Занятия № 1

Учебно-методические указания для студентов

педиатрического факультета

Тема занятия. Предмет и методы исследования физиологии.

Основные понятия физиологии, общие принципы регуляции функций. Физиология покоя и активности возбудимых тканей

Цель занятия:познакомиться с содержанием предмета нормальной физиологии и методами исследования в нормальной физиологии, изучить общие принципы организации биологических систем, познакомиться с основами функционирования клетки (элементарной функциональной системы) многоклеточного организма; изучить механизмы формирования на мембране нервной клетки потен­циала покоя, потенциала действия, изменения возбудимости во время возбуждения; познако­миться с методами исследования потенциала покоя и потенциала действия.

В результате изучения темы студенты должны:

Знать:	Уметь:
1) методические подходы в физиологии	1) Схематически изображать наружную мембрану клетки (плазмолемму)
2) строение биологической мембраны и механизмы транспорта веществ через биологическую мембрану	2) Решать ситуационных задачи по влиянию уровня ионов натрия и калия на биоэлектрические явления в возбудимых структурах.
3) понятие возбудимых и невозбудимых структур организма	3) Рисовать сопряженные графики потенциала действия, ионных потоков и фаз возбудимости на примере нервного волокна.
4) понятия возбудимости, поляризации, деполяризации, гиперполяризации, реполяризации, рефрактерности, супернормальной возбудимости, субнормальной возбудимости, инактивации ионных каналов.
5) ионные механизмы потенциала покоя и факторы, влияющие на его величину
6) ионные механизмы генерации потенциала действия, кинетику ионной проницаемости мембраны, изменение возбудимости в различные фазы потенциала действия.

Рекомендуемая литература:

Основная:

• Лекционный материал

• Физиология человека / Под ред. В.М.Покровского, Г.Ф.Коротько. – 2000. - Т. 1 – с. 7-48.

• Физиология человека / Под ред. Г.И.Косицкого. – 1985. – с. 5-32, 40-41.

Дополнительная:

• В.И. Филимонов Руководство по общей и клинической физиологии. - 2002. – с.10-48.

• Нормальная физиология. В 3-х т / Под ред. В.Н. Яковлева. - 2006. - Т.1. – с. 7-28, 34-44

• Физиология человека / Под ред. Р.Шмидта, Г.Тевса. – 2004. - Т.1 – С. 9-40

• Н.А.Агаджанян, В.М. Смирнов Нормальная физиология. – 2007.

• Начала физиологии. Под ред. А.Д.Ноздрачева. – 2002. – С. 9-25, 32-48

Блок дополнительной информации:

К разделу «Методы исследования в физиологии»

ЕВРОПЕЙСКАЯ КОНВЕНЦИЯ О ЗАЩИТЕ ПОЗВОНОЧНЫХ ЖИВОТНЫХ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ДЛЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ ИЛИ В ИНЫХ НАУЧНЫХ ЦЕЛЯХ (ETS N 123) (Страсбург, 18 марта 1986 года)(выдержки):

Страны Совета Европы:

- стремясь к достижению большего единства между его членам и сотрудничеству с другими государствами в деле защиты животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях:

- признавая, что человек несет моральную обязанность уважать всех животных и принимать должным образом во внимание их способность страдать и помнить;

- признавая при этом, что человек в стремлении к приобретению знаний, обеспечению здоровья и безопасности нуждается в использовании животных, когда имеются обоснованные ожидания, что это будет способствовать прогрессу знаний или иметь полезные результаты в целом для человека или животных, равно как он использует животных для пропитания, изготовления одежды или как вьючный скот;

- исполненные решимости ограничить использование животных для экспериментов или иных научных целей, стремясь к замене такого использования всегда, когда это возможно, в частности путем исследования замещающих методов и поощряя использование таких замещающих методов;

- желая принять общие положения с целью защиты животных, используемых в ходе процедур, способных привести к долговременным повреждениям, боли, страданиям или тревоге, а также обеспечить, чтобы такие последствия в случае их неизбежности были сведены к минимуму;

договорились о нижеследующем:

Настоящая Конвенция применяется ко всякому животному, использованному или предназначенному для использования в любом эксперименте или иной научной процедуре, способной привести к долговременным повреждениям, боли, страданиям или тревоге.

Процедура не должна осуществляться, если имеется оправданная и осуществимая

возможность применения иного приемлемого научного метода без использования животного.

В случае необходимости проведения процедуры необходим внимательный выбор конкретного животного и, когда это требуется, ответственной инстанции должно быть предоставлено соответствующее обоснование; при выборе между различными процедурами предпочтение должно отдаваться тем, в которых используется минимальное число животных, которые приводят к меньшим долговременным повреждениям, боли, страданиям или тревоге и которые могут дать наиболее удовлетворительные результаты.

Проведение процедур, приводящих к повреждению, боли или тревоге животного, в целях образования, профессиональной подготовки или переподготовки должно быть ограничено строго необходимым для названных целей образования или профессиональной подготовки и должны разрешаться только в том случае, если их цель не может быть достигнута с применением аудиовизуальных средств сопоставимой ценности или иным подходящим способом.

Структура и функции биологических мембран

Элементарная живая система, способная к самостоятельному существованию, развитию и воспроизведению - живая клетка. Важнейшие условия существования клетки, с одной стороны, автономность по отношению к окружающей среде (вещество не должно смешиваться с веществом окружения, должна соблюдаться автономность химических реакций в клетке и ее отдельных частях); с другой стороны, - связь с окружающей средой (непрерывный, регулируемый перенос вещества и энергии между клеткой и окружающей средой). Живая клетка - термодинамически открытая система.

Единство автономности от окружающей среды и тесной связи с окружающей средой - необходимое условие функционирования живых организмов на всех уровнях их организации. Поэтому важнейшее условие существования клетки и, следовательно, жизни - биологические мембраны

Три основных функции биологических мембран.

Барьерная функцияобеспечивает селективный, регулируемый, пассивный и активный обмен веществ клетки с окружающей средой (селективный - значит избирательный: одни вещества переносятся через биологические мембраны, другие нет); регулируемый - проницаемость мембраны для определенных веществ меняется в зависимости от функционального состояния клетки; активный - перенос от мест, где концентрация вещества мала, к местам с большей концентрацией.

Матричная функцияобеспечивает взаимное расположение и ориентацию мембранных белков, обеспечивает их оптимальное взаимодействие (например, взаимодействие мембранных ферментов).

Механическая функцияобеспечивает прочность и автономность клеток и внутриклеточных структур.

Кроме того, биологические мембраны выполняют функции:

энергетическую- синтез АТФ на внутренних мембранах митохондрий и фотосинтез углеводов в мембранах хлоропластов;

генерацию и проведение биопотенциалов;

рецепторную(механическая, акустическая, обонятельная, зрительная, химическая, терморецепция - мембранные процессы) и многие другие функции.

Огромная роль мембран в жизненных процессах связана с их относительно большой совокупной площадью. Так, общая площадь всех биологических мембран в организме человека достигает десятков тысяч квадратных метров.