Тезисы лекции
ЮЖНО-КАЗАХСТАНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ
КАФЕДРА НОРМАЛЬНОЙ И ПАТОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИОЛОГИИ
ЛЕКЦИОННЫЙ КОМПЛЕКС
Дисциплина: физиология
Код дисциплины: FIZ 1216
Специальность: 5В110200 «Общественное здравоохранение»
Курс: I
2 кредита
Лекционный комплекс рассмотрен и утвержден на заседании кафедры от
« » июня 2014 года
Протокол №
Заведующий кафедрой, и.о. доцента Жолымбекова Л.Д.
Кредит №1
Лекция № 1
Тема: Функциональные особенности возбудимых структур.
Системная регуляция двигательной функции.
2. Цель:дать студентам четкое представление о физиологии возбудимых тканей и биоэлектрических явлениях, а также системной регуляции двигательной функции.
Тезисы лекции
Основным свойством живых клеток является раздражимость, т. е. их способность реагировать изменением обмена веществ в ответ на действие раздражителей. К возбудимым тканям относят нервные, мышечные и некоторые секреторные клетки. Возбуждение — ответ ткани на ее раздражение, проявляющийся в специфической для нее функции (проведение возбуждения нервной тканью, сокращение мышцы, секреция железы) и неспецифических реакциях (генерация потенциала действия, метаболические изменения).
Одним из важных свойств живых клеток является их электрическая возбудимость, т.е. способность возбуждаться в ответ на действие электрического тока. Высокая чувствительность возбудимых тканей к действию слабого электрического тока впервые была продемонстрирована Гальвани в опытах на нервно-мышечном препарате задних лапок лягушки. Если к нервно-мышечному препарату лягушки приложить две соединенные между собой пластинки из различных металлов, например медь—цинк, таким образом, что бы одна пластинка касалась мышцы, а другая — нерва, то мышца будет сокращаться (первый опыт Гальвани).
Детальный анализ результатов опытов Гальвани, проведенный А. Вольта, позволил сделать другое заключение: электрический ток возникает не в живых клетках, а в месте контакта разнородных металлов с электролитом, поскольку тканевые жидкости представляют собой раствор солей. В результате своих исследований А.Вольта создал устройство, получившее название «вольтов столб» — набор последовательно чередующихся цинковых и серебряных пластинок, разделенных бумагой, смоченной солевым раствором. В доказательство справедливости своей точки зрения Гальвани предложил другой опыт: набрасывать на мышцу дистальный отрезок нерва, который иннервирует эту мышцу, при этом мышца также сокращалась (второй опыт Гальвани, или опыт без металла). Отсутствие металлических проводников при проведении опыта позволило Гальвани подтвердить свою точку зрения и развить представления о «животном электричестве», т. е. электрических явлениях, возникающих в живых клетках. Окончательное доказательство существования электрических явлений в живых тканях было получено в опыте «вторичного тетануса» Маттеуччи, в котором один нервно-мышечный препарат возбуждался током, а биотоки сокращающейся мышцы раздражали нерв второго нервно-мышечного препарата.
В конце XIX века благодаря работам Л. Германа, Э. Дюбуа-Раймона, Ю. Бернштейна стало очевидно, что электрические явления, которые возникают в возбудимых тканях, обусловлены электрическими свойствами клеточных мембран.
Строение и основные свойства клеточных мембран и ионных каналов.
Согласно современным представлениям, биологические мембраны образуют наружную оболочку всех животных клеток и формируют многочисленные внутриклеточные органеллы. Наиболее характерным структурным признаком является то, что мембраны всегда образуют замкнутые пространства, и такая микроструктурная организация мембран позволяет им выполнять важнейшие функции:
1. Барьерная функция выражается в том, что мембрана при помощи соответствующих механизмов участвует в создании концентрационных градиентов, препятствуя свободной диффузии. При этом мембрана принимает участие в механизмах электрогенеза. К ним относятся механизмы создания потенциала покоя, генерация потенциала действия, механизмы распространения биоэлектрических импульсов по однородной и неоднородной возбудимым структурам.
2. Регуляторная функция клеточной мембраны заключается в тонкой регуляции внутриклеточного содержимого и внутриклеточных реакций за счет рецепции внеклеточных биологически активных веществ, что приводит к изменению активности ферментных систем мембраны и запуску механизмов вторичных «месенджеров» («посредников»).
3. Преобразование внешних стимулов неэлектрической природы в электрические сигналы (в рецепторах).
4. Высвобождение нейромедиаторов в синаптических окончаниях. Современными методами электронной микроскопии была определена толщина клеточных мембран (6—12 нм). Химический анализ показал, что мембраны в основном состоят из липидов и белков, количество которых неодинаково у разных типов клеток. В настоящее время можно говорить о нескольких видах моделей клеточной мембраны, среди которых наибольшее распространение получила жидкостно-мозаичная модель.
