Вопрос 1.
*Физиология (понятие из лекции)-наука о механизмах жизнедеятельности организма и его взаимодействия с окружающей средой.
Предметом изучения физиологии являются функции живого организма, их связь между собой, регуляция и приспособление к внешней среде, происхождение и становление в процессе эволюции и индивидуального развития особи.
* роль физиологии: формирует понимание и дает знание о условиях, необходимых для обеспечения здоровья, способах поддержания уровня здоровья, методах оценки уровня здоровья.
* главные задачи при изучении физиологии являются: создание учение о здоровье и зож, изучение механизмов жизнедеятельности, саморегуляции и управления функциями организма , изучение физиологических констант организма и принципов современных клинико-физиологических методик, овладение аналитико-синтетическим подходом при изучении функций организма на основе законов и категорий диалектики для выработки профессионального мышления специалиста.
*Связь физиологии с другими науками: Физиология как раздел биологии тесно связана с морфологическими науками – анатомией, гистологией, цитологией. Физиология широко использует результаты и методы физики, химии, а также кибернетики и математики. Закономерности химических и физических процессов в организме изучаются в тесном контакте с биохимией, биофизикой и бионикой, а эволюционные закономерности – с эмбриологией. Физиология высшей нервной деятельности связана с этологией, психологией, физиологической психологией и педагогикой. Физиология с.-х. животных имеет непосредственное значение для животноводства и ветеринарии. Наиболее тесно физиология связана с медициной, использующей её достижения для распознавания, профилактики и лечения различных заболеваний .
Физиология — наука экспериментальная. Применение в физиологии физических, химических и технических методов позволило оснастить физиологические лаборатории приборами, позволяющими получать информацию о сложнейших процессах, происходящих в организме.
*Методы исследования в физиологии: 1) наблюдение, 2) острый и хронический эксперимент, 3) функциональные нагрузки 4) физиологические и лабораторные методики 5) кибернетическое моделирование. Главной среди них является эксперимент.
Понятие об организме и составных его элементах
Организм- система, состоящая из комплекса взаимодействующих и функциональных систем, способная к самоорганизации, саморегуляции, самовоспроизведению и отвечающая на изменения условий среды как единое целое .Организм является элементом вида.
Составные элементы:
1) Органы, системы органов
2) Ткани
3) Клетки
4) Внутриклеточные структуры
Уровни организации человеческого организма
-молекулярный,
-клеточный,
-тканевый,
-органный,
-организменный,
-популяционно-видовой,
-биогеоценозный,
-биосферный.
Вопрос 2
Методические принципы в физиологии
Их роль: метод имеет две стороны- методическую и методологическую .С помощью методик получают результаты, характеризующий состояние организма. Методологические принципы составляют глубинную суть любой науки и фундамент профессионального мышления.
1) Принцип системности является главным методологическим принципом любой науки. Система-это комплекс взаимодействующих элементов. Она характеризует преобладание организованности над хаотичностью. Совокупность устойчивых связей между элементами называют структурой системы. Качество системы определяется : элементами(из природой, свойствами) и структурой(взаимодействием элементов).
2) Принцип целостности Организм во взаимодействии со средой вступает как единый целостный организм. Целостность организма формируется деятельностью ряда физиологических систем: нервной, эндокринной, иммунной, кровообращения. Ведущую роль при этом играет нервная система.
3) Принцип нервизма Нервизм-направление в физиологии, которое признает за нервной системой главную роль в регуляции процессов жизнедеятельности организма в норме и патологии. Только нервная система может обеспечить три функции- оценку прошлого, настоящего и будущего.
4) Принцип единства и внешней среды Единство организма и внешней среды обусловлено тем, что все биологические и социальные системы относятся к открытым системам, в которых происходит постоянный обмен веществ с окр.средой информацией, энергией и веществом. Выдающуюся роль в единстве организма и внешней среды играют физиологические системы- нервная, пищеварения, выделения, терморегуляции.
