The human body : an introduction to structure and function

1 Biology of the Cell 1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 Number, Size, Shape, and Properties of Cells . . . . . . . . . . . . . . . 2 Structure of the Cell and Cell Organelles . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Cell Division (Mitosis) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Reduction or Maturation Division (Meiosis) . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Exchange of Materials between the Cell and Its Environment . . 24 Membrane or Resting Potential of a Cell . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Solid and Fluid Transport . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 2 Genetics and Evolution 39 Genetics (The Science of Heredity) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 Evolution (The Science of Development; Phylogeny) . . . . . . . . . 55 3 Tissues 67 Epithelial Tissue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 Connective and Supporting Tissues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 Muscle Tissue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 Nerve Tissue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 4 The Locomotor System (Musculoskeletal System) 113 Axes, Planes, and Orientation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 General Anatomy of the Locomotor System . . . . . . . . . . . . . . . 116 Special Anatomy of the Locomotor System . . . . . . . . . . . . . . . . 129 Faller, The Human Body © 2004 Thieme All rights reserved. Usage subject to terms and conditions of license. VIII Contents 5 The Heart and Blood Vessels 205 The Heart (Cor) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206 The Vascular System—Structure and Function . . . . . . . . . . . . . . 228 The Vascular System—Physiological Principles . . . . . . . . . . . . . . 244 6 Blood, the Immune System, and Lymphoid Organs 259 The Blood . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260 The Immune System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282 The Lymphoid Organs (Immune Organs) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287 7 The Endocrine System 307 Hormones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309 Hypothalamic−Hypophyseal Axis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313 Pituitary Gland (Hypophysis) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314 Pineal Gland (Pineal Body, Epiphysis Cerebri) . . . . . . . . . . . . . . . 317 Thyroid Gland . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318 Adrenal Glands (Suprarenal Glands) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321 Islet Apparatus of the Pancreas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325 The Gonads . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327 Other Tissues and Single Cells Secreting Hormones . . . . . . . . . 328 8 The Respiratory System 333 The Path of Oxygen to the Cell: External and Internal Respiration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334 Organs of the Air Passages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335 Serous Cavities and Membranes of the Chest and Abdomen . . 348 Lungs (Pulmones) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348 Ventilation of the Lungs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353 Faller, The Human Body © 2004 Thieme All rights reserved. Usage subject to terms and conditions of license. Contents IX Gas Exchange and the Blood−Air Barrier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357 The Regulation of Breathing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363 The Mechanics of Breathing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365 9 The Digestive System 377 Metabolism, Energy Requirements, and Nutrients . . . . . . . . . . . 378 The Digestive Organs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389 Overview of the Digestive Processes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 428 10 The Kidneys and Urinary Tract 441 Role of the Kidneys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 442 Overview of the Structure and Function of the Kidneys . . . . . . 442 The Kidney (Ren, Nephros) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443 Urinary Tract . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 457 11 The Reproductive Organs 471 Function and Structure of the Reproductive Organs . . . . . . . . . 472 Male Reproductive Organs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472 Female Reproductive Organs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 485 12 Reproduction, Development, and Birth 505 Germ Cells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 506 Fertilization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 506 Transport through the Uterine Tube and Segmentation . . . . . . 511 Implantation and Development of the Placenta (Afterbirth) . . . 513 Development of the Embryo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 516 Development of the Fetus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 520 Birth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 523 Postnatal Development . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 525 Faller, The Human Body © 2004 Thieme All rights reserved. Usage subject to terms and conditions of license. X Contents 13 The Central and Peripheral Nervous Systems 533 Classification of the Nervous System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 534 Role of the Nervous System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 534 Development of the Nervous System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 535 Central Nervous System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 536 Peripheral Nervous System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 584 14 The Autonomic Nervous System 605 Function and Components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 606 Outline of the System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 608 Sympathetic Nervous System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 609 Parasympathetic Nervous System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 613 Nervous System of the Intestinal Wall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 616 15 Sense Organs 623 Receptors and Sensory Cells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 624 The Eye . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 625 The Ear . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 644 The Sense of Taste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 654 The Sense of Smell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 655 16 The Skin and Its Appendages 663 Skin (Cutis) and Subcutaneous Tissue (Tela Subcutanea) . . . . . 664 Skin Appendages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 668 17 Quantities and Units of Measurement 673 Abbreviations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 674 Faller, The Human Body © 2004 Thieme All rights reserved. Usage subject to terms and conditions of license. Contents XI The SI System of Units . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 674 Multiples and Fractions (Powers of Ten) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 675 Concentrations and Equivalent Values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 677 Glossary 679 A-Z Index 682 Faller, The