Ведущие постулаты теории функциональных систем

Стоматологический факультет, 1 курс

Учебно-методическое пособие к вводному занятию.

Тема занятия: Предмет и методы исследования физиологии. Характеристика современного системного этапа развития физиологии.

Цель занятия:Изучить предмет и методы исследования физиологии. Познакомиться с аналитическим и системным подходами в изучении физиологии. Усвоить принципы организации функциональных гомеостатических систем организма по П.К. Анохину. Повторить строение и функции мембран клеток, функции мембранных структур.

Для достижения поставленной цели необходимо:

Повторить:

1. Из курса медицинской биофизики основные понятия кибернетики, теории регулирования, виды аппаратуры, применяемой в медицине.

2. Из школьного курса, биологии, гистологии строение клетки, функции органоидов клетки, материал школьной программы о рефлекторной деятельности организма..

Изучить литературу:

Основную:

1. Яковлев В.Н., Есауленко И.Э., Сергиенко А.В. Нормальная физиология: учебник / в 3 томах/ / Под ред. В.Н. Яковлева. – М.: Изд. Центр Академия, 2006.

2. Орлов М.С. Нормальная физиология: учебник. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2005.

3. Физиология человека. Задачи и упражнения: учебное пособие: / под ред. Ю.И. Савченкова. – Ростов н/ Д.: Феникс, 2007.

Дополнительную:

1. Основы физиологии человека: Учебник для высших учебных заведений / в 2-х томах / Под ред. Б.И. Ткаченко. – СПб, 1994. – Т. 1.

2. Физиология человека: Учебник / в 2-х томах /Под ред. В.М. Покровского, Г.Ф. Коротько. – М.: Медицина. –1998. – Т. 1.

3. Руководство к практическим занятиям по физиологии / Под ред. Г.И. Косицкого, В.А. Полянцева. – М.: Медицина, 1988.

В результате изучения предложенного материала к занятию необходимо

Знать:

1. Что изучает физиология, цели и задачи предмета.

2. Методы исследования физиологии, основные вида аппаратуры, применяемой в исследованиях.

3. Определение основных понятий физиологии: «функции», «функциональных состояний» (покоя, деятельности, отдыха), «раздражимости», «возбудимости», «раздражения», «возбуждения», «раздражителей» (адекватных, неадекватных), «возбудимых тканей».

4. Характеристику аналитического и системного подходов в изучении физиологии.

5. Определение понятий: «система», «функциональная система», «элемент системы».

6. Общий план строения функциональной гомеостатической системы, характеристику элементов системы, основные свойства функциональных систем.

7. Структуру клеточной мембраны и её функции.

Уметь:

1. Формулировать определения всех изучаемых на занятии понятий.

2. Рисовать общую схему функциональной гомеостатической системы по П.К. Анохину.

3. Рисовать схему мембраны клетки, объяснять функции мембранных белков.

Организация самостоятельной внеаудиторной работы

Выполните письменно задания раздела «Самостоятельная работа»:

1.Нарисуйте графологическую схему «Физиология человека. Основные понятия физиологии». 2. Дайте определение понятиям: раздражимость, возбудимость, адекватный раздражитель, специфические и неспецифические функции.

3. Нарисуйте графологическую схему «Физиологические методы исследования».

4. Нарисуйте схему мембраны клетки. Перечислите основные структуры и функции клеточной мембраны (рис. 5, 6).

5. Перечислите функции мембранных белков.

Организация самостоятельной работы на занятии:

1. Тест для оценки исходного уровня знаний школьной программы по физиологии (на базе ЕГ по биологии).

2. Знакомство с технологией процесса обучения на кафедре «нормальная физиология», рейтинговой системой оценки знаний по предмету, организацией аудиторной и внеаудиторной работы студентов.

3. Обсуждение предмета физиологии как биологической науки. При обсуждении используйте графологические схемы «Физиология человека», «Основные понятия физиологии», «Физиологические методы исследования» (рис. 1, 2,3).

4. Практические работы:

Работа 1:: «Знакомство с технологией подготовки острого эксперимента по видеофильму «Приготовление нервно-мышечного препарата». В протоколе нарисуйте схему нервно-мышечного препарата, подпишите его части. Обсудите, какие достоинства и недостатки имеет такой метод исследования, как острый эксперимент.

Работа 2: «Обсуждение этапов развития физиологии, особенностей современного этапа развития физиологии». В протоколе сформулируйте определение функциональной системы организма, нарисуйте общую схему функциональной гомеостатической системы, дайте краткую характеристику каждому элементу системы (рис.4).

Приложение к занятию:

Рисунки к занятию

2. Блок информации:

Функциональные системы организма

Система – совокупность взаимодействующих элементов.

Признаки системы

1. Наличие пространственных, функциональных, генетических связей между элементами. Наличие в системе прямых и обратных связей между элементами.

2. Иерархическое строение.

3. Свойство эмерджентности.

Ведущие постулаты теории функциональных систем

1. Изоморфизм – однотипность строения. Каждая функциональная система состоит из шести элементов: полезного конечного результата, рецепторов, канала обратной связи, центра регуляции, канала прямой связи. исполнительных органов.

