Модуль 1 «Общая физиология возбудимых систем. Управляющие системы организма»

Учебная дисциплина – нормальная физиология

 

для специальности – 31.05.01 лечебное дело

курс 2  семестр 3

 

 

Составитель: Сидорова О.Н., к.м.н., доцент кафедры нормальной и патологической физиологии

Рецензент: Матвеева Н.Ю., д.м.н., профессор, заведующая кафедрой гистологии, цитологии и эмбриологии

 

Владивосток – 2016

Тема 1. Биоэлектрические явления в возбудимых тканях

 

Мотивация изучения темы: в клинике широко используются методы исследования  фундаментальных процессов – возбуждения и торможения, характеризующих деятельность  различных органов и систем (электрокардиография, электроэнцефалография и др.). Для анализа полученных данных необходимо знать механизмы, лежащие в основе биоэлектрических явлений. Знание механизмов возбуждения является базой для изучения последующих дисциплин профессионального цикла.

 

Цели занятия

Общая цель: изучение данной темы направлено на формирование общепрофессиональных компетенций ОПК-9 ФГОС ВО специальности 31.05.01 лечебное дело

   

Конкретные цели и задачи

После изучения темы студент должен:

 

«Знать» - сущность процесса возбуждения, роль различных ионов и мембраны клетки в формировании биопотенциалов, характеристику местного и распространяющегося возбуждения

«Уметь»- анализировать фазы потенциалы действия, объяснять механизм изменения биопотенциалов при различных воздействиях при решении ситуационных задач и выполнении практической работы

«Владеть» - навыками работы с компьютером при выполнении практических заданий по обучающей программе «Виртуальная физиология»

 

Вопросы, изученные на предшествующих дисциплинах и необходимые для освоения темы

Для понимания механизмов возбуждения необходимы знания предшествующих дисциплин – биологии, химии, физики по строению и функциям клеточной мембраны и электрохимическим характеристикам ионов.

 

Задания для самостоятельной подготовки к практическому занятию

Вопросы для самоподготовки:

1. Понятие возбудимых тканей, их свойства.

2. Характеристика раздражителей

3. Развитие учения о биопотенциалах

4. Ионно-мембранная теория происхождения биопотенциалов.

5. Характеристика местного возбуждения.

6. Фазы и ионные механизмы потенциала действия

7. Свойства потенциала действия.

Домашнее задание (задание для СРС во внеучебное время)

1. Записать классификацию раздражителей.

2. Записать основные отличия местного возбуждения от распространяющегося.

3. Зарисовать кривую потенциала действия, обозначить фазы и периоды ПД.

 

Вопросы для самоконтроля:

1. Как заряжена мембрана клетки в состоянии покоя?

2. Какие ионы имеют главное значение в формировании потенциала покоя?

3. Каково значение калий-натриевого насоса?

4. Как изменится мембранный потенциал при повышении проницаемости мембраны для ионов натрия?

5. Как изменится мембранный потенциал при повышении концентрации калия в   межклеточном веществе.?

6. Что отражает критический уровень деполяризации?

7. За счёт каких ионов осуществляется перезарядка мембраны?

8. За счёт каких ионов осуществляется реполяризация мембраны?

9 Какие термины отражают изменение мембранного потенциала в сторону уменьшения и увеличения?

10. Какие свойства характеризуют местное возбуждение?

 

Этапы проведения практического занятия

№ п / п	Название этапа	Цель этапа	Время
1	2	3	4
Вводная часть занятия
1	Организация занятия	Мобилизовать внимание студентов на данное занятие	2 мин.
2	Определение темы, мотивации, цели, задач занятия	Раскрыть практическую значимость занятия в системе подготовки к профессиональной деятельности, сформировать мотив и, как следствие, активизировать познавательную деятельность студентов	3 мин

Основная часть занятия

80-90% 3 Контроль исходных знаний, умений и навыков. Опрос-беседа по контрольным вопросам  Проверка готовности студентов к занятию, выявление исходного уровня знаний, умений и навыков. Коррекция исходного уровня знаний 30 мин 4 Задания на СРС в учебное время Дифференцированное ориентирование студентов к предстоящей самостоятельной работе 5 мин. 5 Управляемая СРС в учебное время Овладение необходимыми общекультурными, профессиональными компетенциями, исходя из конкретных целей занятия 25 мин. 6 Оценка результатов СРС Контроль результатов обучения и оценка с помощью дескрипторов 5 мин. 7 Итоговый контроль Оценивание индивидуальных достижений студента, выявление индивидуальных и типичных ошибок и их корректировка при решении ситуационных задач и тестового контроля 15 мин

                              Заключительная часть занятия

5-10% 8 Подведение итогов занятия Оценка деятельности студентов, определение достижения цели занятия 3 мин. 9 Общие и индивидуальные задания на СРС во внеучебное время Указание на самоподготовку студентов, ее содержание и характер 2 мин.

