Физиология это наука о жизнедеятельности человеческого организма, о деятельности его отдельных органов и систем органов. Физиология для медицины
 Скачать 0.56 Mb.
|
|
1.Физиология как наука, ее место в системе наук, значение физиологии для медицины. Понятие о функциях. Организм как открытая система. Условия, необходимые для жизнедеятельности. Роль обмена веществ, энергии, информации. Физиология - это наука о жизнедеятельности человеческого организма, о деятельности его отдельных органов и систем органов. Физиология для медицины Физиология позволяет выяснить и исследовать причины, условия и характер нарушений деятельности органов и их механизмов во время болезни. Она помогает определить пути и способы воздействия на организм, при помощи которых можно нормализовать его функции. Врач оценивает тяжесть заболевания по степени функциональных нарушений, т.е. по величине отклонения от нормы ряда физиологических функций. Функциональные (физиологические) исследования являются основой клинической диагностики, а также методом оценки эффективности лечения и прогноза заболеваний. Обследуя больного, устанавливая степень нарушения физиологических функций, врач ставит перед собой задачу вернуть эти функции к норме. Изучение функций различных органов и систем позволило моделировать эти функции с помощью приборов, аппаратов и приспособлений, созданных руками человека. Таким путем была сконструирована искусственная почка (аппарат для гемодиализа). На основе изучения физиологии сердечного ритма создан аппарат для электростимуляции сердца, обеспечивающий нормальную сердечную деятельность и возможность возвращения к труду больных с тяжелыми поражениями сердца. Изготовлены искусственное сердце и аппараты искусственного кровообращения (машины «сердце — легкие»), позволяющие выключить сердце пациента на время проведения на сердце сложной операции. Есть аппараты для дефибрилляции, которые восстанавливают нормальную сердечную деятельность при смертельных нарушениях сократительной функции сердечной мышцы. Исследования в области физиологии дыхания позволили сконструировать аппарат для управляемого искусственного дыхания («железные легкие»). Созданы приборы, при помощи которых можно на длительное время выключить дыхание пациента в условиях операций либо годами поддерживать жизнь организма при поражениях дыхательного центра. Знание физиологических закономерностей газообмена и транспорта газов помогло создать установки для гипербарической оксигенации. Она используется при смертельных поражениях системы крови, а также дыхательной и сердечно-сосудистой систем. На основе законов физиологии мозга разработаны методики ряда сложнейших нейрохирургических операций. Так, в улитку глухого человека вживляют электроды, по которым поступают электрические импульсы из искусственных приемников звука, что в известной мере восстанавливает слух. И т.д. Условия, необходимые для жизнедеятельности. Роль обмена веществ, энергии, информации 1-ое условие нормальной жизнедеятельности - постоянство внутренней среды. 2-ое - постоянный обмен внутренней среды организма веществом, энергией и информацией со средой окружения, внешней средой. Обмен веществ. Например, прекратить поступление в организм пищи - человек расстанется с жизнью через 20 дней, а не потребляя воду - на 8-ой день. То же самое будет при задержке в организме метаболитов. Природные эксперименты - нефрит, повреждение почек, острая почечная недостаточность - уремия - накопление азотистых шлаков. Обмен энергией. С пищей в организм поступают не только питательные вещества, но и вещества, обеспечивающие организм энергией, В питательных веществах аккумулирована энергия Солнца (фотосинтез), которая нам необходима для обеспечения жизнедеятельности, Обмен информацией. Особую роль эта проблема приобрела с развитием космонавтики, подводных работ и т.д. При полном жизнеобеспечении в таких помещения, как ракеты и подводные лодки нет ни радио, ни телевидения, ни прочей поступающей извне информации. При выходе из такой камеры у человека могут наблюдаться психические отклонения 3-ий принцип жизнедеятельности, нарушение которого несовместимо с жизнью - адекватное приспособление организма к изменяющимся условиям внешней среды или среды обитания. 2.