Слайд 1Фізіологія як наука: основні поняття, предмет та методи дослідження.
Фізіологія збудливих тканин
кандидат
біологічних наук,
старший викладач кафедри медико-біологічних основ фізичної культури
Скиба Ольга Олександрівна
Слайд 2Література:
Покровский В. М. Физиология человека. / В.М. Покровский, Г. Ф. Коротько.
- М.: Медицина, 1997; Т1- 448 с., Т2 - 368с.
Філімонов В.І. Фізіологія людини: Підручник. — К., 2010. — 776 с.
Кучеров І.С. Фізіологія людини і тварин. К.: Вища шк., 1991. 327 с.
Чайченко Г.М., Цибенко В.О., Сокур В.Д. Фізіологія людини і тварин. — К.: Вища шк., 2003.
Физиология человека: В 3-х т.: Пер. с англ. / Под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса. — М.: Мир, 1996.
Солодков А. С. Физиология человека. Общая. Спортивная. Возрастная. – М. Терра-Спорт, Олимпия Пресс, 2005. – 520 с.
http://www.booksmed.com – медицинская библиотека.
http://vk.com/booksmed - группа VK
http://vk.com/mbofk - группа кафедры МБОФК
Слайд 3Фізіологія (от греч. physis — природа и logos - учение) –
наука, що вивчає життєдіяльність (функціонування) організму та окремих його частин: клітин, тканин, органів, систем.
Предмет фізіології: функції живих організмів, взаємозв'язок між ними, регуляція та пристосування до зовнішнього середовища;
Фізіологічна функція (functio – деятельность) – специфічна діяльність системи чи органу, що має пристосувальне значення та спрямована на досягнення корисного (для організму) результату.
Слайд 5Методи фізіологічних досліджень
1. Експеримент
Гострий (вівісекція);
В умовах ізольованого органу;
Хронічний (І.П. Павлов);
2.Графічна
реєстрація фізіологічних процесів
(графічна реєстрація АТ, дихальних актів, моторики ШКТ)
3. Метод реєстрації електричних потенціалів
(електрокардіограма, електроміограма)
Слайд 6
Об'єктивна графічна реєстрація біоелектричних потенціалів стала основою важливого розділу фізіології -
електрофізіології.
Слайд 9УКРАЇНСЬКА ШКОЛА ФІЗІОЛОГІВ
Чаговець В.Ю (1873-1941)
Воронцов Д.С.
(1886-1965)
Костюк П. Г.
(1924-2010)
Щелков І. П.
(1833-1909)
Мечников
І. І.
(1845-1916)
Богомолець О.О.
(1881-1946)
Нагорний О.В.
(1887-1953)
Скок В.І.
(1932-2003)
Слайд 10Клетка– основная структурная и функциональная единица организма. Она способна к самообновлению,
саморегуляции и самовоспроизведению. Клетки объединяются в ткани.
Слайд 11Основні властивості живих клітин
Подразливість – здатність клітини активно реагувати на дію
факторів зовнішнього чи внутрішнього середовища (подразників) зміною обмінних процесів.
Подразники - це фактори зовнішнього або внутрішнього середовища, які впливають на живі структури і викликають активну зміну характеру їх життєдіяльності (подразнення).
Класифікація подразників:
За адекватністю (адекватні та неадекватні);
За природою подразнення (хімічні, фізичні, механічні, біологічні);
За силою подразнення (допорогові, порогові, надпорогові).
Слайд 12Подразнення – вплив подразника на організм.
Збудливість - це здатність збудливих тканин
реагувати на подразнення збудженням.
*Збудливість властива тільки нервовим, мязовим та секреторним тканинам!
Збудження – це активний фізіологічний процес, відповідь тканини на її подразнення, що проявляється у специфічній для неї діяльності (проведення збудження нервової тканиною, скорочення м'яза, секреція залози) і неспецифічних реакціях (генерація потенціалу дії, метаболічні зміни).
реакції збудливих тк-н у відповідь на подразнення:
нервової клітини - проведення нервового імпульсу,
м'язової клітини - скорочення,
секреторної - синтез і виділення біологічно активної речовини.
Слайд 13Протилежний стан збудженню збудливих тканин називається гальмуванням.
Гальмування - це активний
процес, що супроводжується специфічними змінами обміну речовин, що виражаються в уповільненні збудження.
Слайд 14Протилежний стан збудженню збудливих тканин називається гальмуванням.
Гальмування - це активний
процес, що супроводжується специфічними змінами обміну речовин, що виражаються в уповільненні збудження.
Слайд 15Будова клітинної мембрани
Жидкостно-мозаичная модель (Сингера и Николсона) – белки погружены в
фосфолипидный бислой.
Липидный бислой –
Фосфолипиды:
фосфатидилхолин (лецитин),
фосфатидилэтаноламин,
фосфатидилсерин,
фосфатидилинозит
Кардиолипин;
Сфингомиелин;
Холестерол;
Гликолипиды.
Белки -
Интегральные (каналы, переносчики, насосы, рецепторы)
Периферические (цитоскелет, гликокаликс)
*электрические явления, возникающие в возбудимых тканях, обусловлены электрическими свойствами клеточных мембран.
Слайд 16Трехмерная жидкостно-мозаичная модель клеточной мембраны (по Сингеру—Николсону).
А — фосфолипидный бислой, в
который погружены белки; Б — различные моменты движения Na+ через клеточную мембрану.
Слайд 17Основні функції клітинної мембрани
Бар'єрна;
Транспортна;
Регуляторна;
Контактна;
Рецепторна;
Секреторна.
Слайд 18Мембранний потенціал спокою (МПС) – це різниця потенціалів між зовнішньою і
внутрішньою сторонами мембрани.
Суть теорії - мембранний потенціал спокою виникає завдяки направленого руху заряджених частинок.
В основному це дифузія іонів К+ через мембрану клітини з внутрішньоклітинного середовища в позаклітинне.
***Величина МПС становить від -50 до -90 мВ
Через фосфоліпідний бішар можуть проникати різні речовини, причому ступінь проникності (Р) – здатність клітинної мембрани пропускати ці речовини, залежить від різниці концентрацій цієї речовини по обидві сторони мембрани.
Слайд 19Умови виникнення МПС
• 1. Наличие градиента концентраций для ионов K+, Na+,
Cl-;
• 2. Избирательно высокая проницаемость мембраны для К+;
• 3. Наличие активного транспорта (Nа+,К+ насоса) в мембране.
Слайд 201. Электрохимический градиент для ионов
градиент концентрации ионов по обе стороны мембраны
(концентрация К+ внутри клетки больше, чем вне, а
ионов Na+ наоборот).
Слайд 212. Высокая избирательная проницаемость
мембраны для ионов К+, Na+, Cl-
В состоянии покоя
мембрана проницательна для К+ и малопроницательна для Na+, Cl-.
(Относительная проницаемость 1:0,16:0,61)
Селективность каналов обусловлена тем, что каждый канал имеет:
• устье,
• селективный фильтр,
• воротной механизм (gate).
Проводимость одиночного открытого канала стабильна.
Суммарная проницаемость мембраны определяется соотношением открытых и закрытых каналов.
Слайд 223. Наличие активного транспорта
(Nа+,К+ насоса) в мембране
Принцип работы. В клеточной мембране
имеется система переносчиков, каждый из которых связывается с тремя находящимися внутри клетки Na+ и выводит их наружу. С наружной стороны переносчик связывается с двумя находящимися
вне клетки К+ , которые переносятся в цитоплазму.
В следствии работы насоса: *
поддерживается высокая концентрация К+ внутри клетки, что обеспечивает постоянство величины потенциала покоя. Вследствие того что за
один цикл обмена ионов из клетки выводится на один положительный
ион больше, чем вводится, активный транспорт играет роль в создании
потенциала покоя.
* Поддерживается низкая концентрация Na+ внутри клетки, что обеспечивает работу механизма генерации потенциала.
Слайд 23Потенціал дії (ПД)
ПД - швидке високоамплітудне коливання МПС, що виникає під
час збудження (від -90 до +30мВ);
В основі формування ПД лежать зміни іонної проникності мембрани (переважно рух Na+ в середину клітини).
Амплітуда і характер тимчасових змін потенціалу дії мало залежать від сили подразника, важливо лише, що б ця сила досягла критичної (порогової) величини, (закон «все або нічого», Х. Боудіч, 1871)
У природних умовах потенціали дії генеруються в нервових волокнах при подразненні рецепторів або збудженні нервових клітин.
Слайд 25Фази ПД
під час висхідної фази (фаза деполяризації) відбувається не просто зникнення
МПС, а виникає різниця потенціалів зворотного знака: внутрішній вміст клітини стає зарядженим позитивно по відношенню до зовнішнього середовища. Іони Nа+ заходять в клітину і заносять позитивний заряд. Відбувається реверсія мембранного потенціалу
(з -90 до +30 мВ)(овершут).
Під час низхідної фази (фази реполяризації) мембранний потенціал повертається до свого початкового значення. У момент досягнення вершини (піка) мембранний потенціал складає + 30 / + 40мВ. За піком ПД реєструється тривалі слідові зміни МП, після чого МП встановлюється на вихідному рівні.
Слайд 26Тривалість піка потенціалу дії у різних нервових і скелетних м'язових волокон
варіює від 0,5 до 3 мс, причому фаза реполяризації триваліше фази деполяризації.
Зміни мембранного потенціалу, що відбуваються після піку ПД називають слідовими потенціалами. ( в клітинах відновлюється склад іонів завдяки роботі Na-K насосу.
Слайд 27ПД виникає в той момент, коли деполяризація мембрани досягає критичного рівня
деполяризації.
Якщо сила подразника буде недостатньою, то ПД не виникне, а виникне локальна відповідь.
Слайд 28Відмінності між ПД і ЛВ
1. ПД не залежить від сили
подразника, його амплітуда завжди постійна, а ЛВ – залежить;
2. ПД не здатен до сумації, а ЛВ може сумуватися (в результаті амплітуда деполяризації збільшується);
3. ПД підкоряється закону «все або нічого», а ЛВ виника на будь-який подразник.
4. ПД розповсюджується до місця призначення, а ЛВ затухає у місці виникнення.
Слайд 29Під час розвитку ПД, виникає рефрактерність (незбудливість) - зниження здатності клітини
відповідати на подразнення в результаті тимчасової інактивації натрієвих каналів.
Абсолютная рефрактерность – генерация ПД невозможна. период полной невозбудимости Обусловлена практически полной инактивацией натриевых каналов и повышением калиевой проводимости.
Относительная рефрактерность – генерация ПД возможна при увеличении интенсивности раздражителя, т.к. некоторая часть каналов для Na+ еще инактивирована
Слайд 30МАКСИМАЛЬНИЙ РИТМ ІМПУЛЬСАЦІЇ
М. Є. Введенський перший звернув увагу на різну здатність
збудливих тканин відтворювати високі ритми подразнень.
Лабільність – здатність збудливої тканини реагувати на подразнення з визначеною швидкістю.
Максимальне число ПД («максимальний ритм»), яке здатна збудлива тканина генерувати за 1 с відповідно до ритму подразнення.
Лабільність визначається швидкістю процесів змін іонної провідності, що лежать в основі абсолютної і відносної рефрактерності.
Слайд 31Механізм проведення збудження
Проведення збуження вздовж нервових волокон здійснюється за допомогою місцевих
(локальних) струмів (Герман, 1899), що виникають між збудженою (деполяризованою) і нормально поляризованою ділянками волокна. Активна деполяризова ділянка (А) стає подразником для сусідньої (незбудженої) (Б) ділянки мембрани.
Завдяки такому естафетного механізму збудження поширюється вздовж усього волокна. В м'язових і немієлінових (безмякотних) нервових волокнах збудження здійснюється безперервно від однієї точки клітинної мембрани до іншої.
*У немієлінових волокнах швидкість поширення ПД залежить від: 1) діаметру волокна (чим менший діаметр, тим більший опір, тим менша швидкість ). Швидкість в тонких волокнах до 0,5 м/с.
По немієліновим волокнах збудження проводиться від нервових центрів до внутрішніх органів .
Слайд 32Збільшення швидкості проведення збудження відбувається за рахунок мієлінізації волокон. Мієлінова оболонка
виконує роль ізолятора, який переривається через кожні 1-2 мм вузлами нервового волокна (перехвати Рваньє).
1. Збудження поширюється стрибкоподібно (сальтаторно), ПД виникає тільки у вузлах нервового волокна.
2. Збудження поширюється з великою швидкістю (до 120 м/с).
3. Збудження поширюється без декримента (без зниження сили збудження до кінця волокна.
*Декримент – ослаблення збудження у міру його розповсюдження вздовж нервового або м'язового волокна.
По мієлінових волокнах збудження поширюється від аналізаторів до ЦНС, до скелетних м'язів тобто там де потрібна висока швидкість реакції у відповідь.
Слайд 33Закони проведення збудження
Закон анатомічної і фізіологічної цілісності волокна - збудження може
поширюватися по нервовому волокну тільки в разі його морфологічної та функціональної цілісності.
• Закон двостороннього проведення збудження – збудження, що виникає в одній ділянці нерва, поширюється в обидві сторони від місця свого виникнення.
В ЦНС збудження завжди поширюється по аксону через синаптичну щілину до наступної клітини (ортодромнно).
• Закон ізольованого проведення - збудження, що поширюється по волокну, що входить до складу нерва, не передається на сусідні нервові волокна.
Слайд 35Синапс – (від грец. synapsis - дотик, з'єднання) місце спеціалізованого контакту
між нервовими клітинами або між нервовими і ефекторними клітинами, через який відбувається передача нервових імпульсів.
Уперше термін «синапс» запропонував Шерінгтон Чарльз Скотт (1857-1952)
Нейрон може мати від 1 тис. до 10 тис. синапсів
Слайд 361. Классификация синапсов по контакту (местонахождению)
Нейрон-нейрон
нейрон-эффектор (руховий нерв закінчується на волокні скелетного м'яза)
-аксон-дендрит -нейрон-мышца (нервно-мышечный синапс)
-аксон-сома -нейрон-железа
-аксон-аксон
-дендрит-дендрит
-дендрит-сома
(І. нейро-нейрональні синапси) (ІІ. нервово-м̛язові синапси)
*Збудження і гальмування передаються з однієї нервової клітини на іншу.
2. Функциональная классификация синапсов
Возбуждающие Тормозные
Слайд 383. Классификация синапсов по способу передачи
химические
электрические смешанные
Их большинство простой переход передача и
Передача возбуждения заряда с одной через химич.
происходит за счет мембраны на вещество и
выделения медиатора др. мембрану через электрич.
сигнал передается
электрическим током
Химические синапсы классифицируются по характеру медиатора:
Если используется ацетилхолил- хомоэргический синапс
Адреналин или норадренали- адренэргические
Дофамин-дофминэргические
Серотонин-серотонинэргические
Белки- пептидоэргические и др.
Слайд 39Будова хімічного (нервово-м’язового) синапсу
Пресинаптична частина
Синаптична щілина
Постсинаптична частина
Слайд 40Механізм передачі через синапс
1. ПД по аксону надходить до пресинаптичної мембрани
і викликає її деполяризацію (зменшення МПС).
2. Деполяризація спричиняє відкриття в пресинаптичній мембрані Са+ каналів, через які в середину нервового закінчення входять іони Са+ і запускають виділення медіатора.
3. Під впливом іонів Са+, лопаються пухирці з медіатором (ацетилхолін) , який надходить до синаптичної щілини.
4. Медіатор з'єднується з білком-рецептором на постсинаптичній частині.
5. Відкриваються хемозбудливі канали, через які рухаються іони (Na+ у середину, K+ - назовні). Виникає потенціал кінцевої пластинки (збудження постсинаптичної мембрани).
Слайд 41Нейромедиаторы (нейротрансмиттеры)
— биологически активные химические вещества, посредством которых осуществляется передача
электрического импульса с нервной клетки через синаптическое пространство. Нейромедиаторы характеризуются способностью реагировать со специфическими белковыми рецепторами клеточной мембраны , инициируя цепь биохимических реакций, вызывающих изменение трансмембранного тока ионов, что приводит к деполяризации мембраны и возникновению потенциала действия.
Слайд 42Ацетилхолин – медиатор нервно-мышечного синапса
Ацетилхолин выполняет функцию медиатора в синапсах периферической
и ЦНС:
Ах выделяется из аксонов двигательных нейронов соматической н.с. в нервно-мышечных синапсах, где действует на никотиновые холинорецепторы.
Ах выделяется из аксонов преганглионарных нейронов вегетативной нервной системы в синапсах, находящихся в ганглиях за пределами ЦНС, где действуют на никотиновые холинорецепторы.
Слайд 43γ-Аминомасляная кислота (ГАМК, GABA)
Аминокислота, важнейший тормозной нейромедиатор центральной нервной системы
человека и млекопитающих.
γ-Аминомасляная кислота является биогенным веществом. Содержится в ЦНС и принимает участие в нейромедиаторных и метаболических процессах в мозге.
Слайд 44Особливості проведення інформації через хімічний синапс
1. Однобічність проведення.
2.Затримка проведення (Час від
надходження нервового імпульсу до розвитку постсинаптичної відповіді в хімічному синапсі становить близько 0,2 - 0,5 мс, причому основна частина цього часу витрачається на виділення медіатора).
3. Сумація.