Физиология возбудимых тканей
Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Уральская государственная медицинская академия»
Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации
(ГБОУ ВПО УГМА Минздравсоцразвития России)
В.А. Пестряев
ТЕМ НОРМАЛЬНОЙ ФИЗИОЛОГИИ
КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ
ЕКАТЕРИНБУРГ
УДК 612(075.8)
ББК 28.707.3 я 73
Р85
В.А. Пестряев. 10 ТЕМ НОРМАЛЬНОЙ ФИЗИОЛОГИИ. КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ. – Екатеринбург: Изд. УГМА, 2011. – 229 с.
Под редакцией зав. кафедрой нормальной физиологии УГМА, профессора, д.б.н. В.И. Банькова
В пособии представлена информация о теоретических вопросах, рассматриваемых в курсе лекций на кафедре нормальной физиологии УГМА.
Утверждено на заседании кафедры нормальной физиологии УГМА.
Рекомендовано к изданию Центральным Методическим Советом УГМА
Уральская государственная медицинская академия (УГМА)
Оглавление
Список используемых сокращений…………………………………………..…….4
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………..6
- ВОЗБУДИМЫЕ ТКАНИ…………………………………………………………....8
- ЦЕНТРАЛЬНАЯ НЕРВНАЯ СИСТЕМА….………………………………..……39
- ФИЗИОЛОГИЯ СЕНСОРНЫХ СИСТЕМ……………………………………..…77
- ВЫСШАЯ НЕРВНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ………………………………….……..98
- ГУМОРАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ……………………………………….………...115
- КРОВЬ………………………………………………..……………………………131
- КРОВООБРАЩЕНИЕ……………………………………………………………155
8. ДЫХАНИЕ ………………………………….…………………………….………179
9. ПИЩЕВАРЕНИЕ…………………………………………………………………198
10. ВЫДЕЛЕНИЕ…………………………………………………………………..…223
ЛИТЕРАТУРА…………………………………………………………………….229
Список используемых сокращений.
АД - артериальное давление
АДГ - антидиуретический гормон
АКТГ - адренокортикотропный гормон
АНС - автономная (вегетативная) нервная система
АР - адренорецепторы
АТФ - аденозинтрифосфат
АРП - абсолютный рефрактерный период
АТФ - аденозинтрифосфат
АТФ-аза - аденозинтрифосфатаза
АЦХ - ацетилхолин
АЦХЭ - ацетилхолинэстераза
ВА - вестибулярный аппарат
ВП - вкусовая почка
ВС - вестибулярная система
ВМК - высокомолекулярный кининоген
ВНД - высшая нервная деятельность
ВНС - вегетативная (автономная) нервная система
ВПСП - возбуждающий постсинаптический потенциал
ГАМК - гамма-аминомасляная кислота
ГМК - гладкомышечные клетки
ГЭБ - гематоэнцефалический барьер
ДАД - диастолическое артериальное давление
ДВС - диссеминированное внутрисосудистое свёртывание
ДК - дыхательный коэффициент
ЖЕЛ - жизненная ёмкость лёгких
ЖКТ - желудочно-кишечный тракт
КБМ - кора большого мозга (КБП)
КБП - кора больших полушарий
КУД - критический уровень деполяризации
КЭК - калорический эквивалент кислорода
ЛГ - лютеинизирующий гормон
ЛС - лимбическая система
МДД - медленная (спонтанная) диастолическая деполяризация
МНС - метасимпатическая часть АНС
МОК - минутный объём крови
МП - мембранный потенциал
МПП - мембранный потенциал покоя
МПКП - миниатюрный потенциал концевой пластинки
МПП - мембранный потенциал покоя
МСГ - меланоцитстимулирующий гормон
М-ХР - мускариновые холинорецепторы
НА - норадреналин
Н-ХР - никотиновые холинорецепторы
НЯТ - неспецифические ядра таламуса
ОО - основной обмен
ОЦК - объём циркулирующей крови
ПД - потенциал действия
ПМ - продолговатый мозг
ПКП - потенциал концевой пластинки
ПНС - парасимпатический отдел АНС
ПП - потенциал покоя
ПР - передние рога
ПреСМ - пресинаптическая мембрана
ПСМ - постсинаптическая мембрана
ПСП - постсинаптический потенциал
РФ - ретикулярная формация
САД - систолическое артериальное давление
СДП - спонтанная (медленная) диастолическая деполяризация
СМ - спинной мозг
СО - систолический объём
СНС - симпатический отдел АНС
СП - суммационный потенциал
СТГ - соматотропный гормон
СЯТ - специфические ядра таламуса