5)Принцип детерминизма
Детерминизм- часть учения о всеобщей обусловленности объективных явлений. Он рассматривает причинно-следственные связи, возникающие при взаимодействии объектов друг с другом. Выделены различные связи: жесткие причинно-следственные-цепные, разветвленные и сетевые, обратные связи- отрицательные и положительные, связи-отражения с образованием памяти, связи-взаимодействия , связи-субординации, интегрирующие и дезинтегрирующие связи. Выведено понятие полной причины , состоящей из специализирующей причины- фактора, который вызывает специфические свойства следствия , внешних и внутренних условий , которые способствуют или препятствуют реализации причинного фактора, пускового фактора, который определяет время возникновения следствия под влиянием совокупных условий.
6)Принцип эволюции функций это закономерности изменения функций в эволюционном процессе. В них реализуются принцип развития- последовательный переход с одной стадии на другую. Составляющие этого принципа: мультифункциональность, интенсификация функций, смена функций, надстройка функций (новые функции не заменяют, а наслаиваются на старые, подчиняя их).
Вопрос 3:
Основные этапы развития физиологии
Основоположником научной физиологии считается В. Гарвей. В 1628 г. вышла в свет книга «Анатомические исследования движения крови и сердца у живых». Автором было дано описание большого круга кровообращения. Эта дата и считается датой рождения научной физиологии.
В истории развития физиологии можно выделить два больших периода:
1) до павловский;
2) павловский.
Особенности до павловского периода развития физиологии:
1. Функция изучалась на отдельных органах, не учитывалась целостность организма.
2. Не изучалось влияние нервной системы на функции организма в целом и отдельных его органов.
3. Не изучалось влияние факторов внешней среды на функциональное состояние организма человека.
4. Господствовал аналитический подход к изучению функций организма.
5. При экспериментах в физиологии применялись только наблюдения и острый опыт.
Особенности павловского периода развития физиологии:
1. В физиологии господствует метод хронического эксперимента для изучения функций организма, но острый опыт продолжает существовать.
2. Изучение функций органов происходит на целостном организме.
3. Учитывается влияние нервной системы и гуморальных факторов в регуляции деятельности органов и их систем.
4. Учитывается влияние внешней среды на организм (последние 20 лет).
5. Преобладает системный подход к изучению функций организма и отдельных его органов.
Этапы:
Физиологические методы исследования
Наблюдение — метод получения информации путем непосредственной, как правило, визуальной регистрации физиологических явлений и процессов, происходящих в определенных условиях.
Эксперимент — метод получения новой информации о причинно-следственных отношениях между явлениями и процессами в контролируемых и управляемых условиях.
Томографический метод с использованием ядерного магнитного резонанса имеет очень важное значение для выяснения механизмов физиологических процессов на молекулярном уровне.
Биохимические и биофизические методы помогают с высокой точностью выявлять различные метаболиты в органах и тканях у животных в состоянии нормы и при патологии.
Натрий - калиевый насос
1. С внутренней стороны мембраны к молекуле белка-переносчика поступают АТФ и ионы натрия, а с наружной — ионы калия.
2. Молекула переносчика осуществляет гидролиз одной молеку¬лы АТФ.
3. При участии трех ионов натрия за счет энергии АТФ к перено¬счику присоединяется остаток фосфорной кислоты (фосфорилирование переносчика); сами эти три иона натрия также присое-диняются к переносчику.
4. В результате присоединения остатка фосфорной кислоты про¬исходит такое изменение формы молекулы переносчика (конформация), что ионы натрия оказываются по другую сторону мембраны, уже вне клетки.
5. Три иона натрия выделяются во внешнюю среду, а вместо них с фосфорилированным переносчиком соединяются два иона калия.
6. Присоединение двух ионов калия вызывает дефосфорилирование переносчика — отдачу им остатка фосфорной кислоты.
7. Дефосфорилирование, в свою очередь, вызывает такую конформацию переносчика, что ионы калия оказываются по дру¬гую сторону мембраны, внутри клетки.
8. Ионы калия высвобождаются внутри клетки, и весь процесс повторяется.
Классификации синапсов
По механизму передачи нервного импульса
-химический — это место близкого прилегания двух нервных клеток, для передачи нервного импульса через которое клетка-источник выпускает в межклеточное пространство особое вещество, нейромедиатор, присутствие которого в синаптической щели возбуждает или затормаживает клетку-приёмник.
