט – יונים חופשיים בתוך תמיסה. אלקטרוליטים בעלי מוליכות חשמלית.

מולקולה (פרודה) – שני אטומים או יותר הקשורים בקשר כימי המרכיבים חומר.

חמצן O2 - יסוד כימי המשמש להפקת אנרגיה בכלל התהליכים בגוף האדם.

פחמן דו חמצני CO2 – מולקולה הנפלטת כתוצאה מנשימה תאית.

פחמימות – חומרים כימיים המשמשים לרוב להפקת אנרגיה בצורה הפשוטה ביותר (ATP). הפחמימות הפשוטות הן חד-סוכרים כמו גלוקוז, והפחמימות המורכבות ביותר הן רב-סוכרים כמו עמילן (חומרי תשמורת).

מינרלים – יסודות אשר יצורים חיים זקוקים להם לצורך פעילות פיזיולוגית תקינה של הגוף. יסודות אלו מגיעים מהמזון אותו צורך היצור החי.

שומן – אחד מאבות המזון, אינו מסיס במים ומורכב מליפידים (חומצות שומן). תפקיד השומן הוא להוות מאגר אנרגיה לגוף ולשמש להפקת אנרגיה בעת הצורך.

חלבון – אחד מאבות המזון. חיוני לשמירה על רקמות הגוף ומורכב מחומצות אמינו.

• חומצת אמינו – יחידת המבנה הבסיסית של חלבונים. כיום ידוע על 20-22 חומצות אמינו.

אנזים – חלבון שהמטרה שלו היא לזרז את התהליכים הכימיים בגוף (לדוגמה, מערכת העיכול מפרישה אנזימי עיכול שמטרתם לזרז את הפירוק הכימי של המזון). גופנו לא יכול לחיות בלי האנזימים בגלל שרוב התהליכים הכימיים לא יכולות להתרחש בקצב הנדרש לקיום חיים.

הורמון – חומר כימי המופרש מבלוטה אל תא מטרה ספציפי ומווסת תהליכים.

תמיסה – תערובת אחידה בה חומר אחד, המתפקד כממס, וחומרים אחרים מומסים בו. למשל, סוכר/מלח בכוס מים היא תמיסה של מוצק בנוזל. להבדיל מתערובת כמו סלט, בתמיסה לא ניתן להבדיל בין החומרים השונים המרכיבים אותה – היא אחידה.

סוגי תמיסות

• תמיסה היפרטונית - תמיסה בעלת ריכוז מומסים גבוה ביחס לתמיסה שכנה המופרדת ממנה באמצעות קרום ברירני.
• תמיסה היפוטונית - תמיסה בעלת ריכוז מומסים נמוך ביחס לתמיסה שכנה המופרדת ממנה באמצעות קרום ברירני.
• תמיסה איזוטונית - תמיסה בעלת ריכוז מומסים זהה לתמיסה שכנה המופרדת ממנה באמצעות קרום ברירני.

לדוגמה: קריסטלואידים - מכילים מלח, אשלגן בריכוז דומה לנוזל ולכן תמיסה איזוטונית (סליין, הרטמן).

(intra cellular fluid) ICF - נוזל תוך תאי (כ-40%) (external cellular fluid) ECF - נוזל חוץ תאי (כ-20%)

מעבר החומרים בתא

הומאוסטזיס – השאיפה של הגוף לשמור על סביבה פנימית יציבה ותקנה, אל מול סביבה חיצונית משתנה (לדוגמא- חום, רמת pH, נוזלים, סוכר). ברגע שישנה חריגה מטווח תקין, תהליכים שונים גורמים לחזרה למצב התקין. עמידות הסביבה הפנימית היא תנאי לקיום כיצור חי.

מפל ריכוזים: השאיפה לשמור על ריכוזים שווים בין חומרים. על מנת לשמור על הומאוסטזיס, ריכוזים של החומרים בתוך התאים צריכים להישמר קבועים. ניתן לחלק את צורות מעבר החומרים בתאים לשתיים: מעבר פסיבי (בו לא מושקעת אנרגיה) ומעבר אקטיבי (בו מושקעת אנרגיה).

ישנם שני סוגים לדרכי מעבר חומרים.

מעבר פסיבי:

1. דיפוזיה (פעפוע): מעבר של חומר (מומס) ממקום שבו ריכוזו גבוה למקום שבו ריכוזו נמוך, בהתאם למפל הריכוזים. לאחר הדיפוזיה יש ריכוז אחיד של החומר בין התמיסות.
2. אוסמוזה: מעבר של נוזל (ממס) ממקום שבו ריכוז החומר (מומס) נמוך למקום שבו ריכוזו גבוה, עד להשוואת ריכוזים.

מעבר אקטיבי: מעבר חומרים דרך תעלות הדורש השקעת אנרגיה והוא בניגוד למפל הריכוזים. לצורך כך משובצים בקרום התא חלבונים המכונים "משאבות". המשאבה מסוגלת להכניס חומר לתא או להוציא ממנו בניגוד למפל הריכוזים. לצורך תהליך זה נדרשת השקעת אנרגיה.

2/3 מגופנו הם מים. לגוף יש מספר דרכים לשמור על מאזן נוזלים תקין:

1. מערכת רנין אנגיוטנזין - כאשר יש ירידה בלחץ הדם רצפטורים בכליה (בארורצפטורים) מרגישים זאת - הכליה מפרישה הורמון רנין הגורם לכיווץ כלי הדם והפחתת שתן - עליה בלחץ הדם.
2. הורמון ADH (anti dehydration hormone) - סופג נוזלים חזרה לגוף לפני שמופרשים מהכליות לשלפוחית השתן, וכך גורם לעליה בלחץ הדם.

גורמים המשפיעים על מאזן הנוזלים ולחץ הדם:

לחץ אוסמוטי (osmotic pressure) – הלחץ שממומסים בתמיסה מפעילים על ממברנה המפרידה בין תמיסות, עקב הפרש ריכוז המומסים (לרוב מלחים כמו נתרן).

לחץ אונקוטי – לחץ שהחלקיקים הגדולים יוצרים במערכת הדם, לרוב מדובר על חלבונים.

לחץ הידרוסטטי – הלחץ שנוזל הדם מפעיל על כלי הדם.

התייבשות (dehydration) – מצב בו ישנה ירידה בכמות הנוזלים בגוף.

היפרקלמיה – יתר אשלגן, יכול לגרום להפרעות קצב.

יחידת החיים הקטנה ביותר המקיימת את כל מאפייני החיים.

מאפייני החיים:

1. מטבוליזם: חילוף חומרים - תהליך קליטת חומרים מהסביבה החיצונית, פירוק החומרים וניצולם לשם בניית הגוף והפרשת הפסולת אל הסביבה החיצונית.
2. גדילה והתפתחות - כל גוף חי מבצע תהליך של גדילה והתפתחות הבא לידי ביטוי בצורה חיצונית (גדילה פיזית והתפתחות איברי הגוף) ו/או ברמה התאית (תא גדל, מתפתח, מת ולאחריו נוצר תא חדש שמתפתח).
3. רבייה ותורשה.
4. תגובה לגירויים - קליטת גירויים מהסביבה והגבה בהתאם.
5. תנועה - באה לידי ביטוי בתנועת אברוני התא, מערכות הגוף והגוף כולו.

מדרג ביולוגי: תאים זהים יוצרים רקמה. רקמות שונות בונות איבר בעל יכולת תפקוד ספציפית. אוסף איברים בונים מערכת. מספר מערכות מרכיבות גוף.

לדוגמא: גוף – מערכת הדם וכלי הדם – לב (איבר) – רקמת שריר (רקמה) – מיוציט (תא)

---

[כולל איור תא עם אברונים מסומנים: גרעין התא, רשת אנדופלסמטית חלקה, גולג'י, מיטוכונדריה, ליזוזום, ריבוזום, רשת אנדופלסמטית מחוספסת, קרום התא]

לכל סוג תא מבנה המותאם לתפקידו הספציפי בגוף. לדוגמה, לתא שריר מבנה דק וארוך ויש לו כושר התכווצות והתארכות, לעומת זאת לתא עור יש מבנה שטוח והוא אטום למים. למרות שהתאים בגוף שונים זה מזה, התאים מכילים בתוכם אברונים עיקריים המרכיבים אותם ומשותפים לרוב התאים:

גרעין התא: בגרעין התא יש את ה-DNA (Deoxyribo Nucleic Acid), חומר תורשתי אשר מכיל את תעודת הזהות הגנטית, ממנו נקבעים כל מאפייני החיים בגוף האדם. ה-DNA נשאר בתוך הגרעין והוא נותן לתא את הפקודה לביצוע תהליכים.

קרום התא (ממברנה): הקרום מגדיר את גבולות התא ומפריד בינו לבין הסביבה החיצונית. התכונה החשובה ביותר של הקרום היא היותו קרום ברירני – הוא מאפשר רק לחלק מהחומרים לעבור דרך פנימה והחוצה. החלבונים הנמצאים בקרום התא מהווים "שומרי סף" לחומרים הנכנסים והיוצאים ממנו. בתאים שונים יהיו חלבונים שונים בקרום ולכן יתאפשר כניסה של חומרים ספציפיים לתא ספציפי.

ציטופלסמה: הנוזל הנמצא בתוך התא, מהווה כ-40% ממשקל הגוף שלנו. בתוכו צפים האברונים. הציטופלסמה הוא נוזל שקוף בעל מרקם חצי-נוזלי (דמוי ג'ל) שבו ממוסים חומרים שונים שהתא זקוק להם (בעיקר מים 70%-90%), מלחים, גזים מומסים ואבות מזון. בנוסף בציטופלסמה קיימים חלבונים רבים. תפקידו העיקרי הוא שמירה על נפח התא, צורתו, מיקום האברונים בו והמסה של חומרים בתא.

מיטוכונדריה: המיטוכונדריה הן "תחנות הכוח" של התא ונוצרת בהן האנרגיה הדרושה לו. באברון זה מתרחש תהליך הפקת האנרגיה המופק בתהליך נקרא ATP (מיטוכונדריון = יחיד). בנוסף, מעט חומר תורשתי מצוי במיטוכונדריה.

ליזוזום: מערכת העיכול של התא, מכיל אנזימים שתפקידם עיכול.

שלד התא: סיבי חלבון הקובעים את צורת התא.

הפקת אנרגיה בתא - נשימה תאית מטבוליזם/חילוף חומרים- תהליך פירוק, בנייה והרכבה של חומרים. Anabolism – אנאבוליזם – בניית חומרים Catabolism – קטבוליזם – פירוק חומרים

חומרי גלם ליצירת אנרגיה: carbohydrates (פחמימות) ← glucose (סוכרים)

מקורות אנרגיה נוספים הם: שומנים וחלבונים – בהעדר סוכרים זמינים, תתבצע ע"י פירוק שומנים (המשמשים מאגרי אנרגיה בגוף) וחלבונים (רק בתנאי הרעבה קיצוניים), כאשר נגמרו השומנים.

התא מסוגל לפרק את הסוכרים לצורך הפקת אנרגיה.

האנרגיה שיוצאת מתהליך הפירוק אצורה ב-ATP (adenosine tri phosphate).

כשמולקולת ה-ATP מתפרקת, משתחררת אנרגיה המשמשת לתהליכים רבים כגון יצירת תנועה וכוח בכיווץ שריר, מעבר חומרים אקטיבי דרך ממברנה, סינתזת מולקולות אורגניות המשמשות את פעילות התא.

גליקוליזה – תהליך של פירוק סוכר והפקת אנרגיה.

גלוקוז נכנס לתא ע"י מעבר אקטיבי, ומגיע לציטופלזמה, שם הוא מתפרק לשתי מולקולות זהות של חומצה פירובית. בתהליך משתחררת גם אנרגיה המנוצלת בתהליכים אחרים (ונוצרת אנרגיה ליצירת 2 מולקולות ATP).

החומצה הפירובית רעילה לתא, וכדי להיפטר ממנה התא מבצע אחד משני תהליכי נשימה תאית:

1. נשימה תאית אירובית (מתבצעת בנוכחות חמצן בתאים) – סילוק החומצה הפירובית ע"י המיטוכונדריה, שמפרקת אותה למים - H2O ופחמן דו חמצני- CO2. תהליך זה מחייב נוכחות של חמצן. הרווח- 38 ATP.
2. נשימה תאית אנאירובית (מתבצעת בנוכחות ללא נוכחות חמצן בתאים) – פירוק החומצה הפירובית לכוהל בשמרים ובצמחים, ולחומצה לקטית בבעלי חיים וביחידקים. החומצה הלקטית יכולה לצאת מהתא דרך התעלות. תהליך זה נקרא תסיסה. אין לתהליך זה רווח אנרגטי, אך יש את 2 מולקולות ATP מתהליך הגליקוליזה.

מכאן, תפקידי החמצן:

• לקיים תהליכי חיים בתוך התא ולאפשר יצור אנרגיית ATP.
• בנשימה תאית בנוכחות חמצן התא ידע לשמור על רמת PH תקינה. (על pH נלמד בהמשך)

---