SEMMELWEIS EGYETEM ÁLTALÁNOS ORVOSTUDOMÁNYI KAR BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM VILLAMOSMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR EGÉSZSÉGÜGYI MÉRNÖKKÉPZÉS RENDSZERÉLETTANI ALAPISMERETEK OKTATÁSI ISMERTETŐ 2006/2007. tanév Budapest, 2006.
2
ELŐSZÓ Az Egészségügyi Mérnökképzés keretén belül a Rendszerélettani alapismeretek (BMEVIOBIREA) c. tantárgyat, minden tanév első félévében, magyar nyelven, 5+0+0v követelménnyel, 7 kredit ponttal hirdetjük meg. A tantárgy célja az élő szervezet alapvető anatómiai és élettani sajátosságainak és mechanizmusainak megismertetése. A tantárgy programja egy tanféléven belül 14x5 órában (ebből 2x4 óra gyakorlat illetve laboratóriumi bemutatás és igény szerint két óra konzultáció) tárgyalja az emberi szervezet egészséges működésének főbb folyamatait és mechanizmusait. Hangsúlyozott célja, hogy a hallgatók elsajátítsák kvantitatív szemléletre törekedve az élettani alapismereteket és megvalósítsák ezek rendszerszemléletű szintézisét, alkalmazva a szabályozáselmélet elemeit is, felvázolva olyan területeket melyek a jövőben, a mérnöki és orvosi területek átfedése révén, új műszaki és/vagy gazdasági megoldást kínálnak. A tantárgyat a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Villamosmérnöki és Informatikai Karán működő, Egészségügyi Mérnöki Szak és a Semmelweis Egyetem, Általános Orvosi Kar közreműködésével oktatják orvosi kutatással és gyakorló orvoslással foglalkozó kiváló szakemberek. Jelen tájékoztató remélhetőleg hasznos és könnyen érthető eligazítás ad a tantárgy hallgatásához, elsajátításához és segíti az eredményes felkészülést. A tantárgyat oktató valamennyi kolléga nevében kívánom, hogy eredményesen és hasznosan forgassák az útmutatót. Prof. Dr. Koller Ákos tantárgyfelelős 3
A TANTÁRGY OKTATÓI Dr. Koller Ákos előadó, tantárgyfelelős Dr. Nádasy György L. előadó, gyakorlatvezető tanulmányi felelős Cser Ágnes Zs. Oktatási asszisztens MTA doktora, egyetemi tanár Semmelweis Egyetem, Kórélettani Intézet 1089 Budapest, Nagyvárad tér 4. T/F: 06(20)825-6155 e-mail cím: kolako@net.sote.hu Orvostudományok kandidátusa, egyetemi docens Semmelweis Egyetem Klinikai Kísérleti Kutató és Humán Élettani Intézet 1082 Üllői út 78/A Tel.: 210-2930/ 3254, 3231, Fax.: 334-3162 e-mail cím: nadasy@elet2.sote.hu Semmelweis Egyetem, Kórélettani Intézet NET 17. emelet, 1704 szoba T/F: 06(20)825-6309 e-mail cím: cseragi@net.sote.hu Dr. Dézsi László előadó Ph.D., Dr. Habil., tudományos főmunkatárs Richter Gedeon NyRt-Pécsi Tudományegyetem Analgetikum kutatólaboratórium 1475 Budapest, 10 Pf. 27. T: 431-4823, F: 260-5000 T/F: (72) 536019 e-mail cím: dezsi.laszlo@richter.hu Dr. Füzes Iván Országos Idegsebészeti Tudományos Intézet előadó 1145 Amerikai út 57. T: 251-678 (2999) e-mail cím: fuzeiva@oiti.hu Dr. Ivanics Tamás előadó, gyakorlatvezető Dr. Karmos György előadó Ph.D., egyetemi adjunktus Semmelweis Egyetem Klinikai Kísérleti Kutató és Humán Élettani Intézet 1082 Üllői út 78/A Tel.: 210-2930/ 3254, 3231, Fax.: 334-3162 e-mail cím: ivanics@elet2.sote.hu tudományos tanácsadó MTA Pszichológiai Kutatóintézet 1068 Budapest, Szondi u. 83-85. T: 354-2290/ 2402, F: 354-2416 e-mail cím: gkarmos@cogpsyphy.hu 4
