فیزیولوژی برای المپیاد زیست | راهنمای فصل به فصل مطالعه

تو این نوشته به صورت دقیق قراره بفهمی که اولا واسه فیزیولوژی المپیاد زیست، کدوم فصلای گایتون رو باید بلد باشی، ثانیا تو هر فصل دقیقا کجاهاش سوال خیزن تا بتونی روشون تمرکز کنی! این راهنما به صورت فایل هم موجوده که میتونی رو این لینک پایین کلیک کنی تا فایلش رو همیشه همراه خودت داشته باشی و هر وقت خواستی بهش سر بزنی:

دانلود راهنمای فصل به فصل مطالعه فیزیولوژی گایتون

فقط قبل اینکه بریم سراغ اصل داستان، الان لحن متن قراره یهو عوض شه! لحن “کتابی” متنی که تو ادامه میاد (و داخل فایل هست) رو خیلی جدی نگیر که گرچه زمان خوارزمشاهیان نوشته شده 🙂 محتواش کااااملا برای المپیاد به روزه! ؛) یادتم نره که هر سوالی هم در مورد مطالعه فیزیولوژی و انواع منابعش (از برن و گانونگ گرفته تا مویز و بورون و اکرت) داشتی کامنت کن سریع جواب میدم.

نکته بعدی هم اینه که اگه واسه خوندن فیزیولوژی محدودیت زمانی داری، یه سری جاهاشو به نظرت باید مفهومی تر یاد بگیری، احساس نیاز به جمعبندی بهتری میکنی، و یا اینکه به طور کلی مطمئن نیستی دانشت آمادگی لازم واسه حل سوالات رو بهت میده یا نه، یه راه حل واسه همه این شرایط دوره فیزیولوژی پزشکی المپیادلب هست که دقیقا نکات مفهومی فیزیولوژی که فهمیدنشون سخته رو از پایه آموزش میده میاد بالا.

خب مقدمه بسّه! بریم سراغ اصل مطلب…

اندر احوالات فیزیولوژی پزشکی گایتون (ویرایش 13 – 2016)

کتاب گایتون تحت هر شرایطی پایه دانش فیزیولوژی شما را تشکیل می­دهد. این کتاب تلاش ستودنی در گردآوری مباحث گسسستردهههه­ی فیزیولوژی و بیان آن­ها به صورت خلاصه و به زبان ساده کرده است. البته این خلاصه­ سازی­ های گایتون بعضی جاها باعث می­شود مطالب کمی گنگ و متناقض به نظر برسند ولی چاره­ ای نیست و باید این مسئله را به جان خرید. اگر فرصت کافی برای مطالعه المپیاد داشته باشید، این تناقض­ ها توسط کتب دیگر برطرف می­شوند. اگر هم برطرف نشدند نگران نباشید، تاثیر خاصی بر نتیجه المپیاد شما نمیگذارند. شاید بگویید خوب چرا نمی­رویم از همان اول آن کتب کامل­تر را بخوانیم؟ در جواب دو نکته این جا مطرح می­شود:

• معمولا اگر قرار باشد به صورت مستقیم از یک مبحث فیزیولوژی سوالی در آزمون­های المپیاد مطرح شود، با این انتظار که شما گایتون را بلد هستید مطرح می­شود. هیچکس انتظار ندارد شما کتاب فیزیولوژی Boron & Boulpaep را خوانده باشید!
• گایتون متنی روان­ تر و ساده­ تر، و حجمی قابل مدیریت تر به خصوص برای المپیادی­ های تازه­ کار دارد.

اصول کلی مطالعه فیزیولوژی برای المپیاد زیست

حال که گفتیم چرا باید گایتون بخوانیم، برویم سراغ اینکه کجاهای گایتون را بخوانیم و چگونه بخوانیم. به طور کلی در مورد خواندن گایتون چند نکته کلی وجود دارد. نکاتی که در ادامه مطرح می­شود، برای هر کتاب فیزیولوژی در حیطه المپیاد زیست صدق می­کند:

