билеты

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ ПО КУРСУ НОРМАЛЬНОЙ ФИЗИОЛОГИИ

Общая физиология

1.Физиология, предмет, задачи и ее связь с другими науками. Физиология и медицина. Здоровье и болезнь с позиций физиологии

Физиология - наука о механизмах функционирования и регуляции деятельности клеток, органов, систем, организма в целом и взаимодействия его с окружающей средой. Предметом физиологии, ее содержанием является изучение общих и частных механизмов деятельности целостного организма и всех его органов и систем.

Конечная задача физиологии — такое глубокое познание функций организма, которое обеспечило бы возможность активного воздействия на них в желаемом направлении.

Связь физиологии с другими науками очевидна, базируясь в своих исканиях на данных одних наук, физиология является основой для развития других наук.

Физиология постоянно опирается на законы физики и химии, широко используя их методы исследования. Причина этого в том, что при каждом жизненном процессе происходят физические и химические процессы. Поэтому в физиологии приобрели важное значение два направления физиологического исследования — физическое и химическое. Этими двумя направлениями накоплен очень большой фактический материал, выявлены своеобразные закономерности протекания физических и химических процессов в организме, разработаны специальные методы и технические приемы изучения этих процессов. Физиология тесно связана с морфологическими науками — анатомией, гистологией, цитологией. Это обусловлено тем, что морфологические и физиологические явления неразрывпо связаны. Форма, структура организма и его частей и их функции взаимообусловлены, и нельзя глубоко изучить функции организма, его органов, тканей и клеток, не зная их макроскопического, микроскопического и субмикроскопического строения и его изменении при осуществлении исследуемой функции.

Физиология опирается также на общую биологию, эволюционное учение и эмбриологию, потому что для изучения жизнедеятельности любого организма необходимо знать историю его развития — филогенетического и онтогенетического.

Близко связана физиология и со всеми медицинскими дисциплинами. Более того, как говорил И. П. Павлов, «понимаемые в глубоком смысле физиология и медицина неотделимы». Достижения физиологии постоянно используются медициной, где физиология неизменно находит широчайшее поле приложения. Понять нарушения функций, происходящие в организме при различных заболеваниях, наметить правильные пути их лечения и предохранения от них можно только при знании физиологических процессов, протекающих в нормальном, здоровом организме. Можно привести множество примеров, показывающих использование достижений физиологии в медицинской практике. Так, разработка физиологии пищеварения И. II. Павловым дала возможность понять заболевания пищеварительного тракта и явилась основой диететики питания — мощного средства лечения; изучение витаминов позволило успешно бороться с такими

заболеваниями, как цинга рахит; открытие гормона поджелудочной железы— инсулина и выяснение способов его получения способствовали сохранению жизни тысяч больных диабетом; исследование групп крови явилось основой такого важного для медицинской практики мероприятия, как переливание крови.

2. Понятие управления в организме. Нервная и гуморальная регуляция, саморегуляция функций. Характеристика информации, действующей на организм.

Физиологическая регуляция – это активное управление функциями организма и его поведением для поддержания оптимального уровня жизнедеятельности, постоянства внутренней среды и обменных процессов с целью приспособления организма к меняющимся условиям среды.

Механизмы физиологической регуляции:

нервный

гуморальный.

Гуморальная физиологическая регуляция для передачи информации использует жидкие среды организма (кровь, лимфу, цереброспинальную жидкость и т.д.) Сигналы передаются посредством химических веществ: гормонов, медиаторов, биологически активных веществ (БАВ), электролитов и т.д.

Особенности гуморальной регуляции:

не имеет точного адресата – с током биологических жидкостей вещества могут доставляться к любым клеткам организма;

скорость доставки информации небольшая – определяется скоростью тока биологических жидкостей – 0,5-5 м/с;

продолжительность действия.

Нервная физиологическая регуляция для переработки и передачи информации опосредуется через центральную и периферическую нервную систему. Сигналы передаются с помощью нервных импульсов.

Особенности нервной регуляции:

имеет точного адресата – сигналы доставляются к строго определенным органам и тканям;

большая скорость доставки информации – скорость передачи нервного импульса – до 120 м/с;

кратковременность действия.

Для нормальной регуляции функций организма необходимо взаимодействие нервной и гуморальной систем.

Нейрогуморальная регуляция объединяет все функции организма для достижения цели, при этом организм функционирует как единое целое.

Организм находится в неразрывном единстве с внешней средой благодаря активности нервной системы, деятельность которой осуществляется на основе рефлексов.

Саморегуляция представляет собой такой вариант управления, при котором отклонение какой-либо физиологической функции или характеристик (констант) внутренней среды от уровня, обеспечивающего нормальную жизнедеятельность, является причиной возвращения этой функции (константы) к исходному уровню. В ходе естественного отбора живыми организмами выработаны общие механизмы управления процессами приспособления к среде обитания различной физиологической природы (эндокринные, нейрогуморальные, иммунологические и др.), направленные на обеспечение относительного постоянства внутренней среды..