 

Ориентировочные основы действия (ООД) для проведения самостоятельной работы студентов в учебное время

  Самостоятельная работа проводится в форме дидактической игры по обучающей программе «Виртуальная физиология» в компьютерном классе с последующим обсуждением полученных результатов

Задание	Объект	Программа действия	Ориентировочные основы действия
Определение мембранного потенциала покоя и потенциала действия	Мышечное волокно лягушки (виртуальная физиология)	Ввести электроды внутрь мышечного волокна, наблюдая за изменением потенциала на экране вольтметра. Записать величину потенциала покоя. Стимулировать мышцу электрическим током, наблюдая за динамикой изменения мембранного потенциала на экране. Изобразить графически полученный потенциал действия.	В выводе указать механизм формирования потенциала покоя и потенциала действия (роль ионов калия и натрия и проницаемости мембраны). На графике отметить фазы потенциала действия
Выявление пороговой силы раздражителя	Нерв лягушки (виртуальная физиология)	Постепенно увеличивать силу стимула, начиная с минимальной, до появления на экране потенциала действия. Записать пороговую силу стимула	Порог раздражения – минимальная сила, вызывающая ответную реакцию (потенциал действия)
Демонстрация свойств местного возбуждения (суммация подпороговых стимулов)	Нерв лягушки (виртуальная физиология)	Уменьшить величину стимула на 0,2 мв ниже пороговой, убедиться в отсутствии потенциала действия на экране. Увеличить количество стимулов до появления на экране потенциала действия. Постепенно уменьшая силу стимула и увеличивая их количество наблюдать за появлением потенциала действия	В выводе указать отличие электротонического потенциала от местного возбуждения, и при каком из них в результате суммации возникает потенциал действия

 

Задания для контроля уровня сформированности компетенций в учебное время

Тестовый контроль:

1 Внутренняя поверхность мембраны возбудимой клетки по отношению к наружной в состоянии физиологического покоя заряжена: 1) положительно; 2) так же, как и наружная мембрана; 3) не заряжена; 4) отрицательно.

2. Уменьшение величины мембранного потенциала покоя при действии раздражителя называется:  1) гиперполяризацией; 2) реполяризацией; 3) деполяризацией; 4)экзальтацией.

3. Увеличение мембранного потенциала покоя называется: 1). гиперполяризацией; 2) деполяризацией; 3) реполяризацией; 4) экзальтацией.

4. В цитоплазме нервных и мышечных клеток по сравнению с наружным раствором выше концентрация ионов:    1) хлора; 2) калия; 3) натрия; 4) кальция.

5. Молекулярный механизм, обеспечивающий выведение из цитоплазмы ионов натрия и введение в цитоплазму ионов калия, называется: 1) критический уровень деполяризации; 2) натриевый селективный канал;      3) натриево-калиевый насос; 4) мембранный потенциал действия.

6.  В фазу быстрой деполяризации потенциала действия проницаемость мембраны увеличивается для ионов: 1) натрия; 2) калия; 3) магния; 4) серы.

7. Движение каких ионов играет главную роль в формировании потенциала покоя? 1) ионы натрия; 2) ионы калия;   3) ионы кальция; 4) ионы хлора.

8. В какой части потенциала действия преобладает движение ионов калия?   1) в восходящей части потенциала действия; 2) на вершине пика ПД; 3) во время нисходящей части ПД.

9. Как изменится мембранный потенциал при увеличении проницаемости для ионов натрия? 1) увеличится; 2) не изменится; 3) уменьшится.

10. Как изменится мембранный потенциал при увеличении проницаемости для ионов хлора? 1) увеличится; 2) не изменится; 3) уменьшится

 

Ситуационные задачи:

1. Как убедиться, что при раздражении нерва нервно-мышечного препарата в нём возникает возбуждение?

2. Что произойдет с возбудимой клеткой, если на неё подействовать веществом, блокирующим работу дыхательных ферментов?

3. Что можно ожидать от мембранного потенциала при абсолютной непроницаемости клеточной мембраны для ионов?

4. При измерении величины потенциала покоя микроэлектродным методом со временем наблюдается снижение потенциала. Чем это можно объяснить?

5. Как повлияет на возникновение потенциала действия повышение концентрации ионов натрия внутри клетки?