1. باید سعی کنید نمودارهای گایتون را خوب یاد بگیرید و بتوانید آن­ها را تحلیل کنید. فهمیدن نمودار بدین معنی است که شما دلیل تمامی ارکان نمودار (نقطه شروع، نقطه پایان، افزایش یا کاهش شیب، به کفه رسیدن نمودار، نقاط عطف، ماکزیمم­ ها و مینیمم ­های نمودار، نقاط دارای بیشترین شیب و …) را تا حد امکان بلد باشید. به عبارت دیگر، اگر به شما دو محور نمودار داده شوید، بتوانید نمودار را با دلیل (و نه از حفظ) رسم کنید. خوبی این کار این است که بعد از 1-2 بار خواندن گایتون، می­توانید برای مرور صرفا نمودارها و شکل­ ها را مرور کنید.
2. برقراری ارتباط بین مطالب، دسته ­بندی­ ها و مقایسه­ ها. به عنوان مثال توضیح مربوط به فصول 6-9 را در ادامه در نظر بگیرید.
3. مطالب صرفا حفظی گایتون در مباحثی که برای المپیاد زیست مهم هستند به نسبت کم است. به طور کلی اعداد، نام بیماری­ها، نام دارو­ها و اسم خاص مولکول­ های دخیل در فرایند­های فیزیولوژیک مهم نیستند مگر اینکه یا خیلی تکرار شوند یا اینکه گایتون خیلی روی آن تاکید داشته باشد. به عنوان مثال، شما لازم نیست بدانید که داروهای فوروزماید و تیازید (داروهای دیورتیک) چه هستند و کجا اثر می­کنند؛ اما اگر دارویی فرضی با مکانیسم کاهش بازجذب سدیم در نفرون به شما معرفی شود، باید بتوانید تاثیر چنین دارویی را برروی میزان دفع ادرار، pH ادرار، pH خون، یون­های کلسیم و منیزیم و پتاسیم خون و … استنباط کنید. این مسئله دوباره برمی­گردد به این قانون کلی که در المپیاد باید مکانیسم­ ها را بلد باشید.
4. در بیماری­ها معمولا علت زمینه­ ای ایجاد بیماری مهم نیست (مثلا برای شما خیلی مهم نیست که دیابت می­تواند باعث نارسایی کلیوی شود)، آن­چه که مهم­تر است این است که بدانید اگر در بدن نارسایی کلیوی ایجاد شد (به هردلیلی) با چه مکانیسمی به علایم مربوط به آن منجر می­شود. همچنین از شما هیچگاه پرسیده نمی­شود درمان بیماری x چیست. برای اینکه بدانید از درمان چه سوالی مطرح می­شود به این مثال توجه کنید: مثلا در بیمار آسمی، مجاری هوایی تنگ شده­ اند. در سوال به شما گیرنده­ های آدرنرژیک غشایی مختلف، عملکرد آن­ها و محل آن­ها (در دیواره عروق، دیواره برونشیول­ ها، دیواره برونش­­ ها و …) معرفی می­شوند. در نهایت از شما انتظار می ­رود تشخیص دهید از بین چند دارو، کدام داروها شرایط بیمار آسمی را بهتر و کدام­ ها بدتر می­کنند. همانطور که می­بینید، دوباره مسئله همان مسئله فهمیدن مکانیسم­ ها است.

راهنمای نحوه مطالعه و اولویت بندی فصول کتاب فیزیولوژی گایتون

در کنار این قوانین کلی، اولویت­ بندی فصول گایتون از نظر اهمیت آن­ها در المپیاد می­تواند به شما در برنامه ریزی برای مطالعه مطابق با زمانی که دارید کمک کند. در این متن، اولویت­ بندی مباحث براساس رنگ و فونت عنوان فصل و به شکل زیر از مهم­ترین اولویت به پایین­ترین اولویت نمایش داده شده ­اند:

1. فونت Bold مشکی
2. فونت Bold آبی
3. فونت Underlined مشکی
4. فونت Underlined آبی
5. فونت Italic مشکی
6. فونت Italic آبی
7. فونت ساده مشکی
8. فونت ساده آبی

بدین ترتیب، اولویت هر یک از فصل­ها به همراه بعضی نکات اختصاصی در مورد نحوه مطالعه هر فصل در ادامه بیان می­شوند. در پایان نوشته نیز اولویت­ بندی­ها به صورت خیلی خلاصه جمعبندی شده­ اند.

• فصل 5
  • Membrane Potentials and Action Potentials

فصلی بسیار بسیار بسیار مهم. تمامی تعاریف و مفاهیم و فرمول­های این فصل و به صورت کلی همه چیز آن را باید سعی کنید متوجه شوید و یاد بگیرید. المپیادی نباید باشد که نام پتانسیل نرنست و معادله گلدمن-هاجکین-کاتز برای او آشنا نباشد و نتواند فرمول­های آن­ها را بنویسد.

• فصول 6 – 9
  • Contraction of Skeletal Muscle
  • Excitation of Skeletal Muscle: Neuromuscular Transmission and Excitation-Contraction Coupling
  • Contraction and Excitation of Smooth Muscle
  • Cardiac Muscle: The Heart as a Pump and Function of the Heart Muscles

دلیل اینکه این فصول را در کنار هم قرار داده­ ام، اهمیت توانایی مقایسه این سه نوع عضله با یکدیگر است. شما باید بتوانید از نظر هرجنبه ای که فکرش را بکنید شباهت ­ها و تفاوت­ های این سه نوع عضله را کاملا بلد باشید. به عنوان مثال می توانید این جوانب را در نظر بگیرید:

1. جنبه ظاهری (مورفولوژیک)
2. جنبه عملکردی (مثلا از هر عضله در کجا­های بدن استفاده می­شود؟ از انواع مختلف عضلات اسکلتی [تیپ 1 و 2] و عضله صاف [فازیک و تونیک] در کجاها استفاده می­شود؟ کدام عضلات خسته می­شوند؟ و …)
3. جنبه مولکولی (مثلا نسبت مقدار میوزین به اکتین در بین انواع مختلف عضله چه تفاوتی دارد؟ تفاوت­های ساختاری dense body در عضله صاف و z-disc در عضله مخطط چیست؟ تفاوت ساختاری میکروفیلامان­های نازک عضلات اسکلتی و صاف و قلبی چیست؟ و …)
4. جنبه جفت شدن تحریک و انقباض (مثلا کدام عضله نیاز به کلسیم خارج سلولی دارد؟ کدام عضله می­ تواند بدون ایجاد پتانسیل عمل منقبض شود؟ کدام عضله می­تواند در پاسخ به محرک­ هایی غیر از تحریک عصبی منقبض شود؟ عوامل مولکولی دخیل در شروع و پایان انقباض چه تفاوت­هایی بین انواع مختلف عضله دارند؟ و …)
5. جنبه مکانیکی (مثلا کدام نوع عضله قدرت بیشتری به نسبت واحد سطح تولید می­کند؟ توان تولیدی عضلات با هم چه تفاوت­هایی دارد؟ عضلات نسبت به پیش­ بار و پس ­بار چگونه پاسخ می­دهند؟ و …)

در نتیجه این 4 فصل را باید به دقت خوانده و تا می­توانید بین مباحث مختلف ان ها ارتباط برقرار کرده و مقایسه کنید.

• فصول 10 – 13
  • Rhythmical Excitatory and Conductive System of the Heart
  • The Normal Electrocardiogram
  • Electrocardiographic Interpretation of Cardiac Muscle and Coronary Blood Flow Abnormalities: Ventricle Analysis
  • Cardiac Arrhythmias and Their Electrocardiographic Interpretation

در فصل­های 12 و 13 کسی از شما انتظار ندارد نام بیماری­ها را بلد باشید ولی اصطلاحات کلی را چرا. مثلا باید بدانید تاکی­کاردی چه معنی دارد، اما خیلی لازم نیست بدانید Paroxysmal Ventricular Tachycardia چیست. فصول به نسبت سختی هستند و عموما از سطح مرحله 2 (به خصوص فصل 13) بالاتر هستند. منتهی از نظر اینکه ذهن شما را به چالش کشیده و مجبور می­کنند درک عمیق­تری از ECG کسب کنید خوب هستند.

• فصول 14 – 21
  • از Overview of the Circulation; Medical Biophysics of Pressure, Flow, And Resistance
  • تا Muscle Blood Flow and Cardiac Output During Exercise; The Coronary Circulation and Ischemic Heart Disease

در طی این فصول باید متوجه شوید که در گردش خون مکانیسم­ های موضعی (مانند خودتنظیمی) در کنار مکانیسم ­های عمومی بدن (مانند فعالیت اعصاب سمپاتیک و پاراسمپاتیک) فعالیت می­کنند. زمانی می­توانید بگویید این مبحث را کاملا متوجه شده­ اید که بتوانید عملکرد این دو مکانیسم عمومی و موضعی به صورت هماهنگ و با توجه به نیاز بدن در هر بافت تحت شرایط مختلف (استراحت، فعالیت، خونریزی و …) را توجیه کنید و در مورد تغییرات مقاومت عروقی، فشار خون، میزان جریان خون، حجم خون و … نتیجه گیری کنید.

نکته ­ای در مورد فرمول­ های گردش خون: در مجموع لازم نیست شما فرمولی را حفظ کنید. با این وجود، مواردی در فرمول­ ها وجود دارند که مهم بوده و در متن نیز به آن­ها اشاره می­گردد. مثلا در قانون Poiseuille گفته می­شود جریان با توان چهارم شعاع رگ به صورت معکوس مرتبط است. این موضوع در متن گایتون نیز اشاره شده است پس مهم است. در نتیجه، به طور کلی فرمول­ ها را لازم نیست حفظ کنید و بخش­ هایی از آن­ها که مهم هستند توسط خود گایتون در متن مطرح می­شوند و باید به صورت مفهومی آن ها را بلد باشید (مثلا بدانید که تغییر شعاع رگ باعث تغییر بسیار بزرگتری در جریان خون می شود).

• فصول 22 – 24
  • Cardiac Failure
  • Heart Valves and Heart Sounds; Dynamics of Valvular and Congenital Heart Defects
  • Circulatory Shock and Physiology of its Treatment

قوانین کلی مربوط به مباحث مرتبط با بیماری­ ها در اینجا نیز صادق است. در واقع شما از این فصول باید بفهمید که مشکل ایجاد شده در هر بیماری، چطور منجر به علایم مربوط به آن بیماری می­شود که اصطلاحا به آن پاتوفیزیولوژی بیماری گفته می­شود. در واقع مکانیسم بیماری مهم است و قرار نیست از شما پرسیده شود علایم و نشانه­ های بیماری x (مثلا VSD مادرزادی) چیست. چنین سوالی در پزشکی مطرح می­شود و نه المپیاد زیست. بلکه به شما گفته می­شود اگر دیواره بین دو بطن قلب مشکل داشته باشد، چه مشکلاتی برای نوزاد ایجاد می­شود؟ در پاسخ به اینگونه سوالات، بیش از آنکه جواب را حفظ باشید، باید بتوانید علایمی که ایجاد می­شوند را با توجه به مکانیسم­ هایی که بلد هستید از مشکل اولیه مطرح شده در سوال استنباط کنید.

• فصول 25 – 31 و فصل 32
  • از The Body Fluids Compartments: Extracellular and Intracellular Fluids; Interstitial Fluid and Edema
  • تا Acid-Base Regulation
  • و Diuretics, Kidney Diseases

فصول مربوط به کلیه بسیار مهم و سوال­ خیز هستند. این فصول به نسبت حفظی هستند چون باید یاد بگیرید در هر بخش از نفرون چه انتقالاتی صورت می­گیرد. همچنین بنا بر تجربه خودم به یاد نگاه داشتن این موضوع به این صورت که در هر جا از نفرون چه انتقال دهنده­ هایی وجود دارند (معمولا 3-4 تا بیشتر نیستند) کمک شایانی به استنباط عملکرد هر بخش از نفرون می­کند. در نتیجه، با وجود اینکه این مباحث به نسبت حفظی هستند و شاید لازم باشد مکانسیم مولکولی انتقال­ دهنده ­ها را هم به یاد نگه دارید، باید آن­ها را کاملا بلد باشید و به زعم “اینا که حفظین تو فیزیو فقط باید مکانیسم یاد بگیریم” این مطالب را دور نیندازید. 🙂

• فصول 33 تا 37
  • Red Blood Cells, Anemia, and Polycythemia
  • Resistance of the Body to Infection: I. Leukocytes, Granulocytes, the Monocyte-Macrophage System, and Inflammation
  • Resistance of the Body to Infection: II. Immunity and Allergy
  • Blood Types; Transfusion; Tissue and Organ Transplantation
  • Hemostasis and Blood Coagulation

به طور کلی این فصول را یک بار (یا حداکثر دو بار) بخوانید کافی هست. از بین این فصول، فصول 33 و 37 مهم­تر هستند. همچنین بدانید که مفاهیم ایمنی مطرح شده در فصل­های 34 و 35 از آن­چه که مورد نیاز المپیاد هست بیشتر است. با این وجود این دو فصل می­توانند مکمل خوبی برای فصل سیستم ایمنی کمپبل برای دوستانی که در فهم این فصل مشکل دارند، باشد. در نهایت به یاد داشته باشید که حفظیات شدید اعم از انواع پروتئین­ ها، انواع داروها و انواع بیماری­ ها که در این فصول زیاد هستند مهم نیستند.

• فصول 38 – 42 و فصل 43
  • از Pulmonary Ventilation
  • تا Regulation of Respiration
  • و Respiratory Insufficiency – Pathophysiology, Diagnosis, Oxygen Therapy

همانند مباحث مربوط به سیستم کلیوی و گردش خون. توجه کنید مبحث ریه و تنفس نمودارهای زیاد و بعضا سختی دارد که باید بلد باشید.

• فصول 50 – 54
  • The Eye: I. Optics of Vision
  • The Eye: II. Receptor and Neural Function of the Retina
  • The Eye: III. Central Neurophysiology of Vision
  • The Sense of Hearing
  • The Chemical Senses – Taste and Smell

گایتون کمی بیش از اندازه توضیح داده است. کتاب­ های دیگر مانند برن و لوی شاید مناسب­ تر باشند. با این اوصاف فصل­ های بسیار جذاب و به نسبت مهمی هستند. موارد زیر در مورد هر حس مهم هستند:

• ساختار سلول­ های گیرنده و نحوه تبدیل سیگنال خارجی به پیام عصبی توسط آن­ها (استثنا در این مورد بد نیست کمی از مکانیسم­های مولکولی را هم یاد بگیرید.)
• پردازش­های عصبی صورت گرفته جهت افزایش دقت حس ­ها
• نحوه تعیین شدت محرک حسی (مثلا شدت نور یا شدت صدا)
• نحوه تعیین حالت محرک حسی (مثلا رنگ نور یا فرکانس صدا)
• نحوه تعیین محل منشا هر محرک حسی (مثلا اینکه یک جسم کجای میدان بینایی است یا صدا از کجا می­آید)
• درک کلی از آناتومی سیستم­ های حسی (دید کلی از نحوه قرارگیری سلول­ های مویی گوش یا سلول­های مخروطی و استوانه­ای شبکیه داشته باشید.)

خیلی درگیر حفظیات ریز سیستم­ های حسی نشوید منتهی در نظر داشته باشید که در مجموع مبحثی حفظی است که باید کمابیش بلد باشید.

• فصول 63 – 67
  • General Principles of Gastrointestinal Function – Motility, Nervous Control, and Blood Circulation
  • Propulsion and Mixing of Food in the Alimentary Tract
  • Secretory Functions of the Alimentary Tract
  • Digestion and Absorption in the Gastrointestinal Tract
  • Physiology of Gastrointestinal Disorders

رویکردتان به سیستم گوارشی باید تا حدودی شبیه نفرون باشد. منظور این است که مهم­ترین مسئله این است که در هر بخش از لوله گوارش چه آنزیم­ هایی ترشح می­شوند، چه موادی هضم می­شوند، و چه موادی جذب می­شوند. همچنین باید بدانید نحوه تنظیم عصبی و هورمونی (به خصوص) این فرایندها به چه صورت است.

• فصول 75 – 83
  •  Introduction to Endocrinology
  • Pituitary Hormones and Their Control by the Hypothalamus
  • Thyroid Metabolic Hormones
  • Adenocortical Hormones
  • Insulin, Glucagon, and Diabetes Mellitus
  • Parathyroid Hormone, Calcitonin, Calcium and Phosphate Metabolism, Vitamin D, Bone, and Teeth
  • Reproductive and Hormonal Functions of the Male (and Function of the Pineal Gland)
  • Female Physiology Before Pregnancy and Female Hormones
  • Pregnancy and Lactation

در مورد هورمون ­ها نیز کتاب برن خلاصه و مفید و مختصرتر از گایتون است. تقریبا در مورد هورمون­ها همه مسایل به یک اندازه اهمیت دارند (و به یک اندازه حفظی هستند) منتهی به طور کلی ساختار هورمون­ها و نحوه بیوسنتز آن­ها اهمیت کمتری دارد.

خلاصه اولویت­ بندی مباحث گایتون:

اولویت اول: 

• غشا و عصب
• عضله
• قلب
• گردش خون
• کلیه
• ریه و تنفس

اولویت دوم:

• حواس ویژه
• گوارش
• سیستم درون­ریز (غدد)

اولویت سوم:

• خون