ÖABT Fen Bilimleri Biyoloji: İnsan Fizyolojisi (Sistemler) konu anlatımı

İnsan fizyolojisi, vücuttaki organ sistemlerinin yapısını ve bu sistemlerin nasıl işlediğini inceler. ÖABT Fen Bilimleri sınavında sindirim, dolaşım, solunum, boşaltım, sinir, endokrin (hormonal) ve bağışıklık sistemleri; bu sistemlerin organları, çalışma mekanizmaları ve birbirleriyle olan etkileşimleri (özellikle kan şekeri düzenlemesi, su-tuz dengesi ve homeostazi gibi geri bildirim mekanizmaları) üzerinden sorulur. Ortaokul fen bilimleri müfredatında 6. sınıftan itibaren işlenen bu sistemler, ÖABT'de mekanizma düzeyinde (enzim etkinliği, hormonal geri bildirim, nefron işlevi gibi) derinleştirilerek sorulur.

Sindirim sistemi

Sindirim, besinlerin mekanik ve kimyasal yollarla hücrelerin kullanabileceği küçük moleküllere parçalanmasıdır. Ağızda tükürük bezlerinden salgılanan amilaz, nişastayı maltoza parçalamaya başlar. Midede, mide bezlerinden salgılanan hidroklorik asit ortamı asidik (pH≈2) hale getirir; bu ortamda etkili olan pepsin enzimi proteinlerin sindirimini başlatır. İnce bağırsakta, pankreastan salgılanan tripsin (protein), pankreas amilazı (nişasta) ve lipaz (yağ) enzimleri ile karaciğerden salgılanıp safra kesesinde depolanan safra (bir enzim olmayıp yağları emülsiye eden bir salgı) etkisiyle sindirim tamamlanır; oluşan basit besin molekülleri ince bağırsak villuslarından kana emilir.

Dolaşım sistemi

Kalp, sağ kulakçık-sağ karıncık ve sol kulakçık-sol karıncık olmak üzere dört boşluktan oluşur. Vücuttan gelen kirli (oksijence fakir) kan sağ kulakçığa, oradan sağ karıncığa, oradan akciğerlere (küçük/pulmoner dolaşım) gider; akciğerde temizlenen kan sol kulakçığa, oradan sol karıncığa gelir ve aort yoluyla tüm vücuda (büyük/sistemik dolaşım) pompalanır. İnsanda görülen bu çift dolaşım sistemi, temiz ve kirli kanın kalpte karışmadan ayrı bölmelerde taşınmasını sağlar. Kan; plazma, alyuvar (eritrosit, oksijen taşır), akyuvar (lökosit, bağışıklıkta görev alır) ve trombositlerden (pıhtılaşmada görev alır) oluşur. Kan basıncı, kalbin kasıldığı andaki sistolik ve gevşediği andaki diyastolik basınç olarak iki değerle ifade edilir (örneğin 120/80 mmHg).

Solunum sistemi

Hava, burun-yutak-gırtlak-soluk borusu-bronş-bronşçuklar yoluyla akciğerlerdeki alveollere ulaşır. Alveollerde oksijen ve karbondioksit, derişim farkına bağlı olarak basit difüzyonla, enerji harcanmadan, yüksek derişimden düşük derişime doğru el değiştirir. Diyafram kasının kasılıp aşağı hareket etmesiyle göğüs kafesi hacmi artar, akciğer içi basınç dış ortamdan düşük hale gelir ve hava içeri dolar (inspirasyon); diyaframın gevşemesiyle tam tersi gerçekleşerek hava dışarı verilir (ekspirasyon).

Boşaltım sistemi

Böbreğin temel yapısal ve işlevsel birimi nefrondur. Nefronda kan önce glomerulusta yüksek basınçla süzülür ve süzüntü Bowman kapsülüne geçer (filtrasyon); süzüntü proksimal tüp, Henle kulpu ve distal tüpten geçerken vücudun ihtiyaç duyduğu glikoz, su ve iyonların büyük kısmı kana geri alınır (reabsorpsiyon/geri emilim); ayrıca bazı maddeler kandan tübül sıvısına aktif olarak verilir (sekresyon/salgılama). Sağlıklı bir bireyde glikoz proksimal tüpte tamamen geri emilir; kan şekeri böbreğin geri emilim eşiğini aştığında (örneğin kontrolsüz diyabette) glikoz idrarla atılır (glikozüri). Vücut su miktarı azaldığında hipofizden salgılanan ADH (antidiüretik hormon), toplayıcı kanalın suya karşı geçirgenliğini artırarak su geri emilimini artırır ve daha az, daha koyu idrar oluşmasını sağlar.

