Фізіологія збудливих тканин

1. Фізіологія як наука: основні поняття, предмет та методи дослідження.

Фізіологія збудливих тканин
кандидат біологічних наук,
старший викладач кафедри медикобіологічних основ фізичної культури
Скиба Ольга Олександрівна

2. Література:

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
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/mbof - группа кафедры МБОФК

3.

• Фізіологія (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.

4. Напрямки фізіології

загальна
часна
прикладна
• Вивчає загальні прояви життєдіяльності: обмін
речовин, механізми регуляції, властивості біологічних
мембран;
• Досліджує всастивості окремих тканин (м'язова,
нервова, сполучна), органів (серце, печінка та ін.) та
систем (серцево-судинна, нервова, дихання,
травлення).
• Вивчає закономірності прояву діяльності організму
людини залежно від її діяльності (фізіологія спорту,
авіаційна, космічна фізіологія)
нормальна
патологічна
Вивчає
прояви життєдіяльності організму хворої
людини, причини та закономірності виникнення,
перебігу хвороб

5. Методи 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)

6.

• Об'єктивна графічна реєстрація біоелектричних
потенціалів стала основою важливого розділу
фізіології - електрофізіології.

7.

8.

9. УКРАЇНСЬКА ШКОЛА ФІЗІОЛОГІВ

Чаговець В.Ю
(1873-1941)
Богомолець О.О.
(1881-1946)
Воронцов Д.С.
(1886-1965)
Нагорний О.В.
(1887-1953)
Щелков І. П.
(1833-1909)
Мечников І. І.
(1845-1916)
Скок В.І.
(1932-2003)
Костюк П. Г.
(1924-2010)

10. Клетка– основная структурная и функциональная единица организма. Она способна к самообновлению, саморегуляции и самовоспроизведению. Кл

Клетка– основная структурная и функциональная единица
организма. Она способна к самообновлению, саморегуляции
и самовоспроизведению. Клетки объединяются в ткани.

11. Основні 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:
I. За адекватністю (адекватні та неадекватні);
II. За природою подразнення (хімічні, фізичні, механічні,
біологічні);
III. За
силою
подразнення
(допорогові,
порогові,
надпорогові).

12.

• Подразнення – 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.

13.

Протилежний стан збудженню збудливих
тканин називається гальмуванням.
• Гальмування - це активний процес, що
супроводжується специфічними змінами обміну
речовин, що виражаються в уповільненні
збудження.

14.

Протилежний стан збудженню збудливих
тканин називається гальмуванням.
• Гальмування - це активний процес, що
супроводжується специфічними змінами обміну
речовин, що виражаються в уповільненні
збудження.

15. Будова клітинної мембрани

*электрические явления, возникающие в возбудимых тканях,
обусловлены электрическими свойствами клеточных мембран.
Будова клітинної мембрани
Жидкостно-мозаичная модель (Сингера и Николсона) – белки погружены
в фосфолипидный бислой.
Липидный
Углевод
бислой
Интегральный
белок
Периферический
белок
Цитоскелет
Белки • Интегральные (каналы, переносчики,
насосы, рецепторы)
• Периферические (цитоскелет,
гликокаликс)
Липидный бислой –
Фосфолипиды:
•фосфатидилхолин (лецитин),
•фосфатидилэтаноламин,
•фосфатидилсерин,
•фосфатидилинозит
•Кардиолипин;
Сфингомиелин;
Холестерол;
Гликолипиды.
O
Углеводородные цепи
жирных кислот
O OI
Pфосфат
C O
C =O O
O
N +
O
глицерин
этаноламин
H
Полярная "головка"

16. Трехмерная жидкостно-мозаичная модель клеточной мембраны (по Сингеру—Николсону). А — фосфолипидный бислой, в который погружены белки; Б —

различные моменты
движения Na+ через клеточную мембрану
.

17. Основні функції клітинної мембрани

Бар'єрна;
Транспортна;
Регуляторна;
Контактна;
Рецепторна;
Секреторна.

18. ***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.
• Мембранний 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

19. Умови 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.

20. 1. Электрохимический градиент для ионов

градиент концентрации ионов по обе
стороны мембраны (концентрация К+
внутри клетки больше, чем вне, а
• ионов Na+ наоборот).

21. 2. Высокая избирательная проницаемость мембраны для ионов К+, Na+, Cl-

2. 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.

22. 3. 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.

23. Потенціал 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.

24. Тривалість ПД 0,3-10 мс

25. Фази ПД

out
• 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.
open
-
Na
K
in
Na
+
c lo s e d
(le a k )
+

26.

• Тривалість 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 NaK насосу.

27.

• ПД виникає в той момент, коли деполяризація
мембрани досягає критичного рівня
деполяризації.
• Якщо сила подразника буде недостатньою, то ПД
не виникне, а виникне локальна відповідь.

28. Відмінності 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.

29. Під час розвитку ПД, виникає рефрактерність (незбудливість) - зниження здатності клітини відповідати на подразнення в результаті тимчасов

Під 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

30. МАКСИМАЛЬНИЙ 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.

31. Механізм 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 .

32. Збільшення швидкості проведення збудження відбувається за рахунок мієлінізації волокон. Мієлінова оболонка виконує роль ізолятора, який

Збільшення 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.

33. Закони 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.

34.

Фізіологія синапсів

35. Синапс – (від грец. synapsis - дотик, з'єднання) місце спеціалізованого контакту між нервовими клітинами або між нервовими і ефекторними клітин

Синапс – (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

36. 1. Классификация синапсов по контакту (местонахождению)

Нейрон-нейрон
нейрон-эффектор (руховий нерв закінчується на волокні скелетного м'яза)
-аксон-дендрит
-аксон-сома
-аксон-аксон
-дендрит-дендрит
-дендрит-сома
-нейрон-мышца (нервно-мышечный синапс)
-нейрон-железа
(І. нейро-нейрональні синапси)
(ІІ. нервово-мм̛язові синапси)
*Збудження і гальмування передаються з однієї нервової клітини на іншу.
2. Функциональная классификация синапсов
Возбуждающие
Тормозные

37.

38. 3. Классификация синапсов по способу передачи

химические
Их большинство
Передача возбуждения
происходит за счет
выделения медиатора
электрические
простой переход
заряда с одной
мембраны на
др. мембрану
сигнал передается
электрическим током
смешанные
передача и
через химич.
вещество и
через электрич.
Химические синапсы классифицируются по характеру медиатора:
•Если используется ацетилхолил- хомоэргический синапс
•Адреналин или норадренали- адренэргические
•Дофамин-дофминэргические
•Серотонин-серотонинэргические
•Белки- пептидоэргические и др.

39. Будова хімічного (нервово-м’язового) синапсу

Пресинаптична
частина
Синаптична
щілина
Постсинаптична
частина

40. Механізм 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).

41. Нейромедиаторы (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.

42. Ацетилхолин – медиатор нервно-мышечного синапса

Ацетилхолин – медиатор нервномышечного 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.

43. γ-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.

44. Особливості 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.

45.

!
Е
И
Н
А
М
И
Н
В
А
З
О
Б
СПАСИ