Dr. Monos Emil előadó Dr. Tóth András előadó MTA doktora, egyetemi tanár Semmelweis Egyetem Klinikai Kísérleti Kutató és Humán Élettani Intézet 1082 Üllői út 78/A Tel.: 210-6038, Fax.: 334-3162 e-mail cím: monos@elet2.sote.hu Ph.D., tudományos munkatárs Szegedi Tudomány Egyetem, Farmakológiai és Farmakoterápiás Intézet 6720 Szeged, Dóm tér 12. T: (62) 544-000/5679, 2650 e-mail cím: toth@phcol.szote.u-szeged.hu Dr. Róka Attila gyakorlatvezető Dr. Tóth Erika gyakorlatvezető Ph.D. hallgató, központi gyakornok Semmelweis Egyetem, Ér és Szívsebészeti Klinika 1122 Városmajor u. 68. Tel.: 458-6845, F: 458-6848 e-mail cím: ratsoft@hotmail.com szakorvos jelölt, Ph.D. hallgató Semmelweis Egyetem, ÁOK 1089 Budapest, Nagyvárad tér 4. T: 06(20)825-6309 e-mail cím: toteri@net.sote.hu 5
ELŐADÁSOK 2006/2007. tanév I. félév HELYSZÍN ÉS IDŐPONT 14:00-19:00 óra Semmelweis Egyetem I. sz. Belklinika fsz. tanterem 1082 Budapest, Korányi S. u. 2/a. 1. IX. 15. Dr. Monos Emil Az élettan tárgya, jelene és perspektívái, az élettani folyamatok fiziko-kémiai és sejtélettani alapjai. 2. IX. 22. Dr. Dézsi László Ingerlékeny szövetek elemi működésének jellegzetességei: idegsejt, harántcsíkolt-, szív- és simaizom 3. IX. 29. Dr. Füzes Iván Szenzoros működések 4. X. 06. Dr. Dézsi László Motoros működések 5. X. 13. Dr. Karmos György Az agy integratív működése 6. X. 20. Dr. Dézsi László A respirációs szervek felépítése és működése. 7. X. 27. Dr. Tóth András Az emésztő szervek felépítése és működése. 8. XI. 03. Dr. Nádasy György L. A kiválasztó szervek felépítése és működése 9. XI. 10. Dr. Monos Emil A neuroendokrin reguláció alapelvei és mechanizmusai 10. XI. 17. Dr. Koller Ákos Hemodinamika és mikrocirkuláció 11. XI. 24. Dr. Koller Ákos A szív élettana. A szív-érrendszer működésének szabályozása 12. XII. 01. Dr. Füzes Iván Klinikai és kísérletes élettani mérési módszerek 6
ELŐADÁSOK TEMATIKÁJA 1. Az élettan tárgya, jelene és perspektívái, az élettani folyamatok fiziko-kémiai és sejtélettani alapjai Az élettan helye a természettudományokban. A test összetétele, homeosztázishomeokinézis. A fiziológiai folyamatok természete, jellemző paraméterek és mechanizmusok sajátosságai. A sejtmembrán általános fiziko-kémiai tulajdonságai és élettani funkciói. A sejt energetikai és információs rendszere. Celluláris szintű adaptáció. 2. Ingerlékeny szövetek elemi működésének jellegzetességei: idegsejt, harántcsíkolt-, szív- és simaizom Nyugalmi membránpotenciál, akciós potenciál, ingerületvezetés, aktiváció, kontrakció és relaxáció szubcelluláris mechanizmusai a különböző típusú izomsejtekben. Az izomműködés biomechanikája. 3. Szenzoros működések Receptorok, érzékszervek élettana. A jelátalakítás, jeltovábbítás élettani mechanizmusai. Lokális (perifériás) és központi idegrendszeri feldolgozás. Agykérgi kiváltott potenciálok. A fájdalom élettana. 