-электрический (эфапс) — место более близкого прилегания пары клеток, где их мембраны соединяются с помощью особых белковых образований — коннексонов (каждый коннексон состоит из шести белковых субъединиц). Расстояние между мембранами клетки в электрическом синапсе — 3,5 нм (обычное межклеточное — 20 нм). Так как сопротивление внеклеточной жидкости мало(в данном случае), импульсы через синапс проходят не задерживаясь. Электрические синапсы обычно бывают возбуждающими.
-смешанные синапсы — Пресинаптический потенциал действия создает ток, который деполяризует постсинаптическую мембрану типичного химического синапса, где пре- и постсинаптические мембраны не плотно прилегают друг к другу. Таким образом, в этих синапсах химическая передача служит необходимым усиливающим механизмом.
-Наиболее распространены химические синапсы. Для нервной системы млекопитающих электрические синапсы менее характерны, чем химические.
Спинной мозг, его строение.
Нейроны спинного мозга образуют его серое вещество в виде передних и задних рогов. Они выполняют рефлекторную функцию спинного мозга.
Задние рога содержат нейроны, которые передают импульсы в вышележащие центры, в симметричные структуры противоположной стороны, к передним рогам спинного мозга. Задние рога содержат афферентные нейроны, которые реагируют на болевые, температурные, тактильные, вибрационные, проприоцептивные раздражения.
Передние рога содержат нейроны (мотонейроны), дающие аксоны к мышцам, они являются эфферентными. Все нисходящие пути ЦНС двигательных реакций заканчиваются в передних рогах.
В боковых рогах шейных и двух поясничных сегментов располагаются нейроны симпатического отдела вегетативной нервной системы, во 2–4-м сегментах – парасимпатического. Аксоны этих нейронов выходят из спинного мозга в составе передних корешков.
В составе спинного мозга имеется множество вставочных нейронов, которые обеспечивают связь с сегментами и с вышележащими отделами ЦНС, на их долю приходится 97 %от общего числа нейронов спинного мозга. В их состав входят ассоциативные нейроны –нейроны собственного аппарата спинного мозга, они устанавливают связи внутри и между сегментами.
Белое вещество спинного мозга образовано миелиновыми волокнами (короткими и длинными) и выполняет проводниковую роль. Короткие волокна связывают нейроны одного или разных сегментов спинного мозга. Длинные волокна (проекционные) образуют проводящие пути спинного мозга. Они формируют восходящие пути, идущие к головному мозгу, и нисходящие пути (идущие от головного мозга).
1) Строение рефлекторной дуги:
2) афферентное нервное волокно;
3) эфферентное нервное волокно, серая (соединительная) ветвь;
4) белая (соединительная) ветвь;
5) узел симпатического ствола;
6) передний корешок спинномозгового нерва;
7) нервные окончания; латеральный (боковой) рог;
8) передний рог спинного мозга;
9) передняя срединная щель;
10) задняя срединная борозда, вставочный нейрон;
11) белое вещество;
12) задний рог;
13) задний корешок спинномозгового нерва;
14) чувствительный узел спинномозгового нерва.
Современная экспериментальная физиология (XX– XXI вв.). Новый этап развития физиологии, характерной чертой которого был переход от узкоаналитического к широкому синтетическому пониманию жизненных процессов, системный подход в физиологических исследованиях, изучение влияния социальных факторов на функции организма.
Вопрос 4:
Функциональные состояния организма
1) Клиническое здоровье подразделяется на две стадии:
• Компенсаторная стадия — когда за счет привлечения внутренних резервов организм поддерживает состояние гомеостаза. На этой стадии устанавливается динамическое равновесие, при котором происходит изменение физиологических показателей в границах нормы. При этом организм обладает высокой адаптивной способностью.
• Дезадаптация — когда внутренних резервов организма недостаточно для поддержания гомеостаза. В результате продолжительного влияния неблагоприятных факторов на организм человека происходит нарушение адаптационных механизмов и саморегуляции организма.
2) Предболезнь — это состояние накопления дезадаптационных изменений в организме. Предболезнь является промежуточным состоянием между здоровьем и болезнью. На этой стадии происходит мобилизация защитных сил организма, направленных на компенсацию возможных нарушений, срыв адаптационных и компенсаторных реакций, усугубление проявлений синдрома пероксидации на фоне стойкого снижения антиоксидантного статуса, развиваются иммунодефицитные состояния, а также могут развиться устойчивые нарушения метаболизма.
