Физа. экзамен физа. Итоговое по разделу Общая физиология Теоретические вопросы
 Скачать 0.79 Mb.
|
|
Итоговое по разделу «Общая физиология» Теоретические вопросы: 1. Физиология как наука, ее место в системе наук, значение физиологии для медицины. Понятие о функциях. Условия, необходимые для жизнедеятельности. Организм как открытая система. Роль обмена веществ, энергии, информации для процессов жизнедеятельности. Физиология - это наука о жизнедеятельности человеческого организма, о деятельности его отдельных органов и систем органов. Физиология изучает функции и процессы, протекающие в организме, отдельных органах и системах органов, механизмы их формирования, реализации и регуляции. Под функциями понимают проявление специфической деятельности органа, системы органов или организма в целом. Физиология изучает процессы – т.е. динамику явлений, состояний во времени и пространстве. Физиология относится к разряду фундаментальных наук. Физиология изучает законы жизнедеятельности. Она является базой для целой группы биологических прикладных наук, а именно - патологической физиологии, фармакологии. Физиологию определяют как теоретическую основу медицины. 1. физиология изучает процессы нормальной жизнедеятельности. Предметом интереса медицины являются болезни - больной человек и болезни. Чтобы понять отклонение, надо понимать нормальное течение процессов. 2. физиология дает нормы для медицины, т.е. параметры нормальной деятельности органов и систем органов. 3. физиология дает медицине практические методы диагностики. Из биофизики известно - человеческий организм - открытая система. Следовательно, ОБМЕН ИДЕТ В ОБЕ СТОРОНЫ: и туда и обратно. Значение обмена веществ. Если, например, прекратить поступление в организм пищи /обмен веществом/ - 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. Значение обмена энергии. 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. 2. Внутренняя среда организма. Постоянство внутренней среды, как необходимое условие жизнедеятельности. Константы, их виды. Гисто-гематические барьеры, их характеристика и значение. Под внутренней средой организма понимают ту среду, которая непосредственно не сообщается с окружающей средой и является микроокружением клеток человеческого организма, т.е. микроокружением клеток. Истинной внутренней средой организма является межклеточная жидкость. Итак, внутренняя среда не сообщается непосредственно с внешней. Внутренняя среда – это среда, в которой непосредственно живут клетки организма, т.е. межклеточная жидкость. понятие "гомеостаз" - постоянство внутренней среды организма. как основное условие нормальной жизнедеятельности организма. Отклонение от этого часто бывает несовместимо с жизнью. Врачу трудно исследовать непосредственно истинную внутреннюю среду организма. Поэтому, в понятие "внутренней среды" правильно включают, наряду с межклеточной жидкостью, еще кровь и лимфу. Это - не истинная внутренняя среда организма: в крови не живут собственные клетки организма. Изменение состава межклеточной жидкости всегда отражается на составе и свойствах крови. Постоянство внутренней среды организма предстает перед врачом в виде нормативных показателей - констант - постоянных показателей. Константы отражают норму, нормальное значение. 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. Все гистогематические барьеры можно разделить на 3 группы: 1. Изолирующие гистогематические барьеры. К ним относятся: гематоэнцефалический 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. Они пропускают всё, но в ограниченном количестве, т.е. они ограничивают количественно. Существуют и исключения: так, например, есть участки мозга, где гематоэнцефалический барьер отсутствует. Так, в гипоталамусе практически нет гематоэнцефалического барьера - там все проходит, но здесь располагается огромное количество воспринимающих структур, которые воспринимают имеющиеся концентрации различных веществ. Итак, гистогематические барьеры охраняют внутреннюю среду организма, т.е. обладают защитной функцией (защищая организм) и регулирующей функцией (управления по отношению к внутренней среде организма). 3. Приспособление организма к среде обитания, как важнейшее условие жизнедеятельности. Срочная и долговременная адаптация. Адаптация - процесс приспособления организма к изменяющимся условиям среды обитания. Он позволяет человеку постоянно приспосабливаться Процесс адаптации обеспечивается компенсаторными механизмами, большая часть из которых врожденная (безусловные рефлексы, инстинкты), а часть приобретенная (условные рефлексы, динамические стереотипы и др.). Мерой адаптации является степень адаптированности. Человек обладает устойчивостью (резистентностью) по отношению действия широкого спектра экстремальных факторов. В процессе адаптации формируется повышение устойчивости (резистентности) к действующему фактору. Резистентность бывает специфической и неспецифической. Специфическая резистентность - это устойчивость к определенному фактору. Неспецифическая (перекрестная) резистентность - устойчивость не только к данному, но и ряду других факторов. Развитие адаптации к неблагоприятным факторам может идти по пассивному пути по типу толерантности (зимняя спячка животных, снижение теплопродукции и т.