4. Motoros működések A vázizomzat lokomotoros és antigravitációs működése, kontrakciójának reflexes idegi szabályozása (afferens és efferens mechanizmusok, agyi központok szerepe). Vegetatív effektorok (simaizom-szervek, szív, endokrin és exokrin mirigyek), szimpatikus és paraszimpatikus reflexek, medulláris-hipotalamikus-kortikális integráció. 5. Az agy integratív működése A központi idegrendszer tevékenységének szerveződése, neuronhálózatok. Centrális neurotranszmitterek és transzmitter specifikus pályarendszerek. Integratív funkciók. Ébrenlét-alvás, formatio reticularis szerepe. Önfenntartó (táplálkozási, védekező, támadó) és fajfenntartó (szexuális, szülői) magatartásformák, humán motivációk és emóciók. A tanulás fiziológiája. 6. A respirációs szervek felépítése és működése. Gázcsere a szövetekben és a tüdőben. Oxigén "akkumulátorok" (hemoglobin, mioglobin). A légzés biomechanikája és idegi szabályozása. 7. Az emésztő szervek felépítése és működése. A táplálék és vízfelvétel alimentációs aspektusai. Emésztés, felszívódás, tápanyagforgalom. Hőszabályozás. 8. A kiválasztó szervek felépítése és működése A vese kiválasztó, ph-regulációs és endokrin szerepe. A bőr kiválasztó szerepe. 9. A neuroendokrin reguláció alapelvei és mechanizmusai Hipofízis, mellékvese, pajzsmirigy, mellékpajzsmirigy, hasnyálmirigy hormonok szerepe és jelentősége. Neuro-szekréció, és a neuroendokrin rendszer koncepció. Lokális hormonok. 7
10. Hemodinamika és mikrocirkuláció A vérkeringési szervek strukturális és funkcionális felépítése (sorosan és párhuzamosan kapcsolt összetevők). A vér. Nyomás-áramlás, nyírófeszültség-nyírás, rugalmas feszültség-deformáció viszonyok a vérkeringési rendszerben: áramlási ellenállás, viszkozitás és elaszticitás. A mikrocirkuláció felépítése és szerepe, a nyirok. 11. A szív élettana. A szív-érrendszer működésének szabályozása A szív pumpa funkciója, szívciklus (nyomás és áramlás jellegzetességei az artériákban/vénákban. Elő-, utóterhelés; kamrai/vaszkuláris funkciós görbék. A vérkeringési rendszer működésének lokális, reflexes idegi és hormonális szabályozása és annak zavarai: artériás hipertonia, szívelégtelenség, shock. 12. Klinikai és kísérletes élettani mérési módszerek A fontosabb fiziológiai paraméterek meghatározására kidolgozott klasszikus módszerek. Sejtszintű és intracelluláris mérések: mikroelektródok, optikai technikák, izolált szerv technikák, in vivo mérések alapelvei: invazív és noninvazív klinikai módszerek, NMR, képfeldolgozáson alapuló technikák. Elektroenkefalogram (EEG), elektrokortikogram. 8
GYAKORLATOK 2006/2007. tanév I. félév IDŐPONT ÉS HELYSZÍN 9:00-13:00 óra Semmelweis Egyetem, Klinikai Kísérleti Kutató és Humán Élettani Intézet 1082 Budapest, Üllői út 78/a Gyülekező a külső klinikai kert, Oktatási Pavilon épületében Gyakorlatvezetők: Dr. Ivanics Tamás Dr. Nádasy György Dr. Róka Attila Dr. Tóth Erika Élettan gyakorlatok I. In vivo mérések, kísérletek: XII.18. In vivo hemodinamikai mérések altatott nyúlon XII.18. Klinikai élettani mérések Élettan gyakorlatok II. Komputer szimuláció XII.20. Perifériás ideg vezetési sebesség mérése virtuális laboratóriumban XII.20. Érkontrakció kiváltása noradrenalinnal, a hatás gátlása specifikus alfa adrenerg blokkoló szerrel, virtuális laboratóriumban XII.20. Adrenalin hatása izolált emlősszívre, béta receptor blokkoló hatása, virtuális laboratóriumban XII.20. A keringési rendszer komputer modellizálása A gyakorlati foglalkozás maximum 10 fős csoportokban történik. A gyakorlaton a részvétel kötelező, a félévi aláírás feltétele a gyakorlatok teljesítése. 9