3) Болезнь. Состояние «предболезнь» является первой стадией болезни. Оно переходит в стадию собственно болезни, которая характеризуется наиболее выраженными общими и местными проявлениями, свойственными каждому конкретному заболеванию.
Здоровьесберегающая технология - это совокупность приемов и методов организации учебно-воспитательного процесса без ущерба для здоровья школьников и педагогов, система мер, включающая взаимосвязь и взаимодействие всех факторов образовательной среды, направленная на сохранение и укрепление здоровья школьника на всех этапах его обучения и развития.
С точки зрения физиологии для здорового образа жизни необходимы:
1. Потребность и мотивация здоровья.
2. Оптимальная двигательная активность.
3. Рациональное нитание.
4. Психофизиологическая саморегуляция.
5. Правильный режим труда и отдыха.
6. Отсутствие саморазрутпающего поведения (аутопатогении) отказ от вредных привычек.
Вопрос 5
. Клетка. Основные функции клетки и клеточных органелл. Организация и функции
плазматической мембраны: барьерная, рецепторная, виды транспорта веществ через
мембрану, ионные каналы.
Клетка - это система, состоящая из комплекса взаимодействующих элементов (
плазмы, цитоплазмы и ядра). Эти элементы составляют подсистемы клетки, которая, в
свою очередь, является элементом ткани. В организме насчитывается около 60 триллионов клеток, которые образуют 200 типов дифференцированных клеток и 4 типа тканей. Клетка
способна к самовоспроизведению, метаболизму, раздражительности, адаптации,
изменчивости. Это самая маленькая независимая единица живого.
Основные структурные и функциональные компоненты клетки.
Плазмолемма (наружная клеточная мембрана, толщина = 10 нм) обладает барьерными
(разграничивающими), транспортными, рецепторными функциями, участвует в образовании
биопотенциалов, соединяет клетки друг с другом через межклеточные контакты.
Наиболее важными функциональными единицами плазмолеммы являются ионные каналы и
насосы, белки-переносчики, ферменты и рецепторы. Наружная поверхность плазмолеммы
может быть увеличена во много раз за счет микроворсинок. Поверхность плазмолеммы
покрыта гликокаликсом, слоем толщиной около 50 нм, состоящим из олигосахаридов, связанных с липидами и протеинами мембраны. Функции гликокаликса: межклеточное
распознавание и взаимодействие, пристеночное пищеварение, барьерная (молекулярное сито, препятствующее проникновению в клетку крупных молекул, микробов, вирусов).
Цитоплазма содержит цитозоль и органеллы (эндоплазматическая сеть,
митохондрии, пластинчатый комплекс, лизосомы, пероксисомы, рибосомы, клеточный центр, цитоскелет).
Цитозоль (гиалоплазма) обеспечивает химическое взаимодействие клеточных
структур друг с другом, осуществляет внутриклеточные транспортные процессы, обмен
углеводов, белков, липидов и др. веществ, является местом депонирования гликогена,
жиров, пигментов, кислороднезависимого образования АТФ.
Органеллы клетки представлены следующими структурами:
Митохондрии. В кристах происходит утилизация кислорода и образование основного
количества АТФ в клетке. В матриксе осуществляется цикл трикарбоновых кислот (продукция НАДН и СО2), В-окисление жирных кислот, депонирование Са2+, с участием митохондриальных ДНК и рибосом синтезируются некоторые мембранные белки митохондрий.
Шероховатая эндоплазматическая сеть (ЭПС) обеспечивает синтез белков (мембран-
ных, цитозольных, лизосомных, секретируемых) на рибосомах сети. Синтезируемые бел-
ки через поры попадают в просвет ЭПС, где модифицируются и транспортируются в
комплекс Гольджи. Рибосомы, связанные с ЭПС, обеспечивают в основном синтез бел-
ков, используемых в других клетках. Свободные рибосомы, расположенные в цитозоле,
образуют преимущественно белки для собственных нужд клетки.
Гладкая ЭПС осуществляет синтез липидов (фосфолипидов, жирных кислот, стероидных гормонов), гликогена, депонирование и освобождение Са2 , детоксикацию экзо-
генных и эндогенных веществ, образование мембран для других органелл (например, лизосом и пероксисом).
