Шпаргалка по "Ботанике"

Экзаменационные вопросы по нормальной физиологии для  студентов 2 курса заочного отделения  фармацевтического факультета

1. Строение и характеристика возбудимых тканей. Раздражимость. Возбудимость. Раздражение. Возбуждение. Проводимость.

Основным свойством любой  ткани является раздражимость, т. е. способность ткани изменять свои физиологические свойства и проявлять функциональные отправления в ответ на действие раздражителей.

Раздражители – это  факторы внешней или внутренней среды, действующие на возбудимые структуры. Различают две группы раздражителей:

1) естественные;

2) искусственные: физические. Классификация раздражителей по биологическому принципу:

1) адекватные, которые при минимальных энергетических затратах вызывают возбуждение ткани в естественных условиях существования организма;

2) неадекватные, которые вызывают в тканях возбуждение при достаточной силе и продолжительном воздействии.

К общим физиологическим  свойствам тканей относятся:

1) возбудимость – способность живой ткани отвечать на действие достаточно сильного, быстрого и длительно действующего раздражителя изменением физиологических свойств и возникновением процесса возбуждения.

Мерой возбудимости является порог раздражения. Порог раздражения  – это та минимальная сила раздражителя, которая впервые вызывает видимые  ответные реакции;

2) проводимость – способность ткани передавать возникшее возбуждение за счет электрического сигнала от места раздражения по длине возбудимой ткани;

3) рефрактерность – временное снижение возбудимости одновременно с возникшим в ткани возбуждением. Рефрактерность бывает абсолютной;

4) лабильность – способность возбудимой ткани реагировать на раздражение с определенной скоростью.

.

2. Строение клеточной мембраны.

Мембраны состоят из липидов  трёх классов: фосфолипиды, гликолипиды  и холестерол. Фосфолипиды и гликолипиды (липиды с присоединёнными к ним  углеводами) состоят из двух длинных  гидрофобных углеводородных «хвостов», которые связаны с заряженной гидрофильной «головой». Холестерол придаёт  мембране жёсткость, занимая свободное  пространство между гидрофобными хвостами липидов и не позволяя им изгибаться. Поэтому мембраны с малым содержанием  холестерола более гибкие, а с  большим — более жёсткие и  хрупкие. Также холестерол служит «стопором», препятствующим перемещению полярных молекул из клетки и в клетку. Важную часть мембраны составляют белки, пронизывающие её и отвечающие за разнообразные свойства мембран. Их состав и ориентация в разных мембранах  различаются.

Клеточные мембраны часто  асимметричны, то есть слои отличаются по составу липидов, переход отдельной  молекулы из одного слоя в другой (так  называемый флип-флоп) затруднён.

 

3. Классификация и характеристика раздражителей.

Основным свойством любой  ткани является раздражимость, т. е. способность ткани изменять свои физиологические свойства и проявлять  функциональные отправления в ответ  на действие раздражителей.

Раздражители – это  факторы внешней или внутренней среды, действующие на возбудимые структуры.

Различают две группы раздражителей:

1) естественные (нервные  импульсы, возникающие в нервных  клетках и различных рецепторах);

2) искусственные: физические (механические – удар, укол; температурные  – тепло, холод; электрический  ток – переменный или постоянный), химические (кислоты, основания,  эфиры и т. п.), физико-химические (осмотические – кристаллик хлорида  натрия).

Классификация раздражителей  по биологическому принципу:

1) адекватные, которые при  минимальных энергетических затратах  вызывают возбуждение ткани в  естественных условиях существования  организма;

2) неадекватные, которые  вызывают в тканях возбуждение  при достаточной силе и продолжительном  воздействии.

 

4. Законы раздражения. 

Законы устанавливают  зависимость ответной реакции ткани  от параметров раздражителя. Существуют три закона раздражения возбудимых тканей:

1) закон силы раздражения;

2) закон длительности раздражения;

3) закон градиента раздражения.

Закон силы раздражения устанавливает  зависимость ответной реакции от силы раздражителя. Эта зависимость  неодинакова для отдельных клеток и для целой ткани. Для одиночных  клеток зависимость называется «все или ничего». Характер ответной реакции  зависит от достаточной пороговой  величины раздражителя.

Закон длительности раздражений. Ответная реакция ткани зависит  от длительности раздражения, но осуществляется в определенных пределах и носит  прямо пропорциональный характер.

Закон градиента раздражения. Градиент – это крутизна нарастания раздражения. Ответная реакция ткани  зависит до определенного предела  от градиента раздражения.

 

5. Строение мембран. Трансмембранные ионные градиенты (Ходжкин-Хаксли).

электрический потенциал  содержимого живых клеток принято  измерять относительно потенциала внешней  среды, который обычно принимают  равным нулю. Поэтому считают синонимами такие понятия, как трансмембранная  разность потенциалов в покое, потенциал  покоя, мембранный потенциал. Обычно величина потенциала покоя колеблется от -70 до -95 мВ. Согласно концепции Ходжкина и Хаксли, величина потенциала покоя  зависит от ряда факторов, в частности  от селективной (избирательной) проницаемости  клеточной мембраны для различных  ионов; различной концентрации ионов  цитоплазмы клетки и ионов окружающей среды (ионной асимметрии); работы механизмов активного транспорта ионов. Все  эти факторы тесно свя­заны между  собой и их разделение имеет определенную условность.

 

6. Механизмы возникновения мембранного потенциала. Роль активного транспорта ионов в поддержании мембранного потенциала. Пассивный и сопряженный транспорт 

Существует мембранно-ионная теория биопотенциала. Особенности  строения и свойства мембраны объясняют  неравномерное распределение ионов. Клеточная мембрана - наружная поверхность  возбудимой клетки, которая является носителем двойного электрического заряда. Строение клеточной мембраны описано в 1935 г. Даниэлли и Доусоном. Толщина мембраны 7-10 нм.

Клеточная мембрана состоит  из 3-х слоев: двойной слой фосфолипидов и слой белков (внутри).

Слой фосфолипидов является прерывистым, белки клеточной мембраны подвижны и свободно плавают в  липидном геле. Эти белковые молекулы по-разному погружены в мембрану. Но всегда сохраняют контакт с  окружающей средой с помощью полярной группы. На внутренней поверхности  мембраны белков больше, чем на наружной.

Функции белков клеточной  мембраны:

структурная;

рецепторная: у белков наружной поверхности клетки есть активный центр, который обладает сродством к  различным веществам (гормонам, биологически активным веществам и т. д.);

ферментативная активируется под влиянием различных факторов;

транспортная - полностью  погруженные в липидный гель белки  образуют каналы, через которые проходят различные вещества.

Обнаружены каналы для  всех потенциал образующих ионов: К+, Na+, Са2+, Cl-. Каналы могут быть открыты  или закрыты благодаря воротам.

Существуют 2 вида ворот:

активационные (в глубине  канала);

инактивационные (на поверхности  канала).

Ворота могут находиться в одном из 3-х состояний:

открытое состояние (открыты  оба вида ворот);

закрытое состояние (закрыты  активационные ворота);

инактивационное состояние (закрыты инактивационные ворота).

Существуют 2 вида клеточных  каналов в зависимости от причины  их открытия:

потенциалзависимые - открываются  при изменении разности потенциалов;

потенциалнезависимые (гормонрегулируемые, рецепторрегулируемые) - открываются  при взаимодействии рецепторов с  веществами.

Свойства клеточной мембраны. Возникновение потенциала - результат  збирательной проницаемости мембраны.