ТПСП - тормозной постсинаптический потенциал
ТТГ - тиреотропный гормон
ЦНС - центральная нервная система
УР - условный рефлекс
ФОЕ - функциональная остаточная ёмкость
ФСГ - фолликулостимулирующий гормон
ФСФ - фибринстабилизирующий фактор
ЦМД - центральный механизм дыхания
ЦНС - центральная нервная система
ЦСЖ - цереброспинальная жидкость
ЧСС - частота сердечных сокращений
ЭКГ - электрокардиограмма
ЭКоГ - электрокортикограмма
ЭЭГ - электроэнцефалограмма
ВВЕДЕНИЕ
Физиология – наука о существе жизненных процессов. Предмет ее изучения - функции организма и его частей (клеток, тканей, органов и систем), их связь между собой, их регуляция и приспособление к внешней среде, происхождение и становление в процессе эволюции и индивидуального развития особи.
Физиологическая функция – проявление жизнедеятельности организма и его частей, имеющее приспособительное значение и направленное на достижение полезного результата. В её основе лежат обмен веществ, энергии и информации.
Изучение частных механизмов жизнедеятельности в физиологии сочетаются с целостным подходом к познанию организма. Стержневым здесь является представление о том, что функция каждого органа находится в тесной связи с функциями других систем и органов, а весь комплекс регуляторных механизмов обеспечивает и взаимодействие внутри организма, и приспособление организма к условиям среды.
Задачи нормальной физиологии – заложить:
1) основы функционального мышления, понимания механизмов функционирования
органов и систем организма;
2) понимание принципов и механизмов регуляции физиологических функций;
2) методические навыки оценки состояния организма и его систем, необходимые далее
для функциональной диагностики;
3) понимание путей адаптации организма к меняющимся экологическим условиям, оценки
и рациональной подготовки человека к различным видам труда.
Для непрерывного взаимодействия организма с окружающей средой необходима его адаптация к условиям среды. Адаптация – это все виды врожденной и приобретенной приспособительной деятельности, обеспечивающие достижение устойчивого уровня активности организма, при котором возможна длительная активная деятельность, способность воспроизведения здорового потомства.
Адаптационные реакции делят на общие (или неспецифические) и частные (или специфические). Неспецифические адаптационные реакции происходят под влиянием практически любого достаточно сильного или длительного стимула и сопровождаются однотипными сдвигами функций организма, систем и органов в ответ на различные по характеру воздействия. Специфические адаптационные реакции проявляются в зависимости от характера воздействующего фактора.
Организм как целое может существовать тогда, когда его органы и ткани функционируют с интенсивностью, обеспечивающей адекватное уравновешивание со средой обитания. В основе этого уравновешивания лежат процессы регуляции, управления физиологическими функциями. Управление представляет собой совокупность процессов, обеспечивающих необходимые режимы функционирования, достижение определенных приспособительных результатов. Механизм управления условно разделяют на два механизма: гуморальный и нервный.
Гуморальный механизм предусматривает изменение физиологической активности органов и систем под влиянием химических веществ, доставляемых через жидкие среды организма (интерстициальная жидкость, лимфа, кровь, цереброспинальная жидкость и др.). Является древнейшей формой взаимодействия клеток, органов и систем. В организме можно найти различные варианты гуморального механизма регуляции. Для гуморального механизма управления характерны относительно медленное распространение, диффузный характер управляющих воздействий, низкая надежность осуществления связи.
Нервный механизм управления предусматривает изменение физиологических функций под влиянием управляющих воздействий, передаваемых из ЦНС по нервным волокнам к органам и системам организма. Нервный механизм является более поздним продуктом эволюции, более сложен и совершенен. Для него характерна высокая скорость распространения, точная передача объекту регулирования управляющих воздействий, высокая надежность осуществления связи.
В естественных условиях нервный и гуморальный механизмы работают как единый нейрогуморальный механизм управления, обеспечивающий адекватное изменение функций при изменении внешней и внутренней среды.
Внутренняя среда организма отделена от внешней среды и имеет устойчивый, консервативный характер. К.Бернар считал, что все жизненные процессы имеют одну цель – поддержание постоянства условий во внутренней среде организма.
Эта мысль получила продолжение в трудах У.Кеннона о гомеостазе – относительном динамическом постоянстве внутренней среды и устойчивости физиологических функций организма. С помощью этого понятия Н.Винер сформулировал самые короткие определения жизни и смерти: жизнь – это способность сложной системы поддерживать гомеостаз, а смерть – неспособность поддерживать гомеостаз.
Практически все характеристики внутренней среды (константы) организма непрерывно колеблются относительно средних уровней, оптимальных для протекания устойчивого обмена веществ. Допустимый диапазон колебаний для разных констант различен. У одних констант незначительные отклонения могут приводить к существенным нарушениям обменных процессов – это жесткие константы (осмотическое давление, рН, содержание глюкозы, О2 и СО2 в крови). Другие константы могут варьировать в довольно широком диапазоне без существенных нарушений физиологических функций – это пластичные константы (количество и соотношение форменных элементов крови, объем циркулирующей крови, СОЭ и т.д.).
Основным механизмом поддержания гомеостаза является саморегуляция. Это такой вариант управления, при котором отклонение какой-либо физиологической функции или константы внутренней среды от уровня, обеспечивающего нормальную жизнедеятельность, является причиной возвращения к исходному уровню.
Процессы саморегуляции основаны на использовании прямых и обратных связей.
Прямая связь – выработка управляющих воздействий на основании информации об отклонении константы при действии возмущающих факторов. Например, раздражение холодным воздухом терморецепторов кожи приводит к увеличению теплопродукции.
Обратная связь – выходной, регулируемый сигнал о состоянии объекта управления передается на вход системы.
Положительная обратная связь – усиливает управляющее воздействие. Например, увеличение скорости образования тромбина при появлении некоторого его количества на начальных этапах коагуляционного гемостаза.
Отрицательная обратная связь – ослабляет управляющее воздействие, уменьшает влияние возмущающих факторов, способствует возвращению измененного показателя к стационарному уровню. Например, информация о степени натяжения сухожильной скелетной мышцы, поступает от рецепторов Гольджи в центр управления этой мышцы, ослабляет степень возбуждения центра, предохраняя мышцу от избыточной силы сокращения.
В организме обратные связи построены по принципу иерархии (подчиненности) и дублирования. Так, саморегуляция работы сердечной мышцы предусматривает наличие обратных связей от рецепторов самой сердечной мышцы, от рецепторов магистральных сосудов, от рецепторов, контролирующих уровень тканевого дыхания, и т.д.
Гомеостаз организма в целом обеспечивается согласованной работой различных органов и систем, функции которых поддерживаются на относительно постоянном уровне процессами саморегуляции.
ФИЗИОЛОГИЯ ВОЗБУДИМЫХ ТКАНЕЙ
1.1. История открытия биопотенциалов; 1.2. Потенциал покоя и потенциал действия; 1.3. Биологические мембраны и ионные каналы; 1.4. Механизмы потенциала покоя и потенциала действия; 1.5. Распространение потенциала действия; 1.6. Законы проведения возбуждения в нерве; 1.7. Законы раздражения возбудимых тканей; 1.8. Межклеточная передача возбуждения. Синапс; 1.9. Возникновение потенциала действия в афферентных нейронах. Рецепторный и генераторный потенциалы; 1.10. Возникновение потенциала действия в эфферентных нейронах. Механизмы суммации постсинаптических потенциалов; 1.11 Скелетные мышцы; 1.12. Сердечная мышца; 1.13. Гладкие мышцы; 1.14. Гландулоциты.