Основные исторические этапы развития физиологии.

Особенности допавловского периода развития физиологии

Основные исторические этапы развития физиологии.

В1. Место в физиологии в системе наук о человеке и подготовке психолога. Связь физиологии с психологией, генетикой, анатомией и биохимией. Основные этапы развития физиологии.

ФИЗИОЛОГИЯ — наука о жизнедеятельности организма как целого, его взаимодействии с внешней средой и динамике жизненных процессов.

Физиология занимает особое место в ряду биологических, педагогических, психологических и медицинских наук. Наряду с анатомией, генетикой и другими медико-биологическими дисциплинами ей принадлежит огромная роль в понимании общих и частных закономерностей жизнедеятельности живых существ.

Физиология как самостоятельная наука имеет ряд специфических особенностей.

Она изучает закономерности работы здорового организма во взаимосвязи с окружающей, в том числе социальной, средой: механизмы, позволяющие человеку оставаться здоровым, несмотря на агрессивное воздействие факторов окружающей среды, физические и эмоциональные, в том числе стрессовые нагрузки. Физиология имеет выраженную общественную направленность для понимания закономерностей связи организма со средой и общественного развития.

Предметом физиологии человека является здоровый человеческий организм.

Основные задачи: 1. исследование механизмов функционирования клеток, тканей, органов, систем органов, организма в целом;      2. изучение механизмов регуляции функций органов и систем органов;

3. выявление реакций организма и его систем на изменение внешней и внутренней среды, а также исследование механизмов возникающих реакций.

Основные разделы физиологии:

1. общая физиология изучает основные закономерности жизнедеятельности организма и механизмы основных процессов;

2. частная физиология — функции отдельных клеток, органов и физиологических систем. В ней выделяют физиологию мышечной ткани, физиологию сердца и др.;

3. разделы, имеющие специфические предметы исследования и использующие особые подходы: эволюционная, сравнительная физиология;

4. в физиологии человека выделяют прикладные разделы: возрастная, клиническая физиология, физиология труда и спорта, авиационная и космическая физиология;

5. некоторые разделы физиологии являются базой для психологии: физиология высшей нервной деятельности, физиология центральной нервной системы.

Основные этапы развития физиологии

В соответствии с представлениями специалистов в области истории науки в развитии физиологии условно выделяют два этапа:

— до научный (до 1628 года);

— научный (после 1628 года).

До научный этап развития физиологии. Представителями до научного этапа развития физиологии можно считать известных ученых древности Гиппократа, Авицену, Галена, Парацельса и многих других.

Гиппократ и Гален, например, разработали представления о типах поведения человека (представления о холериках, сангвиниках, меланхоликах и флегматиках).

Авицена разработал ряд оригинальных представлений об индивидуальном здоровье и способах его укрепления.

Научный этап развития физиологии. Датой начала научного этапа физиологии считают дату выхода в свет труда известного английского врача и физиолога Уильяма Гарвея (1578-1657) «Анатомические исследования о движении сердца и крови у животных» (1628).

В данной работе впервые У.Гарвей сформу-лировал представления о движении крови у животных по большому кругу кровообращения.

При этом все данные были получены экспериментально с использованием нового для того времени метода-метода вивисекции (буквально термин вивисекция означает живо-сечение).

Основоположником научной физиологии считается В. Гарвей. В 1628 г. вышла в свет книга «Анатомические исследования движения крови и сердца у живых». Автором было дано описание большого круга кровообращения. Эта дата и считается датой рождения научной физиологии.

В истории развития физиологии можно выделить два больших периода:

1) допавловский;

2) павловский.

Допавловский период продолжался до 1883 г., когда была издана диссертация И. П. Павлова «Центробежные нервы сердца».

Особенности допавловского периода развития физиологии

1. Функция изучалась на отдельных органах, не учитывалась целостность организма.

2. Не изучалось влияние нервной системы на функции организма в целом и отдельных его органов.

3. Не изучалось влияние факторов внешней среды на функциональное состояние организма человека.

4. Господствовал аналитический подход к изучению функций организма.

5. При экспериментах в физиологии применялись только наблюдения и острый опыт.

Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 530;

Источник: https://studopedia.net/10_43002_osobennosti-dopavlovskogo-perioda-razvitiya-fiziologii.html

Основные этапы развития физиологии. Допавловский и Павловский периоды развития

Основные исторические этапы развития физиологии.

