Фізіологія людини.

2 Курс Лікувальна справа

Лекція 2. Фізіологія та властивості збудливих тканин. Механізм утворення і проведення збудження. Фізіологія м’язів.

План:

1. Подразливість і збудливість. Роль мембран у утворенні збудження. Механізм транспорту речовин через мембрани.

2. Мембранний потенціал спокою (МПС), механізм походження, методи реєстрації. Фізіологічна роль МПС. Потенціал дії (ПД), його фази, метод реєстрації, параметри ПД. Іонні механізми розвитку ПД. Фізіологічна роль. Рефрактерність, фізіологічна значимість.

3. Зміна мембранного потенціалу під час дії електричного струму як подразника. Проведення струму до тканин. Закон Пфлюгера.

4. Механізм проведення нервового імпульсу мієліновими та без мієліновими нервовими волокнами. Швидкість проведення збудження, фактори від яких вона залежить.

5. Властивості м’язового волокна. Будова і функції нервово-м’язового синапсу. Механізм утворення і передачі збудження, скорочення скелетних м’язів.

6. Функції й властивості скелетних м’язів. Типи м’язових волокон. Типи скорочення м’язів. Рухові одиниці. Сила й робота м’язів. Енергетика м’язового скорочення, фази теплоутворення. Фізіологія та властивості гладких м’язів. Автоматія.

С.р. Фізіологія м’язів. Будова м’язового волокна. Механізм скорочення і розслаблення.

Фізіологія – наука, яка вивчає закономірності життєдіяльності організму, його органів і систем. Структурною і функціональною одиницею організму є клітина. Вона забезпечує виконання основних біологічних функцій. Кожна клітина знаходиться в різних фізіологічних станах:

спокійному (неактивному) та активному (проводиться діяльність)

Спокійний стан не означає повну бездіяльність. В цей період проходять обмінні процеси, які направлені на збереження клітини та її розмноження. Перехід із стану спокою в активний стан проходить завдяки подразненню. Подразнення – властивість клітин міняти свою активність під дією подразнюючих (подразника) зовнішніх та внутрішніх факторів.

Подразник може бути:

специфічним (адекватним)

неспецифічним ( неадекватним)

Специфічний подразник визиває подразнення при мінімальних енергетичних затратах тільки у визначених спеціальних структурах.

Для фоторецепторів сітківки таким подразником є світовий промінь. Неспецифічний подразник визиває реакцію клітин, тканин на достатню силу та її протяжність. Удар в око і відчуття «світла».

Для деяких тканин (нервова, м’язова, секреторна) спочатку на подразнення виникає збудження, перед скороченням м’язів, виникнення нервового імпульсу, секреції залоз.

Збудження – здатність клітин , тканин відповідати на подразник зміною фізіологічних властивостей.

При збудженні змінюється обмін речовин, фізико – хімічні властивості мембрани, виділяється енергія. Внаслідок збудження виникає скорочення м’яза, проводиться нервовий імпульс, виділяється секрет.

Процеси подразнення і збудження залежать від мембран клітин. Існує плазматична мембрана, яка оточує клітину і ендомембрани, які розділяють клітину на органоїди (ядерна, мітохондріальна, лізосомальна і т. інше)

Плазматична мембрана складається із ліпопротеїнових (жиро - білкових) комплексів.

Ліпіди складають біля 45% маси мембрани. В своїй масі різної довжини та структури фосфоліпіди, які мають гідрофільну (розчинену до води) головку та гідрофобні ( не розчинні до води) хвости. Головки обернені до зовнішньої та внутрішньої сторони клітини, а хвости один до одного.

Периферичний білок

Гідрофільні головки

Гідрофобні хвости

Інтегральний білок

Ліпіди мають властивості до самоорганізації:

Кожна молекула зв’язується з другою і утворює плівку,яка при струсу утворює щільні міхурці.

Білки складають біля 55% маси мембрани. Вони утворюють два шара від ліпідів – зовнішній та внутрішній. Але вони не утворюють сполошні шари, а мають вид окремих ділянок. Білки є інтегральні (пронизують мембрану та виходять далеко за її межі) та периферичні (вбудовані на різну глибину ліпідів).

Функції мембран:

1. організаційна – утворюють структуру клітин та їх органел;

2. фільтраційна – забезпечують рух речовин, які проходять в клітину або її покидають;

3. погранична – організовують різницю в концентрації різних речовин біля клітини;

4. регулятивна – змінюють активність процесів в клітині через зовнішні сигнали,

5. визначають імунну специфічність клітин.

На зовні від мембрани клітини існує глікокалікс. (вуглеводно-амінокислотний комплекс) який зміцнює мембрану клітин, а також може виконувати свою функцію. В епітелії кишечника глікокалікс переварює та всмоктує поживні речовини. Більшість функцій мембрани виконують білкові комплекси, які виконують функцію рецепторів, іонних каналів,насосів, ферментів.

Рецептор – білковий комплекс, який сприймає сигнал молекули – передатчика (ліганда) і викликає збудження.

Рецептори можуть бути самостійно вбудовані інтегральні білки, або бути частиною других функціональних білків.

До одного і того ж хімічного елемента на мембрані можуть бути декілька

рецепторів. Одні при взаємодії рецептора лігандом мають схожу дію, другі

протилежну дію. Так адреналін діє на α – рецептори звужує кров’яні судини, а з

β – рецепторами – розширює. Рецептори можуть взаємодіяти не з типовими агентами, а з другими сполуками. В одних випадках вони їх блокують (літики), а в других активують (міметики).

Транспорт сполук через мембрану залежить від величини молекул, заряду і розчинності в жирах.

СО² і О² жиророзчинні і доволі легко проходять через мембрану завдяки дифузії.

Основний механізм дифузії – речовина з більшої концентрації переходить в меншу концентрацію. Розчинність в жирах СО² більша ніж О² і тому вона набагато швидше проникає через мембрану, тому їй потрібна менша різниця в концентраціях.

Більшість речовин переходять через мембрану завдяки спеціальним системам.

Транспорт через мембрану відбувається завдяки таким механізмам:

пасивного;

первинно – активного; вторинно – активного.

Пасивний транспорт – відбувається завдяки спеціальним каналам без затрат енергії, завдяки дифузії.

Активний транспорт – відбувається завдяки спеціальним білковим структурам із затратами енергії. Первинно активний транспортує одну сполуку, вторинно – активний дві сполуки.

В одному напрямі рух (симпорт), в різних напрямах (антипорт).

Для пасивного транспорту є широкий набір білків переносників ( транспортних білків).

Воно проходить за рахунок дифузії, але високо специфічним структурам і набагато швидше.

Так транспортуються іони, аміно і органічні кислоти, моносахариди, нуклеотиди.

Найбільш типовим є транспорт іонів через спеціальні білки – переносники канали (пори).

Найбільш важливі канали: натрієві, калієві, кальцієві.

Канал має:

водну пору, селективидний фільтр, і ворота.

Водна пора забезпечує проходження іонів зв’язаного з водою. Селективний фільтр має різні розміри для Na⁺ - 0,5 нм, для К ⁺- 0,3 для Са⁺ - 0,65нм. Це дає можливість не всім проходити через канали. Ворота забезпечують положення «відкритого» і «закритого» яке залежить від: електричного заряду мембрани; спеціального рецептора який при взаємодії з лігандом їх відкриває.

а) потенціал спокою б) деполяризація мембрани в) деполяризація мембрани,

що продовжується

m- активаційні «ворота»

h – інактивацій ні ворота

1- канал

2 – макромолекула білка

На рецептор діє ліганд, ворота відкриваються і іони проходять через канал.

Для активного транспорту використовуються насоси (помпи) Nа⁺, К⁺ АТФаза –натрієво, калієво – адинозинтрифосфатний насос. Насос, який забезпечує завдяки енергії молекули АТФ, викачування із клітини 3 молекул натрія, і закачування в клітину 2 молекул калія. Енергетично для роботи насоса використовується 24% всієї енергії клітини, в нервовій клітині 70%

Са²⁺АТФаза – кальцієво - адинозинтрифосфатний насос. Існує два види: один викачує із клітини кальцій в міжклітинну речовину; другий із цитоплазми (м’язевої) в саркоплазматичний ретікул.

Вторинно – активний транспорт наряду з викидом Na забезпечує надходження

других речовин. Наприклад вуглеводи і амінокислоти ентероцитами тонкої кишки.