д.) и по активному пути (повышение теплопродукции при снижении температуры окружающей среды - человек). Это пример двух стратегий адаптации. Срочная и долговременная адаптация Срочная и долговременная адаптация возникает при действии сильных раздражителей, многие из которых действовали на организм ранее, имея другие показатели силы. Срочная и долговременная адаптация преимущественно осуществляется за счет повышения специфической резистентности, хотя частично в этих процессах принимает участие и изменение неспецифической резистентности. 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. Все механизмы, обеспечивающие долговременную адаптацию, формируют так называемый структурный след. Он возникает на 10-12 действие раздражителя и формируется в разных физиологических системах. Прежде всего они формируются в физиологических системах, наиболее интенсивно принимающих участие в формировании ответной реакции. 4. Функции клеток, их физиологическая характеристика. Основные свойства клеток: раздражимость, возбудимость, проводимость, сократимость, их характеристика. Она обладает следующими основными физиологическими свойствами. 1 .Раздражимость - способность клетки отвечать на раздражение изменением своего обмена веществ. Это некоторое общее свойство, присущее только живой материи - только живой клетке. 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, т. е. в ней отсутствует жизнь. 4. Сократимость как свойство присуще поперечно-полосатым, гладким мышцам, кроме того сократимость присуща и другим - немышечным клеткам, в которых есть сократительные элементы). 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. Биологические мембраны - общее название функционально активных поверхностных структур, ограничивающих клетки (клеточные, или плазматические мембраны) и внутриклеточные органеллы (мембраны митохондрий, ядер, лизосом, эндоплазматического ретикулума и др.). Они содержат в своем составе липиды, белки, гетерогенные молекулы (гликопротеины, гликолипиды) и в зависимости от выполняемой функции многочисленные компоненты: коферменты, нуклеиновые кислоты, антиоксиданты, каротиноиды, неорганические ионы и т. п. Согласованное функционирование мембранных систем – рецепторов, ферментов, транспортных механизмов - помогает поддерживать гомеостаз клетки и в то же время быстро реагировать на изменения внешней среды. К основным функциям биологических мембран можно отнести: · отделение клетки от окружающей среды; · контроль и регулирование транспорта веществ через мембраны; · участие в обеспечении межклеточных взаимодействий, передаче внутрь клетки сигналов; · преобразование энергии пищевых органических веществ в энергию химических связей молекул АТФ. Мембранные белки делятся на интегральные и периферические. Интегральные мембранные белки прочно встроены в мембрану и могут быть извлечены из липидного окружения только с помощью детергентовили неполярных растворителей. По отношению к липидному бислою интегральные белки могут быть трансмембранными политопическими или интегральными монотопическими. Периферические мембранные белки являются монотопическими белками. Они либо связаны слабыми связями с липидной мембраной, либо ассоциируют с интегральными белками за счёт гидрофобных, электростатических или других нековалентных сил. Таким образом, в отличие от интегральных белков они диссоциируют от мембраны при обработке соответствующим водным раствором (например, с низким или высоким pH, с высокой концентрацией соли или под действием хаотропного агента). Эта диссоциация не требует разрушения мембраны. Мембранные белки могут быть встроены в мембрану за счёт жирнокислотных или пренильных остатков либо гликозилфосфатидилинозитола, присоединённых к белку в процессе их посттрансляционной модификации. Рецепторная функция клеточных мембран. Она связана с локализацией на плазматической мембране специальных структур (рецепторных белков), связанных со специфическим узнаванием химических или физических факторов. Многие пронзающие белки представляют собой гликопротеиды. Часть таких гликопротеидов, выполняет роль рецепторов гормонов. Когда определенный гормон связывается со своим рецептором, он изменяет структуру гликопротеида, что приводит к запусканию клеточного ответа. Открываются каналы, по которым определенные вещества поступают в клетку или выводятся из нее. Клеточная поверхность обладает большим набором рецепторов, делающих возможными специфические реакции с различными агентами. Роль многих клеточных рецепторов заключается в передаче сигналов извне внутрь клетки. Мембранные рецепторы регистрируют наличие лиганда (пептидного гормона, производных аминокислот, нейромедиаторов, цитокинов) и передают сигнал внутриклеточным химическим соединениям, опосредующим конечный эффект, - вторым посредникам (G-белки, циклические нуклеотиды, ионы Са2+, ИТФ и др.). Мембранные рецепторы подразделяют на каталитические, связанные с ионными каналами, являющиеся ионными каналами, оперирующие через G-белок и освобождающие факторы транскрипции. ∙Каталитические рецепторы – трансмембранные белки, наружная часть которых содержит связывающий лиганд участок, цитоплазматическая часть либо сама функционирует как активный центр