Внутренняя среда организма. Постоянство внутренней среды, как необходимое условие жизнедеятельности. Константы, их виды. Гистогематические барьеры, их характеристика и значение. Внутренняя среда организма - это среда, которая не сообщается с окружающей. Истинной внутренней средой организма является межклеточная жидкость, кровь и лимфа. Гомеостаз – постоянство внутренней среды организма. Гомеостаз обеспечивает стабильные условия для нормальной жизнедеятельности клеток организма в изменяющихся условиях внешней среды (температура, объем жидкости, уровень глюкозы в крови, АД). Константы внутренней среды организма делятся на: жесткие и пластичные. Жесткие константы - это такие константы, которые могут отклоняться от нормы, от своего исходного уровня в процессе жизнедеятельности на небольшую величину (т.е. колебания есть, так как человек живет, но лишь на небольшую величину). Существенное отклонение жестких констант от своей исходной величины не совместимо с жизнью.(Пример: рН крови) Пластичные константы - это тоже постоянные константы, но которые в процессе жизнедеятельности колеблются в значительном диапазоне величин. Однако и при значительном колебании это совместимо с жизнью. Правда и у пластичных констант существуют пределы, выход за которые несовместим с жизнью. (Пример: артериальное давление). Гистогематические барьеры - это клеточные образования (стенки кровеносных сосудов, стенки органа), которые обладают избирательной проницаемостью по отношению к различным веществам. Они охраняют внутреннюю среду организма, т.е. обладают защитной функцией и регулирующей. Защитная функция заключается в задержке барьерами перехода вредных или излишних веществ эндогенной природы, а также чужеродных молекул из крови в интерстициальную среду и микроокружение клеток. Регуляторная функция гистогематических барьеров подразумевает большое разнообразие процессов, конечной целью которых служит регуляция метаболизма и функций клеток. Гистогематические барьеры регулируют состав и свойства микросреды клеток, обеспечивая ее необходимым количеством определенных питательных веществ. Эти барьеры контролируют поступление к клеткам гуморальной информации о состоянии жизнедеятельности в других органах, а биологически активные вещества и гормоны, поступающие из крови через барьер к клеткам, меняют в них обмен и функции адекватно общим потребностям организма. Все гистогематические барьеры можно разделить на 3 группы: 1. Изолирующие гистогематические барьеры. К ним относятся: - гематоэнцефалический (в некоторых участках отсутствует) - гематоликворный; - гематонейрональный; - гематотестикулярный; - гематоофтальмологический. 2. Частично-изолирующие барьеры. Они имеются на уровне желчных капилляров, коры надпочечников, щитовидной железы, концевых долек поджелудочной железы.У частично-изолирующих барьеров избирательная проницаемость значительно более широкая, чем у изолирующих барьеров.Они не пропускают лишь крупные белковые молекулы.Более мелкие вещества - типа пептидов, ионов - эти барьеры пропускают. 3. Неизолирующие барьеры- позволяют белку проникать из крови в интерстициальную жидкость, однако ограничивают его транспорт в микроокружение и цитоплазму паренхиматозных клеток. Такие барьеры существуют в миокарде, скелетных мышцах, мозговом слое надпочечников, околощитовидных железах. 3. Приспособление к среде обитания, как важнейшее условие жизнедеятельности. Срочная и долговременная адаптация. Адаптация — приспособление строения и функций организма, его органов и клеток к условиям внешней среды. Процессы адаптации направлены на сохранение гомеостаза. Здесь в полной мере вступает в силу принцип Ле Шателье, согласно которому сложная система под воздействием оказанного на нее давления изменяется таким образом, чтобы минимизировать последствия этого воздействия. Срочная и долговременная адаптация возникает при действии сильных раздражителей, многие из которых действовали на организм ранее, имея другие показатели силы. Срочная адаптация. При воздействии сильного раздражителя ответная реакция формируется за счет вовлечения в процесс адаптации ранее сформированных приспособительных механизмов по действием раздражителей умеренной силы. Это требует мобилизации всех резервов организма. При срочной адаптации ответ на сильный раздражитель энергозатратен, и поэтому при неблагоприятном развитии событий для дополнительного энергообеспечения частично подвергаются разрушению важнейшие белковые и углеводные структуры, что может нарушить структуру тканей. Если сильный раздражитель действует многократно, то возникает долговременная адаптация. Долговременная адаптация возникает постепенно, за счет морфогенетических и биосинтетических процессов формируются специальные дополнительные механизмы, которые обеспечивают дополнительные возможности формирования ответной реакции организма на сильный раздражитель. Энергозатраты на формирование реакции постепенно приходят в соответствие с возможностями организма. 4. Функции клеток, их физиологическая характеристика. Основные свойства клеток: раздражимость, возбудимость, проводимость, сократимость, их характеристика. Клетка - это структурно-функциональная единица органа (ткани), способная самостоятельно существовать, выполнять специфическую функцию в малом объеме, расти, размножаться, активно реагировать на раздражение. Общие функции клеток, которые обеспечивают ее жизнедеятельность: -синтез тканевых и клеточных структур и необходимых для жизнедеятельности соединений; -выработка энергии (происходит в результате катаболизма - процесса расщепления); -трансмембранный перенос веществ; -размножение клеток; -детоксикация продуктов метаболизма, которая реализуется с помощью следующих механизмов: детоксикация аммиака с помощью образования глутамина и мочевины; перевод токсических веществ, образовавшихся в клетке, в водорастворимые малотоксичные вещества; обезвреживание активных радикалов кислорода с помощью антиоксидантной системы; -рецепторная функция. Специфические функции клеток: 1 .Раздражимость - способность клетки отвечать на раздражение изменением своего обмена веществ. 2. Возбудимость - это способность клетки отвечать на раздражение изменением проницаемости клеточной мембраны, входящим натриевым током и, как следствие, генерацией потенциала действия - т. е. процессом возбуждения. 3. Проводимость - это способность клетки проводить, распространять возбуждение от места его возникновения в клетке к другим ее частям. Если у клетки утрачена раздражимость, возбудимость или проводимость, то она или функционально нарушена, либо погибла. 4. Сократимость- это способность клетки под действием раздражителя изменять свою длину и/или напряжение цитоскелета клеток. 5.Строение биомембран, их свойства и функции. Мембранные белки, их виды и роль. Рецепторная функция клеточных мембран. Мембранные рецепторы, их свойства. Ионотропные рецепторы. Метаботропные рецепторы, их разновидности. Участие в реализации эффектов. Вторичные посредники. Биомембраны - это самая крупная и наиболее активная структура каждой клетки, которая отделяет клетку от внешней среды. Они являются сложными надмолекулярными структурами, которые окружают все живые клетки и образуют в них замкнутые, специализированные компартменты – органеллы. Изучение биомембран важно для понимания жизнедеятельности организма в норме, для выяснения механизма патологии и для верного подхода к созданию комплекса врачебных мероприятий. Основу мембраны составляет липидный бислой (двойной слой амфифильных липидов), которые имеют гидрофильную "головку" и два гидрофобных "хвоста". В липидном слое липидные молекулы пространственно ориентированы, обращены друг к другу гидрофобными "хвостами", головки молекул обращены на наружную и внутреннюю поверхности мембраны. Каждая из мембран в клетке играет свою биологическую роль: Цитоплазматическая мембрана: • отграничивает клетку от окружающей среды; • осуществляет регуляцию обмена веществ между клеткой и микроокружением (трансмембранный обмен); • производит распознавание и рецепцию раздражителей; • принимает участие в образовании межклеточных контактов; • обеспечивает прикрепление клеток к внеклеточному матриксу; • формирует электрогенез. Мембраны эндоплазматического ретикулума. Гладкого эндоплазматического ретикулума участвуют: • в синтезе фосфолипидов, стероидов, полисахаридов; • в инактивации метаболитов; • в инактивации БАВ; • в детоксикации ядовитых веществ. Шероховатого эндоплазматического ретикулума участвуют: • в синтезе секреторных, лизосомальных и мембранных белков; • в транспорте синтезированных белков в другие отделы клетки; • в прикреплении рибосом. Мембрана аппарата Гольджи: • обеспечивает модификацию белков, синтезированных в эндоплазматическом ретикулуме, предназначенных для секреции и инкреции, включения в мембраны и др.; • участвует в синтезе фрагментов плазматических мембран, лизосом, секреторных гранул; • обеспечивает упаковку в везикулы, секреторные гранулы белков, БАВ. Мембраны митохондрий: 2 мембраны: внутренняя и внешняя.На внутренней мембране митохондрий локализованы ферменты, участвующие в транспорте электронов и синтезе АТФ (окислительное фосфорилирование). Внешняя мембрана митохондрий содержит ферменты общего пути катаболизма. Мембрана лизосомы: • отграничивает ферменты гидролазы от цитозоля, предохраняя клетку от автолизиса; • обеспечивает поддержание в лизосоме кислой среды (рН-5,0), необходимой для действия гидролаз; • осуществляет эндоцитоз (фагоцитоз). Ядерная мембрана: • состоит из внешней и внутренней мембран; • отграничивает генетический материал (ДНК) от цитозоля; • имеет поры, позволяющие РНК проникать из ядра в цитоплазму; • регуляторным белкам - из цитозоля в ядро. Белки мембраны делят на: * структурные белки: придают мембране форму, ряд механических свойств (эластичность и т.д.); * транспортные белки: * формируют транспортные потоки (ионные каналы и насосы, белки-переносчики); * способствуют созданию трансмембранного потенциала; * белки, обеспечивающие межклеточные взаимодействия; * белковые структуры, участвующие в образовании специализированных межклеточных контактов (десмосомы, нексусы и т.д.); * белки, участвующие в передаче сигналов от одной клетки к другой. В состав мембраны входят углеводы в виде гликолипидов и гликопротеидов. Они формируют олигосахаридные цепи, которые располагаются на наружной поверхности мембраны. Виды мембранных белков. Их роль. • периферические - располагаются на наружной или внутренней поверхностях билипидного слоя; на наружной поверхности к ним относятся рецепторные белки, белки адгезии; на внутренней поверхности - белки систем вторичных посредников, ферменты; • интегральные - частично погружены в липидный слой. К ним относятся рецепторные белки, белки адгезии; • трансмембранные - пронизывают всю толщу мембраны, причем некоторые белки проходят через мембрану один раз, а другие - многократно. Этот вид мембранных белков формирует поры, ионные каналы и насосы, белки-переносчики, рецепторные белки. Трансмембранные белки играют ведущую роль во взаимодействии клетки с окружающей средой, обеспечивая рецепцию сигнала, проведение его в клетку, усиления на всех этапах распространения. В мембране этот тип белков формирует домены (субъединицы), которые обеспечивают выполнение трансмембранными белками важнейших функций. Рецепторная функция мембран обеспечивает взаимодействие клетки с микроокружением; участие клетки в реакциях ткани, органа; участие ядра, органелл в формировании реакции клетки на воздействии. Классификация мембранных рецепторов По локализации делятся на цитоплазматические и ядерные. По механизму развития событий рецепторы делятся на ионотропные и метаботропные. Ионотропные рецепторы относят к быстро отвечающим рецепторам, ответ в течение миллисекунд. Формируются интегральными белками, имеют несколько субъединиц. Содержат субъединицу, имеющую центр связывания для сигнальной молекулы. Центры связывания для сигнальной молекулы у ионотропных рецепторов делятся на: * потенциалзависимые сенсоры; * механозависимые сенсоры; * сенсоры для внеклеточных и внутриклеточных лигандов. Метаботропные рецепторы – медленно отвечающие (секунды, минуты, часы). Метаботропные рецепторы делятся на две большие группы: * рецепторы, связанные с ионными каналами. Изменение проницаемости ионных каналов реализуется через вторые посредники; * рецепторы, не связанные непосредственно с мембранными каналами. Рецепторы, не связанные непосредственно с мембранными каналами делятся на: 1. Рецепторы, связанные с G-белком. К этой группе относится большая часть рецепторов. 2. Каталитические рецепторы: * с собственной гуанилитциклазной активностью. К ним относятся рецепторы, обладающие способностью реализовывать сигнал через цГМФ опосредованный путь; * с собственной тирозинкиназной активностью. К ним относятся рецепторы к инсулину, активация которых вызывает фосфорилирование различных групп внутриклеточных белков, которые, меняя свою биологическую активность, вызывают широкий спектр реакций, присущих инсулину. 3. Рецепторы, освобождающие факторы транскрипции. Находятся в мембранах цитоплазмы и эндоплазматического ретикулума. При активации от них протеолитическими ферментами цитозоля отщепляется пептидный фрагмент, который, попадая в ядро клетки, запускает транскрипцию соответствующего гена. 4. Ядерные рецепторы. Белки-рецепторы стероидных гормонов - факторы транскрипции. Каждый рецептор имеет область для связывания лиганда и участок, взаимодействующий с ДНК. |