Sinir sistemi

Sinir sistemi, merkezi sinir sistemi (beyin, omurilik) ve çevresel sinir sisteminden oluşur. Bir nöron, uyarıyı alan dendritler, hücre gövdesi ve uyarıyı ileten akson içerir; iki nöron arasındaki iletişim, elektriksel uyarının kimyasal habercilere (nörotransmitterlere) dönüştüğü sinaps bölgesinde gerçekleşir. Refleks yayı, bilinç dışı ve hızlı tepkilerde izlenen yoldur: reseptör → duyu nöronu → omurilik (çoğunlukla ara nöron aracılığıyla) → motor nöron → efektör (kas ya da salgı bezi).

Endokrin sistem

Hormonlar, iç salgı bezlerinden kana verilen ve hedef organları etkileyen kimyasal habercilerdir. Pankreasın beta hücrelerinden salgılanan insülin, kan şekeri yükseldiğinde hücrelerin glikoz alımını ve karaciğerde glikojen sentezini artırarak kan şekerini düşürür; pankreasın alfa hücrelerinden salgılanan glukagon ise kan şekeri düştüğünde karaciğerdeki glikojenin glikoza parçalanmasını (glikojenoliz) uyararak kan şekerini yükseltir. Bu iki hormon, kan şekerini dar bir aralıkta tutan klasik bir negatif geri bildirim örneğidir. Tiroid bezinden salgılanan tiroksin, bazal metabolizma hızını artırır.

Bağışıklık sistemi

Nonspesifik (özgül olmayan) bağışıklık; deri, mukoza, mide asidi ve fagositik hücreler gibi her tür patojene karşı aynı şekilde tepki veren savunma hatlarından oluşur. Spesifik (özgül) bağışıklık ise belirli bir antijene özgü tepki verir: B lenfositleri, plazma hücrelerine dönüşerek antikor üretir; T lenfositleri enfekte hücreleri doğrudan yok eder ya da bağışıklık yanıtını düzenler. İlk karşılaşmada oluşan bellek hücreleri sayesinde aynı antijenle ikinci karşılaşmada bağışıklık yanıtı çok daha hızlı ve güçlü gerçekleşir.

Örnek 1. Bir kişi mide asitliğini azaltan bir antiasit kullandığında mide pH'ı normalden daha az asidik hale geliyor. Bu durumun sindirime etkisi nedir?

Çözüm: Pepsin enziminin optimum çalışma pH'ı oldukça asidiktir (yaklaşık pH 2). Mide pH'ının yükselmesi pepsinin yapısını ve etkinliğini bozar, dolayısıyla mide düzeyinde protein sindirimi yavaşlar.

Örnek 2. Yemek sonrasında kan şekeri yükseldiğinde vücutta hangi hormonal tepki gerçekleşir?

Çözüm: Kan şekerindeki artış pankreasın beta hücrelerini uyarır, bunlar insülin salgılar; insülin hücrelerin glikoz alımını ve karaciğerde glikojen sentezini artırarak kan şekerini düşürür. Bu, negatif geri bildirim mekanizmasının tipik bir örneğidir.

Örnek 3. Açlık kan şekeri sürekli yüksek seyreden ve idrarında glikoz tespit edilen bir hastada bu bulgular ne anlama gelir?

Çözüm: Sağlıklı bir bireyde glikoz proksimal tüpte tamamen geri emilir. Kan glikozu böbreğin geri emilim eşiğini aştığında glikozun tamamı geri emilemez ve idrarla atılır (glikozüri); bu durum genellikle insülin yetersizliği ya da etkisizliğiyle (diyabet) ilişkilidir.

Örnek 4. Bir refleks yayında (örneğin sıcak bir cisme dokunma) uyarı hangi sırayla iletilir?

Çözüm: Uyarı, sıcaklığı algılayan reseptörden duyu nöronuna, oradan omurilikteki ara nörona, oradan motor nörona ve son olarak kası kasılmaya yönelten efektöre iletilir: reseptör → duyu nöronu → omurilik (ara nöron) → motor nöron → efektör.

Örnek 5. Vücut su miktarı azaldığında böbrekte hangi hormonal düzenleme devreye girer?

Çözüm: Su kaybı hipofizden ADH (antidiüretik hormon) salgısını artırır. ADH, toplayıcı kanalın suya karşı geçirgenliğini artırarak su geri emilimini artırır; sonuçta daha az ve daha koyu idrar oluşur, vücut suyu korunur.