Практически все характеристики внутренней среды (константы) организма непрерывно колеблются относительно средних уровней, оптимальных для протекания устойчивого обмена веществ. Эти уровни отражают потребность клеток в необходимом количестве исходных продуктов обмена. Допустимый диапазон колебаний для разных констант различен. Незначительные отклонения одних констант могут приводить к существенным нарушениям обменных процессов — это так называемые жесткие константы. К ним относятся, например, осмотическое давление, величина водородного показателя (рН), содержание глюкозы, О2, СО2 в крови.

3.Физиологические свойства возбудимых тканей, как основа их деятельного состояния (понятие, критерии оценки физиологических свойств, последствия изменений).

Физиология возбудимых тканей изучает основные закономерности взаимодействия между организмом, его составляющими и действующими факторами внешней среды.

Возбудимые ткани — специально приспособленные к осуществлению быстрых ответных реакций на действие раздражителя нервная ткань, железистая ткань и мышечная ткань.

Любая живая ткань обладает следующими свойствами: возбудимостью, проводимостью и лабильностью.

Возбудимость - способность ткани отвечать на действие раздражителей переходом в активное состояние. Возбудимость характерна для нервной, мышечной и железистой тканей. Возбудимость обратно пропорциональна силе действующего раздражителя: В = 1/S. Чем больше сила действующего раздражителя, тем меньше возбудимость, и наоборот. Возбудимость зависит от состояния обменных процессов и заряда клеточной мембраны. Невозбудимость = рефрактерность. Наибольшей возбудимостью обладает

нервная ткань, затем поперечно-полосатая скелетная и сердечная мышечная ткань, железистая ткань.

Проводимость - способность ткани проводить возбуждение в двух или одном направлении. Показателем проводимости является скорость проведения возбуждения (от 0,5 до 120 м/с в зависимости от ткани и строения волокна). Быстрее всего возбуждение передается по миелинизированному нервному волокну, затем по немиелинезированному волокну, и самой низкой проводимостью обладает синапс.

Функциональная лабильность - способность ткани воспроизводить без искажения частоту ритмически наносимых импульсов. Показателем функциональной лабильности является количество импульсов, которое данная структура может передавать без искажения за единицу времени. Например, нерв — 500-1000 имп/с, мышца — 200-250 имп/с, синапс —

100-120 имп/с.

4.Мембрано-ионная теория биопотенциалов. Строение клеточной мембраны. Пассивный и активный транспорт веществ. Классификация ионных каналов, их роль, варианты состояний. Функционирование хемочувствительных и потенциалзависимых каналов.

Клеточная мембрана представляет собой тонкую липопротеидную пластинку(60% липидов и 40% белков), на внешней поверхности углеводы, образующие гликокаликс.

Углеводы участвуют в рецепции БАВ, иммунных реакциях.

Фосфолипиды-барьер для заряженных частиц и молекул водорастворимых веществ

Молекулы белков называют интегральными. Они могут быть структурными,ферментами,переносчиками,белками,образующими каналы,ионные насосы,специфические рецепторы.

Клеточные мембраны обладают избирательной проницаемостью. Имеются каналы изб ирательно пропускающие ионы Na,K,Ca,Cl.

Функции мембраны клетки:

барьерная

транспортная

рецепторная

создание эл.потенциала

Пассивный транспорт — перенос веществ из области высокой концентрации в область низкой без затрат энергии (например, диффузия, осмос). Диффузия — пассивное перемещение вещества из участка большей концентрации к участку меньшей концентрации. Осмос — пассивное перемещение некоторых веществ через полупроницаемую мембрану (обычно мелкие молекулы проходят, крупные не проходят).

а) неуправляемые каналы покоя (каналы утечки) через которые К+постоянно выходит из клетки, что является главным фактором в формировании мембранного потенциала(потенциала покоя);

б) потенциалчувствительные управляемые К-каналы;

в) К-каналы, активируемые Са2+;

г) каналы, активируемые и другими ионами и веществами, например ацетилхолином, что обеспечивает гиперполяризацию миоцитов сердца.

Каналы для Nа+— управляемые быстрые и медленные и неуправляемые (каналы утечки ионов):

а) потенциалчувствительные быстрые Na-каналы — быстро активирующиеся при уменьшении мембранного потенциала, обеспечивают вход Nа+в клетку во время ее возбуждения;

б) рецепторуправляемые Nа-каналы, активируемые ацетилхолином в нервно-мышечном синапсе, глутаматом — в синапсах нейронов ЦНС;

в) медленные неуправляемые Nа-каналы—каналы утечки, через которые Nа+постоянно диффундирует в клетку и пере носит с собой другие молекулы, например глюкозу, аминокислоты, молекулы-переносчики. Таким образом, Nа-каналы утечки обеспечивают вторичный транспорт веществ и участие Nа+в формировании мембранного потенциала.

