При
НАЦИОНАЛЬНОМ УНИВЕРСИТЕТЕ
ФИЗИЧЕСКОГО ВОСПИТАНИЯ И СПОРТА УКРАИНЫ
« Ф ИЗИОЛОГИЯ»
КУРС ЛЕКЦИЙ
Учебное пособие
ДОНЕЦК - 2010
ББК 28.903 я 73
УДК 612 (075)
Д 30
Деминская Л.А. Физиология. Курс лекций : учеб. пособие /
Л.А. Деминская. – 3-е изд., доп. и перераб. - Донецк, 2010. - 129 с.
Данное учебное пособие содержит основной теоретический материал по курсу «Физиология». Учебное пособие предназначено для самостоятельной работы студентов дневной и заочной формы обучения.
ББК 28.903 я 73
УДК 612 (075)
Д 30
Составитель: к.пед.н., доцент Л.А. Деминская
Рецензенты: д.б.н., профессор В.И. Соболев
д.мед.н. И.К. Донец
Методические рекомендации утверждены на:
заседании методического совета ДГИЗФВиС
от 18.06.2009, протокол № 7
заседании ученого совета ДГИЗФВиС
от 30.06.2009, протокол № 11
СОДЕРЖАНИЕ
ТЕМА № 1.
ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ФИЗИОЛОГИИ.
ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ 
| |
| § 1. Основные исторические этапы развития физиологии ………………....... | 7 |
| § 2. Предмет физиологии и современные методы физиологических исследований ……………………………………….............. | 9 |
| ТЕМА № 2. КЛЕТКА. МЕМБРАННЫЙ ПОТЕНЦИАЛ КЛЕТКИ | |
| § 1. Клетка, ее строение, формы и основные свойства……………………….. | 11 |
| § 2. Мембранный потенциал покоя клетки …………………………………… | 12 |
| § 3. Мембранный потенциал действия клетки ………………………………... | 13 |
| ТЕМА № 3. ЦЕНТРАЛЬНАЯ НЕРВНАЯ СИСТЕМА | |
| § 1. Центральная нервная система, ее основные функции. Нервная клетка - нейрон …………...................................................................... | 15 |
| § 2. Синапс. Передача нервного импульса через синапс ……………………. | 16 |
| § 3. Рефлексы, виды рефлексов. Рефлекторная дуга ………………………… | 17 |
| § 4. Нервный центр и его свойства ……………………………………………. | 19 |
| § 5. Торможение в центральной нервной системе …………………………… | 21 |
| § 6. Закономерности координирующей роли ЦНС …………………………... | 23 |
| § 7. Спинной мозг и его функции …………………………………………….. | 25 |
| § 8. Головной мозг, его отделы и их функции………………………………... | 26 |
| § 9. Кора больших полушарий головного мозга ……………………………. | 30 |
| ТЕМА № 4. ВЕГЕТАТИВНАЯ НЕРВНАЯ СИСТЕМА | |
| § 1. Вегетативная нервная система, ее функции и отделы ………………….. | 31 |
| § 2. Симпатическая нервная система ………………………………………….. | 31 |
| § 3. Парасимпатическая нервная система …………………………………….. | 32 |
| § 4. Вегетативные рефлексы …………………………………………………… | 33 |
| ТЕМА № 5. ВЫСШАЯ НЕРВНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ | |
| § 1. Понятие о высшей нервной деятельности. Условные и безусловные рефлексы …………………………………………………………....................... | 34 |
| § 2. Правила и механизм образования условных рефлексов ………………… | 35 |
| § 3. Торможение условных рефлексов ……………………………………….. | 36 |
| § 4. Первая и вторая сигнальные системы. Показатели нервных процессов. Типы высшей нервной деятельности …………………………………………. | 37 |
| ТЕМА № 6. СЕНСОРНЫЕ СИСТЕМЫ | |
| § 1. Понятие о сенсорных системах. Рецепторы ……………………………... | 39 |
| § 2. Зрительная сенсорная система ……………………………………………. | 40 |
| § 3. Слуховая сенсорная система ……………………………………………… | 43 |
| § 4. Вестибулярная сенсорная система ……………………………………….. | 44 |
| § 5. Двигательная сенсорная система …………………………………………. | 46 |
| § 6. Кожная сенсорная система ……………………………………………….. | 47 |
| § 7. Обонятельная и вкусовая сенсорные системы ………………………….. | 48 |
| ТЕМА № 7. ЖЕЛЕЗЫ ВНУТРЕННЕЙ СЕКРЕЦИИ | |
| § 1. Общая характеристика эндокринной системы ………………………….. | 50 |
| § 2. Эпифиз и гипофиз …………………………………………………………. | 51 |
| § 3. Щитовидная железа ……………………………………………………….. | 53 |
| § 4. Околощитовидная железа. Вилочковая железа …………………………. | 54 |
| § 5. Поджелудочная железа ……………………………………………………. | 55 |
| § 6. Надпочечники ……………………………………………………………… | 56 |
| § 7. Половые железы …………………………………………………………… | 58 |
| § 8. Стресс ………………………………………………………………………. | 58 |
| ТЕМА № 8. ТЕРМОРЕГУЛЯЦИЯ | |
| § 1. Изотермия и терморегуляция. Температурное ядро и оболочка человека ………………………………. | 60 |
| § 2. Механизм теплообразования ……………………………………………… | 61 |
| § 3. Механизм теплоотдачи ……………………………………………………. | 62 |
| § 4. Регуляция изотермии ……………………………………………………… | 63 |
| § 5. Гипотермия и гипертермия ……………………………………………….. | 64 |
| ТЕМА № 9. КРОВЬ | |
| § 1. Состав и количество крови. Функции крови …………………………….. | 66 |
| § 2. Физико-химические свойства крови …………………………………….. | 67 |
| § 3. Эритроциты ………………………………………………………………… | 69 |
| § 4. Группы крови и резус-фактор. Правила переливания крови …………… | 70 |
| § 5. Тромбоциты и механизмы свертывания крови ………………………….. | 71 |
| § 6. Лейкоциты. Иммунитет …………………………………………………… | 72 |
| § 7. Регуляция системы крови ………………………………………………... | 73 |
| ТЕМА № 10. СЕРДЦЕ | |
| § 1.Строение сердца, свойства сердечной мышцы …………………………… | 75 |
| § 2. Автоматизм сердечной мышцы …………………………………………... | 75 |
| § 3. Возбудимость, проводимость и сократимость сердечной мышцы …….. | 76 |
| § 4. Динамика сокращений сердца, фазы сердечного цикла ………………… | 77 |
| § 5. Электрокардиограмма ……………………………………………………... | 78 |
| § 6. Систолический и минутный объемы крови ……………………………… | 79 |
| § 7. Регуляция деятельности сердца …………………………………………... | 79 |
| ТЕМА № 11. СИСТЕМА КРОВООБРАЩЕНИЯ | |
| § 1. Большой и малый круги кровообращения ……………………………….. | 82 |
| § 2. Типы сосудов ………………………………………………………………. | 82 |
| § 3. Давление, артериальное давление и артериальный пульс ………………. | 83 |
| § 4. Давление и движение крови в венах. Микроциркуляция в капиллярах ………………………………………….. | 85 |
| § 5. Гемодинамика и ее основные показатели. Ламинарный и турбулентный токи крови ……………………………….. | 86 |
| § 6. Регуляция просвета сосудов ………………………………………………. | 87 |
| ТЕМА № 12. ДЫХАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА | |
| § 1. Процесс дыхания. Внешнее дыхание …………………………………….. | 90 |
| § 2. Легочная вентиляция ………………………………………………………. | 91 |
| § 3. Обмен кислорода и углекислого газа ……………………………………. | 92 |
| § 4. Регуляция процесса дыхания ……………………………………………… | 94 |
| ТЕМА № 13. МЫШЕЧНАЯ СИСТЕМА | |
| § 1. Виды, функции и свойства мышц ………………………………………… | 96 |
| § 2. Строение скелетных волокон …………………………………………….. | 96 |
| § 3. Двигательные единицы и их виды ………………………………………... | 98 |
| § 4. Нервно-мышечный синапс ………………………………………………... | 99 |
| § 5. Механизм мышечного сокращения и расслабления ……………………. | 99 |
| § 6. Режимы, формы и типы мышечных сокращений ……………………….. | 100 |
| § 7. Тонус и сила мышц ……………………………………………………….. | 101 |
| § 8. Механическая работа мышц. Закон средних нагрузок и коэффициент полезного действия …………. | 102 |
| § 9. Утомление мышц. Активный отдых ……………………........................... | 103 |
| ТЕМА № 14. СИСТЕМА ПИЩЕВАРЕНИЯ | |
| § 1. Функции системы пищеварения ………………………………………….. | 104 |
| § 2. Пищеварение в ротовой полости …………………………………………. | 104 |
| § 3. Пищеварение в желудке …………………………………………………… | 105 |
| § 4. Пищеварение в двенадцатиперстной кишке …………………………….. | 107 |
| § 5. Пищеварение в тонком кишечнике ………………………………………. | 108 |
| § 6. Пищеварение в толстом кишечнике ……………………………………… | 108 |
| § 7. Всасывание …………………………………………………………………. | 109 |
| ТЕМА № 15. СИСТЕМА ВЫДЕЛЕНИЯ | |
| § 1. Почки, их функции. Строение нефрона ………………………………….. | 110 |
| § 2. Процесс образования мочи ……………………………………………….. | 110 |
| § 3. Регуляция мочеобразования ………………………………………………. | 112 |
| § 4. Состав мочи. Выведение мочи ……………………………………………. | 112 |
| § 5. Потоотделение …………………………………………………………….. | 113 |
| ТЕМА № 16. ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ | |
| § 1. Понятие обмена веществ и энергии ………………………………………. | 115 |
| § 2. Обмен белков ………………………………………………………………. | 115 |
| § 3. Обмен углеводов …………………………………………………………… | 117 |
| § 4. Обмен липидов (жиров) …………………………………………………. | 118 |
| § 5. Обмен воды и минеральных солей ……………………………………….. | 119 |
| § 6. Витамины …………………………………………………………………... | 121 |
| § 7. Обмен энергии ……………………………………………………………... | 125 |
| СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ……………………………………… | 130 |
ТЕМА № 1.
ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ФИЗИОЛОГИИ.
ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
| |
§ 1.Основные исторические этапы развития физиологии
Представления о функциях отдельных органов и систем человеческого организма, о механизмах различных видов его деятельности формировались на протяжении многих веков.
Физиология рождалась, главным образом, в связи с запросами медицины. Вместе с тем, интерес к функциям человеческого тела стимулировался многими другими сторонами человеческой деятельности: физическим трудом, военным делом, спортом, путешествиями и т.д. Все эти формы деятельности ставили вопрос о выносливости, силе, скорости, о развитии и совершенствовании этих качеств. Лечение людей требовало знаний строения человеческого тела. Поэтому достижения анатомии стали фундаментом для развития физиологии.
Кроме того, физиология опирается на такие науки, как биохимия и биофизика. Лишь после открытия кислорода оказалось возможным объяснить механизм тканевого дыхания.
Описание закона сохранения энергии «вдохнуло жизнь» в раздел обмена веществ. Становление биохимии сделало возможным понимание важнейших сторон физиологии крови, кровообращения, пищеварения, выделения, желез внутренней секреции.
Развитие физиологии на каждом историческом этапе отражало борьбу основных философских направлений эпохи. Материалистические позиции физиологов и диалектический метод, во многом, обеспечивают успешное изучение таких вопросов, как отличие живой материи от неживой, соотношение мозга и сознания и т.д. Представления о функциях организма в разные исторические периоды имели свои особенности.
Средние века принесли мало знаний. Церковь безраздельно господствовала над наукой, возводя непреодолимую преграду между «бессмертной душой» и телом человека.
Эпоха Возрождения оказала разностороннее влияние на развитие физиологии. Зародилась ятрохимия и ятрофизика (ятрос – врач).
А. Левенгук изобрел микроскоп, что облегчило последующее изучение функции почек, легких, системы кровообращения. Французский философ Р.Декарт внес в физиологию понятие о «рефлекторной деятельности организма». Врач У.Гарвей описал работу сердца и циркуляцию крови в большом и малом кругах кровообращения. Большой вклад в развитие представлений о мышечных сокращениях внес Ф. Глиссон. Механизм дыхания описал А.Галлер. Он также высказал идею о переносе газов кровью.
К первой половине XVIII века относится начало развития физиологии в России, которое было ознаменовано открытием, по замыслу Петра I, Академии наук. Большую роль в становлении русской науки в целом, и физиологии в частности, сыграл М.В.Ломоносов. Он открыл закон сохранения веществ и механизм цветного зрения.
Хотя в XVII – XVIII в.в. в физиологии преобладало анатомическое направление, шире стали применяться физические и химические методы. Так, Д.Бернулли измерил скорость движения крови в сосудах. А.Лавуазье заложил основы представления об окислительных процессах, Л.Гальвани доказал наличие в тканях «животного электричества», тем самым заложив основы исследований процессов возбуждения. Георг Прохаски развил представления о принципах рефлекторной деятельности.
Начало XIX века в России ознаменовалось трудами А.М.Филомафитского, который издал первый русский учебник физиологии. Ему принадлежат опыты по переливанию крови. Он изучал пищеварение с помощью наложения фистулы желудка собаки.
Прогрессу физиологии середины XIX века способствовали три замечательных открытия: закон сохранения энергии (Р.Майер, Г.Гельмгольц), происхождение видов (Ч.Дарвин) и клеточное строение (Т.Шванн, М.Шлейден). Разработал экспериментальные методики с количественной оценкой результатов немецкий физиолог К.Людвиг. Им предложен кимограф и ртутный монограф для записи кровяного давления.
Во второй половине XIX века физиология окончательно отделилась от анатомии и стала самостоятельной наукой. В университетах России и Америки создавались физиологические лаборатории. В этот период многие ученые стали заниматься изучением функций нервной системы.
Развитие физиологии в последней трети XIX и начала XX века в России происходило особенно интенсивно. Всемирную известность приобрели работы Н.Е.Введенского, который выдвинул новый взгляд на природу торможения, создал теорию парабиоза и др.
Особая заслуга в создании новых направлений в физиологии в России, а затем и в мире, принадлежала Ивану Михайловичу Сеченову и Ивану Петровичу Павлову.
«Отцом русской физиологии» называют И.М.Сеченова (1829-1905 г.г.). Сеченов И.М. стал основоположником новой отрасли науки – физиологии труда. Он впервые извлек и проанализировал растворенные в крови газы, описал явление торможения в центральной нервной системе. Особенно важное значение имеет разработанная им материалистическая теория психической деятельности человека. В своей книге «Рефлексы головного мозга» (1863) Сеченов убедительно показал, что сложнейшие психические процессы протекают по рефлекторному механизму.
На рубеже XIX и ХХ веков развернулось творчество великого русского физиолога И.П.Павлова (1849-1936). И.П.Павлов провел выдающиеся исследования по вопросам регуляции кровообращения и пищеварения. Им разработана методика операций, которые не нарушали здоровья животного и, в то же время, позволяли длительно наблюдать за работой пищеварительных желез. За работы по физиологии пищеварения в 1904 г. ему была присуждена Нобелевская премия. Венцом научного творчества Павлова И.П. было создание нового раздела физиологии – учение о высшей нервной деятельности. Он впервые создал метод, позволяющий изучить психические процессы. Основываясь на теоретических положениях И.М. Сеченова об организме как целом, И.П. Павлов выдвинул положение о том, что условные рефлексы являются высшей формой приспособления организма к условиям существования.
В первой половине ХХ века аспект исследований организма как целого получил дальнейшее развитие. Опираясь на идею Бернулли о постоянстве внутренней среды, У.Кеннон создал учение о гомеостазе – универсальном свойстве живого организма сохранять стабильность (постоянство) деятельности различных систем в ответ на внешние воздействия, нарушающие это постоянство. С идеями гомеостаза связано появление новой науки – кибернетики. В этот же период появилась возможность регистрации функций организма на расстоянии (радио- и телеметрия).
Общая направленность физиологических исследований в наши дни состоит в том, что физиологи получили новые возможности для изучения деятельности различных систем и органов. Характерной особенностью современной физиологии является изучение процессов в клетках, мембранах и даже молекулярные процессы.
Развитие космонавтики, воздухоплавания, освоение горных массивов и вод мирового океана привело к необходимости изучения влияния на человеческий организм невесомости, пониженного или повышенного барометрического давления. Развитие спорта и проблема гиподинамии вызвала необходимость исследования двигательных функций, возможных пределов интенсификации функциональной активности различных систем организма.
§ 2. Предмет физиологии и
современные методы физиологических исследований
Физиология (греч. physis – природа, logos – учение) – наука, изучающая закономерности функционирования живых организмов, их отдельных систем, органов, тканей и клеток.
Физиология тесно связана с такими науками как анатомия, гистология (наука о тканях), эмбриология, биохимия, биофизика, биология.
Физиология – это экспериментальная наука. Наблюдая и изучая физиологические процессы, физиолог фиксирует результаты наблюдений. Методами регистрации полученных экспериментальных данных являются: ведение протокола, слайды, кинофильмы, фотографии, ЭКГ – электрокардиограмма, ЭЭГ - электроэнцефалограмма, ЭМГ - электромиограмма и т.д..
Физиология – наука экспериментальная и в ней различают следующие формы проведения эксперимента:
· острый эксперимент. В ходе эксперимента производится искусственная изоляция органов и тканей, иссечение и искусственное раздражение различных органов, отведение биопотенциалов и т.д.. Во время проведения острого эксперимента лабораторное животное находится под наркозом.
· хронический эксперимент. В ходе хронического эксперимента животное длительное время подвергается воздействию какого-либо раздражителя. В процессе этого воздействия определяются различные показатели. В условиях хронического эксперимента изучают также сложные формы поведения, для чего используют методику условных рефлексов.
Методы физиологических исследований:
· метод удаления (экстирпации) органа или только части его из организма (зуба, почки, миндалин и т.д.);
· метод пересадки (трансплантации) органа, например, сердца;
· метод сосудистых анастомозов - сшивание разных сосудов;
· метод наложения лигатур - перевязывание различных сосудов, питающих орган;
· метод катетеризации – введение тонких трубочек (катетеров) в органы, при исследованиях сердца, кровеносных сосудов, мочевого пузыря, желчного пузыря и др.;
· метод возбуждения органа путем электрического, механического, химического или других воздействий;
· метод перфузии заключается в том, что через сосуды удаленного органа пропускают определенные растворы.
ТЕМА № 2.
КЛЕТКА. МЕМБРАННЫЙ ПОТЕНЦИАЛ КЛЕТКИ
§ 1. Клетка, ее строение, формы и основные свойства
Клетка – это простейшая живая система. Снаружи клетка покрыта оболочкой – мембраной. Мембрана на своей поверхности образует выросты и складочки, что помогает соединению клеток в ткани. В состав мембран входят белки, липиды, вода, ионы, АТФ, отдельные ферменты, полисахариды и пр.
Мембрана клетки имеет отверстия – поры, которые могут пропускать в клетку и из клетки различные вещества, воду, ионы.
Поры мембраны обладают своими свойствами:
· они не растяжимы и их диаметр постоянен;
· они специфичны – сквозь поры может проходить только лишь определенное вещество (или питательные вещества, или продукты обмена клетки, или вода или ионы);
· поры могут быть открыты или закрыты.
Внутри клетки и вне ее находятся различные химические вещества – ионы. Ионы могут быть заряжены положительно или отрицательно. Положительно заряженные ионы называются – катионы. Отрицательно заряженные ионы называются – анионами. Катионы и анионы, своим присутствием, создают положительный или отрицательный заряд на внутренней и внешней поверхности мембраны. Таким образом, мембрана клетки может иметь два различных заряда на внешней и внутренней поверхности (допустим, внешняя поверхность заряжена положительно, а внутренняя – отрицательно) – это называется разность потенциалов.
В данной теме будут рассмотрены два катиона – натрий (Na) и калий (К). Говоря об анионах, примем во внимание то, что определенное количество анионов находится у наружной и внутренней стороны мембраны клетки.
Форма клетки зависит от того, к какой ткани она принадлежит. По своей форме клетки могут быть:
· цилиндрические и кубические (клетки кожи);
· дисковидные (эритроциты);
· шаровидные (яйцеклетки);
· веретеновидные (гладкомышечные);
· звездчатые и пирамидные (нервные клетки);
· не имеющие постоянной формы – амебовидные (лейкоциты).
Клетка обладает рядом свойств: она питается, растет, размножается, восстанавливается, адаптируется к окружающей её среде, обменивается энергией и веществами с окружающей средой, выполняет присущие ей функции (в зависимости от того, к какой ткани принадлежит данная клетка). Кроме того, клетка обладает возбудимостью.
Возбудимость – это способность клетки в ответ на раздражения переходить из состояния покоя к состоянию активности.
Раздражения могут поступать из внешней среды или возникать внутри клетки. Раздражителями, вызывающими возбуждение, могут быть: электрические, химические, механические, температурные и иные стимулы.
Клетка может находиться в двух основных состояниях – в покое и в возбуждении. Покой и возбуждение клетки иначе называют – мембранный потенциал покоя и мембранный потенциал действия.
Дата: 2019-02-02, просмотров: 237.
