НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ

«КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИУТ»

Освітньо-кваліфікаційний рівень «бакалавр»

Кількісна фізіологія засоби діагностики результатів навчання

з напряму	6.051003 «Приладобудування» (шифр назва)

Зразок залікового білету

(Форма N Н-5.04) НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ «КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ»

Освітньо-кваліфікаційний рівень

бакалавр

(назва ОКР)

Напрям підготовки

6.051003 «Приладобудування»

(код і назва напряму підготовки)

Навчальна дисципліна

Кількісна фізіологія

(назва)

ЕКЗАМЕНАЦІЙНИЙ БІЛЕТ № __

1

Питання з І блоку питань

2

Питання з ІІ блоку питань

3

Питання з ІІІ блоку питань

4

Питання з ІV блоку питань

5

Задача з V блоку питань

Затверджено на засіданні кафедри

Біомедичної інженерії

(назва кафедри)

Протокол

№

від

« »

2015 р.

Завідувач кафедри

Шликов В.В.

(підпис)

(Прізвище та ініціали)

Питання для формування екзаменаційних білетів

Питання І з Розділу 1. Кількісні характеристики електромагнітних процесів в організмі.

1. Властивості збудливих тканини. Властивості мембрани клітин збудливих тканин.

Властивості Показники

1. Збуджуваність – здатнiсть збуджуватися Поріг подразнення,

тривалість абсолютної рефрактерноi фази.

2. Провідність – здатність проводити збудження, тобто ПД. Швидкість проведення ПД, у нерва вона може досягати 120м/с .

3. Скоротливiсть - здатність розвивати силу або напругу при збудженні.

Максимальний розмiр сили, напруги при збудженні

4. Лабільність - або функціональна рухомiсть- спроможнiсть до ритмiчної активностi. Максимальне число збуджень в одиницю часу.

Подразливість - це загальна властивість тканин реагувати на різні подразники.

Збудливі тканини мають ряд властивостей: подразливість - здатність тканин сприймати роздратування, збудливість - здатність тканин реагувати збудженням на подразнення, провідність - здатність поширювати збудження, лабільність - швидкість протікання елементарних циклів збудження. Лабільність відображає час, протягом якого тканину відновлює працездатність після чергового циклу порушення. Поріг подразнення (у фізіології нервових і м'язових клітин), найменша сила подразника (зазвичай електричного струму), здатна викликати поширюється потенціал дії

Особлива морфологія клітинних мембран визначає їх електричні характеристики, серед яких найбільш важливими є ємність і провідність.

 

Ємнісні властивості в основному визначаються фосфолипидным бислоем, який непроникний для гідратованих іонів і в той же час досить тонкий (близько 5 нм), щоб забезпечувати ефективне розділення і накопичення зарядів і електростатичне взаємодія катіонів та аніонів. Крім того, ємнісні властивості клітинних мембран є однією з причин, що визначають тимчасові характеристики електричних процесів, протекающихщих на клітинних мембранах.

 

Провідність (g) - величина, зворотна електричному опору і дорівнює відношенню величини загального трансмембранного струму для даного іона до величиною, що обумовило його трансмембранного різниці потенціалів.

 

Через фосфоліпідний бислой можуть дифундувати різні речовини, причому ступінь проникності (Р), тобто здатність клітинної мембрани пропускати ці речовини, залежить від різниці концентрацій дифузійного речовини по обидві сторони мембрани, його розчинності в ліпідах і властивостей клітинної мембрани. Швидкість дифузії для заряджених іонів в умовах постійного поля в мембрані визначається рухливістю іонів, товщиною мембрани, розподілом іонів в мембрані. 

Провідність мембрани є мірою її іонної проникності. Збільшення провідності свідчить про збільшення кількості іонів, проходять через мембрану.

2. Основи виникнення і підтримки біоелектрогенезу.

Необхідні умови: напівпроникність мембрани і градієнт концентрацій.