1. Основные этапы развития физиологии. Допавловскийи Павловский периоды развития……………………………………………. 32. Физиологические методы исследования………………………………… 53. Рефлекторная теория И.П. Павлова, ее принципы………………………. 14

Список литературы………………………………………………………….. 19

1. Основные этапы развития физиологии. Допавловский и

Павловский периоды развития

Год становления физиологии – 1628 г. В этот год вышла книгаанглийского анатома и физиолога У. Гарвея «Учение о движении сердца икрови в организме» – впервые описан большой круг кровообращения.Периоды физиологии принято подразделять на два периода:– допавловский – 1628-1883 г.

;– павловский – с 1883 г. – диссертация И. Павлова «Центробежныенервы сердца».

Павловский этап базируется на трех основных принципах – организм– это единая система, которая объединяет:– различные органы в их сложном взаимодействии между собой,– организм – единое целое с окружающей средой;– принцип нервизма.1 период-допавловский. Уходит корнями в древность и длится до1883 года.

В этот период физиология формируется, как наука. В 1826 годуанглийский ученый Гарвей описывает большой круг кровообращения;рождение научной физиологии.

Особенности 1 периода:1)в науке преобладает метод наблюдения и острого эксперимента;2)функции органов изучаются изолированно, не учитывается ихвзаимосвязь и взаимодействие друг с другом-аналитическое направление;3)не учитывается влияние окружающей среды на организм;4)не рассматривается значение нервной системы в регуляциифункций.2 период-павловский. Начинается с 1883 года и продолжается по

наши дни. В 1883 году Павлов защищает докторскую десертацию на тему

3

«Центробежные нервы сердца». На этом этапе сформировались основныепринципы Павловской физиологии.

Особенности 2 периода:1)стал преобладать опыт хронического эксперимента;2)функции органов изучаются во взаимосвязи и во взаимодействиидруг с другом-синтетическое направление;3)изучается влияние окружающей среды;4)Получил распространение принцип нервизма-распростраенениевлияния нервной системы на функции значительного количества органов

и тканей.

4

2. Физиологические методы исследования

2.1 Наблюдение как метод физиологического исследования

Сравнительно медленное развитие экспериментальной физиологиина протяжении двух столетий после работ В. Гарвея объясняется низкимуровнем производства и развития естествознания, а такженесовершенством исследования физиологических явлений путем ихобычного наблюдения.

Подобный методический прием был и остаетсяпричиной многочисленных ошибок, так как экспериментатор долженпроводить опыт, видеть и запоминать множество сложных процессов иявлений, что представляет собой трудную задачу.

О трудностях, которыесоздает методика простого наблюдения физиологических явлений,красноречиво свидетельствуют слова Гарвея: «Скорость сердечногодвижения не позволяет различить, как происходит систола и диастола, ипоэтому нельзя узнать, в какой момент и в которой части совершаетсярасширение и сжатие.

Действительно, я не мог отличить систолы отдиастолы, так как у многих животных сердце показывается и исчезает вмгновение ока, с быстротой молнии, так что мне казалось один раз здесьсистола, а здесь — диастола, другой раз — наоборот. Во всем разность исбивчивость».Действительно, физиологические процессы представляют собойдинамические явления.

Они непрерывно развиваются и изменяются,поэтому непосредственно удается наблюдать лишь 1—2 или, в лучшемслучае, 2—3 процесса. Однако чтобы их анализировать, не обходимоустановить связь этих явлений с другими процессами, которые при такомспособе исследования остаются незамеченными. Вследствие этого простоенаблюдение физиологических процессов как метод исследования является

источником субъективных ошибок. Обычно наблюдение позволяет

5

установить лишь качественную сторону явлений и лишает возможностиисследовать их количественно.Важной вехой в развитии экспериментальной физиологии былоизобретение кимографа и введение метода графической регистрации

артериального давления немецким ученым Карлом Людвигом в 1847 г.

2.2 Графическая регистрация физиологических процессов

Метод графической регистрации ознаменовал новый этап вфизиологии. Он позволил осуществить объективную запись изучаемогопроцесса, сводившую до минимума возможность субъективных ошибок.При этом эксперимент и анализ изучаемого явления можно былопроводить в два этапа.

Во время самого опыта задача экспериментаторазаключалась в том, чтобы получить высококачественные записи — кривые— килограммы. Анализ полученных данных можно было производитьпозже, когда внимание экспериментатора уже не отвлекалось напроведение опыта. Метод графической регистрации дал возможностьзаписывать одновременно (синхронно) не один, а несколькофизиологических процессов.

Довольно скоро после изобретения способа записи артериальногодавления были предложены методы регистрации сокращения сердца имышц (Энгельман), введена техника воздушной передачи (капсула Марея),позволившая записывать иногда на значительном расстоянии от объектаряд физиологических процессов в организме: дыхательные движениягрудной клетки и живота, перистальтику и изменение тонуса желудка,кишечника и т. д. Был предложен метод регистрации изменениясосудистого тонуса (плетизмография по Моссо), объема различных

внутренних органов — онкометрия и т. д.

6

2.3 Исследования биоэлектрических явлений

Чрезвычайно важное направление развития физиологии былоознаменовано открытием «животного электричества». Л. Гальванипоказал, что живые ткани являются источником электрическихпотенциалов, способных воз действовать на нервы и мышцы другогоорганизма и вызывать сокращение мышц.

С тех пор на протяжении почтицелого столетия единственным индикатором потенциалов, генерируемыхживыми тканями (биоэлектрических потенциалов), был нервно-мышечныйпрепарат лягушки.

Он помог открыть потенциалы, генерируемые сердцемпри его деятельности (опыт Келликера и Мюллера), а такженеобходимость непрерывной генерации электрических потенциалов дляпостоянного сокращения мышц (опыт «вторичного тетануса» Маттеуччи).

Стало ясно, что биоэлектрические потенциалы — это не случайные(побочные) явления в деятельности живых тканей, а сигналы, при помощикоторых в организме передаются «команды» в нервной системе и от неемышцам и другим органам. Таким образом, живые ткани

взаимодействуют, используя «электрический язык».

Источник: https://help4students.ru/product/%D0%BE%D1%81%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D0%BD%D1%8B%D0%B5-%D1%8D%D1%82%D0%B0%D0%BF%D1%8B-%D1%80%D0%B0%D0%B7%D0%B2%D0%B8%D1%82%D0%B8%D1%8F-%D1%84%D0%B8%D0%B7%D0%B8%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D0%B8-%D0%B4/

История развития физиологии

Основные исторические этапы развития физиологии.

Физиология возникла в глубокой древности из потребностей медицины, так как для предупреждения болезней и лечения людей необходимо было знать строение организма и функции органов.

Поэтому анатомию и физиологию изучали врачи древней Греции и Рима.

Физиологические познания древних ученых основывались главным образом на догадках, вивисекции производились очень редко и поэтому многие заключения о функциях тела были неточными или ошибочными.

Немногочисленные физиологические факты, полученные учеными древнего мира, намеренно замалчивались до XIV-XV вв.

во времена феодализма, а идеалистические умозрительные предположения древних о существовании души, не зависимой от тела, были канонизированы во всех религиозных верованиях и утверждались как непреложные истины. В средние века религиозные догмы насаждались насильственно, а научные знания жестоко искоренялись.

Католическая церковь запрещала вскрывать трупы, без чего невозможны точные знания строения организма. В средние века религия привела к застою экспериментальную науку и нанесла огромный вред ее развитию.

Возрождение анатомии и физиологии началось с крушением феодального общества. А. Везалий (1514-1564) был не только основателем современной анатомии человека, но и проводил вивисекции на собаках, позволившие установить важные факты. М.

Сервет (1509 или 1511-1553) подробно изучил малый круг кровообращения, изменение крови в легких и предположил существование в них капилляров. За свои смелые научные воззрения, направленные против религии, М. Сервет был сожжен церковниками.

Анатом Фабриций (1537-1619) обнаружил клапаны в венах.

Английский врач Уильям Гарвей (1578-1657) открыл большой круг кровообращения в своих опытах на животных и путем наблюдений на людях. Он строил свои выводы на результатах вивисекции животных, поэтому его научный труд является физиологическим и считается началом современной экспериментальной физиологии.

