ЛЕКЦИЯ Вводная. Биоэлектрические явления в организме. Лекции 1 Вводная. Понятие о физиологии. Биоэлектрические явления в организме. (Лекция доцента савкина в. В. и др. 2020 )

• Название: Лекции 1 Вводная. Понятие о физиологии. Биоэлектрические явления в организме. (Лекция доцента савкина в. В. и др. 2020 )
• Дата: 24.09.2020
• Размер: 174.49 Kb.
• Имя файла: ЛЕКЦИЯ Вводная. Биоэлектрические явления в организме.docx
• Тип: Лекции; #139421

ДИСЦИПЛИНА «НОРМАЛЬНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ»

Лекции № 1 Вводная. Понятие о физиологии.

Биоэлектрические явления в организме.

(ЛЕКЦИЯ доцента САВКИНА В.В. и др.2020 ©)

Физиология – наука о функциях и процессах, протекающих в организме или его составляющих системах, органах, клетках и механизмах их регуляции, обеспечивающих жизнедеятельность во взаимодействии с окружающей средой.

Функция – специфическая деятельность систем или органа.

Процесс – последовательная смена явлений или состояний в развитии какого-либо действия или совокупность последовательных действий, направленных на достижение определенного результата.

Система в физиологии – совокупность органов или тканей, связанных общей функцией.

Нормальная физиология – изучает жизнедеятельность организма в норме.

Норма – это пределы оптимального функционирования живой системы.

Физиология разделяется на несколько относительно самостоятельных, но связанных между собой областей. Выделяют:1)общую физиологию и частную; 2)сравнительную; 3)эволюционную; 4)прикладную, которая изучает закономерности изменения функций организма в связи с его специфической деятельностью. В этом плане различают: - авиационную, - возрастную, - клиническую, -космическую, -психофизиологию, -физиологию труда и спорта, -экологическую физиологию.

Методы физиологии.

1)экспериментальный

2)наблюдение

3)моделирование

Место физиологии в системе медицинского образования.

Физиология фундаментальная наука, база для клинических дисциплин. Она формирует понимание и дает знания об условиях, необходимых для обеспечения здоровья, методах оценки уровня здоровья, технологиях поддержания здоровья.

Тема: Возбудимые ткани. Кодирование информации в организме.

Живые клетки организма реагируют на воздействие разными ответами. Это свойство называется раздражимость. Некоторые формы ответов относят к общим (например, обмен), другие к специфическим – присущим только данным тканям.

Понятие возбудимые ткани. Возбудимые ткани способны реагировать на раздражение генерацией потенциала действия. К возбудимым тканям относятся нервная ткань, мышечная и железистая.

Свойства возбудимых тканей:

Общие свойства: возбудимость, проводимость. Для мышечной - дополнительно сократимость, а для сердечной мышцы, некоторых гладкомышечных волокон и нервных клеток – дополнительно автоматия.

Возбудимость – способность отвечать на раздражение генерацией потенциала действия. Критерии возбудимости: 1.Порог раздражения – минимальная сила раздражения, способная вызвать ответную реакцию. 2.Полезное время - минимальная длительность действия раздражителя, необходимая для возникновения возбуждения. 3. Хронаксия – время, в течение которого раздражитель, силой в 2 порога, способен вызвать возбуждение. 4.Лабильность - способность ткани генерировать ответ синхронно с раздражением.

Проводимость – способность ткани проводить возбуждение от места возникновения к другим участкам или структурам.

Критерии проводимости – скорость распространения возбуждения .

Сократимость – способность ткани менять геометрию.

Критерии сократимости - изменении длины или тонуса мышцы.

Автоматия – способность ткани самопроизвольно возбуждаться без внешних раздражителей. Критерии автоматии – частота спонтанных возбуждений.

Кодирование информации в организме – это перевод информации в другую форму, понятную организму. Кодирование информации, поступающей в организм, начинается на уровне воспринимающих образований – рецепторов в виде возникающих рецепторных потенциалов. Частота и пространственно-временной рисунок рецепторных потенциалов зависит от параметров раздражителя: силы и длительности его действия. По мере прохождения сигнала через различные структуры ЦНС происходит его перекодирование. Расшифровка, т.е. декодирование информации, осуществляется в коре.

Принцип кодирования информации.

Кодирование осуществляется путем изменения биоэлектрической активности клеток возбудимых тканей.

Виды кодирования: - среднечастотное, - интервальное, - путем изменения количества импульсов в пачке.

Пачка импульсов – группа электрически ответов нервной клетки, возникающая в ответ на раздражение.

БИОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В ВОЗБУДИМЫХ ТКАНЯХ

Биоэлектрические процессы развиваются на мембране клеток и представлены потенциалом покоя (ПП) и потенциалом действия (ПД).

Последовательность развития событий при кодировании информации можно представить в виде следующей схемы:

Информация → клетка → изменение ПП → локальный ответ →разновидности импульсной активности.

Теория, объясняющая существование биоэлектрических явлений в организме называется мембранно-ионной.

Роль мембраны.

1.Барьерная функция связана с наличием бислоя липидов, обеспечивающего избирательную проницаемость для жирорастворимых молекул и почти полную непроницаемость для ионов.

2.Транспртная функция связана с работой белковых каналов, по которым ионы перемещаются через мембрану.

Виды ионных каналов.

А.По способу открытия различают хемочувствительные и потенциалзависимые;

Б.По скорости открытия и закрытия – быстрые и медленные;

Каналы могут быть в открытом и закрытом состоянии. Открытие каналов приводит к пассивному транспорту ионов по градиенту концентрации и, как следствие, изменению заряда мембраны.

3.Рецепторная функция. Мембрана содержит рецепторы к химическим веществам. Взаимодействие данного вещества с рецептором открывает хемочувствительные ионные каналы и возникает ответ клетки на информацию, переданную гуморальным путем.

ПОТЕНЦИАЛ ПОКОЯ

И ЕГО ХАРАКТЕРИСТИКА ( величина, происхождение, колебания, механизм поддержания).

ПП - это разность потенциалов между наружной и внутренней сторонами мембраны (Е₀). Внутри заряд отрицательный, снаружи – положительный.

Величина ПП: скелетные мышцы - -60 -90 мВ, нейрон - -50 - 80 мВ, кардиомиоцит - -85 -95 мВ железистая клетка - -30 мВ. Гладкомышечные клетки - -30 -20 мВ или -50 мВ (у клеток, не обладающих автоматией).

ПРОИСХОЖДЕНИЕ ПП.

1.Роль мембраны. В покое мембрана полупроницаема. Открыты каналы для К и практически все каналы для Na закрыты.

2.Роль ионов. В клетке существуют ионные градиенты. Внутри клетки преобладают ионы К (в 30 – 50 раз больше, чем снаружи). Na внутри находится в основном в связанном состоянии или в компартментах, т.е. иммобилизован. Снаружи клетки больше свободного Na ( в 10 раз больше, чем внутри) и в 30 раз больше Cl.

МЕХАНИЗМ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ПП.

Ионы К⁺ пассивно по градиенту концентраций выходят из клетки. Внутри остаются крупные анионы, которые не могут пройти через каналы для мелкого иона К и создают отрицательный заряд внутренней стороны мембраны. Снаружи заряд положительный. Но мембрана несколько проницаема для Na (идет внутрь и снижает разность потенциалов, создаваемую К).

Nа – К насос. Механизм поддержания мембранного потенциала и ионных градиентов.

Концентрационный градиент К и Na поддерживается ионным насосом. Так называют систему энергозависимого переноса ионов через мембрану против концентрационного градиента: с помощью переносчиков ионы транспортируются из растворов с меньшей в растворы с большей конценцентра -цией . Переносчиком для Na и К является Nа – К зависимая АТФ – аза. На 3 удаленных иона Na из клетки, в клетку возвращается 2 иона К. Такой перенос ионов сопровождается увеличением внутренней отрицательности, а насос называется электрогенным. Если же насос переносит эквивалентное количество ионов, то заряд мембраны при этом не меняется. Такой перенос ионов является электронейтральным.

Изменения ПП. Снижение внутренней отрицательности называется деполяризацией, повышение – гиперполяризацией.

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

Локальный ответ. Возникает в локальном участке в ответ на действие химических или электрических стимулов, составляющих 30 – 90% от порогововой силы раздражения. В итоге происходит открытие каналов для Na (в некоторых образованиях для Ca). Возникает деполяризация мембраны, которая быстро сменяется реполяризацией, не достигнув КУМП.

Свойства локального ответа.

1. 
   не распространяется
   
2. 
   не зависит от силы раздражения
   
3. 
   способен к суммации.
   

Возбудимость во время локального ответа повышена.

Локальный ответ играет важную роль в деполяризации мембраны до критического уровня, что является необходимым условием возникновения ПД.

ПОТЕНЦИАЛ ДЕЙСТВИЯ (ПД), ЕГО ФАЗЫ, ИОННЫЙ МЕХАНИЗМ.

ПД – это быстрые колебания ПП под влиянием порогового или сверхпорогового раздражения.

Условия возникновения ПД. – пороговая сила раздражения

- достаточная длительность раздражения

и скорость нарастания раздражения.

Ионный механизм ПД .

Схема ПД. Ео – Екр = порогу раздражения. Восходящая фаза называется деполяризацией, называется деполяризацией, нисходящая – реполяризацией.

При достижении ПП значения Ек открываются быстрые потенциалзависимые каналы для Na, который лавиной устремляется внутрь клетки и снижает внутреннюю отрицательность сначала до 0, а затем возникает перезарядка мембраны – овершут. При перезарядке мембраны до +20 -30 мВ происходит инактивация натриевых каналов и начинается процесс реполяризации

СХЕМА ПД




Е_кр

Е₀

1. 
   ПП;
   
2. 
   НАЧАЛО ФАЗЫ ДЕПОЛЯРИЗАЦИИ (красный)
   
3. 
   КОНЕЦ ФАЗЫ РЕПОЛЯЗАЦИИ (зеленый)
   
4. 
   СЛЕДОВЫЕ ПОТЕНЦИАЛЫ (черный)
   
5. 
   ВОССТАНОВЛЕНИЕ ПП
   

Ионы натрия и насосы –(розовые шары)

Ионы калия и насосы – (пестрые шары)

Мембрана клетки – (желтый)

Катионы + (голубой)

Анионы – (голубой)