Тема 1. Физиология двигательных систем
Структурно-функциональная организация движений. Мышечные волокна как высокоспециализированные клетки. Скелетная, гладкая и сердечная мышцы, их макро- и микроструктурная организация. Функциональное значение структурных элементов мышечного волокна. Механизм сокращения и расслабления мышцы. Электромеханическое сопряжение. Энергетическое обеспечение сокращения и расслабления мышцы.
«Быстрые» и «медленные» мышечные волокна, их соотношение в мышце и особенности их энергетики. Видовые и индивидуальные особенности мышц.
Типы мышечных сокращений. Сокращение изолированной мышцы и скелетной мускулатуры. Одиночное и титаническое сокращение, их временные и силовые параметры. Максимальная сила, развиваемая мышцей. Зависимость силы от длины мышечного волокна. Изотонический и изометрический режимы сокращений, динамическая и статическая работы мышцы. Работа мышцы, утомление мышц.
Регуляция мышечного тонуса. Спинальный, стволовой уровни регуляции мышечного тонуса. Значение базальных ядер. Мозжечок. Положение тела в пространстве, оценка положения тела в покое и при перемещении. Ускорение и невесомость. Роль вестибулярного, проприоцептивного и тактильного аппаратов в контроле за положением тела в пространстве и позы.
Нервная регуляция мышечных сокращений. Организация системы управления движений. Моторная (двигательная) единица. Моторный пул.
Иерархия систем управления движениями. Командные нейроны. Стволовые центры. Мозжечок. Двигательная кора. Параллельные двигательные пути. Центрально генерируемые двигательные ритмы.
Рефлексы. Комплексы фиксированных действий. Локомоции. Общие закономерности нервной регуляции локомоторных движений. Произвольные движения. Манипулирование. Моторная организация речи человека.
Роль двигательных систем в организации поведения.
Тема 2. Физиология системы крови
Внутренняя среда организма. Гомеостаз. Параметры гомеостаза (жесткие, пластичные).Функции крови. Состав, количество и физико-химические свойства крови. Белки плазмы крови. Онкотическое давление плазмы. Форменные элементы крови.
Эритроциты, их роль в организме. Число, форма и размеры. Образование, продолжительность жизни и разрушение эритроцитов. Гемоглобин, его формы и функциональное значение. Резистентность эритроцитов. Гемолиз и его виды. Группы крови. Агглютиногены и агглютинины. Принцип агглютинации. Система АВО. Резус-фактор, система (RH). Правила переливания крови. Реологические свойства крови. Основные понятия (параметры): вязкость крови и плазмы, внутренняя вязкость эритроцитов, гематокрит, суспензионная стабильность крови, деформируемость эритроцитов: агрегация и адгезия эритроцитов. Текучесть крови. Сократительные белки мембран. Механизмы, обуславливающие эластические свойства эритроцитарных мембран. Показатель СОЭ. Функциональное значение.
Лейкоциты, их количество, морфологические особенности и функции. Лейкоцитарная формула. Иммунитет. Понятие антиген-антитело. Неспецифические факторы защиты. Механические факторы. Фагоцитоз: микро- и макрофаги. Гуморальные факторы неспецифического иммунитета. Органы иммунной системы. Клеточные факторы неспецифического иммунитета. Т- и В – лимфоциты. Иммуноглобулины: М,А,Е,Д. Принцип формирования специфического и неспецифического иммунного ответа.
Тромбоциты, их количество, особенности и функциональное значение. Свертывание крови. Сосудисто-тромбоцитарный гемостаз. Фазы свертывания крови. Основные физиологические факторы антисвертывающей системы. Фибринолиз. Роль эритроцитов и реологических свойств крови в формировании ее тромботического потенциала. Регулирующее агрегатное состояние крови (РАСК). Кроветворение.
Тема 3. Физиология кровообращения
Физиологические свойства сердечной мышцы. Морфо-функциональные особенности волокон сократительного миокарда и волокон проводящей системы сердца. Автоматизм. Водители ритма. Ионные механизмы возбуждения клеток сократительного миокарда. Потенциал действия водителей ритма. Механизм электромеханического сопряжения в миокарде. Электрическая активность сердца. Электрокардиограмма. Механическая работа сердца. Фазы сердечного цикла. Мощность и работа сердца. Основные показатели кардиогемодинамики.
Интра- и экстракардиальная регуляция сердечной деятельности. Нервногуморальная регуляция сердечной деятельности.
Общая схема организации кровеносного русла. Системное и легочное кровообращение. Основные законы гемодинамики. Типы течения жидкостей. Закон ламинарного течения крови. Турбулентное движение крови. Реология сосудистой стенки. Трансмуральное давление. Общая функциональная характеристика кровеносных сосудов. Пульсовая волна. Скорость распространения пульсовой волны. Артериальное давление. Венозные сосуды. Механизмы возврата крови к сердцу.
Морфо-функциональная организация микроциркулярного русла. Закономерности микрогемодинамики с позиции реологии крови.
Обменные процессы в капиллярах: диффузия, фильтрация, реабсорбция. Регуляция системного кровообращения. Местные механизмы регуляции. Нервная регуляция. Гуморальная регуляция. Механизмы регуляции кратковременного и длительного действия.
Региональный кровоток: коронарный, мозговой, легочный, печеночный, почечный и другие. Объем циркулирующей крови и просвет сосудов при различных уровнях системного давления.
Лимфатическая система. Общая характеристика. Основные функции лимфатической системы. Лимфа. Лимфообразование. Лимфообращение. Регуляция лимфатической системы.
Тема 4. Физиология дыхания
Морфо-функциональные основы системы дыхания. Воздухоносные пути и их функции. Легкие. Дыхательные мышцы. Механизм дыхательного акта. Альвеолярное и внутриплевральное давление. Биомеханика дыхания. Основные закономерности и определения, используемые в механике дыхания. Эластические свойства аппарата вентиляции. Неэластические (фрикционные) свойства аппарата вентиляции. Региональные различия механических свойств легких. Механическая работа дыхания. Проходимость бронхов и ее регуляция. Легочная и альвеолярная вентиляция. Легочные объемы и емкости. Анатомическое и функциональное мертвое пространство. Минутный объем дыхания.
Газообмен. Газовый состав альвеолярного воздуха. Основные закономерности вентиляции альвеол. Диффузия дыхательных газов через альвеолярно-капиллярную мембрану. Вентиляционно-перфузионные отношения. Диффузионная способность легких. Дыхательная функция крови. Кривая диссоциации оксигемоглобина. Кислородная емкость гемоглобина. Кислородная емкость крови. Газообмен между кровью и тканями. Транспорт кровью углекислого газа.
Регуляция дыхания. Понятие «дыхательный центр». Отделы ЦНС, участвующие в регуляции дыхания. Механизмы функционирования дыхательного центра. Генез дыхательного ритма. Нейрогуморальные факторы регуляции дыхания. Основные функциональные компоненты системы регуляции дыхания. Висцерально-гомеостатический и двигательно-соматический уровни регуляции дыхания. Произвольное управление дыханием. Дыхание при нагрузках и в разных условиях среды.
Тема 5. Питание и пищеварение
Уровни организации процесса пищеварения. Внутриклеточное и внеклеточное пищеварение. Пищеварительный тракт, моторика и секреторный процесс. Функции органов пищеварения. Работы И.П.Павлова и его школы по физиологии пищеварения. Методы исследования функций пищеварения.
Состав и свойства слюны, ее значение. Реакции слюнных желез на действие различных раздражителей. Регуляция слюноотделения. Условно-рефлекторное слюноотделение.
Состав и свойства желудочного сока. Реакции желудочных желез на введение различной пищи. Нервная и гуморальная регуляция секреторной функции желудка.
Желудочная фаза секреции. Торможение моторной и секреторной функции желудка.
Пищеварение в двенадцатиперстной кишке. Состав и свойства поджелудочного сока. Реакция поджелудочной железы на введение различной пищи. Регуляция секреции поджелудочной железы.
Регуляция образования и выделения желчи. Желчные пигменты. Роль печени в детоксикации различных веществ. Печень и витамины.
Состав и свойства кишечного сока. Регуляция секреторной и моторной функций кишечника. Пристеночное пищеварение. Роль толстого кишечника в процессах пищеварения.
Всасывающая функция пищеварительного тракта. Ворсинки как орган всасывания. Всасывание углеводов, жиров, белков, минеральных веществ и воды.
Состав и значение пищевых продуктов. Витамины. Гипо- и гипервитаминозы. Вода, соли и микроэлементы. Экстрактивные и грубоволокнистые вещества. Примеси: лекарственные средства, металлы, добавки, пестициды. Нормы питания. Недостаточное и чрезмерное потребление пищевых продуктов. Белковое равновесие, белковый минимум. Усвоение питательных веществ. Пищевой рацион. Сбалансированное питание. Диеты. Искусственное питание. Избыточный вес и ожирение.