Пластинчатый комплекс (комплекс Гольджи) осуществляет модификацию белков, их
сортировку с помощью рецепторов и упаковку в отщепляющиеся пузырьки, которые или
секретируются из клетки, или образуют лизосомы; а также синтез полисахаридов, образование мембран для других органелл клетки (например, лизосом и пероксисом).
Лизосомы осуществляют внутриклеточное «пищеварение» с помощью кислых гид-
ролаз (рН среды около 5,0), выполняют функции питания, защиты, обновления внутри-
клеточных структур.
Пероксисомы обеспечивают образование в клетке желчных кислот, окисление моче-
вой кислоты, D-аминокислот с помощью кислорода и образование пероксида водо-
рода (H2O2), который обезвреживается под действием каталазы. Основные функции - за-
щита от образующегося в клетке H2O2, метаболизм липидов и кислот.
Клеточный центр (центросома) состоит из центриолей и связанных с ними микротрубочек. Центриоли в делящихся клетках образуют веретено деления, в неделящихся клетках определяют полярность клеток эпителия.
Цитоскелет представляет собой опорно-двигательный аппарат клетки и состоит из питевидных структур: микрофиламентов, микрофибрилл и микротрубочек. Микрофиламенты содержат сократительные белки (актин, миозин), тропомиозин и др. белки, обеспечивают подвижность клетки и внутриклеточное движение везикул, митохондрий, токи цитоплазмы. Микрофибриллы выполняют преимущественно опорно-каркасную функцию. Микротрубочки образуют эластический каркас, поддерживающий лабильную форму клетки, и обеспечивают передвижение вдоль них везикул и белков (например, аксонный транспорт).
Ядро имеет оболочку, хроматин, нуклеоплазму, ядрышко. Оно осуществляет хранение генетической информации в ДНК ( 30000 генов у человека) и передачу ее при делении клеток, осуществляет генетический контроль клеточных процессов на основе контроля синтеза белков. В ядрышке происходит синтез рРНК (с участием РНК-полимеразы
I), образование субъединиц рибосом, синтез тРНК (с участием РНК-полимеразы III), син-
тез кофермента НАД".
Виды и механизмы транспорта веществ через мембрану.
Различают пассивный и активный транспорт.
Пассивный транспорт веществ происходит из зоны большей концентрации в зону меньшей концентрации с уменьшением энергии транспортируемого вещества. Различают простую и облегченную диффузию.
Простая диффузия осуществляется через липидный бислой и ионные каналы. Через
липидный бислой переносятся малые молекулы: неполярные - O2, N2, этанол, эфир и др.,
полярные незаряженные молекулы - H2О, мочевина, глицерол, СO2, аммиак и др. Через
ионные каналы переносятся неорганические ионы - Na*, К", Сa2", CГ и др. При этом,
кроме разницы концентраций, на скорость транспорта веществ влияет отрицательный за-
ряд внутренней поверхности клеточной мембраны (мембранный потенциал клетки), который усиливает транспорт катионов и препятствует транспорту анионов в клетку, а из
клетки наоборот
Облегченная диффузня используется для переноса более крупных полярных молекул
(например, глюкозы и аминокислот) с помощью белков-переносчиков, которые избирательно связывают транспортируемые молекулы и за счет конформацнонных изменений
переносят их через мембрану. Облегченная диффузия характеризуется специфичностью,
большей скоростью, явлением насыщения (когда заняты псе переносчики), регулируется
с помощью гормонов (например, инсулином при транспорте глюкозы),
Активный транспорт веществ происходит из зоны меньшей концентрации в зону
большей концентрации (против градиента концентрации и электрического градиента) с
увеличением энергии транспортируемого вещества. Различают первично-активный и вторично-активный транспорт.
Первично-активный транспорт непосредственно использует энергию АТФ и осуществляется деятельностью ионных насосов: калий-натриевого, кальциевого, протонного
(белков, которые обладают свойствами как переносчика, так и фермента АТФазы).
Вторично-активный транспорт использует энергию градиента какого-либо иона (чаще Na"), предварительно созданную деятельностью ионного насоса, для транспорта других ионов, глюкозы, аминокислот и др. веществ против градиента концентрации. Транс-
порт происходит с участием белков-переносчиков .
|
Скачать 1.71 Mb.