KOLLOKVIUMI TÉTELEK 1. A test összetétele, homeostasis-homeokinesis. A fiziológiai folyamatok sajátosságai. Szabályozási elvek biológiai rendszerekben. 2. A sejtmembrán felépítése és funkciói. Transzport folyamatok biológiai membránokon keresztül. A mitochondrium szerepe. Nyugalmi menbránpotenciál, akciós potenciál. 3. Transzmembrán folyamatok mérése, biológiai potenciálok elvezetése. Intracelluláris, extracelluláris elvezetések. Ionáramok szerepe, ioncsatornák. 4. Aktiváció, kontrakció és relaxáció mechanizmusa a különböző típusú izomsejtekben. Az izomműködés biomechanikája. A kontrakció típusai, a kontrakció mérése. 5. A szív elektromos aktivitása, ingerület keletkezése és vezetése a szívben, pacemaker aktivitás. Elektrokardiogram (EKG) felvétele. Unipoláris és bipoláris elvezetések. 6. Légzésmechanika: tüdőtérfogatok mérése, spirometria. Térfogat-nyomás jelleggörbék. A tüdő és a mellkas elasztikus tulajdonságai. A légzés szabályozása, légzési reflexek, kémiai kontroll, központi szabályozás. 7. A légzési gázok szállítása a vérben. Ventilláció, diffúzió, tüdőkeringés, szöveti légzés. 8. A gasztrointesztinális (GI) rendszer organizációja és elemei, a tápcsatorna szerveinek szerkezete, beidegzése. A Gr simaizom fiziológiája, elektromos aktivitása. Enterális idegrendszer, motoros mozgásformák, motoros működések neurohumorális szabályozása. A GI szekréció általános alapelvei, nyál- gyomorsav- és pankreásznedv elválasztás. GI szekréció idegi és humorális szabályozása, a legfontosabb GI hormonok. 9. A szénhidrát-, fehérje emésztés és felszívódás mechanizmusa, regulációja. Zsíremésztés és felszívódás, a máj szerepe. Táplálékok és a táplálkozás fiziológiája. 10. A vérkeringési szervek. Strukturális és funkcionális felépítés (sorosan és párhuzamosan kapcsolt érszakaszok). A vér és a nyirokrendszer. 11. Hemodinamika: nyomás-áramlás, nyírófeszültség-nyírássebesség, rugalmas feszültségdeformáció az erekben; áramlási ellenállás, viszkozitás és elaszticitás mérőszámai. A vénás keringést fenntartó tényezők. A véráramlás és a vérnyomás mérése. 12. A mikrocirkuláció felépítése, működésének alapelvei, szabályozása. Transzkapilláris kicserélődés. 13. A szív pumpa funkciója, szívciklus (nyomás, áramlás, akusztikus és elektromos jellemzők). 10
14. A szív-érrendszer működésének lokális, reflexes idegi és hormonális szabályozása. A szívtörvény, elő- és utóterhelés. A vérkeringési rendszer működésének zavarai. 15. A vese funkcionális-anatómiai felépítése. A veseműködési egysége: a nefron. A c1earance elv, alkalmazása a vese véráramlás és a glomeruláris filtráció mérésére. 16. A vese kiválasztó működése: a glomerulusok és a tubulusok funkciója. 17. A testnedvek volumenének és ionális összetételének szabályozása. A sav-bázis egyensúly szabályozása. A tüdő és a vese szerepe a ph regulációban. 