В первой половине XVII в. естествоиспытатель и философ Рене Декарт (1596-1650), проводя вивисекции на животных и наблюдения на людях, изучал роль сердца и пищеварение. Главное его открытие в физиологии — схема безусловного рефлекса на основе изучения акта мигания при прикосновении к роговице.

Идея Декарта о рефлексе получила дальнейшее развитие и трудах чешского ученого И. Прохаски (1749-1820).

Важный вклад в физиологию внес итальянский физиолог и физик Л. Гальвани (1737-1798) — один из основателей теории электричества.

Он открыл возникновение электрического тока и нервах и мышцах лягушки при одновременном соприкосновении их с двумя разнородными металлами (железом и медью), что вызывало сокращение мышц, а затем доказал существование электричества в нервах. Итальянский физик и физиолог А.

Вольта (1745-1827) разъяснил, что при одновременном соприкосновении нервов и мышц с двумя разнородными металлами действует внешний электрический ток, а не собственное электричество. Он показал, что электрический ток возбуждает органы чувств, нервы и мышцы.

Таким образом, Гальвани и Вольта стали основателями электрофизиологии, получившей дальнейшее развитие в трудах немецкого физиолога Дюбуа-Реймона (1818-1896) и др.

Большое значение для физиологии имели биохимические исследования пищеварительных ферментов и роли ферментов в синтезе белков, проведенные А. Я. Данилевским (1838-1923).

Прогресс физиологии в XIX в. был основан на успехах физики и химии, приложенных к исследованию функций организма и его химического состава и сочетавшихся с вивисекцией. Это направление получило большое развитие.

Ч. Белл (1774-1842) и Ф. Мажанди (1783-1855) доказали, что центростремительные (чувствительные) и центробежные нервные волокна существуют раздельно. Ч. Белл обнаружил чувствительность мышц и утверждал о существовании нервного, рефлекторного кольца между мозгом и скелетной мышцей.

Ф. Мажанди доказал влияние нервной системы на регуляцию обмена веществ в органах и тканях — трофическую функцию нервной системы.

Ученик Мажанди Клод Бернар (1813-1878) сделал много важных физиологических открытий: им показано пищеварительное значение слюны и поджелудочного сока, обнаружены синтез углеводов в печени и роль ее в поддержании уровня сахара в крови, роль нервной системы в углеводном обмене и в регуляции просвета кровеносных сосудов, открыты функции многих нервов, изучены давление крови, газы крови, электрические токи нервов и мышц и многие другие вопросы.

К. Бернар считал, что большинство важнейших функций организма регулируется нервной системой.

Значительный вклад в физиологию внесли в прошлом веке также И. Мюллер (1801-1858) и его школа. Ему принадлежат многочисленные исследования по анатомии, сравнительной анатомии, гистологии, эмбриологии, по физиологии органов чувств, ого аппарата и рефлексам. Его ученик Г. Гельмгольц (1821-1894) сделал важные открытия в области физики, физиологии зрения и слуха, нервной и мышечной систем.

Для развития современной физиологии большое значение имеют исследования о природе нервного процесса (А. Ходжкин, А. Хаксли и др.), о закономерностях функционирования нервной системы (Ч. Шеррингтон, Р. Магнус, Д. Экклс и др.) и органов чувств (Р.

Гранит), об активных веществах, участвующих в передаче нервного процесса (Г. Дейл, Д. Нахмансон, М. Бакк и др.), о функциях мозгового ствола (Г. Мэгун, Г. Моруцци и др.), головного мозга (Ю. Конорский), сердечнососудистой системы (В. Старлинг, К. Уиггерс, К. Гейманс и др.), о пищеварении (И. М. Бэйлисс, А.

Айви и др.), деятельности ночек (А. Кешни, A. Ричардс и др.).

Русская физиологическая школа

В России физиология зародилась в XVIII в. Физиологические эксперименты производили B. Ф. Зуев (1754-1794), А. М. Филомафитский (1807-1849) и др. Первый отечественный учебник физиологии написал Д. М. Велланский (1773-1847).

Вначале изучались физиология дыхания, крови и кровообращения, движения, а затем основным направлением стало исследование функций разных отделов нервной системы (Д. Н. Орловский, 1821 — 1856; А. А. Соколовский, 1822—1891 и др.).

Основателем отечественной школы физиологии был И. М. Сеченов (1829-1905). В 1862 г. он открыл торможение в нервных центрах, а в 1868 г. — суммацию возбуждения в них. Он один из первых проводил электрофизиологические исследования нервной системы. В труде И. М. Сеченова «Рефлексы головного мозга» излагается основная идея рефлекторной теории.

Рефлекторная теория И. М. Сеченова получила развитие в трудах И. П. Павлова (1849-1936), а также его непосредственных учеников — Н. Е. Введенского (1852-1922), А. Ф. Самойлова (1867-1930) и др.

Выдающиеся открытия в физиологии нервной системы сделали учителя И. П. Павлова, И. Ф. Цион (1842-1912) и Ф. В. Овсянников (1827-1906).

И. Ф. Цион совместно с К. Людвигом открыл центростремительный нерв, вызывающий замедление работы сердца и расширение кровеносных сосудов.

Он обнаружил нервы, ускоряющие работу сердца; сосудосуживающее действие чревного нерва; окончательно доказал, что симпатические нервные волокна выходят из спинного мозга по передним корешкам, и впервые указал на взаимосвязь возбуждения и торможения в нервной системе. Он сформулировал гипотезу о торможении как интерференции двух сталкивающихся волн возбуждения.

Ф. В. Овсянников исследовал регуляцию кровообращения центральной нервной системой.

Первые работы И. П. Павлова также были посвящены регуляции нервной системой работы сердца и кровообращения и изучению трофической функции нервной системы, а затем И. П. Павлов и его ученики впервые детально изучили роль нервной системы в работе пищеварительных желез.

Развивая идею И. М. Сеченова о рефлексах головного мозга, И. П. Павлов открыл условные рефлексы. Школа И. П.

Павлова вскрыла основные физиологические закономерности работы головного мозга как органа, обеспечивающего соответствие функций организма изменяющимся условиям его существования.

И. П. Павлов исходил из ведущей роли нервной системы во взаимодействии целостного животного организма с внешней средой и в регуляции деятельности всех сто органов. Он экспериментально развил принцип нервизма, состоящий в исследовании влияния нервной системы на все функции организма. Школа И. П. Павлова занимает ведущее место в отечественной физиологии.

Н. Е. Введенский создал теорию единства возбуждения и торможения, их взаимных переходов, провел важные электрофизиологические работы по изучению функций нервов и мышц. Его ученик А. А.

Ухтомский (1875-1942) обосновал принцип работы нервных центров — теорию доминанты, которая является дальнейшим развитием концепций И. П. Павлова и Н. Е. Введенского о взаимоотношениях нервных центров, а также создал представление об усвоении нервной системой ритма раздражений. А. Ф.

Самойлов (1867—1930) сделал большой вклад в электрофизиологию и успешно развивал теорию о химических передатчиках нервного процесса.

В исследовании функций животных организмов И. М. Сеченов и И. П. Павлов и их ученики руководствовались идеями Ч. Дарвина.

Для отечественной физиологии характерно исследование функции в эволюции, в их фило- и онтогенетическом развитии. Ученик И. П. Павлова Л. А.

Орбели (1882-1958) создал современную отечественную эволюционную физиологию, глубоко изучил роль вегетативной нервной системы в деятельности головного мозга, органов чувств и скелетной мускулатуры.

В. М. Бехтерев (1857-1927) развил теорию условных рефлексов в патологии нервной системы людей и в психиатрии и глубоко изучил строение и функции нервной системы. Пользуясь методом условных (сочетательных) рефлексов на людях и животных и операциями на животных, он исследовал влияние внутренних органов на деятельность головного мозга и регуляцию работы внутренних органов головным мозгом.

В изучении влияния головного мозга на внутренние органы первые важные исследования принадлежат В. Я. Данилевскому (1852-1939). Он же один из первых изучил электрические явления в головном мозге.

Читайте так же статью «Физиологические открытия и развитие физиологических идей в новейшее время«.

Источник: https://www.polnaja-jenciklopedija.ru/biologiya/kratkiy-obzor-istorii-razvitiya-fiziologii.html

II. Основные этапы развития физиологии

Основные исторические этапы развития физиологии.

Предмет и задачи физиологии

Физиология (от греч. физис – природа и логос – учение) – наука о природе, о существе жизненных процессов. Физиология человека изучает жизнедеятельность организма и отдельных его частей: клеток, тканей, органов, систем.

Предметом изучения физиологии являются функцииживого организма, их связь между собой, регуляция и приспособление к внешней среде, происхождение и становление в процессе эволюции и индивидуального развития особи.

Физиологическая функция – проявления жизнедеятельности организма и его частей, имеющие приспособительное значение и направленные на достижение полезного результата. В основе функции лежит обмен веществ, энергии и информации.

Нормальной физиология – учебная дисциплина в системе высшего медицинского образования. Ее задачи:

1. Обучение будущих врачей пониманию механизма функционирования каждого органа. Познание будущими врачами функции органов является непременным условием, основой понимания патогенеза нарушений и путей их коррекции. Вылечить – это, в конечном счете, восстановить нарушенную функцию.

2. Методическая подготовка будущего врача – т.е. знание принципов получения достоверной информации о деятельности органов и систем и грамотной ее интерпретации.

3. Оценка здоровья и путей его адаптации как к меняющейся экологической ситуации, так и к характеру деятельности.

I. Методы физиологических исследований

Выделяют следующие основные методы физиологии:

1. Наблюдение. Метод наиболее ранний, его использовали еще во времена античности (Гиппократ – теория темперамента), но недостаточно точный. Однако этот метод, начиная с работ XIX века, дополнен различными видами регистрации.

2. Эксперимент острый (Клавдий Гален, Уильям Гарвей) и хронический (И.П.Павлов).

3. Моделирование.

Эти методы лежат в основе конкретных методик:

1. Экстирпация.

2. Трансплантация.

3. Денервация.

4. Регистрация биопотенциалов.

5. Электростимуляция.

6. Визуализация (ЯМР-томография и ПЭТ).

II. Основные этапы развития физиологии

Официальной датой возникновения физиологии человека и животных как науки принят 1628 г. – год выхода в свет трактата В. Гарвея «Анатомическое исследование о движении сердца и крови у животных». Это произведение послужило стимулом к изучению деятельности организма в экспериментах на животных как основного объективного источника знаний.

Д.С.Воронцов,– основатель отечественной электрофизиологии. П.Г.Костюк – директор ИФ. Крымская школа физиологии берет начало от этих ученых и их учеников (Б.М.Волынский).

III. Возбудимость

Основным свойством живых клеток является раздражимость, т. е. их способность реагировать изменением обмена веществ в ответ на действие раздражителей. Возбудимость – свойство клеток отвечать на раздражение возбуждением.

К возбудимым относят нервные, мышечные и некоторые секреторные клетки.

Возбуждение – ответ ткани на ее раздражение, проявляющийся в специфической для нее функции (проведение возбуждения нервной тканью, сокращение мышцы, секреция железы) и неспецифических реакциях (метаболические изменения).

Одним из важных свойств живых клеток является их электрическая возбудимость, т.е. способность возбуждаться в ответ на действие электрического тока. Высокая чувствительность возбудимых тканей к действию слабого электрического тока впервые была продемонстрирована Гальвани в опытах на нервно-мышечном препарате задних лапок лягушки.

В конце XIX века стало очевидно, что электрические явления, которые возникают в возбудимых тканях, обусловлены электрическими свойствами клеточных мембран.

Согласно современным представлениям, биологические мембраны образуют наружную оболочку всех животных клеток и формируют многочисленные внутриклеточные органеллы.

Наиболее характерным структурным признаком является то, что мембраны всегда образуют замкнутые пространства, и такая микроструктурная организация мембран позволяет им выполнять важнейшие функции:

1. Барьерная функция выражается в том, что мембрана при помощи соответствующих механизмов участвует в создании концентрационных градиентов, препятствуя свободной диффузии.

2. Регуляторная функция клеточной мембраны заключается в регуляции внутриклеточных реакций за счет рецепции внеклеточных биологически активных веществ, что приводит к изменению активности ферментных систем мембраны и запуску механизмов вторичных «месенджеров» («посредников»).

3. Преобразование внешних стимулов неэлектрической природы в электрические сигналы (в рецепторах).

4. Высвобождение нейромедиаторов в синаптических окончаниях.

Современными методами электронной микроскопии была определена толщина клеточных мембран (6–12 нм). Химический анализ показал, что мембраны в основном состоят из липидов и белков, количество которых неодинаково у разных типов клеток. В настоящее время можно говорить о нескольких видах моделей клеточной мембраны, среди которых наибольшее распространение получила жидкостно-мозаичная модель.

Согласно этой модели, мембрана представлена бислоем фосфолипидных молекул, ориентированных таким образом, что гидрофобные концы молекул находятся внутри бислоя, а гидрофильные направлены в водную фазу. Такая структура идеально подходит для образования раздела двух фаз: вне- и внутриклеточной.

В фосфолипидном бислое интегрированы глобулярные белки, полярные участки которых образуют гидрофильную поверхность в водной фазе.

Эти интегрированные белки выполняют различные функции, в том числе рецепторную, ферментативную, образуют ионные каналы, являются мембранными насосами и переносчиками ионов и молекул.

Строение и функции ионных каналов. Ионы Na+, К+, Са2+, Сl- проникают внутрь клетки и выходят наружу через специальные, заполненные жидкостью каналы.

Размер каналов довольно мал (диаметр 0,5–0,7 нм). Одни из них весьма специфичны, вторые, кроме основного иона, могут пропускать и другие ионы.

Расчеты показывают, что суммарная площадь каналов занимает незначительную часть поверхности клеточной мембраны.

Функцию ионных каналов изучают различными способами. Наиболее распространенным является метод фиксации напряжения. Совместное использование метода фиксации потенциала и специфических блокаторов ионных каналов привело к открытию различных типов ионных каналов в клеточной мембране. Изучение функции отдельных каналов возможно методом локальной фиксации потенциала «раth-сlаmр».

Стеклянный микроэлектрод (микропипетка) заполняют солевым раствором, прижимают к поверхности мембраны и создают небольшое разрежение. При этом часть мембраны подсасывается к микроэлектроду. Если в зоне присасывания оказывается ионный канал, то регистрируют активность одиночного канала.

Система раздражения и регистрации активности канала мало отличается от системы фиксации напряжения.

Именно ионные каналы обеспечивают два важных свойства мембраны: селективность и проводимость. Селективность, или избирательность, канала обеспечивается его особой белковой структурой. Большинство каналов являются электроуправляемыми, т. е.

их способность проводить ионы зависит от величины мембранного потенциала.

Канал неоднороден по своим функциональным характеристикам, особенно это касается белковых структур, находящихся у входа в канал и у его выхода (так называемые воротные механизмы).

Рассмотрим принцип работы ионных каналов на примере натриевого канала. Полагают, что в состоянии покоя натриевый канал закрыт. При деполяризации клеточной мембраны до определенного уровня происходит открытие m-активационных ворот (активация) и усиление поступления ионов Na+ внутрь клетки.

Через несколько миллисекунд после открытия т-ворот происходит закрытие h-ворот, расположенных у выхода натриевых каналов (инактивация). Инактивация развивается в клеточной мембране очень быстро и степень инактивации зависит от величины и времени действия деполяризующего стимула.

Работа натриевых каналов определяется величиной мембранного потенциала в соответствии с определенными законами вероятности.

Кроме натриевых, в клеточных мембранах установлены другие виды каналов, избирательно проницаемых для отдельных ионов: К+, Са2+, причем существуют разновидности каналов для этих ионов.

Для калиевых каналов процесс инактивации, как для нариевых каналов, не существует. Имеются особые калиевые каналы, активирующиеся при повышении внутриклеточной концентрации кальция и деполяризации клеточной мембраны.

Активация калий-кальцийзависимых каналов ускоряет реполяризацию, тем самым восстанавливая исходное значение потенциала покоя.

Особый интерес представляют кальциевые каналы. Входящий кальциевый ток, как правило, недостаточно велик, чтобы нормально деполяризовать клеточную мембрану. Чаще всего поступающий в клетку кальций выступает в роли «мессенджера», или вторичного посредника. Активация кальциевых каналов обеспечивается деполяризацией клеточной мембраны, например входящим натриевым током.

Дата добавления: 2017-09-19; просмотров: 937; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

ПОСМОТРЕТЬ ЁЩЕ:

Источник: https://helpiks.org/9-29540.html

Uchebnik-free
Добавить комментарий