фермента, либо тесно связана с молекулой фермента. Ионотропные рецепторы — это трансмембранные белки, которые одновременно являются рецепторами (способны связывать медиатор) и каналами (способны образовывать трансмембранный ионный канал). Метаботропные рецепторы — это мембранные молекулярные рецепторы, которые передают внешний химический управляющий сигнал внутрь клетки, запуская каскад биохимических реакций и воздействуют на клеточный метаболизм. Таким образом, метаботропные рецепторы влияют на состояние клетки опосредованно, а не прямо. Метаботропные рецепторы включены в молекулярную систему, управляющую внутренним состоянием клетки и состоящую, по крайней мере, из трех ключевых белков: 1) собственно рецепторного белка, связывающегося с сигнальным лигандом (модулятором) на наружной стороне мембраны, а на внутренней стороне мембраны связанного с передаточным белком (G-белком); 2) G-белка, передающего информационный сигнал с рецепторного белка на внутриклеточные ферменты (эффекторы), 3) белка-эффектора, который является ферментом, катализирующим образование внутриклеточного низкомолекулярного регулятора (например, цАМФ), так называемого вторичного мессенджера. Таким образом, задача мембранного метаботропного рецептора - запустить внутри клетки работу вторичных мессенджеров, которые изменят метаболизм клетки. Вторичные посредники — это мелкие, способные к быстрому перемещению молекулы или ионы, передающие сигнал внутри клетки. Этим они отличаются от «первичных посредников» — медиаторов и гормонов, передающих информацию от клетки к клетке. Наиболее известным вторичным посредником является цАМФ (циклическая аденозинмонофосфорная кислота). Чрезвычайно велика роль Ca2+, входящего в клетку снаружи через ионные каналы. Заключительный шаг в проведении химического сигнала — воздействие вторичного посредника на хемочувствительный ионный канал. Это воздействие протекает либо непосредственно, либо через дополнительные промежуточные звенья (ферменты). В любом случае происходит открытие ионного канала 6. Трансмембранный обмен, его виды. Простая и облегченная диффузия. Унипорт, симпорт, антипорт. Белки-переносчики. Сопряженный транспорт. Активный транспорт, его виды и особенности. Осуществляется за счет 2-х процессов: -диффузии и осмоса. Осмос - когда через мембрану движется растворитель из зоны с меньшей концентрацией в зону с большей концентрацией. Осмос поддерживает объем и форму клетки. Диффузия - процесс проникновения веществ, растворимых в воде, по градиенту концентрации. Движущая сила при этом - разность концентраций. Простая диффузия осуществляется либо через поры, которые есть в гидрофильных участках мембраны (фенестры, окна), либо через кинки - постоянно образующиеся временные дефекты мембраны. Простая диффузия не требует энергетических затрат, происходит за счет разности концентраций и осуществляется периодически, когда возникает разная концентрация. Облегченная диффузия – ускоряет и усиливает перенос из зоны с большей концентрацией в зону с меньшей концентрацией по сравнению с простой диффузией. Она широко распространена в организме, так как хотя и сопровождается дополнительными энергетическими затратами, но не приводит к серьезным затратам энергии. Облегченная диффузия - осуществляется за счет специфических переносчиков, создает условия для транспорта натрия, калия, хлора, моносахаридов, т.е. для некрупных молекул. Различают 2 вида переносчиков: 1.Переносчики - белки, которые тем или иным способом переносят вещества через мембрану – за счет конформации (пространственного преобразования) молекул переносчика (сальтообразно). 2.Белки, которые образуют постоянные каналы, диаметр 0,3-0,6 нм, (так переносятся ионы натрия, калия, хлора). Активный транспорт - транспорт веществ через мембрану, который осуществляется против градиента концентрации итребует значительных затрат энергии. Одна треть основного обмена тратиться на активный транспорт. Активный транспорт бывает: 1. Первично-активый - такой транспорт, для обеспечения которого используется энергия макроэргов - АТФ, ГТФ, креатинфосфат. Например: Калиево-натриевый насос - важная роль в процессах возбудимости в клетке. Он вмонтирован в мембрану. Калиево-натриевый насос - фермент калий-натриевая АТФаза. Этот фермент - белок. Он существует в мембране в виде 2-х форм: -Е 1, Е 2 В ферментах существует активный участок, который взаимодействует с калием и с натрием. Когда фермент находится в форме Е 1, его активный участок обращен внутрь клетки и обладает высоким сродством к натрию, а значит способствует его присоединению (3 атома Na). Как только натрий присоединяется, происходит конформация этого белка, которая перемещает 3 атома натрия через мембрану и с наружной поверхности мембраны натрий отсоединяется. При этом происходит переход фермента из формы Е 1 в Е 2. Е 2 имеет активный участок, обращенный к наружной поверхности клетки, обладает высоким сродством к калию. При этом 2 атома К присоединяется к активному участку фермента, изменяется конформация белка и калий перемещается внутрь клетки. Это происходит с большой затратой энергии, так как фермент АТФаза постоянно расщепляет энергию АТФ. 2. Вторично-активный - это транспорт, который осуществляется тоже против градиента концентрации, но на это перемещение тратится не энергия макроэргов, а энергия электрохимических процессов, которая возникает при движении каких-либо веществ через мембрану при первично-активном транспорте. Например: Сопряженный транспорт натрия и глюкозы, энергия - за счет перемещения натрия в калиево-натриевом насосе. Классическим примером вторично-активного транспорта выступает натрий – Н (аш)-обменник - когда обмениваются натрий и водород (это тоже вторично-активный транспорт). Способы транспортировки через мембрану: 1. Унипорт - это такой вид транспорта веществ через мембрану, когда переносчиком или каналом транспортируется одно вещество (Na-каналы) 2. Симпорт - это такой вид транспорта, когда 2 или более веществ в своем транспорте через мембрану взаимосвязаны и транспортируются вместе в одном направлении. (Na и глюкоза - в клетку) Это вид сопряженного транспорта 3. Антипорт - такой сопряжённый вид транспорта, когда его участники друг без друга не могут транспортироваться, но потоки идут навстречу друг другу (К-Na-насос-активный вид транспорта). Эндоцитоз, экзоцитоз - как формы транспорта веществ через мембрану. В мембране имеются ионные обменники (белки-переносчики), которые осуществляют облегченную диффузию ионов, т.е. ускоренное сопряженное перемещение ионов через биомембрану по градиенту концентрации, такие процессы являются АТФ-независимыми. Наиболее известны Na+-H+, K+-H+, Ca2+-H+ обменники, а также обменники, обеспечивающие обмен катионов на анионы Na+-HCO-3, 2CI-Са2+ и обменники, обеспечивающие обмен катиона на катион (Na+ -Са2+) или аниона на анион (Сl- НСOз). 7. Ионные каналы, их строение, свойства и роль. Классификация ионных каналов. Потенциалзависимые каналы, их основные элементы и роль. Рецепторзависимые ионные каналы, их виды и свойства. Лигандзависимые ионные каналы, их роль. Натриевые, калиевые, кальцийзависимые и анионные каналы, их строение и роль. Ионообменники. Ионные насосы. Ионные насосы - это мембранные белки, которые способны связываться с различными ионами и транспортировать их через мембрану с потреблением энергии, обеспечиваемой АТФ. В первую очередь активный транспорт, осуществляемый с помощью ионных насосов, осуществляется тремя различными транспортными механизмами, которые тесно связаны с АТФ. Одним из типов насосного механизма является тип P, который необходим для транспорта различных типов ионов и для ряда физиологических функций. Классификация ионных каналов по их функциям: 1) по количеству ионов, для которых канал проницаем, каналы делят на селективные (проницаемы только для одного вида ионов) и неселективные (проницаемы для нескольких видов ионов); 2) по характеру ионов, которые они пропускают на Na+, Ca++, Cl-, K+-каналы; 3) по способу регуляции делятся на потенциалзависимые и потенциалнезависимые. Потенциалзависимые каналы реагируют на изменение потенциала мембраны клетки, и при достижении потенциалом определенной величины, канал переходит в активное состояние, начиная пропускать ионы по их градиенту концентрации. Так, натриевые и быстрые кальциевые каналы являются потенциалзависимыми, их активация происходит при снижении мембранного потенциала до -50-60 мВ, при этом ток ионов Na+ и Ca++ в клетку вызывает падение потенциала покоя и генерацию ПД. Калиевые потенциалзависимые каналы активируются при развитии ПД и, обеспечивая ток ионов К+ из клетки, вызывают реполяризацию мембраны. Потенциалнезависимые каналы реагируют не на изменение мембранного потенциала, а на взаимодействие рецепторов, с которыми они взаимосвязаны, и их лигандов. Так, Cl--каналы связаны с рецепторами g-аминомасляной кислоты и при взаимодействии этих рецепторов с ней они активируются и обеспечивают ток ионов хлора в клетку, вызывая ее гиперполяризацию и снижение возбудимости. 8. Ионно-мембранная теория происхождения биоэлектрических явлений (Ходжкин, Хаксли, Катц). Электрические явления в возбудимых тканях (потенциал покоя, потенциал действия, токи градиента основного обмена, токи повреждения). Потенциал действия и потенциал покоя -это электрические явления, регистрируемые на уровне клетки. На уровне ткани регистрируются следующие биоэлектрические явления: В состоянии покоя: - токи покоя (повреждения) - (ТП), - токи градиента основного обмена (ТГОО). В состоянии возбуждения: - токи действия (ТД). 9. Понятие о потенциале покоя. Роль ионов К+, Na+, Cа2+, Cl–в происхождении мембранного потенциала. Калий-натриевый насос, его значение. Уравнения Нернста и Гольдмана, расчет величины мембранного потенциала. Потенциал покоя (ПП) - это разность потенциалов между наружной и внутренней поверхности мембраны в состоянии покоя, т.е. в покое мембрана поляризована. Происхождение ПП обусловлено: 1. Неравномерным распределением ионов калия и натрия между цитоплазмой и межклеточной жидкостью. В клетке - калия порядка 400 мкмоль/литр, вне клетки – 10, соответственно, натрия в клетке - 50 и 460 - вне клетки - в состоянии покоя. 2. Избирательная проницаемость клеточной мембраны в покое для натрия и калия. В покое - высокая проницаемость для калия, а для натрия в покое она практически отсутствует небольшая. В покое за счет процесса облегченной диффузии через неуправляемые медленные калиевые каналы за счет градиента концентрации - калий постоянно выходит из клетки во внеклеточное пространство, это формирует постоянный выходящий калиевый ток. Он является причиной разности потенциалов в покое и обуславливает ПП. 10. Потенциал действия и его фазы. Изменение проницаемости калиевых, натриевых и кальциевых каналов в процессе формирования потенциала действия. 11. Раздражимость и возбудимость, их характеристика. Классификация раздражителей. Законы раздражения возбудимых тканей. Явление аккомодации. Понятие о лабильности. Меры возбудимости. Соотношение фаз возбудимости с фазами потенциала действия. Возбуждение - процесс, который возникает только при действии раздражителя. Раздражители - факторы, которые воздействуют на биологические клетки. Качественно (по природе) раздражители делятся на: - физические (электромагнитные волны, электрический ток, механические воздействия, температура), - химические. По биологической значимости: -адекватные (присущи для восприятия данному виду рецептора) -неадекватные (не являются естественными с точки зрения природы или силы раздражения). Все раздражители (по силе) делятся на: пороговые, подпороговые, надпороговые Порог раздражителя - та минимальная сила, при действии которой возникает возбуждение. Законы раздражения Действие раздражителя описывается несколькими законами: 1. Закон силы раздражения: Чем больше сила раздражения, тем, до известных пределов, сильнее ответная реакция. Раздражители имеют нижний предел - подпороговое раздражение не вызывает ответной реакции. Возбудимые ткани работают только на пороговых и надпороговых раздражителях. Но есть сила раздражения для любого биологического раздражителя, которая способна вызывать max эффект - оптимальная сила (оптимум частоты и силы раздражения). Если сила больше, чем оптимальная, то ответная реакция ниже - пессимум частоты или силы раздражения. 2. Закон длительности раздражения: Чем длительнее раздражение, необходимое для возникновения возбуждения, тем сильнее, до известных пределов, ответная реакция живых систем. Есть зависимость между силой раздражения и временем, в течение которого этот раздражитель должен действовать, чтобы вызвать ответную реакцию. Зависимость выражается гиперболой, следовательно, даже сильные раздражители, действуя кратковременно, либо не способны вызвать ответную реакцию, либо - слабую ответную реакцию и наоборот. График "сила-время" Особенно чётко зависимость между силой и временем в прослеживается в диапазоне промежуточных величин. 3. Закон градиента силы: Величина ответной реакции и её характер зависят ещё и от интенсивности/крутизны/ нарастания действия силы. Более интенсивное нарастание силы раздражения вызывает больший ответ. При этом длительное действие раздражителей одной и той же по величине силы, приводит к развитию аккомодации - явления, которое выражается в понижении чувствительности ткани к раздражению, уменьшению возбудимости ткани. 4. Закон "всё или ничего": Если раздражитель меньше пороговой силы, он никогда не вызовет ПД (потенциал действия) - "ничего". Но какой бы силы ни был надпороговый раздражитель, он всегда будет вызывать max для данного состояния электрическую реакцию, т.е. max пик ПД - "всё". Ответная реакция, её характер зависят от скорости химических процессов обеспечивающих ответные реакции, так называемые скорости активационных и инактивационных /восстановительных/ процессов. Введенский назвал свойство клеток, тканей, связанное со скорость активационных и инактивационных процессов - лабильность (функциональная подвижность)-свойство клетки, ткани, отражающее их максимальные возможности. Мера лабильности - это максимальная частота, которую способна воспроизвести ткань или клетка. Характеризуется способностью ткани отвечать ПД на каждое раздражение Если лабильность ткани превышена, то ткань отвечает либо снижением ответной реакции, либо, если Вы долго будете принуждать ткань работать в режиме большем, чем лабильность - гибелью (это своего рода защитная реакция). ВОЗБУДИМОСТЬ Под возбудимостью понимают способность отвечать на раздражение формированием электрической активности /потенциалом действия/. У различных тканей возбудимость различна. У одной ткани возбудимость может изменяться в процессе жизнедеятельности, возбудимость у живой возбудимой ткани есть всегда, в не зависимости от действия раздражителя. Возбуждение это состояние, это реализованная возбудимость. Меры возбудимости. Для оценки возбудимости в каждой лаборатории функциональной диагностики существует специальный аппарат, называемый хронаксиметром (от слова - “хронос” - время). Это - прибор, который позволяет оценить возбудимость. Итак, к мерам возбудимости относятся: 1. Порог раздражения - первая базисная мера раздражителя любой природы. Порог раздражения - см. выше. Но для количественной оценки возбудимости в медицине используют не любой раздражитель, а используют электрический ток. Именно с помощью электрического тока тестируют мышцы, нервы, синапсы. Электрический ток точно дозируется - электрический ток можно легко дозировать, при чем по двум показателям: по силе и по времени действия. С другими раздражителями иначе: например, химический - можно дозировать по силе (концентрации), но нельзя - по длительности, так как для его отмывания нужно время. С помощью электрического тока получены еще 3 меры возбудимости, одна из которых используется в медицине. 