18. Az endokrin reguláció jel1egzetességei. Hypophysis mel1ső és hátsó lebeny funkciói. 19. Mellékvesekéreg és mellékvesevelő szerepe. Nemi működés alapelvei. 20. Az anyagcsere és endokrin szabályozása (energia, szénhidrát, fehérje- és zsíranyagcsere). 21. Vegetatív effektorok, sympathicus és parasympathicus idegrendszer felépítése és működése. 22. A vázizomzat kontrakciójának reflexes idegi szabályozása. Afferens és efferens struktúrák, reflexek típusai. A lokomotoros és anti gravitációs működés mechanizmusai. Nyúltvelői, agytörzsi, szubkortikális, kortikális központok szerepe a mozgásszabályozásban. 23. Szomatoszenzoros rendszer: receptorok fajtái és tulajdonságai. A kódolás és projekció alaptörvényei, fájdalom. Szomatoszenzórium, fájdalom, ízlelés, szaglás. 24. A hallás élettana. A látás élettana. 25. Arousal mechanizmus, nemspecifikus felszálló pályák (RAS), talamusz és kérgi struktúrák szerepe. Agykérgi kiváltott potenciálok, EEG ritmusai és azok jelentősége, szinkronizáció, deszinkronizáció. 26. Az érzelmek és ösztönök fiziológiai alapjai. A magatartás fiziológiai alapjai. Magasabb idegrendszeri funkciók: figyelem, feltételes reflexek, tanulás és emlékezés formái. Beszéd, beszédzavarok. 11
VIZSGAREND A félév aláírás feltétele: A félév aláírásának feltétele a gyakorlatok látogatása. Nem kapja meg félévének aláírását az a hallgató, akinek - nem szerepel a neve mindkét gyakorlat jelenléti ívén - gyakorlatokról való hiányzását nem tudja elfogadhatóan igazolni Akik igazoltan maradnak távol egyik vagy mindkét gyakorlatról, azoknak a gyakorlati anyag elméleti részéből is vizsgázniuk kell a félévi kollokvium során. Kollokvium: Az I. félév végén a hallgatók kötelező kollokviumot tesznek. A kollokviumi vizsgaidőszak 2006. december 20.-tól 2007. január 31.-ig tart. A kollokvium tárgyát képezik az előadásokon és a gyakorlatokon elhangzottak az alábbiak alapján: Két elméleti kérdés az előadások anyagából Egy gyakorlati kérdés Kollokviumi vizsganapok: 2006 december: 20, 21, 28 2007 január: 5, 10, 15, 16, 22, 23, 30, 31 Vizsgaidőszakon túli kollokviumi vizsganapok: 2006. február 5. Keresztféléves kollokviumi vizsgaidőpontok: Azok a hallgatók, akik aláírást szereztek, de nem tudtak a megjelölt vizsgaidőpontokban vizsgázni lehetőségük van ezt bepótolni a következő időpontokban: 2007. június 5, 6 Konzultációk: Igény szerint előre jelezve 2006. december 10-19 között két alkalommal. Szigorlat: A II. félév végén a hallgatók rendszerélettani alapismeretek c. tantárgyból is szigorlatot tesznek mellyel kapcsolatban felvilágosítást a BME-VMK Dékáni hivatalában adnak. 12