Каналы для Са2+весьма разнообразны и наиболее сложны: рецепторуправляемые и потенциалуправляемые, медленные и быстрые:

а) медленные кальциевые потенциалчувствительные каналы (новое название: L-типа), медленно активирующиеся при деполяризации клеточной мембраны, обусловливают медленный вход Са2+в клетку и медленный кальциевый потенциал, например, у кардиомиоцитов. Имеются в исчерченных и гладких мышцах, в нейронах ЦНС;

б) быстрые кальциевые потенциалчувствительные каналы саркоплазматического ретикулума обеспечивают выход Са2+в гиалоплазму и электромеханическое сопряжение .

Каналы для хлораимеются в скелетных и сердечных миоцитах, эритроцитах, в небольшом количестве в нейронах и сконцентрированы в синапсах. Потенциалуправляемые С1- каналы имеются в кардиомиоцитах, рецепторуправляемые в синапсах ЦНС и активируются тормозными медиаторами ГАМК и глицином.

5. Потенциал покоя, его характеристика (метод регистрации, величина, происхождение, колебания, механизм поддержания). Ионные насосы.

ПП - это разность потенциалов между наружной и внутренней сторонами мембраны.

Внутри заряд отрицательный, снаружи – положительный.

Происхождение потенциала покоя (мембранно-ионная теория)

1.Роль мембраны.

В покое открыты каналы для К и закрыты практически все каналы для Na , т.е. мембрана избирательно проницаема.

2.Роль ионов.

В клетке существуют ионные градиенты:

Внутри клетки катионов К в 30 – 50 раз больше, чем снаружи.

Снаружи клетки больше, чем внутри: Na+ в 10-20 раз. Cl- в 30 раз, Са2+ в 20000 раз.

Органические анионы представлены заряженными белками и аминокислотами и присутствуют только внутри клетки.

Ионный механизм возникновения ПП

Ионы К+ по градиенту концентраций, непрерывно выходят из клетки и создают «+» заряд наружной стороны мембраны клетки.

Внутри остаются крупные органические анионы и создают «-» заряд внутренней стороны мембраны.

Но мембрана несколько проницаема для Na:

Na идет внутрь и снижает разность потенциалов, создаваемую выходящим К.

Поляризация мембраны за счет движения катионов калия

K – Na насос

первичный активный транспорт

Система, обеспечивающая с помощью переносчиков энергозависимый транспорт ионов через мембрану против концентрационного градиента (из меньшей в большую).

Ионный насос поддерживает концентрационный градиент К+ и Na+:

т.е. высокую концентрацию К и низкую Na внутри клетки.

Переносчиком для Na и К является Nа – К зависимая АТФ – аза

Виды ионных насосов:

Электрогенный: из клетки удаляется 3 иона Na, в клетку возвращается 2 иона К. При этом увеличивается внутренняя отрицательность.

Электронейтральный: переносит эквивалентное количество ионов, заряд мембраны при этом не меняется.

Модель работы ионного Na - К насоса

Изменения потенциала покоя Снижение внутренней отрицательности – деполяризация;

повышение – гиперполяризация.

Критический уровень мембранного потенциала (КУМП) – значение ПП, при достижении которого открываются потенциалзависимые каналы для натрия и возникает ПД..

6. Потенциал действия (импульсный ответ), его фазы, ионный механизм, виды. Локальный ответ, критический уровень мембранного потенциала. Следовые потенциалы.

Потенциал действия - это быстрые колебания ПП под влиянием порогового или сверхпорогового раздражения.

Условия возникновения ПД :

пороговая сила раздражения

достаточная длительность раздражения

достаточная скорость нарастания раздражения.

Ионный механизм ПД:

Под влиянием порогового раздражения в мембране клетки открываются хемочувствительные каналы для Na+ .

Медленный ток Na + внутрь клетки снижает ПП до КУМП.

С этого момента в мембране открываются быстрые потенциалзависимые каналы для Na+ и Na+ лавиной входит внутрь клетки.

Внутренняя отрицательность снижается до 0, а затем возникает перезарядка мембраны (внутри +, снаружи-).

Происходит деполяризация мембраны

При достижении величины перезарядки +10 - +40 мВ ( в зависимости от вида клеток)

каналы для натрия закрываются (происходит натриевая инактивация)

и начинается фаза реполяризации.

Свойства ПД:

распространяется

не суммируется в одиночной структуре

проводится без затухания

подчиняется закону «всё или ничего». При достижении пороговой силы раздражающего стимула дальнейшее увеличение его интенсивности или продолжительности раздражения не изменяет характеристик ПД.

Виды потенциалов действия

1.Пикообразный

2.Платообразный (сердечн, гладкие мышцы)

Элементы ПД.

Локальный ответ (ЛО)

Возникает в локальном участке при действии химических или электрических стимулов силой 30 – 90% от порогововой силы раздражения.

Происходит открытие каналов для Na (иногда Са). Возникает деполяризация мембраны, которая быстро сменяется реполяризацией, не достигнув КУМП.

Свойства локального ответа (ЛО):

не распространяется

зависит от силы раздражения

способен к суммации.