1. реобаза- это минимальная сила постоянного тока, которая, действуя длительное, но определенное время, способна вызвать ответную реакцию. Недостаток этой меры - определение времени трудно определимо - оно расплывчато. 2. Полезное время - то время, которое должна действовать сила тока в 1 реобазу, чтобы вызвать ответную реакцию. Но и эта мера возбудимости не нашла своего применения в медицинской практике, потому что, как показывает график, она находится на очень пологой части кривой "сила - время" и любая неточность (небольшая неточность) вела к большой ошибке. 3. Поэтому в практику была введена еще одна мера - хронаксия. Это - минимальное время, в течение которого должна действовать сила тока в 2 реобазы, чтобы вызвать ответную реакцию. 12. Действие постоянного тока на живые ткани. Виды действия. Электротоническое действие. Понятие о физическом и физиологическом электротоне. Катэлектротон. Анэлектротон. Возбуждающее действие постоянного тока на ткани. Законы Пфлюгера. Анодный блок и катодическая депрессия. Постоянный ток на ткань оказывает два вида действия: 1. Возбуждающее действие 2. Электротоническое действие. Возбуждающее действие сформулировано в трех законах Пфлюгера: 1. При действии постоянного тока на ткань возбуждение возникает только в момент замыкания цепи или в момент размыкания цепи, или при резком изменении силы тока. 2. Возбуждение возникает при замыкании под катодом, а при размыкании - под анодом. 3. Порог катодзамыкательного действия меньше, чем порог анодразмыкательного действия. Разберем эти законы: 1. Возбуждение возникает при замыкании и размыкании или при сильном действии тока, потому что именно эти процессы создают необходимые условия для возникновения деполяризации мембран под электродами. 2. Под катодом, замыкая цепь, мы по существу вносим мощный отрицательный заряд на наружную поверхность мембраны. Это приводит к развитию процесса деполяризации мембраны под катодом. 1. Под катодом при длительном действии постоянного тока на ткань возникнет явление - катодическая депрессия. 2. Под анодом в момент замыкания возникнет анодный блок. Главным признаком катодической депрессии и анодного блока является снижение возбудимости и проводимости до нулевого уровня. Однако, биологическая ткань при этом остается живой. Электротоническое действие постоянного тока на ткань. Под электротоническим действием понимают такое действие постоянного тока на ткань, которое приводит к изменению физических и физиологических свойств ткани. В связи с эти различают два вида электротона: 1. Физический электротон. 2. Физиологический электротон. Под физическим электротоном понимают изменение физических свойств мембраны, возникающее под действием постоянного тока - изменение проницаемости мембраны, критического уровня деполяризации. Под физиологическим электротоном понимают изменение физиологических свойств ткани. А именно - возбудимости, проводимости под действием электротока. Кроме того, электротон разделяют на анэлектротон и катэлектротон. Анэлектротон - изменения физических и физиологических свойств тканей под действием анода. Катэлектротон - изменения физических и физиологических свойств тканей под действием катода. Изменится проницаемость мембраны и это будет выражаться в гиперполяризации мембраны и под действием анода будет постепенно снижаться КУД. 13. Парабиоз и его фазы. Механизмы развития фаз парабиоза. Общебиологическое значение учения о парабиозе. Парабиоз – означает "около жизни". Это явление последовательного снижения лабильности ткани вследствие действия парабиотических веществ. Фазы парабиоза: 1. Уравнительная. Одинаковый ответ на сильные и слабые стимулы. 2. Парадоксальная. На слабый стимул ответ регистрируется, на сильный – нет. 3. Тормозная. Нет ответа на стимулы различной силы. Это связано со снижением лабильности до НУЛЯ. Биологическое значение парабиоза 1. Показал, что явление смерти не мгновенно, существует переходный период между жизнью и смертью. 2. Этот переход осуществляется пофазно. 3. Первая и вторая фазы обратимы, а третья не обратимая. Эти открытия привели в медицине к понятиям – клиническая смерть, биологическая смерть. Клиническая смерть - это обратимое состояние. Биологическая смерть - необратимое состояние. Появилась новая наука – реаниматология. 14. Нейрон как структурная и функциональная единица ЦНС, его физиологические функции и свойства, их характеристика. Нейрон – структурно-функциональная единица нервной ткани. Физиологические свойства нейрона: 1. Рецепция. 2. Электрогенез. 3. Нейросекреция. Рецепция нейронов. Рецептор – специализированное образование для восприятия действия раздражителя. Выделяют: 1. Сенсорные рецепторы. 2. Клеточные химические рецепторы. Сенсорные рецепторы – это нервные окончания, способные воспринимать различные виды раздражения. Выделяют первично-чувствительные рецепторы – восприятие и преобразование информации (давление, температура) идет в чувствительном нейроне. Вторично-чувствительные рецепторы – специализированные клетки, которые передают информацию на афферентные окончания нейрона. Экстерорецепторы – воспринимают раздражения из внешней среды. Интерорецепторы– воспринимают информацию о состоянии внутренней среды и внутренних органов. Выделяют: проприорецепторы (в мышцах и сухожилиях); ангиорецепторы (в сосудистом русле); тканевые рецепторы. По адаптивным способностям: 1) слабо-адаптирующиеся 2) быстро- и полностью адаптирующиеся. Функционально рецепторы делятся на: 1) мономодальные – специфическим для них является только один раздражитель; 2) бимодальные – формируют два ощущения; 3) полимодальные – воспринимают больше 2-х раздражи-телей. Рецепторы могут быть: 1) Спонтанно-активные – постоянно генерируют импульсы. 2) Молчащие – посылают импульсы только когда имеются отклонения от нормальной деятельности. Интенсивность воздействия на рецепторы кодируется: 1) Числом потенциалов действия отрецепторы. 2) Числом рецепторов. Рецепторы передают информацию на нервные проводники. Электрогенез. Это формирование электрической активности нейрона. Выделяют: спонтанную активность (самопроизвольную) и вызванную активность (под действием раздражителей). По своей исходной активности все нейроны делятся: 1) нейроны со спонтанной одиночной активностью; 2) нейроны с «пачковой» спонтанной активностью; 3) Нейроны с групповой активностью. Кодировка информации в нейроне: 1) Неимпульсная – за счет изменения уровня потенциала мембраны и КУД. 2) Импульсная – за счет изменения частотных характеристик и конфигурации импульсов. 15. Рецепторная функция нейронов. Типы рецепторов, их классификация и свойства. Рецептором в нейроне - это образования, предназначенные для восприятия клетками или всей нервной системой действия раздражителей. Различают два типа рецепторов: 1. Сенсорные рецепторы- это нервные окончания, чувствительные участки нейрона, которые способны воспринимать другие нехимические виды раздражения. Например, рецепторы давления, температурные рецепторы, рецепторы сдвига и т.д., для которых раздражителем является нехимическая молекула. 2. Клеточные химические рецепторы. Хеморецепторы нейронов к большому числу специфических и неспецифических химических раздражителей внутренней и внешней среды. Также рецепторыделят на первично-чувствительные и вторично-чувствительные. Первично-чувствительные рецепторы - это рецепторы нейронов, которые воспринимают химические и др. виды раздражения (давления, температуры и т.д.). Вторично-чувствительные рецепторы - это специализированные нервные клетки, функцией которых является восприятие раздражения и передача его на афферентные окончания нейрона. Все рецепторы (первично-чувствующие, вторично-чувствующие) можно разделить на экстерорецепторы и интерорецепторы. Экстерорецепторы - это такие образования нейрона, которые воспринимают раздражения, поступающие из внешней среды. Интерорецепторы - это такие рецепторы, которые постоянно собирают информацию о деятельности внутренних органов и о состоянии внутренней среды организма. Интерорецепторы делятся на: 1) проприорецепторы (они заложены в мышцах и сухожилиях); 2) ангиорецепторы (рецепторы, располагающиеся в сосудистом русле); 3) тканевые рецепторы (специальные образования, отслеживающие внутренний гомеостаз, постоянства внутренней среды организма); Все рецепторы обладают чувствительностью. Чувствительность рецепторов характеризуется порогом чувствительности. Под порогом чувствительности понимают минимальную силу раздражителя. Возникновение рецепторного потенциала, т.е. электрического явления на рецепторе связано с тем, что раздражитель вызывает частичную деполяризацию мембраны. Это приводит к вхождению небольшой порции натрия (Na) локально в области рецептора из окружающей среды в нейрон, и в мембране рецептора возникает частичная деполяризация - это и есть генераторный или рецепторный потенциал. Он не распространяется, лишь суммация (временная или пространственная) позволяет нескольким рецепторным потенциалам сформировать потенциал действия, икоторый распространяется по нервным волокнам. Под действием раздражителей рецепторы могут изменять свои свойства. Одним из таких проявлений является адаптация рецепторов. Под адаптацией рецепторов понимают изменение их чувствительности при длительном действии раздражителя. По адаптивным способностям рецепторы различают: 1) слабо-адаптирующиеся (они служат для восприятия истинных, абсолютных, мгновенных значений раздражителя); 2) быстро- и полностью адаптирующиеся рецепторы (они воспринимают информацию об изменении стимула на фоне спонтанной импульсации). Функционально рецепторы делятся на: а) полимодальные ;б) мономодальные; в) бимодальные. Мономодальные рецепторы - это такие рецепторы, для которых специфическим (т.е. родным) является только один раздражитель. Бимодальные рецепторы - это такие рецепторы, которые формируют два ощущения (т.е. рецепторы воспринимают две модальности - температуру и боль, ощущение сдвига и боль и т.д.). Полимодальные рецепторы - это рецепторы, которые воспринимают несколько раздражителей, как специфические. Рецепторы бывают спонтанно-активные и молчащие. Спонтанно-активные рецепторы - это такие рецепторы, которые, постоянно генерируют импульсы и посылают их в ЦНС. Молчащие рецепторы - это такие рецепторы, которые посылают импульсы в ЦНС только тогда, когда имеются отклонения от нормальной деятельности. Интенсивность воздействия на рецепторы кодируется 2-мя способами: 1. Числом потенциалов действия от рецептора за единицу времени. 