Документ 2673017

2
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Данный курс является первой биологической дисциплиной, преподаваемой для студентов специальностей «охрана окружающей среды» и «фармацевтическая деятельность». Небольшой объем курса, и отсутствие необходимой общебиологической подготовки у студентов ограничивает возможности
использования базовых программ по физиологии для биологических факультетов и медицинских вузов. Кроме того, студенты биологического факультета, прежде чем перейти к изучению физиологии, уяснению физиологических
процессов и функций знакомятся с анатомией, цитологией, биофизикой. Эти
обстоятельства были учтены при подготовке данной программы и, в той мере
насколько это необходимо для понимания физиологических вопросов, в нее
включены разделы перечисленных выше дисциплин.
Основная цель курса дать студентам представление об основных функциях как организма в целом, так и отдельных составляющих его систем: органов, тканей, клеток. В связи с этим наибольшее внимание при изложении
курса уделяется общей и клеточной физиологии, задачей которой является
изучение закономерностей основных жизненных процессов и механизмов
характерных для всех функциональных и структурных систем организма.
Вместе с тем в программу включен ряд вопросов частной физиологии касающихся нервной и гуморальной регуляции функций, физиологии крови и
эндокринной системы, нейрофизиологии, питания и обмена веществ.
Принимая во внимание, что данный курс читается для будущих специалистов в области химии лекарственных соединений и химической экологии в
нем большое внимание уделяется рассмотрению важнейших функциональных и структурных систем организма, как объектов фармакологического и
токсического воздействия. Такой подход позволит студентам использовать
знания об основных закономерностях функционирования организма в своей
производственной деятельности, применять полученные знания для разработки новых фармакологических препаратов, выбирать безопасные с экологической точки зрения технологии производства.
3
СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ
1. ВВЕДЕНИЕ В КУРС
Предмет и задачи физиологии. Значение физиологии в развитии теоретической и клинической медицины. Основные физиологические понятия.
2. ФИЗИОЛОГИЯ КЛЕТКИ
Клетка как структурная и функциональная единица жизни. Многообразие
и основные типы клеток. Клеточные мембраны, их молекулярная организация
(жидкостно-мозаичная модель) и химический состав. Интегральные и периферические белки. Основные функции клеточных мембран. Простая диффузия.
Облегченная диффузия и активный транспорт. Осмос и осмотическое давление.
Мембранный потенциал. Цитоплазма и клеточные органеллы. Химическая
энергия, особенности ее образования и утилизации в живых системах. Аденозинтрифосфат и высокоэнергетические фосфатные группы. Энергетические
процессы в цитоплазме - гликолиз, фосфагенная система, система "гликогенмолочная кислота". Митохондрии. Аэробное окисление и перенос электронов в
дыхательной цепи, сопряженный с фосфорилированием. Дыхательный контроль. Хемиосмотический механизм окислительного фосфорилирования. Лизосомы: классификация, структура и пути образования в клетке. Аутофагоцитоз.
Ферментная организация лизосом. Физиологические функции лизосом. Роль
лизосом в патологии и терапии. Лизосомальные болезни. Эндоплазматический
ретикулум (ЭР). Гладкий и шероховатый (гранулярный) ЭР. Секреторная функция ЭР, основные синтетические процессы и продукты. Микросомальная монооксигеназная система и ее отличия от системы окислительного фосфорилирования. Детоксикация ксенобиотиков, эффект токсификации. Аппарат Гольджи,
его структура и физиологическая роль. Общее представление о структуре и
функции клеточного ядра. Хромосомы, морфология и молекулярная структура.
Транскрипция и образование информационной РНК. Цитоскелет. Структура и
функции микрофибрил и микротрубочек. Активные формы кислорода и свободнорадикальные процессы в клетке. Биоантиокислители и антирадикальные
защитные системы. Клеточные контакты и внеклеточные структуры, коллаген.
Структура и функции базальных мембран. Трансмембранный транспорт.
3. НЕРВНО-МЫШЕЧНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ
Возбудимость и проводимость - отличительные свойства нервных и мышечных клеток. Потенциал действия и его характеристика. Ионные основы потенциала действия: ионные каналы и ионные токи. Цикл Ходжкина.
Морфологические и функциональные особенности нервных клеток (нейронов), нейросекреция. Дендриты, аксоны, миелин, синапсы. Основные типы
электрических сигналов в нервных клетках. Распространение нервных импульсов, Сальтаторное проведение. Передача возбуждения в электрических синапсах. Строение химических синапсов. Передача сигналов в химических синапсах. Медиаторы - точки приложения и характер действия. Агонисты и антаго4
нисты. Нейропептиды. Способы инактивации медиаторов. Основные фармакологические агенты, влияющие на синаптическую передачу, миорелаксанты.
Механизм действия бензодиазепиновых транквилизаторов, барбитуратов и судорожных препаратов. Пластичность синапсов.
Структурные основы сокращения. Поперечнополосатые мышцы, миобласты, мышечные волокна, миофибрилы, саркомеры, миофиламенты. Современные представления о механизме мышечного сокращения. Роль кальция в процессе сокращения. Сердечная мышца. Гладкие мышцы. Актиновый и миозиновый тип регуляции.
4. ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РЕГУЛЯЦИИ ФУНКЦИЙ
Важнейшие принципы регуляции живых систем. Нервная регуляция.
Нервная регуляция дыхания. Общая характеристика строения и функций центральной нервной системы. Рефлекторный принцип деятельности ЦНС. Структурные основы рефлекторной деятельности. Рефлекторная дуга, ее основные
звенья. Вегетативная нервная система, симпатический и парасимпатический отделы. Особенности рефлекторной дуги вегетативного рефлекса. Вегетативные
ганглии. Медиаторы и рецепторы вегетативных синапсов. Важнейшие медиаторы центральной нервной системы. Роль моноаминов в заболеваниях мозга. Гуморальная регуляция. Физиологическая роль монооксида азота. Гуморальная
регуляция дыхания. Концепция первого и второго посредников. Циклические
нуклеотиды, мембранные липиды и кальций как вторичные посредники. Кальмодулин. Основные гормоны, регулирующие метаболизм и развитие. Простагландины и лейкотриены.
5. ФИЗИОЛОГИЯ КРОВИ
Кровь и лимфа как внутренняя среда организма. Основные функции крови. Количество и состав крови, гематокрит. Плазма и сыворотка крови. Белки
плазмы и их функциональное значение. Электролиты плазмы. Осмотическое и
онкотическое давление крови. Кровезаменяющие растворы. Характеристика
форменных элементов крови и методы подсчета. Дыхательная функция крови.
Эритроциты, число, форма и размеры. Образование, продолжительность жизни
и разрушение эритроцитов. Гемолиз и анемия. Скорость оседания эритроцитов
(СОЭ). Функции эритроцитов. Гемоглобин. Обмен железа в организме. Лейкоциты, классификация и функции. Защитная функция крови, фагоцитоз. Тромбоциты и их функции. Свертывание крови. Фибринолиз. Группы крови человека.
Понятие об иммунитете и иммунной системе. Антигены и антитела. Понятие о гуморальных реакциях и реакциях клеточного типа. Неспецифические и
специфические защитные механизмы. Т- и B-лимфоциты, пролиферация клеток, аллергические и аутоиммунные реакции. Иммунологическая толерантность
и иммунодефициты.
5
Физиология сердечно-сосудистой системы
Строение сердца. Функциональная роль камер, клапанов. Свойства миокарда. Особенности возбудимости миокарда. Автоматия и ее природа. Проводящая система сердца. Сократимость, правило «все или ничего» Фазы сердечного цикла. Методы исследования работы сердца. Электрокардиография и ЭКГ,
ее происхождение и компоненты. Функциональные отделы сосудистой системы. Движущие силы кровотока. Артериальное давление и методы его регистрации. Регуляция сосудистого тонуса. Сосудодвигательный центр.
Физиология обмена веществ
Энергетический обмен. Понятие об основном обмене. Методы измерения
интенсивности обменных процессов. Состав и значение пищевых продуктов.
Питательные вещества, их пластическая и калорийная ценность. Незаменимые
аминокислоты и жирные кислоты. Нормы питания. Расчеты веса и площади тела. "Идеальный вес". Теплопродукция и теплоотдача. Температура тела человека и ее регуляция.
В результате изучения дисциплины обучаемый должен:
знать:
–основные понятия (термины), строение и функции клеточных мембран
и органелл, теории биоэлектрогенеза, роль ионных каналов, переносчиков и
рецепторов в межклеточных взаимодействиях;
–классические и современные теории и представления о нейрогуморальных механизмах регуляции функций организма;
–современные представления о механизмах фармакологического и токсического воздействия на организм;
–состав и функции крови, а также особенности функционирования сердечно-сосудистой системы;
–организацию иммунной системы, основные типы иммунологических
реакций, причины возникновения аутоиммунных, аллергических и иммунодефицитных состояний;
–структуру и функции различных отделов головного и спинного мозга,
автономной нервной системы, нейрохимические механизмы интегративнокоординационной деятельности;
уметь:
–использовать знания об основных закономерностях функционирования организма в своей педагогической, научной и производственной деятельности;
–применять знания по физиологии для разработки и применения фармакологических препаратов;
–выбирать безопасные с экологической точки зрения технологии производства.
Преподавание курса проводится по блочно-модульному принципу с
выделением 7 основных блоков (модулей). 1. Введение в курс. 2. Физиология
6
клетки. 3. Нервно-мышечная физиология. 4. Физиологические основы регуляции функций. 5. Физиология крови и иммунной системы. 6. Физиология
сердечно-сосудистой системы. 7. Физиология обмена веществ.
При чтении лекционного курса будут применяться наглядные материалы в виде таблиц, мелового рисунка, а также использоваться технические
средства обучения для демонстрации слайдов, презентаций.
Лабораторные занятия предусматривают освоение техники микроскопирования, методики подсчета форменных элементов крови, демонстрация
влияния различных веществ на протекание гемолиза эритроцитов, определение количества гемоглобина в крови, регистрация и анализ электрокардиограммы, измерение артериального давления, определение основного обмена
методом непрямой калориметрии.
Эффективность самостоятельной работы студентов проверяется в ходе
текущего опроса, тестового контроля по темам (модулям) и итогового контроля знаний в форме письменного экзамена. Для общей оценки качества усвоения студентами учебного материала используется рейтинговая система.
Учебный курс рассчитан на 50 часов: 28 часов лекционных, 18 часов лабораторных занятий и 4 часа контролируемой самостоятельной работы.
№
п/п
Наименование
разделов, тем
Лекции
1
2
Введение в курс
Физиология клетки
3
Нервно-мышечная
физиология
Физиологические основы регуляции функций
Физиология крови и
иммунной системы
Физиология сердечнососудистой системы
4
5
6
7
Физиология обмена
веществ
Всего:
Количество часов
Аудиторные
Практич.,
Лаб. заКСР
семинар.
нятия
2
2
12
6
4
4
2
4
4
6
4
28
18
7
4
Самост.
работа
1.
2.
2.1
2.2
Введение в курс:
Предмет и задачи физиологии. Значение физиологии в развитии теоретической и клинической медицины. Основные физиологические понятия.
Физиология клетки:
Клетка как структурная и функциональная единица
жизни. Многообразие и основные типы клеток.
Клеточные мембраны, их молекулярная организация (жидкостно-мозаичная модель) и химический
состав. Интегральные и периферические белки.
Основные функции клеточных мембран. Простая
диффузия. Облегченная диффузия и активный
транспорт. Осмос и осмотическое давление. Мембранный потенциал.
Цитоплазма и клеточные органеллы. Химическая
энергия, особенности ее образования и утилизации
в живых системах. Аденозинтрифосфат и высокоэнергетические фосфатные группы. Энергетические процессы в цитоплазме - гликолиз, фосфагенная система, система "гликоген-молочная кислота".
Митохондрии. Аэробное окисление и перенос
электронов в дыхательной цепи, сопряженный с
фосфорилированием. Хемиосмотический механизм
окислительного фосфорилирования.
3
1
5
6
13
7
2
Поясняющие
рисунки на
доске. Таблицы.
8
ЛО 1-5
ЛД 2
ЛО 3, 5, 6
ЛД 4
ЛО 5. 6
ЛД 2
8
Формы контроля
знаний
4
Литература
управляемая
самостоятельная
работа студента
2
лабораторные
занятия
1
практические
(семинарские)
занятия
Название раздела, темы, занятия; перечень изучаемых вопросов
лекции
Номер раздела, темы,
занятия
Количество аудиторных часов
Материальное обеспечение занятия (наглядные, методические пособия и др.)
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКАЯ КАРТА
9
2.3
2.4
2.5
2.6
3.
3.1
3.2
Лизосомы: классификация, структура и пути образования в клетке. Аутофагоцитоз. Ферментная организация лизосом. Физиологические функции лизосом. Роль лизосом в патологии и терапии. Лизосомальные болезни.
Эндоплазматический ретикулум (ЭР). Гладкий и
шероховатый ЭР. Секреторная функция ЭР, основные синтетические процессы и продукты. Микросомальная монооксигеназная система и ее отличия
от системы окислительного фосфорилирования.
Детоксикация ксенобиотиков, эффект токсификации Биоантиокислители и антирадикальные защитные системы. Аппарат Гольджи, его структура
и физиологическая роль.
Общее представление о структуре и функции клеточного ядра. Хромосомы, морфология и молекулярная структура. Транскрипция и образование
информационной РНК.
Цитоскелет. Структура и функции микрофибрил и
микротрубочек. Клеточные контакты и внеклеточные структуры, коллаген. Структура и функции
базальных мембран.
Нервно-мышечная физиология:
Характеристика потенциала действия и его механизмы. Ионные каналы и ионные токи. Морфологические и функциональные особенности нервных
клеток. Распространение нервных импульсов, сальтаторное проведение. Строение и передача сигнала
в электрических и химических синапсах. Основные
нейромедиаторы и нейропептиды. Агонисты и антагонисты. Способы инактивации медиаторов. Механизм действия бензодиазепинов, барбитуратов и
судорожных препаратов. Пластичность синапсов.
Структурные основы сокращения. Поперечнополосатые мышцы, миобласты, мышечные волокна,
миофибрилы, саркомеры, миофиламенты. Современные представления о механизме мышечного
сокращения. Роль кальция в процессе сокращения.
ЛО 6
ЛД 2, 3
ЛО 3, 5, 6
ЛД 1, 2
ЛО 6
ЛД 1
ЛО 6
ЛД 1
6
4
9
Поясняющие
рисунки
на
доске.
Электрофизиологическая
установка,
компьютерный симулятор процессов
нервного вози
буждения
проведения
импульса
ЛО 1-5, 7
ЛД 4
ЛО 1, 3,
5, 6
4.
4.1
4.2
4.3
5.
5.1
Сердечная мышца. Гладкие мышцы. Актиновый и
миозиновый тип регуляции.
Физиологические основы регуляции функций:
Важнейшие принципы регуляции живых систем.
Нервная регуляция. Нервная регуляция дыхания.
Общая характеристика строения и функций центральной нервной системы. Рефлекторный принцип деятельности ЦНС. Структурные основы рефлекторной деятельности. Рефлекторная дуга, ее основные звенья.
Вегетативная нервная система, симпатический и
парасимпатический отделы. Особенности рефлекторной дуги вегетативного рефлекса. Вегетативные
ганглии. Медиаторы и рецепторы вегетативных
синапсов. Важнейшие медиаторы центральной
нервной системы. Роль моноаминов в заболеваниях
мозга.
Гуморальная регуляция. Гормоны гипофиза, надпочечников, щитовидной и поджелудочной желез.
Нарушение функций этих желез. Физиологическая
роль монооксида азота. Концепция первого и второго посредников. Циклические нуклеотиды, мембранные липиды и кальций как вторичные посредники. Применение ингибиторов фосфодиэстераз
Физиология крови и иммунной системы:
Кровь и лимфа как внутренняя среда организма.
Основные функции крови. Количество и состав
крови, гематокрит. Плазма и сыворотка крови. Белки и электролиты плазмы. Осмотическое и онкотическое давление крови. Кровезаменяющие растворы. Характеристика форменных элементов крови и
методы подсчета. Дыхательная функция крови.
Эритроциты, число, форма и размеры. Образование, продолжительность жизни и разрушение эритроцитов. Гемолиз и анемия. Скорость оседания
эритроцитов. Функции эритроцитов. Гемоглобин.
Обмен железа в организме. Лейкоциты, классификация и функции. Защитная функция крови, фаго-
4
2
Поясняющие
рисунки
на
доске. Таблицы
ЛО 1-5, 7
ЛО 1-5, 8
ЛД 2
ЛО 1-6
4
4
10
Поясняющие
рисунки
на
доске.
Камера
Горяева, гемометр
Сали,
прибор Панченкова, набор стандартных сывороток
ЛО 1-3, 6
ЛД 2
5.2
6.
7.
цитоз. Тромбоциты и их функции. Свертывание
крови. Группы крови человека.
Понятие об иммунитете и иммунной системе. Антигены и антитела. Понятие о гуморальных реакциях и реакциях клеточного типа. Неспецифические и специфические защитные механизмы. Тлимфоциты и В-лимфоциты, пролиферация клеток,
аллергические и аутоиммунные реакции. Иммунологическая толерантность и иммунодефициты.
Физиология сердечно-сосудистой системы:
Строение сердца. Функциональная роль камер,
клапанов. Свойства миокарда. Особенности возбудимости миокарда. Автоматия и ее природа. Проводящая система сердца. Сократимость, правило
«все или ничего» Фазы сердечного цикла. Методы
исследования работы сердца. Электрокардиография и ЭКГ, ее происхождение и компоненты.
Функциональные отделы сосудистой системы.
Движущие силы кровотока. Артериальное давление и методы его регистрации. Регуляция сосудистого тонуса. Сосудодвигательный центр.
Физиология обмена веществ:
Энергетический обмен. Понятие об основном обмене. Методы измерения интенсивности обменных
процессов. Состав и значение пищевых продуктов.
Питательные вещества, их пластическая и калорийная ценность. Незаменимые аминокислоты и
жирные кислоты. Нормы питания. Расчеты веса и
площади тела. "Идеальный вес". Теплопродукция и
теплоотдача. Температура тела человека и ее регуляция.
ЛО 1. 3, 6
ЛД 5
6
4
11
Поясняющие
рисунки
на
доске. Таблицы,
кардиограф,
сфигмоманометр.
Поясняющие
рисунки
на
доске. Таблицы ГаррисаБенедикта,
сфигмоманометр.
ЛО 1-5
ЛД 2
ЛО 1-6
ЛД 2
Основная и дополнительная литература
№№
п/п
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
5
Список литературы
Год издания
Основная (ЛО)
Ткаченко Б.И. Нормальная физиологии человека. Медицина.
2005
Физиология человека. Под редакцией В.М. Покровского и Г.Ф. Короть- 2007
ко. М. Медицина.
Физиология человека. Под редакцией Р. Шмидта и Г. Тевса. 1 - 3 том 1996
М. Мир.
Общий курс физиологии человека и животных. 2 кн. Под редакцией 1991
А.Д. Ноздрачева, М. Высшая школа.
2005
Орлов Р.С., Ноздрачев А.Д. Нормальная физиология. Гэотар-Медиа.
1985
Ленинджер А. Основы биохимии. 1 - 3 том. М. Мир.
Шмидт-Ниельсен К. Физиология животных – приспособление и среда. 1982
В 2 томах. / К. Шмидт-Ниельсен. М.: «Мир».
Куценко С.А. Основы токсикологии. Санкт-Петербург.
2002
Дополнительная (ЛД)
Б. Албертс, Д. Брей, Дж. Льюис и др. Молекулярная биология клетки
1-3 том. М. Мир, 1994
1994
Основы физиологии. Под редакцией П. Стерки М. Мир.
1984
Покровский А.А., Тутельян В.А. Лизосомы. М. Наука, 1976
1976
«Биофизика» под ред. Ю.А. Владимирова.—М. «Медицина».
1983
1989
«Иммунология» под ред. У.Пола.1- 3 том, М. «Мир».
12
ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ
1. Физиология крови (4 ч).
2. Физиология сердечно-сосудистой системы (6 ч).
3. Физиология дыхания (4 ч).
4. Физиология обмена веществ (4 ч).
Всего 18 часов.
Контроль самостоятельной работы
1. Физиология клетки (2 ч).
2. Физиология вегетативной нервной системы (2 ч).
Всего 4 часа.
13
ПРОТОКОЛ СОГЛАСОВАНИЯ УЧЕБНОЙ ПРОГРАММЫ
ПО ИЗУЧАЕМОЙ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ
С ДРУГИМИ ДИСЦИПЛИНАМИ СПЕЦИАЛЬНОСТИ
Название
дисциплины,
с которой
требуется согласование
Название
кафедры
Решение, принятое кафедрой,
разработавшей
учебную программу (с указанием даты и номера протокола)1
Предложения
об изменениях в содержании
учебной программы
по изучаемой учебной
дисциплине
1.
ПРИЛОЖЕНИЕ 7
ДОПОЛНЕНИЯ И ИЗМЕНЕНИЯ К УЧЕБНОЙ ПРОГРАММЕ
ПО ИЗУЧАЕМОЙ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ
на _____/_____ учебный год
№№
пп
Дополнения и изменения
Основание
Учебная программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры
(протокол № ____ от ________ 200_ г.)
Заведующий кафедрой
_____________________ _______________ __________________
(степень, звание)
(подпись)
(И.О.Фамилия)
УТВЕРЖДАЮ
Декан факультета
_____________________ _______________ __________________
(степень, звание)
(подпись)
(И.О.Фамилия)
1
При наличии предложений об изменениях в содержании учебной программы по изучаемой учебной дисциплине
14