Направление «Биология» Кафедра общей физиологии

Направление «Биология»
Кафедра общей физиологии
Предмет физиология в ряду биологических дисциплин. История развития
физиологии в России и Санкт-Петербургская физиологическая школа. Современный этап
развития физиологии. Аналитико-синтетический метод изучения функций организма на
молекулярном, клеточном, системном уровнях, на уровне целого организма. Основные
достижения современной физиологии.
Физиология возбудимых тканей. Современные представления о структурнофункциональной организации мембраны возбудимых клеток. Соотношения концентраций
основных потенциал-формирующих ионов внутри и вне клетки. Соотношение
проницаемостей мембраны для этих ионов, роль Na-K-ATФазы в поддержании
асимметрии ионов. Потенциал покоя или мембранный потенциал: методы регистрации.
Механизмы генерации и функции потенциала покоя мембраны. Типы ионных каналов.
Роль лиганд- и потенциал-чувствительных натриевых, кальциевых, калиевых и хлорных
каналов в электрогенезе. Механизм возникновения локального тока при раздражении
возбудимой клетки электрическим током. Полярный закон раздражения. Зависимость
пороговой силы раздражения от его длительности. Критический уровень деполяризации.
Свойства и функции электротонических потенциалов. Условия генерации потенциала
действия. Молекулярные механизмы и ионные токи, обусловливающие фазы потенциала
действия и следовые процессы. Фазы абсолютной и относительной рефрактерности.
Функции потенциала действия. Механизмы распространения электротонического и
импульсного распространения возбуждения. Зависимость скорости проведения
возбуждения от диаметра нервного волокна, сопротивления мембраны. Роль перехвата
Ранвье. Миелинизированные и немиелинизированные волокна.
Основные
структуры
нейрона.
Классификация
типов
нейронов
по
морфологическим особенностям, основному нейромедиатору, функциям. Характеристика
типов межклеточных контактов между нервными клеткими: эфаптического,
электрического и химического синапсов. Особенности пре- и постсинаптических
процессов в химическом синапсе. Внесинаптические влияния нейромедиаторов. Ионная
природа
возбуждающего
и
тормозного
постсинаптических
потенциалов.
Постсинаптические кальциевые спайки дендритов, их возникновение и роль в регуляции
генома сомы. Генерация потенциала действия.
Взаимодействие нейронов в нервных центрах. Дивергенция и конвергенция
нервных импульсов. Временная и пространственная суммация. Принцип общего
конечного пути Ч. Шеррингтона. Явления облегчения, окклюзии, последействия,
трансформации ритма возбуждения в нервных центрах. Взаимодействие между
процессами возбуждения и торможения. Понятие о рефлексе и рефлекторной дуге. Монои полисинаптические рефлексы. Рецептивное поле рефлекса. Время рефлекса.
Периферическая нервная система. Отделы вегетативной нервной системы.
Парасимпатический отдел: парасимпатические ганглии и ядра, тазовые и блуждающие
парасимпатические нервы. Основные медиаторы в парасимпатической рефлекторной дуге.
Симпатический отдел вегетативной нервной системы: основные симпатические сплетения
и ганглии. Пре- и постганглионарные нейроны. Симпатические ядра в ЦНС. Основные
медиаторы
вегетативной нервной системы и их рецепторы. Примеры влияния
вегетативной нервной системы на сосуды и органы (сердце, кишка, надпочечник).
Спинной мозг. Общая схема строения. Характеристика ядер серого вещества
спинного мозга. Вегетативные и моторные центры. Проводящие пути. Рефлекторная
функция спинного мозга: миотатические, сгибательные, разгибательные и ритмические
рефлексы. Координация двигательной активности: регуляция длины мышцы (степени ее
сокращения) и реципрокного торможения мышц-антагонистов альфа- и гаммамотонейронами, клетками Реншоу. Роль мышечных и сухожильных рецепторов.
Типы и строение скелетных мышц. Свойства тонических (красных) и фазных
(белых) мышечных волокон. Особенности иннервации и постсинаптического
электрогенеза. Электромеханическое сопряжение: механизм мышечного сокращения , Са
и АТФ. Типы Са-зависимых ионотропных рецепторов в мембране саркоплазматического
ретикулума. Рецепторы мышц и сухожилий. Спинальные ганглии и мотонейроны в
рефлекторной регуляции длины мышцы. Двигательная система мозга: функции структур
заднего и среднего мозга, а также мозжечка в поддержании позы, перераспределении
тонуса мышц, позно-тонических и ортостатических рефлексах. Роль структур пирамидной
и экстрапирамидной систем в выборе двигательных программ, их запуске и коррекции, в
обучении двигательным стереотипам. Регуляция координации артикуляционных и
дыхательных мышц при речевом акте. Функции сенсомоторной, премоторной и моторной
областей коры в регуляции движения.
Лимбическая система мозга. Структуры обонятельного мозга и гиппокампальной
формации. Лимбические структуры промежуточного и среднего мозга. Роль лимбических
структур в механизмах памяти, генезе эмоций.
Функции структур гипоталамуса в обеспечении висцерального и метаболического
гомеостазиса, формировании мотиваций и биологических форм поведения.
Основы физиологии коры больших полушарий. Функциональная гистология коры:
слои, нейронные модули и сети. Электроэнцефалограмма. Сон и бодрствование.
Механизмы и функции фаз сна. Ритмы электроэнцефалограммы на разных фазах сна.
Современные представления о функциональной асимметрии больших полушарий.
Когнитивные функции мозга.
Эндокринная система организма как регулирующая физиологическая система.
Понятие «гормон», отличия гормона от нейромедиатора. Формы взаимодействия нервной
и гормональной систем. Химическая структура гормона и ее связь с функцией. Регуляция
секреции гормонов. Транспорт гормонов в жидкостных средах организма.
Взаимодействие гормонов с рецепторами клеток-мишеней. Типы рецепторов: ионо- и
метаботропные рецепторы, рецепторы
мембран с протеинкиназными свойствами,
внутриклеточные рецепторы как транскрипционные факторы.
Современные представления о структурной организации эндокринной
(гормональной) системы беспозвоночных и позвоночных животных.
Гипоталамо-гипофизарная система и эпифиз позвоночных как церебральные
регуляторы
функций
периферических
эндокринных
желез
и
органов
с
гормонопоэтическими функциями. Основные семейства гормонов гипофиза и
регулирующих их либеринов и статинов гипоталамуса: семейства гормона роста и
пролактина, тиреотропина и гонадотропинов, кортикотропина, меланотропина и
липотропина, вазопрессина и окситоцина. Мелатонин и белково-пептидные гормоны
эпифиза. Роль гормонов гипоталамо-гипофизарной системы и эпифиза в формировании
околосуточных и сезонных ритмов активности и метаболизма.
Гормоны шитовидной, паращитовидных желез и тимуса в регуляции метаболизма,
энергетического и кальциевого гомеостазиса. Гормоны клеток островков Лангерганса.
Стероидные
гормоны
коры
надпочечников,
гонад
и
плаценты.
Роль
глюкокортикостероидов, глюкагона и инсулина в поддержании уровня глюкозы в плазме
крови и тканях. Эндокринные функции сердца, печени, пищеварительного тракта, почек и
гонад.
Роль гормонов в регуляции процессов роста, дифференцировки клеток,
размножения, адаптации и поведения. Наиболее известные патологии эндокринной
системы.
Физиология иммунной системы. Принципы структурно-функциональной
организации
иммунной
системы.
Органы
и
ткани
иммунной
системы.
Иммунокомпетентные клетки. Физиологические основы естественного (врожденного)
иммунитета. Фагоцитоз. Клеточная токсичность. Система комплемента. Система
интерферонов. Система факторов некроза опухоли. Воспаление. Физиологические основы
адаптивного иммунитета. Субпопуляции Т-лимфоцитов. В-клеточное звено иммунитета.
Антитела. Роль гормонов, нейромедиаторов и цитокинов в регуляции адаптивного
иммунитета.
Общий план строения лимфатической системы и ее функции. Движение лимфы,
лимфатические сердца. Значение лимфатической системы для регуляции кровообращения.
Нервно-гуморальная регуляция лимфообразования и лимфообращения.
Физиология пищеварительной системы. Структуры пищеварительного тракта.
Внутриклеточное,
мембранное
и
внеклеточное
пищеварение
как
пример
приспособительной эволюции функций. Классификация пищеварительных ферментов.
Электрофизиологические особенности секреторных клеток пищеварительных желез.
Пищеварение в полости рта. Слюна, ее состав и пищеварительное действие. Рефлекторная
регуляция слюноотделения. Гормоны слюнных желез. Акты жевания и глотания.
Желудочное пищеварение: поверхностно-ямочный и железистый эпителий слизистой
желудка; состав и свойства желудочного сока; секреция соляной кислоты и пепсиногена в
фундальных железах. Фазы желудочного сокоотделения. Особенности желудочного
пищеварения у жвачных.и зерноядных птиц. Пищеварение в двенадцатиперстной кишке.
Мембранное пищеварение (А.М.Уголев). Ферментативный состав и пищеварительные
свойства панкреатического сока. Нервная и гуморальная регуляция панкреатического
сокоотделения. Желчь, ее состав и участие в дуоденальном пищеварении. Механизмы
образования и регуляции выделения желчи. Печеночная и пузырная желчь. Роль желчи в
пищеварении. Барьерная функция печени, ее роль в обезвреживании продуктов
межуточного обмена организма. Ретикуло-эндотелиальная система. Роль желчи в
процессе всасывания. Ворсиночный аппарат всасывания. Теория всасывания.
Пищеварение в тощей и подвздошной кишках. Ферментативный состав кишечного сока,
методы его получения. Регуляция кишечного сокоотделения. Функции толстой кишки.
Значение кишечной микрофлоры. Процессы брожения и гниения в толстой кишке как
источник интоксикации организма. Двигательные функции органов пищеварения.
Функциональная взаимозависимость моторики и сокоотделения. Автоматия работы
пищеварительного тракта, ее нервная и гуморальная регуляция. Пищевой центр.
Бульбарные,
гипоталамические
и
корковые
отделы
пищевого
центра.
Иммунокомпетентные органы пищеварительной системы.
Эволюция типов дыхания у животных. Основные этапы дыхания. Внешнее
дыхание как саморегуляторный процесс. Дыхательный цикл.. Механизмы вдоха и выдоха.
Суфрактант, его природа, образование Легочные объемы. Минутная вентиляция легких в
разных условиях. Альвеолярная вентиляция. Значение “мертвого пространства”. Апноэ,
гиперпноэ, диспноэ. Газовый состав вдыхаемого, выдыхаемого и альвеолярного воздуха..
Напряжение газов, растворенных в крови. Транспорт кислорода. Кривая диссоциации
оксигемоглобина и ее характеристика. Оксигемометрия. Зависимость диссоциации
оксигемоглобина от разных условий среды (рН, напряжение СО2, температура).
Кислородная емкость артериальной и венозной крови. Коэффициент утилизации О2 в
разных условиях. Транспорт СО2 кровью. Диффузия газов в тканях. Парциальное
напряжение СО2 и О2 в тканевой жидкости и клетках.
Дыхательный центр (М.А.Миславский). Современные представления о
функциональной структуре дыхательного центра. Автоматия дыхательного центра.
Рефлексы Геринга-Брейера. Защитные и дыхательные рефлексы. Роль дыхательного
центра в ритмогенезе сердечной деятельности. Первый вдох новорожденного и его
механизмы. Дыхание при физической работе, при повышенном и пониженном
барометрическом давлении и при измененном составе газовой среды.
Система крови (А.Ф. Ланг). Основные функции крови: транспортная, защитная и
регуляторная. Количество крови в организме. Состав, общие свойства крови у различных
групп животных. Осмотическое и онкотическое давление. Механизмы поддержания рН
крови. Клеточные элементы крови, формула крови, механизмы гемопоэза. Механизмы и
фазы свертывания крови (гемостаза) и фибринолиза. Учение о группах крови. Резусфактор. Жидкость межклеточных щелей и ее свойства. Гистогематические барьеры. Роль
эндотелия капилляров.
Законы гемодинамики. Функциональная структура различных отделов сосудистого
русла. Резистивные, емкостные и объемные сосуды. Факторы, обеспечивающие движение
крови по сосудам. Кровяное давление в артериях, капиллярах и венах. Значение
эластичности сосудистых стенок. Систолическое и диастолическое кровяное давление.
Время кругооборота крови. Линейная и объемная скорости движения крови в различных
участках кровеносного русла. Физиологические особенности и значение венозного отдела
сосудистой системы. Факторы, обеспечивающие возврат крови к сердцу. Венозный пульс,
его происхождение, флебография. Капиллярное кровообращение и его особенности.
Соотношение микроциркуляции и макроциркуляции.
Сердечно-сосудистая система. Основные этапы эволюции. Строение и функции
отделов сердца млекопитаюших и человека. Типы и свойства мышечной ткани в сердце.
Основные фазы сердечного цикла: их динамика, роль давления в полостях сердца и аорте,
клапанный аппарат, тоны сердца. Представление о минутном и систолическом объемах.
Автоматия сердца и его природа. Проведение возбуждения в сердце. Сердце как
функциональный синцитий. Функции синусного и атриовентрикулярного узлов. Градиент
автоматии. Проводящая система сердца. Потенциалы действия разных отделов сердца и
проводящей системы. Электрокардиограмма и ее компоненты. Особенности
кровоснабжения сердечной мышцы. Коронарные сосуды. Иннервация сердца
симпатическими и парасимпатическими проводниками. Рефлексогенные зоны сердца и
сосудов. Сосудодвигательный центр продолговатого мозга.
Характеристика строения и функций артерий, артериол, капилляров, венул и вен.
Функции гладких мышц и эндотелия артерий. Гемато-тканевые барьеры. Скорость
кровотока и факторы его определяющие. Градиент давления. Нейро-гуморальная
регуляция сосудистого тонуса. Рецепторы сосудов. Рабочая гиперемия. Механизмы
венозного возврата крови к сердцу у человека.
Сравнительный обзор выделительных систем. Почки, их строение, выделительная
функция. Нефроны, капсула Шумлянского. Почечные канальцы. Специфика
кровоснабжения почек. Клубочковая фильтрация. Состав первичной мочи. Механизмы
реабсорбции глюкозы, аминокислот, ионов. Осмотическое давление тканевой жидкости в
разных частях почки. Противоточная система и принцип ее работы. Концентрирование
мочи. Гормональная регуляция почечной функции и водносолевого равновесия. РенинАнгиотензиновая система. Альдостерон. Антидиуретический гормон (вазопрессин).
Функция мочевого пузыря и мочевыведения. Олигоурия и анурия. Дополнительные
органы выделения. Потовые железы, состав пота. Экскреторная функция печени и легких.