2. Числом рецепторов, а значит и нервных волокон, вовлечённых в процесс восприятия (чем больше рецепторов вовлечено в процесс восприятия, тем больше стимул, который поступает в ЦНС). Рецепторы почти всегда передают свою информацию на нервные проводники. Такими нервными проводниками являются периферические отростки нейронов. Они делятся на два типа: 1) афферентные проводники (дендриты);2) эфферентные проводники (аксон). 16. Электрогенез нейронов, виды электрогенеза, характеристика. Кодирование информации, виды кодирования. электрогенез - т.е. формирование электрической активности нейрона. Два вида активности: Спонтанная активность и вызванная активность Спонтанная активность- это самопроизвольная активность. Вызванная активность возникает под действием раздражителей Исходно все нейроны могут быть разделены на: спонтанно-активные (фоноактивные нейроны), молчащие нейроны (нефоноактивные нейроны). Спонтанно активные нейроны - это такие нейроны, которые продуцируют потенциалы действия спонтанно, без внешних раздражителей, вследствие особенностей своего обмена веществ. Кроме того, спонтанная активность нейрона нередко обусловлена спонтанной активностью его рецепторного аппарата. Молчащие нейроны - это такие нейроны, которые без внешнего стимула не отвечают потенциалом действия. Спонтанно-активные нейроны тоже меняют свою активную деятельность под действием раздражителя. По своей исходной активности могут быть разделены на три группы: 1. Группы нейронов, которые обладают спонтанной одиночной активностью (в состоянии покоя). 2. Нейроны с более организованной спонтанной активностью. Они обладают "пачковой" спонтанной активностью. Обычно в "пачке" электрической активности насчитывается 5-6 пиков потенциала действия. Обычно межимпульсовый интервал, т.е. временной интервал между импульсами в "пачке", составляет от 1 до 3 миллисекунд. Между "пачками" интервал варьирует в пределах 15-120 миллисекунд. 3. Спонтанные нейроны обладают групповой активностью. Обычно в группе нейронов насчитывают от 6 до 20 импульсов. Группой они кодируют информацию очень сложно и межинтервальное время колеблется внутри "пачки" от 3 до 30 миллисекунд, время формирования между группами колеблется от 50 до 200 миллисекунд. Электрическая активность клетки отражает кодировку информации, которую нейрон либо воспринимает и кодирует, либо производит и, кодируя ее на электрический язык, передает по аксону другой клетке. Т.е. электрическая активность - это кодировка информации. Существует несколько видов кодировки информации: 1. неимпульсная кодировка информации 2. импульсная кодировка информации Группа нейронов способна к пространственно-временной кодировке информации. Неимпульсная кодировка информации - это кодировка информации за счет изменения уровня потенциала мембраны и КУД. При действии постоянного тока на ткань нейрон использует оба приема неимпульсной кодировки информации. Кодировка проявляется функционально - изменением возбудимости. Импульсная кодировка информации осуществляется за счет изменения частотных характеристик и конфигурации импульсов при ответной реакции. При вызванной электрической активностьи информация кодируется межимпульсными интервалами, а так же продолжительностью латентного /скрытого/ периода (период от нанесения раздражения до появления активной реакции). 17. Нервные проводники, классификация, физиологические свойства. Механизмы распространения возбуждения по безмиелиновым и миелиновым нервным волокнам. Законы проведения возбуждения по нервным волокнам. Классификация нервных волокон по скорости проведения возбуждения. Нервные проводники обладают 2-мя важнейшими физиологическими свойствами: возбудимостью и проводимостью. Прежде всего, они отличаются друг от друга проводимостью (способностью проводить возникшее возбуждение). Мерой проводимости является скорость проведения возбуждения. Скорость проведения возбуждения зависит от толщины проводника (чем толще проводник, тем больше скорость проведения возбуждения). Все волокна по толщине, а значит и по скорости проведения возбуждения, могут быть разделены на 3 группы: А, В, С. Волокна А и В относятся к миелинизированным волокнам, а волокна С - немиелинизированные. Волокна группы А делятся на 4 подгруппы: 1)А-альфа. Диаметр=13-22 мк; скорость проведения 70-120 м/с. К ним относятся эфферентные волокна скелетных мышц, кроме того афферентные волокна от рецепторов мыщц (мышечных веретён); 2)А-бета. Диаметр=8-13 мк; скорость- 40-70 м/с. К ним относятся афферентные волокна от рецепторов давления и тактильных рецепторов (воспринимающих прикосновение); 3)А-гамма. Диаметр=4-8 мкм; скорость проведения возбуждения 15-40 м/с. К ним относится большое число афферентных волокон; 4)А-дельта. Диаметр=1-4 мкм; скорость проведения возбуждения 5-15 м/с. К ним относятся афферентные волокна от рецепторов боли и температур Волокна В - это преганглионарные волокна вегетативной нервной системы. Волокна С - это постганглионарные волокна вегетативной нервной системы. |