Причины избирательной проницаемости:

механический фактор - у  ионов К+ - малый диаметр, поэтому  они проходят через узкие калиевые каналы. Диаметр ионов Na+ в 2 раза больше, чем у ионов К+. Поэтому в  состоянии покоя ионы Na+, через  узкие калиевые каналы почти не проходят;

электостатический фактор - у входа в канал есть заряд, создаваемый белковой молекулой;

конкурентный фактор - в  состоянии покоя натриевые каналы блокированы ионами Са2+. В состоянии  покоя клеточная мембрана хорошо проницаема для ионов К+, Cl- и почти  непроницаема для ионов Na+. Таким  образом на наружной поверхности  клетки преобладают ионы Na+ и Cl, а внутри - ионы К+ и анионы органических соединений. Неравномерное распределение - результат сил Доммановского равновесия.

Вывод:

клеточная мембрана имеет  каналы, через которые проходят ионы;

клеточная мембрана обладает избирательной проницаемостью;

потенциалобразующие ионы неравномерно распределены по обе стороны клеточной  мембраны.

 

7. Потенциал действия, его фазы, механизмы генерации.

 

Потенциал действия – это  сдвиг мембранного потенциала, возникающий  в ткани при действии порогового и сверхпорогового раздражителя, что сопровождается перезарядкой клеточной  мембраны.

При действии порогового или  сверхпорогового раздражителя изменяется проницаемость клеточной мембраны для ионов в различной степени. Для ионов Na она повышается и градиент развивается медленно. В результате движение ионов Na происходит внутрь клетки, ионы К двигаются из клетки, что  приводит к перезарядке клеточной  мембраны. Наружная поверхность мембраны несет отрицательный заряд, внутренняя – положительный.

Компоненты потенциала действия:

1) локальный ответ;

2) высоковольтный пиковый потенциал (спайк);

3) следовые колебания.

Ионы Na путем простой диффузии поступают в клетку без затрат энергии. Достигнув пороговой силы, мембранный потенциал снижается  до критического уровня деполяризации (примерно 50 мВ). Критический уровень деполяризации – это то количество милливольт, на которое должен снизиться мембранный потенциал, чтобы возник лавинообразный ход ионов Na в клетку.

Высоковольтный пиковый  потенциал (спайк).

Пик потенциала действия является постоянным компонентом потенциала действия. Он состоит из двух фаз:

1) восходящей части – фазы деполяризации;

2) нисходящей части – фазы реполяризации.

Лавинообразное поступление  ионов Na в клетку приводит к изменению  потенциала на клеточной мембране. Чем больше ионов Na войдет в клетку, тем в большей степени деполяризуется мембрана, тем больше откроется активационных  ворот. Возникновение заряда с противоположным  знаком называется инверсией потенциала мембраны. Движение ионов Na внутрь клетки продолжается до момента электрохимического равновесия по иону Na Амплитуда потенциала действия не зависит от силы раздражителя, она зависит от концентрации ионов Na и от степени проницаемости  мембраны к ионам Na. Нисходящая фаза (фаза реполяризации) возвращает заряд  мембраны к исходному знаку. При  достижении электрохимического равновесия по ионам Na происходит инактивация  активационных ворот, снижается  проницаемость к ионам Na и возрастает проницаемость к ионам K. Полного  восстановления мембранного потенциала не происходит.

В процессе восстановительных  реакций на клеточной мембране регистрируются следовые потенциалы – положительный  и отрицательный.

 

8. Соотношение фаз возбудимости с фазами потенциала действия.

Уровень возбудимости клетки зависит от фазы ПД. В фазу локального ответа возбудимость возрастает. Это  фазу возбудимости называют латентным  дополнением.

В фазу реполяризации ПД, когда открываются все натриевые  каналы и ионы натрия лавинообразно  устремляются в клетку, никакой даже сверхсильный раздражитель не может  стимулировать этот процесс. Поэтому  фазе деполяризации соответствует  фаза полной невозбудимости или абсолютной рефрактерности.

В фазе реполяризации все  большая часть натриевых каналов  закрывается. Однако они могут вновь  открываться при действии сверхпорогового  раздражителя. Т.е. возбудимость начинает вновь повышаться. Этому соответствует  фаза относительной невозбудимости или относительной рефрактерности.