Физиология возбудимых тканей

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОсударственное БюджЕТНОЕ

Образовательное Учреждение Высшего Образования

«Сибирский Государственный Медицинский Университет»

Министерства здравоохранения Российской Федерации

ПРАКТИКУМ

ПО ФИЗИОЛОГИИ ДЛЯ СТУДЕНТОВ

ВРАЧЕБНЫХ ФАКУЛЬТЕТОВ

Учебное пособие

Под редакцией академика РАН, профессора М.А. Медведева

 

3-е издание, исправленное и дополненное

 

Томск

Издательство СибГМУ

2017

УДК 612.0

ББК 28.073

П 69

Авторы:

М.А. Медведев, И.Р. Князева, В.Б. Студницкий, М.В. Егорова, М.В. Кусков,

А.Н. Байков, И.П. Полякова, Н.М. Кротенко, Ю.А. Коноваленко, В.Ю. Бармин,

Ю.А. Погудин, О.И. Антонов, А.В. Кольцов

 

П  69

Практикум по физиологии: учебное пособие / под ред. М. А. Медведева, 3-е изд., испр. и доп. // М. А. Медведев, И. Р. Князева, В. Б. Студницкий и др. – Томск: СибГМУ, 2017. – 350 с.

 

ISBN

 

«Практикум по физиологии» подготовлен по дисциплине «Нормальная физиология» и «Нейрофизиология и клиническая физиология» в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования для студентов, обучающихся по специальностям «Лечебное дело» и «Педиатрия».

В настоящем практикуме изложены основные разделы физиологии: физиология возбудимых тканей, центральной нервной системы, системы крови, сердечно-сосудистой системы, дыхательной системы, пищеварительной системы и энергообмена, выделительной системы и высшей нервной деятельности.

Работы распределены по темам с учетом 4-часовых занятий в соответствии с тематическим планом практических занятий по дисциплинам «Нормальная физиология» и «Нейрофизиология и клиническая физиология» для студентов лечебного и педиатрического факультетов.

Предыдущее издание вышло в 2006 году.

 

УДК 612.0

ББК 28.073

 

Рецензенты:

И.В. Ковалев – д-р мед. наук, профессор кафедры биофизики и функциональной диагностики ФГБОУ ВО «Сибирский государственный медицинский университет» Минздрава России.

Ю.В. Бушов – д-р мед. наук, профессор, заведующий кафедрой физиологии человека и животных ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Томский государственный университет».  

 

Утверждено и рекомендовано к печати Учебно-методической комиссией педиатрического факультета ФГБОУ ВО СибГМУ Минздрава России (протокол № 3 от 15.11.2016).

 

ISBN

 

 

       © М.А. Медведев, И.Р. Князева, В.Б. Студницкий и др., 2017

        © Издательство СибГМУ, 2017

 

Содержание

 

ПРЕДИСЛОВИЕ.. 5

ФИЗИОЛОГИЯ ВОЗБУДИМЫХ ТКАНЕЙ.. 6

Занятие № 1. Современные представления о структурно-функциональной организации клеточной мембраны и ее функциях. 6

Занятие № 2. Понятие о возбудимости. Процесс возбуждения. Механизмы возбудимости. Мембранный  потенциал покоя возбудимых клеток...10

Занятие № 3. Мебранно-ионные механизмы возникновения потенциала действия 17

Занятие № 4. Физиология нервного волокна. Исследование механизмов электрического раздражения и проведения возбуждения по нервным волокнам и через синапс. Законы действия   постоянного тока. Строение и классификация синапсов в центральной   нервной системе. Физиология синаптической передачи. 30

Занятие № 5. Физиологические свойства мышц. Утомление. 40

Занятие № 6. Итоговое  занятие по разделу «Физиология возбудимых тканей». 49

Приложение. Возрастные особенности электрогенеза. 51

ФИЗИОЛОГИЯ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ... 55

Занятие № 1. Общая характеристика центральной нервной системы. Нейрон. Аксональный транспорт. Глия. Рефлекс. Рефлекторная дуга. 55

Занятие № 2. Свойства нервных центров. Принципы координированной деятельности ЦНС. Торможение в ЦНС.. 61

Занятие № 3. Физиология спинного, продолговатого, среднего мозга, ретикулярной формации и мозжечка. Физиология       промежуточного мозга. Подкорковые образования.          Локализация функций в коре. 65

Занятие № 4. Общая концепция организации движений и целевых функций двигательной системы.. 81

Занятие № 5. Рефлекторная регуляция вегетативных функций. 90

Занятие № 6. Итоговое занятие по разделу «Физиология ЦНС». 97

Приложение. Возрастные особенности ЦНС.. 100

ФИЗИОЛОГИЯ ЭНДОКРИННОЙ СИСТЕМЫ... 110

Занятие № 1. Физиология желез внутренней секреции. 110

Приложение. Возрастные особенности эндокринной системы.. 115

ФИЗИОЛОГИЯ СИСТЕМЫ КРОВИ.. 117

Занятие № 1. Кровь как часть внутренней среды организма. Функции крови. Состав и свойства плазмы. Физиологические константы крови. 117

Занятие № 2. Форменные элементы крови. Свертывание крови. Функциональные системы 125

Занятие № 3. Серологические свойства крови. 136

Занятие № 4. Итоговое занятие по разделу «Физиология системы крови». 142

Приложение. Возрастные особенности параметров крови. 143

ФИЗИОЛОГИЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ... 147

Занятие № 1. Физиологические свойства и особенности сердечной мышцы.. 147

Занятие № 2. Клинические  методы изучения кардиореспираторной          системы (ЭКГ) 155

Занятие № 3. Регуляция деятельности сердца. 173

Занятие № 4. Сосуды. Регуляция тонуса сосудов. Параметры           гемодинамики       и методы их определения. 179

Занятие № 5. Итоговое занятие по разделу «Физиология сердечно- сосудистой системы» 189

Приложение. Возрастные особенности сердечно-сосудистой системы.. 190

ФИЗИОЛОГИЯ ДЫХАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ... 196

Занятие № 1. Внешнее дыхание и методы его исследования. 196

Занятие № 2. Регуляция дыхания. Дыхание при различных состояниях организма 210

Занятие № 3. Итоговое занятие по разделу «Физиология дыхательной системы» 219

Приложение. Возрастные особенности дыхания. 220

ФИЗИОЛОГИЯ ПИЩЕВАРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ, ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ, ТЕРМОРЕГУЛЯЦИЯ.. 226

Занятие № 1. Пищеварение в полости рта и желудка. 226

Занятие № 2. Пищеварение в кишечнике, всасывание. 234

Занятие № 3. Обмен веществ и энергии. 239

Занятие № 4. Итоговое занятие по разделу «Физиология пищеварения,      обмена веществ и энергии, терморегуляция». 258

Приложение. Возрастные особенности пищеварения. 260

ФИЗИОЛОГИЯ СИСТЕМЫ ВЫДЕЛЕНИЯ.. 265

Занятие № 1. Процессы мочеобразования и мочевыделения. 265

Приложение. Возрастные особенности мочеобразования. 268

ФИЗИОЛОГИЯ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ.. 270

Занятие № 1. Безусловные и условные рефлексы. Общие закономерности деятельности высшей нервной деятельности. Физиологические основы поведения. Торможение условных рефлексов. 270

Занятие № 2. Типы высшей нервной деятельности. Функциональная  асимметрия коры больших полушарий. 1-я и 2-я сигнальные системы. Основные психические процессы.            Функциональные системы. Экспериментальные неврозы 276

Приложение. Возрастные особенности высшей нервной деятельности. 288

ФИЗИОЛОГИЯ СЕНСОРНЫХ СИСТЕМ.. 296

Занятие № 1. Зрительная, слуховая, вестибулярная, обонятельная и       вкусовая сенсорные системы.. 296

Занятие № 2. Физиология ноцицептивной и антиноцицептивной систем.. 305

Приложение. Возрастные особенности деятельности анализаторов. 312

Итоговое занятие «Сдача облигатных мануальных и вербальных       практических навыков». 320

Эталоны ответов на тестовые задания и ситуационные задачи. 321

Рекомендуемая литература. 348

Предисловие

 

Физиология – наука экспериментальная и изучение этой дисциплины предполагает как усвоение теоретических знаний, так и овладение навыками экспериментальной работы. Настоящее учебное пособие создано для обеспечения подготовки студентов врачебных факультетов медицинских вузов к самостоятельному проведению опытов и систематизации усвоения материала по дисциплине «Нормальная физиология».

Представленное издание практикума является третьим, исправленным и дополненным. Два предыдущих издания 2001 и 2006 гг. оказались востребованными не только в Сибирском государственном медицинском университете, но и в ряде других медицинских вузов России. Настоящий практикум соответствует новым образовательным стандартами и рабочим программам по дисциплине «Нормальная физиология» для подготовки по специальностям «Лечебное дело» и «Педиатрия».

В практикум введены новые работы, проводимые на человеке и работы, предусматривающие использование компьютерной техники для обучения и контроля знаний студентов, моделирования известных физиологических феноменов, демонстрации современных клинических методов исследования физиологических функций, отработки навыков оценки состояния различных систем организма. Следует отметить, что использование специальных компьютерных программ и проведение исследований на человеке являются достойной альтернативой экспериментов на животных и обеспечивают гуманизацию учебного процесса.

Практикум включает информацию по всем разделам изучаемой дисциплины. Каждый раздел содержит информационную часть, вопросы для самоподготовки, практическую часть занятия с подробным описанием лабораторных работ, вопросы для самоконтроля, тесты и задачи, необходимые для самостоятельной подготовки. Все разделы практикума описаны по единой схеме, что обеспечивает четкость и краткость изложения и существенно упрощает самостоятельное выполнение практических работ, проведение анализа результатов исследований и формулирование заключения с теоретическим обоснованием механизмов регуляции функций органов и систем

Данное пособие будет полезно преподавателям в организации и проведении занятий, а студентам – в усвоении знаний и выработке умений.

Авторы будут благодарны за предложения, которые поступят от заинтересованных лиц.

 

 

Заведующий кафедрой нормальной физиологии СибГМУ,

академик РАН, заслуженный деятель науки РФ, профессор,

доктор медицинских наук М.А. Медведев

Физиология возбудимых тканей

 

В этот раздел практикума входят работы, которые должны быть освоены в ходе изучения, выполняемые на возбудимых клетках – нервных и мышечных. Основными функциями этих структур являются: восприятие нервного возбуждения через синаптические структуры, собственное возбуждение, распространение возбуждения по клетке, передача возбуждения на соседние клетки, сокращение. Эти процессы являются основополагающими в выполнении важнейших физиологических явлений в организме: управляющей и координирующей деятельности центральной и вегетативной нервной системы, работы двигательного аппарата скелетных мышц, сердца, системы кровообращения и желудочно-кишечного тракта, а также других органов.

При этом многообразие свойств возбудимых клеток объединено общностью ряда основных свойств, благодаря чему закономерности, выявленные на каком-либо конкретном объекте, могут быть распространены на другие возбудимые клетки. Изолированные от организма нервные и мышечные волокна могут длительное время сохранять свои свойства при условии содержания их в солевом растворе, по составу и онкотическому давлению близком к межклеточной жидкости соответствующего животного. Основные явления в физиологии возбудимых клеток – возникновение и распространение возбуждения – неразрывно связаны с электрическими процессами на плазматической мембране клеток. Поэтому можно исследовать общие закономерности возбуждения, его распространения, синаптической передачи и сокращения на изолированных объектах и в равнодопустимой степени переносить их на органы и системы целого организма.

 

ЗАНЯТИЕ № 1