Шпаргалка по "Физиология человека"

 

1. Предмет, задачи и методы физиологии

Физиология– наука, изучающая закономерности функционирования живых организмов, их отдельных систем, органов, тканей и клеток. Основная задача науки – целостное понимание причин, механизмов и закономерностей взаимодействия организма с окружающей средой, его поведения в различных условиях существования, происхождение  и становление в процессе эволюции и индивидуального развития.

Методы физиологии разнообразны. Наряду с общими физическими, химическими и математическими  методами  в физиологии применяются  специфические методы, основанные на эксперименте: аналитический (микроскопия  тканей), экстирпация (удаление органа или его части  и наблюдение за организмом), трансплантация (пересадка  органов и тканей на другое место  в организме или в другой организм), фистульный метод и катетеризация (введение в полый орган или  сосуды катетера или микрокамеры), денервация (повреждение нервных волокон, иннервирующих  орган), инструментальные методы исследований (вживление макро- и микроэлектродов  и наблюдение  у ненаркотированных  животных физиологических реакций  при стимулировании мозговых или  периферических структур, рентгеноскопия и т.д.). Все эксперименты, связанные  с намеренным повреждением органов  и тканей проводятся только  на животных.

 

2. Физиологические реакции и  свойства целостного организма

Организм –  это целостная биологическая  система отдельного живого существа. Являясь самостоятельной единицей живой материи, организм отвечает на внешние и внутренние воздействия  как единое целое, следовательно, он может рассматриваться как целостная  саморегулирующая система.

К свойствам целостного организма можно отнести способность  к саморегуляции, раздражимость, подвижность, обмен веществ, способность к  росту и размножению.

Способность   к саморегуляции – одно из основных свойств организма, позволяет осуществлять адаптивные реакции при сохранение динамического постоянства его внутренней  среды (гомеостаз).

Основой жизнедеятельности  организма является обмен веществ (метаболизм). Организм обменивается с внешней средой веществами, энергией, информацией.  Разрушая в процессе обмена вещества, поступающие из  внешней среды, организм синтезирует новые вещества, в которые аккумулируется свободная энергия в виде химических связей запасающих веществ (собственных жиров, углеводов и белков).

 

3.Раздражимость и возбудимость. Возбуждение и торможение.

Общим свойством  живой материи является раздражимость  – способность живой системы (клетки, ткани, органа,  целостного организма) реагировать на действия раздражителя изменением уровня физиологической  активности.    Раздражители (физические, химические) вызывают раздражение (возбуждение) живой ткани/клетки при определенных условиях силы, длительности раздражителя, уровне возбудимости ткани/клетки. Возбуждение – это форма ответной реакции на действие раздражителя внешней или внутренней среды, сопровождающаяся генерацией волнового распространяющегося потенциала действия, ведущего к изменению интенсивности обменных процессов в клетке/ткани.

Все живые ткани  возбудимы, ответом на возбуждение  являются физиологические реакции (усиление метаболизма, ускорение деления  клеток, выброс секрета, движение, генерация  электрического импульса). Специфичностью отличаются реакции мышечной, нервной  и железистой тканей. Так, для нервной  ткани процесс возбуждения –  основная форма проявления жизнедеятельности. Для мышечной и железистой тканей возбуждение – лишь начальный  этап их специфической активности, то есть сократительной или секреторной  функции.    В нервной ткани  возбуждению противостоит противоположный  по физиологическому содержанию процесс- торможение.

Мера возбудимости определяется минимальной силой  раздражителя, которая способная  вызвать возбуждение (порог раздражителя). Возбудимость тем выше, чем ниже порог раздражителя. Наиболее высока возбудимость к адекватным раздражителям (например, свет является адекватным раздражителем для зрительного анализатора, звук – для слухового).

 

 4.Физиологические процессы, функции и механизмы.

   Физиологические  процессы – это сложная форма взаимодействия и единства биохимических и физиологических реакций (например, передача нервного импульса). Физиологические процессы лежат в основе физиологических функций. Физиологические функции можно разделить на соматические и вегетативные. Соматические (телесные, свойственные животным) – ответные реакции организма (преимущественно двигательные) на действие раздражителей внешней и внутренней среды. Вегетативные функции – функции, обеспечивающие рост, размножение, обмен веществ.