Емкостные свойства в основном определяются фосфолипидным бислоем, который непроницаем для гидратированных ионов и в то же время достаточно тонок (около 5 нм), чтобы обеспечивать эффективное разделение и накопление зарядов и электростатическое взаимодействие катионов и анионов. Кроме того, емкостные свойства клеточных мембран являются одной из причин, определяющих временные характеристики электрических процессов, протекающих на клеточных мембранах.
Проводимость (g) — величина, обратная электрическому сопротивлению и равная отношению величины общего трансмембранного тока для данного иона к величине, обусловившей его трансмембранной разности потенциалов.
Проводимость мембраны является мерой ее ионной проницаемости. Увеличение проводимости свидетельствует об увеличении количества ионов, проходящих через мембрану.
Селективность, или избирательность, канала обеспечивается его особой белковой структурой. Большинство каналов являются электроуправляемыми, т. е. их способность проводить ионы зависит от величины мембранного потенциала. Канал неоднороден по своим функциональным характеристикам, особенно это касается белковых структур, находящихся у входа в канал и у его выхода (так называемые воротные механизмы).
Свойство проводимости различных каналов неодинаково. В частности, для калиевых каналов процесс инактивации, как для натриевых каналов, не существует. Имеются особые калиевые каналы, активирующиеся при повышении внутриклеточной концентрации кальция и деполяризации клеточной мембраны. Активация калий-кальций зависимых каналов ускоряет реполяризацию, тем самым восстанавливая исходное значение потенциала покоя.
Системная регуляция двигательной функции.
Структуры, принимающие участие в организации движений, распологаются во всех отделах мозга. Они взаимосвязаны морфологически или функционально. Наличие связей между центрами организации движений позволяет создавать и реализовывать специальную программу управления движениями. Программа должна быть открытого типа, т.е. позволять изменять, корректировать после- дующий двигательный акт от результата предыдущего движения. Таким путем создаются условия для саморегуляции двигательного акта.
4. Иллюстрационный материал –таблицы, схемы.
Литература
основная:
1. Агаджанян Н.А., Смирнов В.М. Нормальная физиология: Учебник для студентов медицинских вузов. – М.: ООО «Медицинское информационное агенство», 2009.
2. Агаджанян Н.А. Практикум по нормальной физиологии. - М.: ВШ. 1986.
3. Лекции по теме.
4. Логинов А.В . Физология с основами анатомии человека. - М, 1983.
5. Коробков А.В., Чеснокова С.А. Атлас по нормальной физиологии: Пособие для студентов мед. и биол. спец. вузов/ Под ред. Н.А. Агаджаняна. - М.: ВШ, 1987.
6. Косицкий Г.И. Физиология человека. Учебник. – М.: Медицина, 1986.
7. Покровский В.М Физиология человека. 1,2 том. М.: Медицина 1998, 2001, 2003, 2005.
8. Руководство к практическим занятиям по физологии: Учеб. пособие/ Под ред. Г.И. Косицкого. М.: Медицина, 1988.
9. Руководство к практическим занятиям по физиологии с основами анатомии человека./ Румянцева М.Ф и др.; Под ред. К.В. Судакова. - М: Медицина,1986.
10. Тель Л.З. Физиология человека. Курс лекций. 1,2 том. Алма-Ата. 1992.
11. Ткаченко Б.И. Основы физиологии человека. 1, 2 том .1994.дополнительная:
1. Адам физиологиясы. Сәтпаева Х. Д., Нілдібаева Ж.Б., Өтепбергенов А.А. Алматы «Білім», 2000.
2. Бабский Е.Б. Физиология человека. М.: Медицина, 1966.
3. Владимиров Ю.А. Биофизика. М.: ВШ, 1983.
4. Серков Ф.Н. Физиологические особенности организма детей различного возраста, Киев, 1989.
5. Судаков К.В. Избранные лекции по нормальной физиологии. М.: ЭРЦС, 1992.
6. Утепбергенов А.А. Методические мировоззренческие основы курса нормальной физиологии. Актюбинск, 1990.
7. Утепбергенов А.А. Справочник физиологических и лабораторных показателей здорового человека. Актюбинск, АО Табиб, 1995.
8. Физиология человека. Н.А. Агаджанян, Л.З. Тель, В.И. Циркин, С.А.Чеснокова. Санкт-Петербург: Sotis, 2000.
9. Шмидт P., Тевс Г. Физиология человека в 4-х томах М.: Мир, 1979.
6. Контрольные вопросы:
1. Какое свойство отличает возбудимые ткани от невозбудимых?
2. Какие опыты провел Гальвани?
3. Какие свойства клеточной мембраны определяют возникновение биопотенциалов?
4. В чем заключается системная регуляция двигательной функции?