Лекция 1 Введение в физиологию Физиология возбудимых тканей

Лекция 1 Введение в физиологию. Физиология возбудимых тканей

Физиология – наука, изучающая функционирование живых организмов, их отдельных систем, органов, тканей и клеток, а также их взаимодействие с окружающей средой

• Физиологическая функция – специфическое проявление жизнедеятельности организма или его частей и имеющее приспособительное значение. • Физиологическая система – термин, описывающий условную живую биологическую систему на любом уровне организации живой материи, начиная с клеточного уровня и включая его.

Основные разделы современной физиологии • общая • частная -физиология дыхания -физиология кровообращения и т. д. • прикладная -физиология труда -физиология спорта -физиология питания -экологическая физиология

• В общую физиологию включают сведения, • касающиеся природы основных жизненных процессов, общих проявлений жизнедеятельности, таких как метаболизм органов и тканей, свойства биологических мембран и отдельных клеток, общие закономерности реагирования организма и его структур на воздействие среды — раздражимость, возбудимость, процессы возбуждения и торможения. Сюда же относят особенности жизнедеятельности, обусловленные уровнем структурной организации, разными условиями существования и целым рядом других причин. Частная физиология исследует свойства отдельных клеток, тканей (мышечной, нервной и др. ), органов (печени, почек, сердца и пр. ), закономерности объединения их в системы (система пищеварения, кровообращения, дыхания), а также физиологию отдельных классов, групп и видов животных. Прикладная физиология изучает закономерности проявлении деятельности организма, особенно человека, в связи со специальными задачами и условиями.

Прикладная физиология • К числу наиболее актуальных для медицины относят клиническую физиологию, изучающую причины возникновения • отклонений физиологических функций от их нормативных значений. Также здесь следует упомянуть физиологию труда, физиология спорта, физиологии питания. Ряд специальных проблем, возникающих в результате пребывания организма при измененном барометрическом давлении, перегрузках, условиях, не встречающихся на Земле (невесомость), изучает физиология подводного плавания, авиационная и космическая физиология. • Влияния, оказываемые на организм внешней средой, и связанные • • с ними особенности физиологических процессов у разных видов животных в зависимости от условий существования изучает по преимуществу экологическая физиология. сравнительная физиология изучает функции отдельных органов и систем у самых разных организмов, выявляя общие принципы и закономерности их функциональной организации. Кроме того, существуют такие разделы как эволюционная физиология, физиология адаптации.

• Нормальная физиология - является фундаментальной базой практически всех медицинских и ветеринарных дисциплин. Несомненно, без знания нормального течения патологических процессов нельзя лечить больного. • Патологическая физиология (патофизиология) рассматривает измененные функции больного организма, выясняет общие закономерности возникновения, развития и течения патологических процессов в организме, процессы компенсации и адаптации функций при заболеваниях, а также механизмы выздоровления и реабилитации.

• Физиология – это сугубо экспериментальная наука, основным методом познания механизмов и закономерностей в ней является эксперимент, позволяющий не только ответить на вопрос, что происходит в организме, но и выяснить также, как и почему происходит тот или иной физиологический процесс, как он возникает, какими механизмами поддерживается и управляется.

Методы исследования • Острые • Хронические - Аналитические - Синтетические • • • Экстирпации Трансплантации Денервации Стимуляции Фистульный Пересадки органа Клинико-анатомические Инструментальные Генетические

• Острый эксперимент обычно • непродолжителен. В этом случае наркотизированное и обездвиженное животное вскрывают для проведения искусственной изоляции органов и тканей, иссечения и стимуляции различных нервов, регистрации электрических потенциалов, введения лекарственных препаратов и т. д. Хронический эксперимент требует специальной подготовки в виде определенно направленных хирургических операций и использования животного в опыте только после того, как оно оправится от хирургического вмешательства.

инвазивные и неинвазивные методы • . Инвазивные – методы исследования функций физиологической системы, которые сопровождаются ее частичным повреждением (например, взятие пробы крови или ликвора), • неинвазивными именуют методики при которых, не происходит повреждения или нарушения целостности физиологической системы (например, электрокардиография или электроэнцефалография).

инструментальные методы • Электрофизиологические • Клинические и функциональные пробы • Functional brain imaging -Позитронно-эмиссионная томография -Однофотонная эмиссионная компьютерная томография -functional magnetic resonance imaging

functional magnetic resonance imaging

Метод нокаута генов • позволяет получать линии нокаутных мышей (knock- out mice, knockout mice) — мутантных мышей, у которых выключены определенные гены. Этот метод позволяет исследовать роль каждого конкретного гена в развитии организма и в его нормальной и патологической работе и изучать различные человеческие болезни, используя мышей в качестве модельных объектов. Выключенный ген приводит к тем или иным нарушениям. Характер этих нарушений позволяет судить о функциях данного гена.

Методы • клинические или исследования человека • (применяются в клинической работе врача и достаточно ограничены по своим возможностям). Например, электрокардиография или электроэнцефалография - экспериментальные или эксперименты на животных (применяются в эксперименте на животных). Чрезвычайно многообразны и лежат в основе возникновения новых клинических методов. В свою очередь экспериментальные методы можно классифицировать по форме проведения физиологического эксперимента на «острые» и хронические.

Основные свойства живого организма • живой организм (или физиологическая • система) - это относительно автономная, самостоятельно функционирующая, саморегулирующаяся система, реагирующая как единое целое на изменение среды основные свойства живых систем метаболизм, рост и развитие, способность к размножению, целостность и дискретность, раздражимость и возбудимость, гомеостаз и др.

ВОЗРАСТНЫЕ ПЕРИОДЫ РАЗВИТИЯ РЕБЕНКА • • • Период новорожденности (3— 4 недели) Период грудного возраста (до 1 года) Ранний детский возраст (от 1 года до 3 -х лет) Дошкольный возраст (от 3 до 7 лет) Младший школьный возраст (от 7 до 12 лет) Старший школьный возраст (у девочек с 11 — 13 до 16— 18 лет, у мальчиков с 15— 16 лет до 19— 20 лет)

механизмы регуляции функций организма • Нервный. Характеризуется меньшим • латентным периодом, большей скоростью, локальностью ответа. Гуморальный – за счет циркуляции в крови определенных химических соединений. Характеризуется большим латентным периодом, меньшей скоростью, и диффузностью ответа.

Базовые понятия физиологии возбудимых систем • Раздражимость – это способность (свойство) всех • физиологических систем активно отвечать на внешнее или внутреннее воздействие той или иной ответной реакцией, например, усилением метаболизма и роста, ускорением деления, выбросом секрета, движением и т. д. Возбудимость – это способность (свойство) некоторых физиологических систем отвечать на внешнее или внутреннее воздействие в виде специализированной ответной реакции – генерации потенциала действия.

раздражители • Пороговые • Подпороговые • Надпороговые • Физические • Химические • Биологические • Адекватные • Неадекватные

Кривая «сила-длительность» • АВ – реобаза • АЕ – полезное • • время АД – хронаксия АС – удвоенная реобаза

Строение мембран

Липиды мембран • Холестерол • Гликолипиды -ганглиозиды -цереброзиды • Фосфолипиды -сфингомиелин -фосфатидилхолин -фосфатидилсерин -этаноламин

функции мембран 1. Барьерная 2. Метаболическая 3. Электрогенная 4. Иммуннологическая 5. Рецептивная 6. Обеспечение межклеточного взаимодействия.

Транспорт веществ через мембрану • Пассивный • -Простая диффузия -Облегченная диффузия -Осмос Активный -Первично-активный -Вторично-активный а) Симпорт б) Антипорт

Классификация ионных каналов • По типу активации -Потенциалзависимые -Лигандзависимые • По селективности -Селективные (Na, K, Ca, Cl) -Неселективные • По кинетике -Быстрые -Медленные

Вторично-активный транспорт

Потенциалзависимые каналы

Лигандзависимые каналы

Молекулярная структура ионных каналов

Схема работы воротного механизма Na канала

Электрические процессы в возбудимых тканях • 1. Токи покоя а) Мембранный потенциал б) Потенциал повреждения в) Метаболический ток • 2. Токи действия

Распределение ионов снаружи и внутри клетки Ионы Концентрация (м. М/л) Внутри Снаружи Катионы ы+ 124 10 10 5 0, 005 2 2 125 2 2 Анионы 2 12 139 77 27 26 K+ K + Na 2+ Ca Cl- HCO 3 Орг. анион ы

Основные причины формирования мембранного потенциала • Избирательная проницаемость мембраны • Ионная асимметрия

Уравнение Гольдмана

Уравнение Нернста

Эквивалентная электрическая схема мембраны

Потенциал действия

Фазы потенциала действия • Деполяризации • Реполяризации • Отрицательный следовой потенциал • Положительный следовой потенциал

Na-K насос

ИЗМЕНЕНИЯ ВОЗБУДИМОСТИ ПРИ ВОЗБУЖДЕНИИ Фазы возбуждения: 1. Абсолютной рефрактерности 2. Относительной рефрактерности 3. Повышенной возбудимости 4. Сниженной возбудимости