Тема 6. Обмен веществ и энергии
Значение обмена веществ, его основные этапы. Понятие о межуточном обмене. Ферменты, их свойства. Механизм действия ферментов. Витамины. Регуляция обмена веществ.
Обмен белков. Значение белков в организме. Источники аминокислот. Специфичность белков. Конечные продукты белкового обмена. Биологическая ценность белков. Заменимые и незаменимые аминокислоты. Азотистый баланс.
Обмен углеводов. Роль углеводов и их превращения в организме. Процессы аэробного и анаэробного распада углеводов, их энергетическая значимость. Запасы гликогена в организме.
Обмен липидов. Значение простых и сложных липидов в организме. Специфичность жиров. Превращение жиров в организме. Жировые депо.
Обмен воды и минеральных веществ. Роль воды в организме. Водный обмен и его значение. Роль минеральных веществ, их обмена в организме. Значение микроэлементов. Регуляция водно-солевого обмена.
Энергетический баланс организма. Методы определения расхода энергии.
Тема 7. Терморегуляция
Нейрогуморальные факторы регуляции энергообмена. Внешняя, внутренняя и центральная терморецепция. Центральные механизмы терморегуляции. Соматомоторная и симпатическая нейронные системы. Эфферентные терморегуляторные механизмы.
Химическая терморегуляция. Увеличение теплопродукции. Понятие сократительного термогенеза: терморегуляционный тонус и дрожь. Понятие несократительного термогенеза. Роль бурой жировой ткани в несократительном термогенезе.
Физическая терморегуляция. Теплоотдача проведением и конвекцией. Радиация. Роль сосудистых реакций в физической терморегуляции. Испарение.
Формы терморегуляторного поведения.
Температура тела. Температура ядра и оболочки тела. Методы измерения температуры тела. Гипотермия и гипертермия. Температурная адаптация.
Тема 9. Выделение
Значение процессов выделения. Конечные продукты обмена, их удаление. Экстраренальные пути выделения продуктов обмена.
Процесс мочеобразования и мочевыделения. Нефрон. Кровоснабжение почки. Механизм мочеобразования. Первичная и вторичная моча. Клубочковая фильтрация. Реабсорбция в канальцах. Процессы секреции в эпителии канальцев. Роль почек в регуляции осмотического давления, поддержания активной реакции крови и ее ионного состава. Процесс мочевыделения. Факторы, его обусловливающие.
Регуляция мочеобразования и мочевыделения.
Тема 10. Репродуктивные функции
Половые железы, их экзо- и эндогенная функции. Роль половых гормонов в половом созревании. Нейроэндокринный комплекс «гипоталамус-гипофиз-половые железы», его роль в регуляции выработки половых гормонов, в формировании полового поведения. Эволюция эндокринной функции половых желез.
Мужские половые органы. Женские половые органы. Половое созревание. Фазы полового созревания: препубертатная, собственно пубертатная. Половая зрелость. Половое влечение (либидо). Нейрогуморальный компонент и доминанта полового влечения. Формы полового влечения: понятийная, платоническая, эротическая, собственно сексуальная. Половой акт. Стадии полового акта у мужчин и женщин. Фазы полового акта – возбуждение, плато, оргазм, спад, особенности протекания в мужском и женском организме. Половая жизнь, ее зависимость от возраста, пола, личностных особенностей.
Рефлекторные механизмы половой деятельности. Половые рефлексы у мужчин, у женщин. Половой цикл, его фазы: предовуляционный, овуляционный, послеовуляционный, покоя. Длительность полового цикла.
Оплодотворение. Беременность. Периоды эмбрионального развития: зародышевый, предплодный, плодный. Плацента, ее участие в обмене веществами и газами между кровью матери и плода, в питании плода. Эндокринная, иммунная функции плаценты. Плацентарный барьер. Зародыш (эмбрион), плод. Становление функций и органов систем плода. Состояние организма матери при беременности (рефлекторные реакции, изменение деятельности различных систем). Многоплодная беременность. Роды. Родовая доминанта как комплекс нейрогуморальных и гормональных изменений, происходящих в материнском организме перед родами. Родовые схватки. Периоды родов: раскрытие шейки матки, изгнание плода, послеродовой период.
Лактация. Молочные железы, их строение. Морфогенез и лактогенез молочной железы. Секреция молока. Выведение молока. Состав и свойства молока. Регуляция секреции молока.
Тема 11. Организм и среда
Взаимодействие организма со средой обитания. Общие закономерности адаптации организма человека. Адаптогенные факторы. Физиологическая адаптация. Индивидуальная адаптация. Генотипическая и фенотипическая адаптация. Предел адаптивных возможностей организма (норма реакции). Адаптивные формы поведения. Специфические и неспецифические компоненты адаптации. Перекрестная адаптация.