 

5.Системные принципы регуляции  физиологических функций. Теория  функциональных систем Анохина.

Система – целое, составленное из частей, их соединение. Функциональная система (ФС) – совокупность взаимосвязанных органов и элементов управления физиологическими реакциями, обеспечивающих единую функцию с положительным конечным результатом. Например, в осуществление дыхательного акта участвуют разные по строению и происхождению органы, системы органов и ткани: сама респираторная система (трахея, бронхи, бронхиолы, альвеолы), межреберные мышцы, диафрагма, вспомогательные респираторные мышцы, нервные афферентные и эфферентные пути и дыхательные центры в ЦНС.

Понятие функциональной системы в современную физиологию ввел русский физиолог П.К. Анохин. В  рамках самого понятия функциональных систем следует выделить основополагающие системные принципы:

а) целостность – несводимость свойств системы к сумме её частей;

б) структурность – возможность описания системы через её структуру;

в) иерархичность – соподчиненность составляющих элементов системы;

г) взаимосвязь системы и среды.

      Взаимодействие различных  структур в складывающейся ФС  обусловливает ее дальнейшее  развитие на основе частных  механизмов интеграции. В свою  очередь сложившаяся ФС поднимает  работу отдельных органов на  новую качественную ступень. Внутреннее  единство их функций является  необходимым условием формирование  ФС управления жизнедеятельностью  целостного организма.

   

 6. Уровни управления процессами жизнедеятельности.

   Управление  физиологическими процессами  в  организме строится по принципу  системной иерархичности: элементарные  процессы жизнедеятельности подчинены  сложным системным зависимостям. Выделяют четыре уровня регуляции  физиологических функций:

• Высший уровень регуляции физиологических функций целостного организма и взаимоотношения организма с внешней средой обеспечивается ЦНС (I уровень регуляции).
• Второй уровень регуляции обеспечивается вегетативной неравной системой. Она регулирует функции внутренних органов.
• Третий уровень осуществляется эндокринной системой.
• Четвертый уровень – неспецифическая регуляция осуществляется жидкими средами организма (кровь, лимфа).

   В целостном  организме все уровни регуляции  находятся во взаимной связи,  обеспечивая получение положительного  результата функционирования как  отдельного органа, системы, так  и организма в целом. В этом  проявляется системность регуляции  физиологической функций целостного  организма.

 

7.Обмен веществ и энергии.  Метаболизм, анаболизм, катаболизм.

Основной обмен  –- энергозатраты на поддержание  самого процесса жизни (например,сокращение сердца)без накопления запасающих веществ. Интенсивность обмена (скорость метаболизма) принято измерять в ккал/мин, ккал/час, ккал/сут. Величина основного обмена зависит от площади поверхности  тела, веса, пола, возраста, генетических особенностей. Снижение основного обмена возможно при нарушениях обмена веществ  или при длительном голодании.

Общий обмен веществ  – энергозатраты на осуществление  обычной жизнедеятельности. Основной потребитель энергии – скелетные  мышцы, которые получают ее в виде глюкозы, лактата, кетоновых тел, свободных  жирных кислот из плазмы крови или  собственной цитоплазмы.

Метаболизм –  обмен веществ и энергии, совокупность обменных  анаболических и катаболических реакций в  клетке. Анаболизм –  энергозависимые обменные процессы в клетке, в ходе которых из поглощенных пищевых веществ синтезируются собственные пластические вещества организма (белки, жиры, углеводы, гормоны, ферменты и т.д.). Катаболизм – процесс распада структурных элементов организма с выделением энергии (например, при клеточном аэробном дыхании (окислении) глюкозы  в цикле  сложных биохимических реакций с образованием конечных продуктов – углекислого газа, воды и энергии).Метаболические реакции происходят в каждой клетке (нервной, мышечной, половой и т.д.), поэтому обмен веществ и энергии следует рассматривать на клеточном уровне. При реакциях катаболизма сложные вещества распадаются до простых,  разрушаются химические связи и выделяется энергия, которая аккумулируется в высокоэнергетических химических связях АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты) клеточных аккумуляторов-митохондрий. Затем, по мере необходимости, связи АТФ поэтапно разрушаются, аккумулированная в них энергия высвобождается и расходуется на биосинтез (анаболические реакции, напр. синтез белка), механическую работу (напр.сокращение мышц), клеточное деление, активный транспорт веществ через мембраны клеток, осмос, электрические явления (передача нервного импульса):

АТФ↔ АДФ+30,6 кДж  ↔ АМФ+30,6кДж↔ аденозин+ фосфат + 13,8кДж.

В результате клеточного дыхания в митохондриях происходит восстановление АТФ, т.е. обратный цикл реакций.

 

8.Уровни интенсивности обменных процессов.

1.Уровень активного  обмена – интенсивность метаболизма  в активно функционирующей клетке.

2. Уровень готовности  – интенсивность метаболизма  , которую клетка поддерживает  для того, чтобы сохранить способность  к немедленному и неограниченному  активному функционированию.

3. Уровень поддержания  – минимальная интенсивность  метаболизма, достаточная для  сохранения клеточной структуры  и поддержания жизни клетки. Если  этот уровень не поддерживается, клетке не хватает энергии  для биосинтеза и она погибает.

Например, если в  мышечных клетках сердечной мышцы  метаболизм снижается до уровня готовности, каждая клетка будет жива, но не активна (не будет сокращаться) и сердце остановится. Для секреторной клетки уровень  готовности (физиологического покоя) –  обычное состояние, а повышение  обменных процессов до уровня активности есть процесс возбуждения, который  происходит периодически под воздействием стимулов (например, выделение гормона  глюкогена островными клетками поджелудочной  железы при повышении уровня глюкозы  в крови).

 

9.Белковый обмен. Азотистый баланс, азотистое равновесие.

Белки – это  сложные органические соединения, состоящие  из углерода, водорода, кислорода, азота, серы. На долю белков приходится более 50 % сухой массы клеток. Часть белков образует сложные комплексы с  другими молекулами, содержащими фосфор, железо, цинк, медь. В организме встречается около 10 000 белков, но все они состоят из 20 аминокислот (АК), соединенных в разной последовательности, образуя пептидную цепь:

Молекула белка = АК1+АК2 …+АКn +простетическая группа (небелковая часть). 

Белки могут состоять из одной или нескольких полипептидных  цепей.

Аминокислоты  – органические вещества, содержащие аминогруппу (–NH2), обладающую основными (щелочными) свойствами, и карбоксильную группу        (–СООН), обладающую свойствами кислоты. Общая формула АК:

где R – радикальная группа, строение которой у разных АК сильно варьирует, и именно она определяет уникальные свойства.

В организме встречается  более 170 различных АК, но только 26 входят в состав белков и только 20 из них  можно считать обычными компонентами белка. Организм животных и человека не может синтезировать 7 «незаменимых»  из 20 необходимых аминокислот –  валин, треонин, лейцин, метионин, лизин, фенилаланин. Эти АК должны поступать  в организм с пищей растительного  происхождения. 

Структура белков: первичная, вторичная, третичная, четвертичная.

Классификация белков по химическому строению:

• простые (например, белки крови – альбумины, глобулины; гистоны в ДНК и РНК; склеропротеины – кератин волос и ногтей; коллаген);
• сложные с простетической группой, в т.ч.

  – фосфопротеины  (АК+фосфорная кислота; например  казеин молока);

  – гликопротеины  (АК+углевод; например муцин слюны  и ЖКТ);

  – хромопротеины  (АК+пигмент; например гемоглобин);

  – липопротеины (АК+липид; например компоненты  клеточных мембран).

Потребность в  белках. В сутки организм расщепляет  около 400 г белка, из них 2/3 идут на ресинтез, 1/3 на образование энергии. При окислении 1 г белка выделяется 4,1 ккал.  Для  нормального метаболизма и обеспечения  основного обмена необходимо как  минимум 100–120 г белка в сутки. В рациональном питании 50 % белка  должно поступать с растительной пищей, в которой содержатся незаменимые  аминокислоты.

Азотистый баланс – равенство образования и  разрушения белков в организме, которое  определяется по количеству азота, поступившего с пищей и выводимого с экскрементами, слюной, волосами, слущенным эпителием  и т.д. Положительный азотистый  баланс наблюдается, когда большая  часть потребляемого азота остается в организме и тратится на активный биосинтез белка (при росте, беременности, заживлении ран). Отрицательный азотистый  баланс наблюдается при недостатке поступления белков с пищей и  преобладании выноса азота (например, при недоедании).