A VIZSGÁKKAL KAPCSOLATOS ÁLTALÁNOS TUDNIVALÓK Vizsgára jelentkezés: e-mailen keresztül az oktatási asszisztensnél történik. E-mail cím: cseragi@net.sote.hu. Jelentkezni legkésőbb az adott vizsgaidőpont előtti napon, 12 óráig lehet. A határidőn túl érkezett jelentkezéseket nem tudjuk elfogadni. Jelentkezésnél meg kell adni az időpontot a teljes nevet és a törzsszámot. A vizsgák időpontjáról és helyszínéről e-mailen kapnak tájékoztatást, illetve a tantárgy honlapjáról lehet tájékozódni. http://xenia.sote.hu/eu-mernok/ egyes dokumentumok eléréséhez belépési adatokra van szükség! (lásd: Interneten elérhető oktatási anyagok, 14. oldal) A hallgató a kitűzött vizsgaidőpontban köteles a vizsgán megjelenni, és vizsgát tenni. Amennyiben a hallgató önhibáján kívül nem tud megjelenni a kitűzött vizsgán, távolmaradását három munkanapon belül igazolhatja a tantárgyfelelősnél. Az igazolás mérlegelés tárgyát képezi, elutasítása esetén a hallgató csak vizsgát ismételhet. Előre be nem jelentkezett hallgató soron kívül nem vizsgázhat. KÉRELMEKKEL, ALÁÍRÁSSAL KAPCSOLATOS ÁLTALÁNOS TUDNIVALÓK A hallgató a tantárggyal kapcsolatos problémáit kérelembe fogalmazhatja meg, melyet minden esetben a tantárgyfelelősnek kell címezni és eljuttatni e-mailen vagy személyesen. Kérelem tárgya és a mérlegelés feltételei: Év- és vizsgamentesség kérelmet nyújthat be az a hallgató, aki már hallgatott hasonló tematikájú tantárgyat (humán élettan, orvosi élettan, stb.): év és vizsgamentességet kap ha a tantárgyat 5. ill. 4. érdemjeggyel teljesítette évmentességet kap ha a tantárgyat 3. ill. 2. érdemjeggyel teljesítette, de vizsgát kell tennie a megadott vizsgaidőszakban évmentességet kap, ha a tantárgyat már hallgatta, aláírást kapott de még nem vizsgázott, de vizsgát kell tennie a megadott vizsgaidőszakban. Félévi aláírás kérelmezése a tantárgyfelelősnél vizsgaidőszak után: a hallgatók egy közös kérelmet írjanak, ahol felsorolják a kérelmezők nevét, törzsszámát, szükség szerint mellékelik az igazolásokat az esetleges távolmaradásról és a leckekönyvekkel, együtt azt eljuttatják a tantárgyfelelősnek. Vizsgaidőszakban külön-külön nem lehet aláírást kérni! Gyakorlatról, vizsgáról való távolmaradás: orvosi probléma esetén elég az orvosi igazolás, egyéb ok esetén kérelem formájában kell megindokolni a távolmaradást. 13
A kérelmeket minden esetben a tantárgyfelelős részére kell eljuttatni. Személyesen, munkaidőben: 1089 Budapest, Nagyvárad tér 4. 17 emelet (4 csengetés) Postán: Prof. Dr. Koller Ákos, Semmelweis Egyetem, Kórélettani Intézet, 1089 Bp. Nagyvárad tér 4. vagy e-mailen: cseragi@net.sote.hu A FELKÉSZÜLÉSHEZ SZÜKSÉGES TANKÖNYVEK ÉS SEGÉDANYAGOK Fonyó Attila. Az orvosi élettan tankönyve. 2 kiadás, Medicina, Budapest, 1999 Arthur C. Guyton and John E. Hall. Textbook of Medical Physiology. 10th edition, Saunders, Philadelphia, 2000. Monos Emil. Hemodinamika: vérkeringés dinamikája. Semmelweis E KODK, egyetemi jegyzet, Budapest, 2001. Monos Emil. A vénás rendszer élettana, 2 kiadás, Semmelweis E KODK, egyetemi jegyzet, Budapest, 1999. INTERNETEN ELÉRHETŐ AJÁNLOTT OKTATÁSI SEGÉDANYAGOK Az előadások anyagai: http://xenia.sote.hu/eu-mernok/ (felhasználó név: hallgato; jelszó: Vacskamati) 14
TARTALOMJEGYZÉK ELŐSZÓ 3 A TANTÁRGY OKTATÓI 4 ELŐADÁSOK 6 ELŐADÁSOK TEMATIKÁJA 7 GYAKORLATOK 9 KOLLOKVIUMI TÉTELEK 10 VIZSGAREND 12 A VIZSGÁKKAL KAPCSOLATOS ÁLTALÁNOS TUDNIVALÓK 13 KÉRELMEKKEL, ALÁÍRÁSSAL KAPCSOLATOS ÁLTALÁNOS TUDNIVALÓK 13 A FELKÉSZÜLÉSHEZ SZÜKSÉGES TANKÖNYVEK ÉS SEGÉDANYAGOK 14 INTERNETEN ELÉRHETŐ AJÁNLOTT OKTATÁSI SEGÉDANYAGOK 14 15