Механизмы адаптации. Фазовый характер адаптации. Нервные и гуморальные механизмы адаптации. Системный уровень адаптации организма. Клеточный и молекулярный уровни адаптации. Понятие о структурном следе. Признаки адаптации. Цена адаптации.
Эффективность адаптации. Кратковременная и долговременная адаптация. Экологические аспекты заболеваний. Оценка эффективности адаптационных процессов. Методы увеличения эффективности адаптации. Особенности адаптационных процессов у людей, недавно попавших в измененные условия среды и длительно проживающих в этих условиях. Аборигены. Физиологические механизмы их приспособления к среде. Адаптивные типы и среда.
Содержание практических разделов дисциплины (лабораторные занятия, коллоквиумы)
Лабораторные работы
Раздел I.
Тема 1. Физиология клетки
· установление порога возбудимости и демонстрация явления суммации возбуждения;
- воздействие анестезирующих веществ и низкой температуры на потенциал действия.
Тема 2. Физиология нервной системы
- определение скорости проводимости и ее зависимости от диаметра аксона, а также от наличия или отсутствия миелина;
- центральное торможение;
- периферическое торможение;
- законы распространения рефлексов (Пфлюгера);
- исследование рефлекторных реакций человека;
- исследование вегетативной нервной системы
Раздел II.
Тема 1. Сенсорные системы
- определение диаметра слепого пятна;
- определение остроты зрения;
- рассматривание близких и удаленных предметов (опыт Шейнера);
- определение ближней точки ясного видения и силы аккомодации;
- определение порогов вкусовой чувствительности;
Раздел III.
- Тема 1. Физиология двигательных систем простое сокращение мышц;
- сокращение скелетных мышц в результате действия нескольких стимулов;
- роль нейромышечного синапса в возникновении утомления;
- мышечный потенциал покоя;
- мышечный потенциал действия;
- определение физиологической лабильности двигательной системы;
Тема 2. Физиология системы крови
- методика взятия крови у человека;
- приготовление мазков крови человека;
- определение лейкоцитарной формулы крови человека;
- определение количества эритроцитов;
- определение количества лейкоцитов;
- определение скорости оседания эритроцитов (СОЭ);
- определение скорости свертывания крови;
- определение групп крови;
- гемолиз;
- определение осмотической устойчивости эритроцитов;
- определение содержания гемоглобина в крови;
Тема 3. Физиология кровообращения
- воздействие электрических стимулов на сердечную деятельность;
- воздействие медикаментов и химических медиаторов на деятельность сердца;
- влияние возбуждения блуждающего нерва на сердечную деятельность;
- наложение лигатур Станиуса;
- определение кровяного давления у человека;
- выслушивание тонов сердца;
- расчет систолического и минутного объема кровотока;
- электрокардиография (ЭКГ);
- изменение ЭКГ при различных воздействиях (опыт Ашнера, физическая нагрузка, синокаротидный рефлекс);
- влияние давления и вязкости жидкости, а также радиуса и длины сосуда на движение жидкости по сосуду;
- влияние линейного сердечного выброса, периферического сопротивления и эластичности сосудов на артериальное давление;
- воздействие адреналина, ацетилхолина и адреналина на основе атропина на артериальное давление.
Тема 4. Физиология дыхания
- механика дыхания; объемы легких; влияние радиуса просвета дыхательных путей на легочную вентиляцию;
- влияние давления в плевральной полости на вентиляцию легких;
- влияние сурфактанта на вентиляцию легких;
- спирометрия;
- пневмография при различных функциональных состояниях.
Тема 5. Питание и пищеварение
- субстратная специфичность амилазы слюны;
- действие амилазы поджелудочной железы в зависимости от наличия или отсутствия желчи;
- влияние уровня pH на действие пепсина;
- пищеварение в ротовой полости;
- пищеварение в желудке;
- расчет энергозатрат человека;
- составление пищевого рациона;
Тема 9. Выделение
- влияние гидростатического давления, осмотического давления и диаметра приносящих и выносящих клубочковых артериол на образование мочи;
- влияние альдостерона и антидиуретического гормона на скорость образования мочи;
- влияние глюкозы на скорость образования мочи.
Коллоквиумы
Раздел I.
Тема 1.Физиология клетки
- Раздражимость, раздражение. Возбудимость, возбуждение. Классификация раздражителей.
- Мембранная теория.
- Потенциал покоя, его природа. Калий-натриевый насос. Уравнение Нернста.
- Потенциал действия. Компоненты волны возбуждения. Локальный ответ.
- Изменение возбудимости в разные фазу волны возбуждения.
- Ритмическая активность. Лабильность.
- Законы электрического раздражения и действия постоянного тока: закон полярного действия тока, закон крутизны раздражения, кривая «силы-длительности», закон «всё или ничего», электротон.
Раздел II.
Тема 1. Сенсорные системы
- Рецепторы, их классификация.
- Преобразование сигналов в рецепторах. Рецепторный и генераторный потенциалы.
- Адаптация рецепторов, ее значение. Закон Вебера-Фехнера.
- Проведение возбуждения в сенсорных системах.
- Кодирование сенсорной информации: качества, интенсивности, длительности, пространственного расположения.
Раздел III.
Тема 1. Физиология двигательных систем
- Мышечные волокна, их типы, макро- и микроструктура.
- Теория мышечного сокращения.
- Механические характеристики скелетной мышцы, Одиночное и тетаническое сокращение. Изотонический и изометрический режимы сокращения.
- Организация системы управления движениями. Моторная единица, Моторный пул. Командные нейроны. Иерархия систем управления движений (стволовые центры, мозжечок, двигательная кора). Параллельные двигательные пути.
- Рефлексы. Комплексы фиксированных движений. Локомоции. Произвольные движения. Манипулирование. Моторная организация речи человека.
- Особенности мышцы сердца позвоночных. Физиологические особенности гладких мышц.
Тема 2. Физиология системы крови
- Внутренняя среда организма. Гомеостаз. Параметры гомеостаза..
- Система крови. Функции крови.
- Физико-химические свойства крови (вязкость, относительная плотность, осмотическое давление, онкотическое давление, активная реакция крови, буферные системы).
- Плазма крови, ее состав. Белки плазмы, функциональное значение.
- Эритроциты. СОЭ. Гемоглобин.
- Лейкоциты. Лейкоцитарная формула.
- Тромбоциты. Гемостаз.
- Иммунитет (специфический, неспецифический, клеточный, гуморальный).
- Кроветворение, его регуляция.
Тема 3. Физиология кровообращения
- Морфофункциональные особенности волокон рабочего миокарда и волокон проводящей системы сердца.
- Проводящая система сердца. Автоматизм.
- Особенности потенциала действия клеток рабочего миокарда и водителей ритма.
- Электрическая активность сердца. Электрокардиография.
- Механическая работа сердца. Фазы сердечного цикла.
- Мощность и работа сердца. Основные показатели кардиогемодинамики.
- Регуляция деятельности сердца.
- Общая организация кровеносного русла. Функциональная характеристика кровеносных сосудов.
- Основные законы гемодинамики.
- Реология сосудистой стенки.
- Движение крови по сосудам. Артериальное давление крови. Артериальный пульс.
- Движение крови в капиллярах. Микроциркуляция.
- Движение крови в венах. Регуляция движения крови по сосудам.
Тема 4. Физиология дыхания
- Сущность, значение, стадии дыхания.
- Внешнее дыхание. Биомеханика дыхательных движений.
- Легочная вентиляция. Легочные объемы и емкости. Альвеолярная вентиляция.
- Механика дыхания. Растяжимость легких. Сопротивление дыхательных путей. Работа дыхания.
- Газообмен и транспорт кислорода.
- Газообмен и транспорт углекислого газа.
- Регуляция дыхания.
Тема 5. Питание и пищеварение
- Пищеварение, его значение. Типы пищеварения. Функции органов пищеварения.
- Методы исследования функций пищеварения Значение трудов И.П.Павлова и его школы в разработке физиологии пищеварения.
- Пищеварение в ротовой полости.
- Пищеварение в желудке.
- Пищеварение в тонком кишечнике.
- Пищеварение в толстом кишечнике.
- Всасывающие функции пищеварительного тракта.
- Моторная функция пищеварительного тракта.
- Печень, ее функции.
- Нейрогуморальная регуляция деятельности органов пищеварения.
Тема 9.Выделение
- Значение процессов выделения. Конечные продукты обмена, их удаление.
- Процесс мочеобразования и мочевыделения. Нефрон. Кровоснабжение почки.
- Механизм мочеобразования. Первичная и вторичная моча. Клубочковая фильтрация. Реабсорбция в канальцах.
- Процессы секреции в эпителии канальцев. Роль почек в регуляции осмотического давления, поддержания активной реакции крови и ее ионного состава.
- Процесс мочевыделения. Факторы, его обусловливающие.
- Регуляция мочеобразования и мочевыделения.