самой простой моделью источника электромагнитной энергии биологических тканей служит концентрационный элемент Нернста. В нем растворы соли разной концентрации разделены мембраной, имеющей неодинаковую проницаемость для катионов и анионов, на которые диссоциирует данная соль. Вследствие существования разности концентрации, электролит стремится диффундировать через мембрану. Но, в силу неодинаковой проникающей способности образующих его ионов, один из них преодолевает мембрану, а другой задерживается ею. В результате, на мембране образуется двойной слой зарядов. При этом, более разбавленный раствор принимает заряд того иона, который лучше проникает сквозь мембрану. Если это катион, то электрический ток во внешней цепи концентрационного электролита течет от электрода, погруженного в раствор с меньшей концентрацией, к электроду, находящемуся в более крепком растворе. При одинаковой проникающей способности катионов и анионов, на которые диссоциирует электролит, электрическая энергия не генерируется, как бы ни был высок концентрационный градиент на мембране.

Наличие концентрационных градиентов является необходимым, но недостаточным условием БЭГ. Он обусловливается также тем, что сквозь БМ катионы проникают лучше, чем анионы. Концентрационные градиенты стремятся выровнять содержание всех ионов по обе стороны БМ. Однако, БМ препятствует этому процессу, поддерживая тем самым ионную асимметрию. Важный вклад в поддержание ионной асимметрии и соответствующих концентрационных градиентов (например, ионов и ) на плазмолемме любой клетки вносит их активный транспорт.

Таким образом, при наличии БЭГ всегда соблюдается два обязательных условия:

1. Существование концентрационных градиентов электролитов на клеточной мембране.

2. Наличие неодинаковой проницаемости этой мембраны для катионов и анионов, на которые диссоциируют электролиты в живой клетке (внутри и вне клетки).

3. Будова і функція селективних каналів.

Іонні канали — трансмембранні білки, що утворюють пори через цитоплазматичну та іншібіологічні мембрани, які допомагають встановлювати і керувати електричною напругою через мембрани всіх живих клітин (так званим мембранним потенціалом), дозволяючи рух певних іоніввниз за електрохімічним градієнтом.

ионные каналы имеют следующее строение:

1.Селективный фильтр, расположенный в устье канала. Он обеспечивает прохождение через канал строго определенных ионов.

2.Активационные ворота, которые открываются при определенном уровне мембранного потенциала или действии соответствующего ФАВ. Активационные ворота потенциалзависимых каналов имеется сенсор, который открывает их на определенном уровне МП.

3.Инактивационные ворота, обеспечивающие закрывание канала и прекращение проведения ионов по каналу на определенном уровне МП.

Неспецифические ионные каналы не имеют ворот.

Селективные ионные каналы могут находиться в трех состояниях, которые определяются положением активационных (м) и инактивационных (h) ворот (рис):

1.Закрытом, когда активационные закрыты, а инактивационные открыты.

2.Активированном, и те и другие ворота открыты.

3.Инактивированном, активационные ворота открыты, а инактивационные закрыты.

Если на возбудимую мембрану действует определенный электрический сигнал (раздражитель), сила которого больше критической величины (порога),происходит активация так называемых потенциал-зависимых каналов, по которым ионы натрия могут проникать в клетку. Уменьшение заряда на мембране сопровождается деполяризацией мембраны. Потенциал-зависимые каналы образованы встроенными в мембрану белковыми молекулами, внутри которых имеется пора и два вида перекрывающих ее ворот. Различают активационные ворота (m-ворота), расположенные с наружной стороны мембраны, и инактивационные ворота (h-ворота) – с внутренней стороны. Ворота – это участки белковой молекулы, изменяющие свое положение в зависимости от уровня заряда на мембране. Когда заряд на мембране больше критической величины (порога), открываются активационные ворота, и поток ионов натрия лавинообразно поступает внутрь клетки, неся с собой положительный заряд, вследствие чего на внутренней стороне мембраны образуется положительный заряд (происходитинверсия знака заряда) до +50 мВ. Этот поток происходит в течение 1-2 мс, – достигается пик деполяризации – +55 мВ (натрий-равновесный потенциал, когда открыты все натриевые каналы мембраны) – так называемый критический уровень

Следовательно, ПД состоит из: локального ответа, пика и отрицательного и положительного следовых потенциалов. При этом фаза деполяризации ПД обусловлена потоком ионов натрия внутрь клетки, фаза реполяризации – потоком ионов калия наружу.

4. Поняття градуальності для збудливих і незбудливих мембран (вольт-амперні характеристики).

Градуальность – прямая зависимость величины реакции от раздражителя.

Для невозбудимых – зависимость линейная, они градуальны

Для возбудимых – градуальны от ПП до КМП, дальше нелинейная

5. Розкрийте поняття рефрактерності мембран. Причини абсолютної, відносної рефрактерностї, екзальтації.

6. Поняття акомодації. Причини цього явища.

7. Поняття лабільності. Причини цього явища.

8. Розкрійте поняття декремента для збудливих мембран. Від чого залежить декремент потенціалу на мембрані?

9. Особливості поширення збудження по м'якотних волокнах. Основні формули.

10. Особливості поширення збудження по безм'якотних волокнах. Основні формули.

11. Способи передачі збудження в тканинах.

12. Механізми виникнення ЗПСП і ГПСП.

13. Особливості нервово-м'язової передачі.

14. Методи дослідження елекрофізіологічної активності головного мозку та способи їх реестрації.

15. Основні функціональні показники роботи головного мозку при ЕЕГ.

16. Фізіологічні властивості серцевого м'яза (робочого міокарда). Яке фізіологічне значення має тривалий абсолютний рефрактерний період клітин робочого міокарда?

Робочий міокард має низку фізіологічних властивостей: 1) збудливістю; 2) провідністю; 3) низькою лабільністю; 4) сократимостью; 5) рефрактерностью.

Електрофізіологічні властивості скоротливого міокарда.

                    Рівень потенціалу спокою в скоротливих кардіоміоцитів знаходиться в межах -90 – -95 мВ і є стабільним. Потенціал спокою клітин скоротливого міокарда створюється іонами К+ і Сl-, проте на відміну від фазних поперечно посмугованих м'язів, хлорна проникність мембрани порівняно з калієвою дуже мала.

                    Потенціал дії скоротливих кардіоміоцитів поділяють на такі фази: швидкої деполяризації, швидкої початкової реполяризації, повільної реполяризації (плато) і швидкої кінцевої реполяризації.

17. Що називають автоматією (автоматизмом) серця? Механізм автоматії. Як довести її наявність?

Автоматія серця та її докази

Серце має таку властивість, як автоматія, тобто здатність скорочуватись під впливом імпульсів, що виникають в ньому самому. Доказом цього є: підтримання життєдіяльності ізольованого серця, дослід з лігатурами Станніуса і впливом тепла і холоду на різні ділянки серця (дослід У.Х.Гаскелла). Для підтримання життєдіяльності ізольованого серця необхідно подавати через канюлю, введену в аорту під тиском , щоб розкрились гирла коронарних судин теплий (37-38 ⁰С), поживний ізотонічний та ізоіоничний розчин, збагачений глюкозою і киснем. В таких умовах серце, видалене з грудної порожнини, може скорочуватись досить тривалий час і використовуватись для дослідження дії гормонів, біологічно активних речовин, іонів та лікарських препаратів.

Дослід з лігатурами Станніус провів на серці жаби з розкритою грудною порожниною. Перша лігатура – ізолююча накладалась між венозним синусом і передсердями. Після цього венозний синус продовжував скорочуватися з тією ж частотою, що і до накладання лігатури, а передсердя і шлуночок зупинялися, тому що імпульси від вузла Ремака, розташованого у венозному синусі не надходять до передсердь і шлуночка. Друга лігатура – подразнююча накладалась вільно між передсердям і шлуночком, механічно подразнювала вузол між ними і викликала скорочення передсердь і шлуночка у більш рідкому ритмі у порівнянні з венозним синусом. Без накладання другої лігатури через деякий час можуть самостійно відновитись скорочення передсердь і шлуночка. Цей час названо преавтоматичною паузою. Третя лігатура – ізолююча накладалась на верхівку серця, яка після цього переставала скорочуватися, тому що імпульси до неї не надходили. На підставі отриманих даних Станіус зробив слідуючі висновки: