1

Данная часть ответов на вопросы первого коллоквиума по нормальной физиологии возможно содержит ошибки! Использовать для САМОПОДГОТОВКИ.

Виды информационных сигналов, поступающих из внешней и внутренней среды:

— химические (гормоны, нейромедиаторы, цитокины, факторы роста, молекулы вкусовых и пахучих веществ, молекулы пахучих веществ, эйкозаноиды и др. вещества)

— физические (свет, давление, звук, температура, электрические потенциалы)

— физико-химические (осмотическое давление, концентрация ионов, напряжение O₂ или СO₂)

— сложные (сочетание звуков, цветов, запахов, слово как сигнал сигналов)

Классификация молекулярных клеточных рецепторов по их локализации:

А. Рецепторы плазматической мембраны

Б. Внутриклеточные рецепторы

а) цитозольные - цитоплазматические рецепторы субсемейства стероидных гормонов [глюко- и минералкортикоиды, андрогены, прогестерон]

б) ядерные - ядерные рецепторы субсемейства тиреоидных гормонов [рецепторы эстрогенов, витамина D₃, минерало- и глюкокортикоидов,прогестерона, тестостерона, ретиноевой кислоты]

в) мембранные - в мембранах органелл [рецепторы к тиреоидным гормонам митохондрий]

Классификация рецепторов в зависимости от их структуры:

I. По химической природе выделяют рецепторы: а) белки б) липопротеины в) гликопротеины (наиболее распространены).

II. Структурно рецепторы делят на:

1. Семисегментные трансмембранные рецепторы (7-TMS)

2. Односегментные трансмембранные рецепторы (1-TMS)

3. Лиганд-зависимые ионные каналы.

Последовательность событий, возникающих при взаимодействии лиганда с соответствующим рецептором:

А. Односегментный трансмембранный рецептор: комплекс лиганд-рецептор ® активация собственной протеинкиназной активности рецептора ® регуляция активности ключевых ферментов

Б. Семисегментный трансмембранный рецептор: комплекс лиганд-рецептор ® активация Gs-белка ® активация аденилатциклазы ® образование ц-АМФ ® активация протеинкиназы А® регуляция активности ключевых ферментов

В. Лиганд-зависимый ионный канал: комплекс лиганд-рецептор ® открытие ионного канала ® изменение проницаемости мембраны для Na⁺ и K⁺ ® изменение величины МП

Функциональная особенность мембранного рецептора	Тип рецептора
Непосредственно регулирует ионную проницаемость	Лиганд-зависимый ионный канал
Сам обладает протеинкиназной активностью	1-TMS рецептор
Связан с G-белками, регулирует активность протеинкиназ через изменение уровня вторичных посредников	7-TMS рецептор

Основные виды межклеточных коммуникаций:

А) аутокриния Б) паракриния В) от нервных клеток к др. клеткам Г) эндокриния Д) нейроэндокриния

Основные функции G-белков:

А) активация аденилатциклазы

Б) ингибирование аденилатциклазы

В) активация фосфолипазы С

Активность внутриклеточных ферментов регулируется реакциями фосфорилирования / дефосфорилирования.

Протеинкиназы осуществляют фосфорилирование, фосфатазы – дефосфорилирование.

Основные вторичные посредники пострецепторной передачи сигнала:

1) цАМФ (и др. циклические мононуклеотиды) 2) инозитол-3-фосфат 3) диацилглицерол 4) цитозольный Ca²⁺ 5) оксид азота

Основные функции вторичных посредников: а) передача информации с рецептора на пострецепторные структуры б) активирование или ингибирование деятельности ключевых ферментов

Лиганд + 7-TMS-рецептор ® G-белок ®

Эффекторный фермент: ®	Аденилатциклаза	Фосфолипаза С
Субстрат	АТФ	Фосфатидилинозитол
Продукты реакции= вторичный рецептор	цАМФ	1- диацилглицерол (ДГ) 2- инозитолтрифосфат (ИФ3)
Регулируемый фермент или процесс	Протеинкиназа А	1- Протеинкиназа С 2 – открытие кальциевых каналов и выход ионов Ca²⁺ в цитозоль

а. При увеличении/уменьшении трансмембранной разности концентраций ионов калия величина потенциала покоя увеличивается/уменьшается

б. При увеличении/уменьшении проницаемости мембраны для калия величина ПП уменьшается/увеличивается

в. При повышении/снижении активности натриевого насоса мембраны величина ПП увеличивается/уменьшается

Факторы, определяющие величину мембранного потенциала:

1) ассиметричное распределение ионов вне и внутри клеток (в примембранных областях). Избыток отриц. заряда на внутренней поверхности мембраны клеток создается анионами (орган. кислот, белков, хлора), имеющими низкую скорость диффузии.

2) работа Na⁺/K⁺-насоса

3) различная проницаемость мембраны для разных ионов

При увеличении внеклеточной концентрации ионов калия величина потенциала покоя нейронов уменьшается, а возбудимость увеличивается. Основной механизм удаления избытка ионов калия из межклеточной жидкости в ЦНС: работа ионных насосов (помп).
Соотношение проницаемости мембраны нервного волокна для ионов калия, натрия и хлора:

А) в состоянии покоя: К⁺:Na⁺:Cl^- = 1:0,04:0,45

Б) при развитии фазы деполяризации ПД: К⁺:Na⁺:Cl^- = 1:20:0,45

Основной механизм генерации рецепторного потенциала в механорецепторах:

Механическая деформация ® смещение дислокации молекул ® нарушение упорядоченной структуры клеточной мембраны ® открытие пор – неспецифических ионных каналов ® поступление через поры мембраны ионов Na⁺ внутрь клетки® деполяризация мембраны ® возникновение рецепторного потенциала (РП) ® формирование разности потенциалов между мембраной рецептора и первым перехватом Ранвье ® возникновение замкнутого локального эл. тока.

На мембране рецептора не генерируются ПД, т.к. в ней отсутствуют быстрые потенциалзависимые натриевые каналы и медленные потенциалзависимые калиевые каналы.

16.

Рецептор	Тип мембранного рецептора
1. Бета-адренорецептор	7-TMS
2. Н-холинорецептор скелетных мышц	Лиганд-зависимый канал
3. Рецептор факторов роста, инсулина	1-TMS

Некоторые физиологические эффекты повышения уровня внутриклеточного цАМФ:

Орган (клетка), процесс	Эффект
Миокард (сила сокращения)	Возрастает
Гепатоцит: -гликогенолиз -синтез гликогена	Активируется Тормозится
Адипоцит: -липолиз - липогенез	Активируется Тормозится
Гладкие мышцы: - сосудов - бронхов	Расслабление Расслабление
Уровень глюкозы в крови	Возрастает

Классификация сенсорных рецепторов по их специализации:

А) механорецепторы Б) хеморецепторы В) терморецепторы Г) фоторецепторы Д) ноцицепторы (болевые рецепторы)

Основные свойства рецепторного потенциала:

1. Градуальность – величина рецепторного потенциала (РП) пропорциональна силе действующего раздражителя

2. Способен к пространственной и временной суммации

3. Распространяется по мембране электротонически, с затуханием.

4. Не способен непосредственно перейти в ПД.

5. Подчиняется закону силы.

6. Повышенная возбудимость мембраны в месте возникновения РП

Аналоговое кодирование- преобразование энергии действующего раздражителя в величину рецепторного потенциала

Дискретное кодирование- преобразование величины рецепторного потенциала в частоту ПД, передающегося по нервному волокну.

Сравнение рецепторного потенциала и потенциала действия:

Потенциал действия	Рецепторный потенциал
Генерируется на мембране нервного волокна	Генерируется на мембране рецептора
Подчиняется закону «все или ничего»	Градуальный, подчиняется закону силы
Распространяется активно, на большие расстояния, без декремента (затухания)	Локальный, распространяется электротонически, на малые расстояния, с декрементом
Не суммируется	Может подвергаться пространственной и временной суммации
Возбудимость мембраны в месте возникновения снижена вплоть до полной невозбудимости (рефрактерности)	Возбудимость мембраны в месте возникновения повышена
Амплитуда 80-130 мВ, всегда максимальна	Амплитуда 10-40 мВ

Быстро адаптирующиеся рецепторы: тактильные, вкусовые, обонятельные

Медленно адаптирующиеся рецепторы: кожные, проприорецепторы

Не адаптирующиеся: барорецепторы, хеморецепторы, вестибулорецепторы

Физиологическое значение адаптации: 1) ограничение потока информации в ЦНС 2) уменьшение перегрузки мозга от ненужной, биологически менее значимой, информации

25.

Вид электрического сигнала	Место его возникновения	Вид ионного канала, обеспечивающего его генерацию
РП	Мембрана рецептора	Каналы утечки
ПСП	Постсинаптическая мембрана	Лиганд-зависимые ионные каналы
ПД	Мембрана нейрона	Потенциалзависимые ионные каналы (быстрые Na⁺ и K⁺)

28. Порог деполяризации – минимальный уровень деполяризации мембраны, при котором возникает потенциал действия. Сдвиг порога деполяризации в сторону ПП – повышение возбудимости клетки.

30. Порог силы – наименьшая сила раздражителя, способная вызвать возбуждение ткани (ПД). Чем ниже возбудимость ткани, тем выше пороговая сила раздражителя.

Порог времени (полезное время) – минимальное время, в течение которого должен действовать раздражитель пороговой силы, чтобы вызвать импульсное раздражение ткани. С увеличением силы раздражителя уменьшается время раздражения, необходимое для вызова возбуждения.

Хронаксия – минимальное время, в течение которого должен действовать раздражитель силой в две реобазы, чтобы вызвать импульсное возбуждение. Увеличение хронаксии свидетельствует о снижении возбудимости ткани.

Лабильность (функциональная подвижность ткани) – скорость воспроизведения одного цикла процесса возбуждения (ПД). Мера лабильности – максимальное число ПД, которое ткань может воспроизвести в 1 с в соответствии с ритмом раздражения.

31. Закону «все или ничего» подчиняется ПД (отдельные нервные и мышечные волокна). Закону силы подчиняется локальный ответ, рецепторный потенциал, возбудимый и тормозной постсинаптический потенциалы (целые мышцы, нервные стволы).

32.

Структура	Потенциалзависимые ионные каналы	Лиганд-зависимые ионные каналы
Перехват Ранвье	+	-
Постсинаптическая мембрана		+
Сарколемма мышечного волокна	+
СПР скелетной мышцы
СПР гладкой мышцы
Наружная мембрана ГМК	+	+

33.

Фаза ПД (ПП)	Состояние потенциал-зависимых Na-каналов	Фаза возбудимости
ПП	Закрыты	Повышенная возбудимость
Деполяризация от Екр до пика ПД	Открыты	Абсолютная рефрактерность
Пик ПД	Инактивированы	Абсолютная рефрактерность
Реполяризация	Реактивированы	Относительная рефрактерность

34. Законы реагирования возбудимой ткани на действие раздражителя:

а) закон силы

б) закон «все или ничего»

в) полярный закон раздражения постоянным током возбудимой ткани – постоянный ток вызывает возбуждение в области катода при замыкании, а в области анода – при размыкании.

г) закон длительности раздражения – чем длительнее раздражение, тем сильнее до известных пределов ответная реакция живой системы.

д) закон градиента – реакция живой ткани зависит от градиента раздражения: чем выше крутизна нарастающего раздражителя во времени, тем больше до известных пределов величина ответной реакции.

36. Функции миелиновой оболочки: 1) изолирующая функция, способствующая лучшему проведению ПД по отросткам нейронов 2) увеличение скорости проведения нервного импульса за счет сальтаторного проведения по перехватам Ранвье

37. Преимущества проведения возбуждения по миелинизированным нервным волокнам по сравнению с немиелинизированными:

1) экономичность (меньший расход энергии) 2) увеличение скорости проведения нервного импульса 3) изоляция нервных волокон друг от друга

38. Тип А (Аα, Аβ, Аg,Аd) – афферентные и эфферентные волокна соматической нервной системы, скорость проведения возбуждения 5-120 м/c

Тип В – преганглионарные волокна вегетативной нервной системы, скорость проведения возбуждения 3-18 м/c

Тип С – постганглионарные волокна вегетативной нервной системы, некоторые афферентные волокна соматической нервной системы и С-афференты вегетативной нервной системы – скорость проведения возбуждения 0,5-3 м/c

39. Основные принципы классификации синапсов:

1. по виду соединяемых клеток: межнейронные, нейроэффекторные, нейрорецепторные

2. по эффекту: возбуждающие и тормозные

3. по способу передачи сигнала: химические, электрические, смешанные

4. по природе медиатора: холинергические, адренергические, дофаминергические, ГАМК-ергические и т.д.

40. Основные группы нейромедиаторов:

а) моноамины – дофамин, серотонин

б) катехоламины – адреналин, норадреналин

в) возбуждающие АК – глутаминовая и аспарагиновая кислоты

г) тормозные АК – глицин, ГАМК

д) нейропептиды – мет-энкефалин, лей-энкефалин, β-эндорфин, динорфины и т.д.

41. Механизм передачи возбуждения в нервно-мышечном синапсе:

поступающий ПД деполяризует пресинаптическую мембрану ® открытие потенциал-зависимых Са²⁺-каналов пресинаптической мембраны ® поступление ионов Са²⁺внутрь пресинаптического окончания ® активация фосфорилирования синаптосина ® стимуляция перемещения везикулы с нейромедиатором к активной зоне ® активация синаптопорина, формирование канала для выхода нейромедиатора ® выделение нейромедиатора в синаптическую щель путем экзоцитоза ® диффузия нейромедиатора к постсинаптической мембране и взаимодействие с ее н-холинорецепторами ® возникновение ВПСП

42. Белки везикул пресинаптической терминали, участвующие в синаптической передаче:

а) синаптобревин (синаптосин) – белок синаптосом, связанный с экзоцитозом синаптических пузырьков

б) синаптопорин – формирование канала, по которому выходит нейромедиатор из пресинаптического окончания

в) SNAP-25 – участвует в спонтанном и регулируемом экзоцитозе нейромедиатора

г) синтаксин – посредник между Са²⁺-каналом и местом секреции нейромедиатора в пресинаптической мембране

43. На постсинаптической мембране не генерируется ПД, т.к. возникающий постсинаптический потенциал не сопровождается перезарядкой мембраны и обусловлен наличием лиганд-зависимых ионных каналов, подчиняющихся закону силы, а не закону «все или ничего» (может считаться разновидностью локального ответа).

Электротоническое распространение постсинаптического потенциала на околосинаптическую мембрану вызывает увеличение ее проницаемости для ионов натрия и деполяризацию до критического уровня, что ведет к генерации ПД.

44. Основные свойства синапсов:

а) функциональная ассиметричность, в основном одностороннее проведение возбуждения

б) наличие синаптической задержки в проведении нервного импульса от нейрона на иннервируемую клетку

в) низкая лабильность по сравнению с нейроном (около 100 Гц)

г) трансформируют ритм возбуждения (частота ПД, поступающих в синапс, обычно не совпадает с частотой ПД, генерируемых нейроном, имеющих данный синаптический вход, исключение – нервно-мышечный синапс быстрого мышечного волокна)

д) наличие синаптического облегчения

е) наличие синаптической депрессии

45. Холинэстераза разрушает ацетилхолин, связанный с н-холинорецепторами постсинаптической мембраны, и тем самым восстанавливает исходное состояние рецепторов для восприятия новой порции нейромедиатора. Необратимая инактивация этого фермента приведет к стойкой деполяризации постсинаптической мембраны и, как следствие, к стойкой миорелаксации.

46. К миорелаксации приведет:

а) удаление ионов кальция из межклеточной жидкости – блокада проведения раздражения к мышце

б) необратимое ингибирование холинэстеразы – стойкая деполяризация постсинаптической мембраны – невосприятие новых раздражений

в) блокада м- и н-холинорецепторов – невосприимчивость к нейромедиатору

Блокада бета-адренорецепторов – блокирование аденилатциклазы – уменьшение уровня цАМФ в клетке – миозинкиназа не активируется – сокращение ГМК - сужение сосудов и бронхов.

47. Основные процессы синаптической передачи, на которые можно оказывать фармакологическое воздействие:

1) на уровне пресинаптической терминали – торможение или увеличение выброса нейромедиатора.

2) на уровне синаптической щели – усиление синаптической передачи путем блокирования ацетилхолинэстеразы (с помощью миорелаксантов, фосов) или препятствие обратному захвату нейромедиатора из щели пресинаптической мембраной.

3) на уровне постсинаптической мембраны – блокирование рецепторов разл. лигандами (бунгаротоксином, ядом кураре).

48. Механизм возникновения ВПСП:

молекулы нейромедиатора связываются с рецепторами постсинаптической мембраны ® открытие неспецифического ионного канала, проницаемого как для калия, так и для натрия ® преобладающий вход натрия в клетку (и по концентрационному, и по электрическому градиентам, в отличие от калия, который выходит только по концентрационному градиенту, но против электрического) ® деполяризация мембраны с генерацией ВПСП

Механизм возникновения ТПСП:

А) Глицин + ионотропный рецептор постсинаптической мембраны ® увеличение проницаемости мембраны для ионов хлора ® поступление ионов хлора в клетку согласно концентрационному, вопреки электрическому градиентам ® развитие гиперполяризации

Б) ГАМК ® повышение проницаемости мембраны для ионов хлора (ГАМК-1 рецепторы) или для ионов калия (ГАМК-2 рецепторы)® гиперполяризация мембраны

1) Активация ГАМК-1 рецепторов: вход хлора в клетку

2) Активация ГАМК-2 рецепторов: активация вторичного посредника цАМФ ® увеличение проницаемости для ионов калия ® выход калия из клетки

80. Основные функции ЦНС:

1) Управление деятельностью опорно-двигательного аппарата

2) Регуляция функций внутренних органов

3) Обеспечение сознания и всех видов сознательной деятельности

4) Организация взаимодействия организма с окружающей средой и трудовой деятельности

81. Рефлекс – ответная реакция организма на раздражение рецепторов, осуществляемая при обязательном участии ЦНС.

82. Латентное время рефлекса – время от начала раздражения до возникновения ответной реакции. Время сухожильного рефлекса – самое короткое по сравнению с другими рефлексами, т.к. это один из проприоцептивных рефлексов, рефлекторная дуга которого является самой короткой – двухнейронной, а ее нервные волокна имеют наибольшую скорость распространения возбуждения.

83. Основные свойства нервных центров:

а) инерционность

б) фоновая активность

в) трансформация ритма

г) большая чувствительность к изменениям внутренней среды

д) быстрая утомляемость

е) пластичность

84. Функции нейроглии:

а) опорная б) разграничительная в) трофическая г) секреторная д) защитная

85. Классификация видов торможения:

I. Первичное

А. Пресинаптическое

а) параллельное

б) латеральное

Б. Постсинаптическое

а) возвратное

б) параллельное

в) латеральное

д) прямое (реципрокное и включающее)

II. Вторичное

А. Торможение Введенского

Б. Торможение вследствие следовой гиперполяризации после ПД

По природе нейронов выделяют: глицинергическое, ГАМКергическое, смешанное торможения.

Полная классификация – см. лекцию.

Значение торможения: а) важнейший фактор координации деятельности ЦНС б) участвует в обработке информации, поступающей к нейрону (выделение существенных сигналов из фона) в) играет охранительную роль (отсутствие торможения ® истощение медиаторов, прекращение деятельности ЦНС).

86. Вторичное торможение:

а) Торможение Введенского – развивается вследствие избыточного поступления нервных импульсов за счет формирования стойкой деполяризации мембраны нейрона и инактивации натриевых каналов. Играет охранительную роль от чрезмерного возбуждения, способного вызвать истощение и гибель нервных клеток.

б) Торможение вследствие следовой гиперполяризации после ПД

87. Физиологическая роль прямого постсинаптического торможения: вызывает угнетение центра – антагониста (пример: сгибание-разгибание конечности). См. вопрос 48.

88. Роль возвратного торможения: охранительная (развивающееся торможение тем глубже, чем сильнее было предшествующее возбуждение). Пример: торможение в мотонейронах спинного мозга.

89. Физиологическая роль пресинаптического торможения:

1) обеспечение координационной функции ЦНС (выключение пресинаптического торможения ® широкая иррадиация возбуждения ® судороги)

2) охранительная

3) обработка поступающей в ЦНС информации (пресинаптическое торможение может заблокировать отдельные нервные волокна)

90. Физиологическая роль латерального торможения: играет важнейшую роль в афферентных системах, блокирует другие нервные элементы под влиянием импульсов от соседних возбуждающих нейронов.

97. Основные принципы координации рефлекторных процессов:

а) фактор структурно-функциональной связи (прямая связь, обратная связь, реципрокная связь, принцип модульной организации ЦНС ) б) фактор субординации в) фактор силы г) одностороннее проведение возбуждения д) феномен облегчения е) доминанта

99. Виды суммации возбуждения на нейроне: 1) пространственная 2) временная

100. При повышении тонуса парасимпатической системы наблюдаются изменения:

а) диаметр зрачка – сужение б) частота и сила сердечных сокращение – уменьшение

в) просвет бронхов – сужение г) моторика ЖКТ – усиление д) сфинктеры ЖКТ – расслабление е) секреция желез ЖКТ – есть ж) гладкие мышцы мочевого пузыря – сокращение з) сфинктер мочевого пузыря – расслабление и) секреция потовых желез - есть

101. При возбуждении симпатической нервной системы наблюдаются изменения:

а) диаметр зрачка – расширение б) частота и сила сердечных сокращений – увеличение 3) просвет бронхов – расширение г) моторика ЖКТ – уменьшение д) сфинктеры ЖКТ – сокращение е) секреция желез желудка – торможение секреции ж) просвет артерий при физической нагрузке – расширение з) секреция потовых желез – есть и) секреция мозгового вещества надпочечников – возрастает к) возбудимость рецепторов органов чувств – повышается.