Тема 1: Физиология возбудимых тканей: общие вопросы. Физиология биологических мембран. Научно-методическое обоснование темы

Изучение структуры возбудимых тканей, их функций позволяет раскрыть сущность элементарных механизмов передачи информации в организме, регуляции, обеспечивающих жизнедеятельность как целого. Рассматривая физиологию возбудимых тканей, следует обращать внимание на взаимосвязь структуры отдельных тканей с их функциями, роль процессов возбуждения в обеспечении целостность организма как системы, специфику процессов, лежащих в основе передачи информации.

Физиология биологической мембраны — базовый раздел физиологии клетки и возбудимых тканей, имеющий большое значение для медицины. Почему? Нарушение мембранных процессов — причина многих заболеваний (например, атеросклероза, гипертонической болезни, вирусных и бак­териальных инфекционных заболеваний, отравлений, поражений ионизирующим излучением, опу­холевых заболеваний). Лечение как «мембранных» патологий, так и заболеваний, казалось бы, не связанных с мембранами часто связано с воздействием на функционирование биологических мем­бран.

Важнейшие условия существования клетки и клеточных органелл — ав­тономность по отношению к окружающей среде. Вещество клетки или органеллы не должно смешиваться с веще­ством окружения, должна соблюдаться автономность химических реакций в клетке и в её отдельных частях. С другой стороны, условием существования клетки или органеллы является связь с окружающей средой. Непрерывный, регулируемый обмен веще­ством и энергией между клеткой или органеллой и окружающей по отношению к этим структурой средой жизненно необходим. Как отметил Д.Бернал, «только после об­разования мембраны вокруг всей клетки мы действительно имеем то, что с полным правом может быть названо организмом».

В 1890 г. В.Пфеффер пришел к выводу о существовании плазматической мембраны на осно­вании результатов экспериментов по осмотическому сморщиванию (плазмолизу) и набуханию кле­ток. Одной из задач занятия является повторение этих опытов.

Цель занятия

Формировать систему знаний о закономерностях физиологических процессов. Студент должен быть ознакомлен с истоками формирования знаний по физиологии. На основе полученных теоретических и практических навыков студент должен знать базовые закономерности физиологических процессов, связанные с функцией биомембран; уметь применять полученные знания при интерпретации результатов физиологических исследований, владеть элементарным понятийным аппаратом, навыками поиска и анализа информации в области клинической физиологии биомембан.

Исходные знания

1. Раздражение и возбуждение как основные типы реакции тканей на раздражение.

2. Понятия «ткани», «возбудимые ткани».

3. Свойства возбудимых тканей.

4. Понятие «биологическая мембрана».

5. Общий план строения биологической мембраны. Жидкостно-мозаичная модель биологической мембраны (Сингера-Николсона, 1972).

6. Предметные модели биологических мембран.

7. Физические модельные мембраны (плоские, сферические).

8. Биологические модельные мембраны (тени эритроцитов, аксон кальмара).

9. Транспорт веществ через мембрану. Характеристика транспорта.

10. Транспорт веществ с изменением и без изменения архитектоники мембраны.

11. Пассивный транспорт веществ через мембрану. Уравнение Фика.

12. Ионные каналы, классификация, свойства.

13. Облегчённая диффузия.

14. Активный транспорт через мембрану.

15. Сопряжённый транспорт (симпорт, антипорт; пассивный, активный, вторично-активный котранспорт).