2. Конечный полезный результат – показатель деятельности функциональной системы. Виды результатов: метаболические, гомеостатические, результаты стадной (зоосоциальной) деятельности, результаты социальной деятельности.

3. Функциональные системы саморегулирующиеся. Саморегуляция - принцип динамической организации системы, обеспечивает гомеостаз (гомеокинез) показателей внутренней среды.

4. Опережающее отражение действительности – способность предвидеть результат.

5. Избирательная мобилизация результатов деятельности отдельных органов и тканей в целостную функциональную систему.

6. Взаимосодействие элементов в достижении результата.

7. Консерватизм и пластичность в деятельности систем.

Виды взаимодействия систем:

1) Иерархия

2) Системное квантование процессов жизнедеятельности, последовательное, динамическое взаимодействие.

3) Мультипараметрическое взаимодействие.

4) Системогенез и геронтогенез

Функциональные системы сформированы клетками возбудимых тканей: нервной, мышечной и железистой. Важнейшими условиями существования клеток и клеточных органелл является, с одной стороны, изолированность от окружающей среды (вещества клетки не должны смешиваться с веществами межклеточной среды, вещества органелл с веществами цитоплазмы, автономно, автономно должны протекать химические реакции в клетке и её частях). С другой стороны, клеткам и их компонентам необходимо непрерывно избирательно обмениваться веществами и энергией друг с другом и окружающей средой. Автономность клеток и органелл и одновременно их связь с окружающей средой обеспечивают биологические мембраны.

Функции биологических мембран

1. Барьерная – отделяет внутреннее содержимое структур от внешней среды.

2. Транспортная - обеспечивает избирательный, регулируемый (изменяющийся в зависимости от функционального состояния клетки), пассивный и активный обмен веществ с окружающей средой.

3. Матричная – обеспечивает взаимное расположение и ориентацию мембранных белков, которое создаёт их оптимальное взаимодействие (например, взаимодействие мембранных ферментов).

4. Механическая – обеспечивает прочность и автономность клеток и внутриклеточных структур.

5. Энергетическая – синтез АТФ на внутренних мембранах митохондрий и фотосинтез углеводов в мембранах хлоропластов у растений.

6. Формирование возбуждения (потенциалов действия) и проведение возбуждения.

7. Рецепторная – воспринимает действие раздражителей и биологически активных веществ и другие функции.

В настоящее время общепринята жидкостно-мозаичная модель Сингера и Николсона (1972 г., рис.5,6). Согласно этой модели, структурную основу биологической мембраны составляет двойной слой фосфолипидов, в который мозаично встроены белки. Липиды, образующие двойной слой амфотерны. Они формируют внутреннюю и внешнюю поверхность мембраны, определяют её текучесть, которая позволяет нормально выполнять разнообразные функции клеток. Мембранные липиды способны к перекисному окислению с образованием свободных радикалов, избыток которых может повреждать структуры клетки.

Специфичность белков в мембране определяет функциональные различия клеточных мембран. С учетом выполняемых функций мембранные белки делят на 5 классов: белки-насосы, белки-каналы, белки-рецепторы, ферменты и структурные белки.

Белки-насосы, используя энергию АТФ, транспортируют ионы против концентрационных и электрических градиентов и поддерживают необходимый уровень их концентрации в клетке, межклеточной среде, внутри органелл.

Белки-рецепторы – это белковые молекулы, которые химически взаимодействуют с биологически активными молекулами (лигандами) и передают информацию о взаимодействии в клетку. От характера взаимодействия лиганда с рецептором в значительной степени зависит физиологический эффект биологически активного вещества.

Белки каналы образуют транспортные пути для переноса ионов. Механизм переноса связан с конформацией белка-канала, в результате которой канал может открываться или закрываться. Если белки каналы могут быть связаны с белками рецепторами в «активных центрах связывания», тогда взаимодействие лиганда с рецептором инициирует открытие или закрытие канала. Ионоселективные каналы делят на химически- и электрозависимые (потенциалзависимые). Химическизависимые каналы открываются (или закрываются) в результате действия веществ (медиаторов, гормонов, метаболитов, лекарственных средств). Состояние потенциалзависимых каналов управляется разностью потенциалов, имеющейся на мембране клетки. Ионоселективные каналы в зависимости от скорости активации и переноса ионов могут быть быстрые и медленные.

Белки-ферменты – катализаторы, ускоряющие или замедляющие реакции внутри мембраны или на её поверхности.

Структурные белки обеспечивают соединение внутриклеточных структур, соединение клеток в ткани и органы.

Поверхность клеточной мембраны покрыта гликокаликсом – трёхмерной сетью нитей гликозаминогликанов, соединённых между собой при помощи кальциевых мостиков. Гликокаликс обеспечивает механическую прочность клеточной мембраны, участвует в межклеточных взаимодействиях, рецепции, определяет иммунологические свойства клетки, разделяет молекулы веществ, контактирующие с клеткой, по величине и заряду. Гликокаликс выполняет роль специального клеточного барьера, на уровне которого происходит узнавание клеткой «своих и чужих» молекул и регуляция проницаемости различных веществ.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: