В третьем издании учебника, написанного в соответствии с государственным образовательным стандартом и программой по дисциплине "Нормальная физиология" для медицинских вузов России, в основном сохранено распределение материала, использованного во втором издании. Учебник содержит 24 главы, скомпонованные по 4 разделам: "Фундаментальные основы физиологии человека", "Регулирующие и управляющие системы", "Функции систем жизнеобеспечения человека", "Интегративные функции организма".
Функции организма рассматриваются на системном, органном и тканевом уровне, с позиций современных представлений о молекулярных механизмах физиологических процессов. Чтобы избежать значительного увеличения объема учебника, раздел V, посвященный истории физиологии, некоторые главы и другие материалы (схемы, рисунки, уникальные видеофильмы) в полной мере представлены на прилагаемом к учебнику электронном носителе.
Учебник предназначен студентам, аспирантам и преподавателям, может представлять интерес для клинических ординаторов и исследователей медико-биологического профиля.
Введение. Физиология как предмет и характеризующие его понятия
РАЗДЕЛ I. ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ
ФИЗИОЛОГИИ ЧЕЛОВЕКА
Глава 1. Жидкие среды организма
1.1. Внутренняя среда организма
1.2. Биологические свойства жидкостей, составляющих внутреннюю среду организма
Вода
Внутриклеточная жидкость
Интерстициальная, или тканевая жидкость
Лимфа
Состав трансцеллюлярных жидкостей организма
Обмен жидкостей между водными секторами в организме
Контрольные вопросы
Глава 2. Функции мембран клеток
2.1. Транспорт веществ через клеточную мембрану
Диффузия
Диффузия через липидный бислой
Диффузия ионов через белковые каналы мембран клеток
Специфические мембранные транспортные системы
Движение воды через мембрану клеток
Эндоцитоз и экзоцитоз
Внутриклеточный транспорт молекул
Эпителиальный транспорт
Контрольные вопросы
Глава 3. Физиология возбудимых тканей
3.1. Понятие о раздражении и раздражителях
3.2. Зависимость возникновения возбуждения от длительности и силы раздражения
3.3. Хронаксия как мера возбудимости
3.4. Возбудимость и возбуждение при действии постоянного тока на нервную и мышечную ткань
Электротонические явления в возбудимых тканях
Закон полярности раздражения нервной и мышечной ткани
Понятие функциональной подвижности возбудимых тканей
Парабиоз по Н. Е. Введенскому
3.5. Потенциал покоя и потенциал действия
Мембранный потенциал в возбудимых клетках
Потенциал действия возбудимых клеток
3.6. Проведение импульса по нервным волокнам
Проведение потенциала действия по безмиелиновому нервному волокну
Проведение потенциала действия по миелинизированному нервному волокну
Законы проведения возбуждения по нервному волокну
3.7. Проведение возбуждения через синапс
Проведение возбуждения через нервно-мышечный синапс
Проведение возбуждения через аксо-соматический синапс
Контрольные вопросы
Глава 4. Физиология мышц
4.1. Скелетная мышца
Молекулярные механизмы мышечного сокращения
Роль тропонина, тропомиозина и ионов кальция в сокращении мышцы
4.2. Типы мышечных сокращений
Одиночное мышечное сокращение
Тетаническое мышечное сокращение
Изометрическое мышечное сокращение
Изотоническое сокращение
Другие типы сокращения мышцы
4.3. Типы скелетных мышечных волокон
4.4. Физиологические показатели сокращения скелетной мышцы
4.5. Утомление скелетной мышцы
4.6. Гладкая мышца
Типы гладких мышц
Электрическая активность клеток гладкой мышцы
Функция нервно-мышечного синапса гладкой мышцы
Роль кальмодулина, миозиновой киназы и ионов кальция в сокращении гладкой мышцы
Физиологические параметры сокращения гладкой мышцы
4.7. Функции мышечных клеток сердца
Потенциалы покоя и действия кардиомиоцитов
Пейсмекерная активность клеток синоатриального узла
Роль тропонина, тропомиозина и ионов кальция в сокращении кардиомиоцитов
Механизм расслабления кардиомиоцитов
Контрольные вопросы
РАЗДЕЛ II. РЕГУЛИРУЮЩИЕ И УПРАВЛЯЮЩИЕ СИСТЕМЫ
Глава 5. Общие принципы и механизмы регуляции физиологических функций
5.1. Общие принципы организации системы регуляции функций
Уровни организации системы регуляции
Типы и механизмы регуляции
Реактивность и эффект регуляции
Механизмы регуляции жизнедеятельности организма
5.2. Рефлекторная регуляция функций организма
Сенсорные рецепторы
Афферентные и эфферентные нервные проводники
Возбуждение и торможение в рефлекторной дуге
Механизмы связи между звеньями рефлекторной дуги
Нервные центры и их свойства
Взаимодействие различных рефлексов. Принципы координации
рефлекторной деятельности в нервной системе
Контроль выполняемых движений
6.12. Функциональная специализация больших полушарий мозга
Контрольные вопросы
Глава 7. Вегетативная нервная система
7.1. Вегетативные синапсы и их свойства
Преганглионарные синапсы
Постганглионарные симпатические синапсы
Синтез норадреналина
Парасимпатические постганглионарные синапсы
7.2. Функциональные взаимосвязи симпатического
и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы
Виды вегетативных рефлексов
Вегетативный тонус
Высшие центры вегетативной регуляции
Контрольные вопросы
Глава 8. Функции эндокринной системы
8.1. Химическая природа и общие механизмы действия гормонов
Механизмы действия пептидных, белковых гормонов и катехоламинов
Механизм действия стероидных гормонов
8.2. Регуляторные функции гормонов гипофиза
Гормоны аденогипофиза и их эффекты в организме
Регуляция секреции и физиологические эффекты пролактина
Гормоны нейрогипофиза и их эффекты в организме
Гормоны промежуточной доли
Эндогенные опиаты
8.3. Регуляторные функции гормонов надпочечников
Гормоны коры надпочечников и их эффекты в организме
Гормоны мозгового вещества надпочечников и их эффекты в организме
8.4. Регуляторные функции гормонов щитовидной железы
8.5. Регуляция секреции и физиологические эффекты кальцитонина
8.6. Регуляторные функции гормона околощитовидных желез
8.7. Регуляторные функции гормонов эпифиза
8.8. Регуляторные функции гормонов эндокринных тканей
в органах, обладающих неэндокринными функциями
Регуляторные функции гормонов поджелудочной железы
Регуляторные функции гормонов половых желез
8.9. Регуляторные функции гормонов клеток, сочетающих
выработку гормонов и неэндокринные функции
Регуляторные функции гормонов плаценты
Регуляторные функции гормонов тимуса
Регуляторные функции гормонов почек
Регуляторные эффекты гормонов сердца
Регуляторная функция гормонов желудочно-кишечного тракта
Контрольные вопросы
РАЗДЕЛ III. ФУНКЦИИ СИСТЕМ
ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА
Глава 9. Функции систем крови
9.1. Функции плазмы крови
Белки плазмы крови
Продукты белкового обмена, углеводы и липиды плазмы крови
Факторы, обеспечивающие жидкое состояние крови
9.2. Функции и свойства эритроцитов
Гемоглобин
Старение и разрушение эритроцитов в организме
Обмен железа в организме
Обмен железа в организме
Регуляция эритропоэза
9.3. Лейкоциты
Функции нейтрофильных гранулоцитов
Функции базофильных гранулоцитов
Функции эозинофильных лейкоцитов
Функции моноцитов-макрофагов
Регуляция грануло- и моноцитопоэза
9.4. Лимфоциты. Лимфопоэз. Регуляция лимфопоэза
9.5. Функции тромбоцитов. Гемостаз
Тромбоцитопоэз и его регуляция
Механизмы свертывания крови (гемостаза)
Система свертывания крови
Противосвертывающие механизмы крови
Фибринолиз
9.6. Основы трансфузиологии
Группы крови
Влияние переливаемой крови и ее компонентов на организм человека
Контрольные вопросы
Глава 10. Функции иммунной системы
10.1. Специфические (адаптивные)механизмы защиты
10.2. Неспецифические врожденные механизмы защиты
Контрольные вопросы
Глава 11. Функции систем кровообращения и лимфообращения
11.1. Система кровообращения
Функциональные классификации системы кровообращения
Общая характеристика движения крови по сосудам
Системная гемодинамика
Общее периферическое сопротивление сосудов
Сердечный выброс
Частота сердечных сокращений (пульс)
Работа сердца
Сократимость
Автоматизм и проводимость миокарда
Сердечный цикл и его фазовая структура
Механические, электрические и физические проявления деятельности сердца
Электрокардиограмма
Тоны сердца
Сфигмо- и флебография
Общие принципы регуляции сердечного выброса
Миогенные механизмы регуляции деятельности сердца
Иннервация сердца
Нейрогенная регуляция деятельности сердца
Рефлекторные влияния на сердце
Гуморальные влияния на сердце
Гормональная функция сердца
Венозный возврат крови
Центральное венозное давление
Объем циркулирующей крови
11.2. Общие закономерности органного кровообращения
Функционирование органных сосудов
Нервные и гуморальные влияния на органные сосуды
Роль эндотелия сосудов в регуляции их просвета
Особенности кровоснабжения органов и тканей
Сопряженные функции сосудов
Микроциркуляция (микрогемодинамика)
11.3. Центральная регуляция кровообращения
Спинальный уровень регуляции
Бульбарный уровень регуляции
Гипоталамические влияния
Участие лимбических структур
Кортикальные влияния
Общая схема центральной регуляции
11.4. Лимфообращение
Лимфатические сосуды
Лимфатические узлы
Лимфоток
Нервные и гуморальные влияния
Контрольные вопросы
Глава 12. Функции дыхательной системы
12.1. Легочная биомеханика
Биомеханика вдоха
Биомеханика выдоха
12.2. Взаимосвязь объема легких с изменением объема грудной полости
Роль внутриплеврального давления в изменении объема легких
Функции растяжимости легочной ткани
Влияние сопротивления дыхательных путей на поток воздуха в дыхательных путях
Легочные объемы и емкости
12.3. Вентиляция и перфузия кровью легких
Вентиляция легких
Соотношение вентиляции и перфузии легких кровью
12.4. Газообмен между альвеолами и кровью в легких
Влияние газового состава альвеолярного воздуха и крови на газообмен в легких
Скорость диффузии О2 и СО2 в легких
Газообмен в тканях
12.5. Транспорт газов кровью
Транспорт кислорода кровью
Транспорт углекислого газа от тканей к легким
Транспорт ионов водорода от тканей к легким
Рефлекторная регуляция висцеральных функций
5.3. Произвольная (волевая) регуляция физиологических функций
5.4. Гормональная регуляция функций организма
Общая характеристика звеньев гормональной системы регуляции
Виды и пути действия гормонов на эффекторы
5.5. Местная гуморальная регуляция функций клеток
5.6. Системный принцип организации механизмов регуляции физиологических функций
Контрольные вопросы
Глава 6. Функции центральной нервной системы
6.1. Нейроны и нейроглия
Общие свойства нейронов
Общие принципы функционального взаимодействия нейронов
Общие принципы организации функциональных систем мозга
Типы нейронных сетей
Функции нейроглии
6.2. Функции спинного мозга
Функциональная организация нейронов спинного мозга
Функция а- и y- мотонейронов спинного мозга
Рефлексы спинного мозга
Проводящие пути спинного мозга
6.3. Функции ствола мозга
Рефлекторная функция ствола
6.4. Функции ретикулярной формации
Участие ретикулярной формации в регуляции вегетативных функций
Эфферентные влияния ретикулярной формации
6.5. Функции мозжечка
Функциональная организация мозжечка
Переработка афферентной информации в мозжечке
Эфферентные связи мозжечка с моторными структурами мозга
6.6. Функции таламуса
6.7. Функции гипоталамуса
6.8. Функции лимбической системы мозга
Функция миндалин
Функции гиппокампа
6.9. Функции базальных ганглиев (стриопаллидарная система)
Модуляции нейронных переключений в базальных ганглиях
Взаимодействие базальных ганглиев с другими структурами мозга
6.10. Функции коры больших полушарий
Функциональная специализация областей коры
Модульная организация коры
Электрическая активность коры
6.11. Регуляция локомоции
Иерархическая организация моторных систем ЦНС
Нисходящие пути моторной коры
Транспорт углекислого газа от тканей к легким
Транспорт ионов водорода от тканей к легким
12.6. Регуляция дыхания
Дыхательный центр
Рефлекторная регуляция дыхания
Произвольный контроль дыхания
12.7. Дыхание при физической нагрузке
12.8. Дыхание человека на большой высоте
12.9. Дыхание человека при повышенном давлении воздуха
12.10. Недыхательные функции легких
Контрольные вопросы
Глава 13. Функции пищеварительной системы
13.1. Регуляция процессов пищеварения
Нервная регуляция пищеварительных процессов
Гормональная регуляция пищеварительных процессов
Фазная регуляция процессов в пищеварительном тракте
13.2. Пищеварение в ротовой полости. Функция жевания и глотания
Слюноотделение
Жевание
Глотание
Секреция слизи в пищеводе
13.3. Пищеварение в желудке
Функции секреции желудочных желез
Моторная функция мускулатуры желудка
13.4. Пищеварение в двенадцатиперстной кишке
Пищеварительная функция поджелудочной железы
Пищеварительная функция печени
13.5. Пищеварение в тонком кишечнике
Секреторная функция тонкой кишки
Двигательная функция тонкой кишки и ее регуляция
13.6. Всасывание в пищеварительном тракте
Всасывание продуктов расщепления углеводов
Всасывание продуктов расщепления белков
Всасывание продуктов расщепления жиров
Всасывание воды и минеральных веществ
Всасывание витаминов в кишечнике
Процессы секреции веществ в тонком кишечнике
13.7. Функция толстого кишечника в пищеварении
Секреторная активность в толстом кишечнике
Роль моторики толстого кишечника
Всасывание веществ в толстом кишечнике
Роль микрофлоры толстого кишечника
Дефекационный рефлекс
13.8. Физиологические механизмы тошноты и рвоты
Контрольные вопросы
Глава 14. Обмен веществ и энергии. Питание
14.1. Образование энергии в клетках тканей живого организма
14.2. Основной обмен
14.3. Энергетический баланс организма
14.4. Регуляция обмена веществ и энергии в организме
14.5. Питание
Контрольные вопросы
Глава 15. Температура тела и ее регуляция
15.1. Теплопродукция и теплоотдача
Теплопродукция
Теплоотдача
Обмен тепла между гомойотермным "ядром" и "оболочкой"
15.2. Регуляция температуры тела человека (терморегуляция)
Восприятие и анализ температуры
Центральные механизмы регуляции теплообмена
Поведенческие и физиологические реакции теплообмена в организме человека
15.3. Понятие о гипотермии и гипертермии
Контрольные вопросы
Глава 16. Функции почек. Водно-солевой обмен. Выделение
16.1. Функции почек
Механизмы мочеобразования
Метаболическая функция почек
Роль почек в регуляции артериального давления
16.2. Водно-солевой обмен
Водный баланс организма
Электролитный, или солевой баланс организма
Общие принципы регуляции водно-солевого обмена
16.3. Интегративные механизмы регуляции водно-солевого обмена
и гомеостатическая функция почек
Гомеостатические механизмы при гиперосмотической дегидратации
Гомеостатические механизмы при изоосмотической дегидратации
Гомеостатические механизмы при гипоосмотической дегидратации
Гомеостатические механизмы при гипоосмотической гипергидратации
Гомеостатические механизмы при изоосмотической гипергидратации
Гомеостатические механизмы при гиперосмотической гипергидратации
Нарушения баланса электролитов
16.4. Выделение
Выделительная, или экскреторная функция почек
Выделительная функция кожи
Выделительная функция печени и пищеварительного тракта
Выделительная функция легких и верхних дыхательных путей
Контрольные вопросы
Глава 17. Кислотно-основное состояние
17.1. Кислоты и основания внутренней среды
17.2. Физико-химические гомеостатические механизмы
Буферные системы внутренней среды организма
Тканевые гомеостатические обменные процессы
17.3. Физиологические гомеостатические механизмы
Легкие и кислотно-основное состояние
Почки и кислотно-основное состояние
Желудочно-кишечный тракт, печень, костная ткань и кислотно-основное состояние
17.4. Основные физиологические показатели кислотно-основного состояния
17.5. Изменения кислотно-основного состояния и их компенсация
Контрольные вопросы
Глава 18. Репродуктивная функция человека
18.1. Мужская репродуктивная функция и ее регуляция
Функции мужских половых желез
Функция клеток Сертоли
Функция клеток Лейдига
Сперматогенез
Гормональная регуляция сперматогенеза
Регуляция эрекции
Регуляция эякуляции
18.2. Регуляция репродуктивной функции женского организма
Овариальный цикл и оогенез, их гормональная регуляция
Менструальный, или маточный цикл и его гормальная регуляция
18.3. Оплодотворение (фертилизация)
Фертилизация
Капацитация сперматозоидов
Акросомальная реакция
18.4. Беременность, функции плаценты
Функции плаценты
Роль плацентарных гормонов во время беременности
18.5. Гормональная регуляция процесса родов и лактации
Роды
Лактация
Контрольные вопросы
Глава 19. Функции сенсорных систем
19.1. Общая физиология сенсорных систем
Классификации рецепторов
Преобразование энергии раздражителя в рецепторах
Переработка информации в переключательных ядрах
Субъективное сенсорное восприятие
19.2. Соматовисцеральная сенсорная система
Тактильная чувствительность
Проприоцептивная чувствительность
Температурная чувствительность
Болевая чувствительность
Висцеральная чувствительность
19.3. Зрительная сенсорная система
Проецирование световых лучей на сетчатку глаза
Преобразование энергии света в фоторецепторах
Характеристика рецептивных полей ганглиозных клеток сетчатки
Проводящие пути и переключательные центры зрительной системы
Переработка зрительной информации в коре
19.4. Слуховая сенсорная система
Психофизические характеристики звуковых сигналов
Периферическая часть слуховой системы
Преобразование энергии звуковых волн во внутреннем ухе
Кодирование информации в окончаниях слухового нерва
Проводящие пути и переключательные ядра слуховой системы
Переработка сенсорной информации в слуховой коре
19.5. Вестибулярная сенсорная система
Вестибулярный аппарат
Возбуждение рецепторов вестибулярного аппарата
Центральная часть вестибулярной системы
19.6. Вкусовая сенсорная система
Вкусовая рецепция
Центральный отдел вкусовой системы
Вкусовая чувствительность
19.7. Обонятельная сенсорная система
Классификация запахов
Периферический отдел обонятельной системы
Центральный отдел обонятельной системы
Физиологическая роль обоняния у человека
Способность человека к восприятию феромонов
Контрольные вопросы
РАЗДЕЛ IV. ИНТЕГРАТИВНЫЕ ФУНКЦИИ ОРГАНИЗМА
Глава 20. Физиология мотиваций и эмоций
20.1. Мотивации
Первичные и вторичные мотивации
Характеристика мотиваций влечения и избегания
Роль вознаграждения и наказания в мотивационном поведении
Нейрофизиологические механизмы мотиваций
Мотивации жажды и голода
Половая мотивация человека
20.2. Эмоции
Виды эмоций
Характеристики эмоций
Функции эмоций
Нейрофизиологический механизм эмоций
Контрольные вопросы
Глава 21. Познавательная деятельность человека
21.1. Внимание
Виды внимания и нейрофизиологические процессы внимания
Нейрофизиологические механизмы процессов внимания
Внимание при восприятии раздражителей разной модальности
21.2. Физиологический процесс восприятия сенсорной информации
Восприятие информации в зрительной сенсорной системе
Слуховое восприятие
Соматосенсорное восприятие
21.3. Сознание
Нервные механизмы сознания
Электрическая активность мозга человека
Уровень активности нейронов коры головного мозга человека
Внимание и сознание
21.4. Память и научение, их нейрофизиологические механизмы
Формы памяти и научения
Имплицитная память и ее нейронные механизмы
Условный рефлекс
Типы высшей нервной деятельности
Нейронные механизмы ассоциативных форм научения
21.5. Функции речи и ее нейрофизиологические механизмы
Свойства языка
Функции речевого аппарата
Функция речевых структур коры головного мозга человека
21.6. Мышление
Нейрофизиологические механизмы мышления
Роль левого и правого полушарий мозга человека в мышлении
Контрольные вопросы
Глава 22. Сон и бодрствование
22.1. Физиологический механизм биологических часов человека
22.2. Фазы, стадии и циклы ночного сна
22.3. Активность нейронов во время бодрствования и сна
22.4. Участие коры больших полушарий и лимбической системы в регуляции суточного цикла
22.5. Участие гуморальных веществ в регуляции суточного цикла
22.6. Функции физиологических систем во время медленноволнового сна
22.7. Функции физиологических систем во время парадоксального сна
22.8. Происхождение и физиологическое значение сновидений
Контрольные вопросы
Глава 23. Физиология труда
23.1. Физиологические системы организма человека при разных видах трудовой деятельности
Энергетическое обеспечение человека при разных видах трудовой деятельности
23.2. Сердечно-сосудистая система и система крови при физической, динамической работе
23.3. Изменения в системе дыхания при динамической физической работе
23.4. Функции эндокринной системы при физической и умственной работе
23.5. Утомление при мышечной или умственной работе
23.6. Терморегуляция организма человека при мышечной работе
Контрольные вопросы
Глава 24. Физиологические механизмы адаптации человека к изменяющимся условиям внешней среды
24.1. Неспецифические адаптивные реакции организма на воздействие раздражителей большой силы
Симпатоадреналовая реакция
Стресс-реакция
24.2. Стресс-лимитирующие системы в организме человека
24.3. Дисстресс
24.4. Общий адаптационный синдром
24.5. Реакция тренировки и реакция активации
24.6. Срочная и долговременная адаптация
24.7. Норма адаптивной реакции, дезадаптация, перекрестные адаптации
Обратимость процессов адаптации
Контрольные вопросы
Заключение
Рекомендуемая литература
Алфавитный указатель
ОГЛАВЛЕНИЕ К КОМПАКТ-ДИСКУ
Введение. Борис Иванович Ткаченко (видеофильм)
Формирование устойчивого патологического состояния ЦНС (видеофильм к главе 6)
Схема вегетативной нервной регуляции (к главе 7)
Глава 9. Функции систем крови
9.7. Общие закономерности кроветворения
Поглощение макрофагами липопротеидов низкой плотности (видеофильм)
Взаимодействие макрофагов с токсоплазмами (видеофильм к 10.2)
Движение крови по сосудам (видеофильм к 11.1, 11.2)
Схема микроциркуляторного ложа (к 11.2)
Развитие вьюна (видеофильм к главе 18)
Презентация. Как мы приходим в жизнь (к главе 18)
Выработка условного рефлекса и экспериментальные неврозы у собак (к 21.4)
Влияние радиации на условно-рефлекторную деятельность (видеофильм к 21.4)
РАЗДЕЛ V. ИСТОРИЯ ФИЗИОЛОГИИ
Глава 25. Развитие физиологических исследований
Рисунок "Реки болезней"
Глава 26. Персоналии ученых, определивших развитие физиологии
Иван Петрович Павлов с учениками и в Колтушах (видеофильм)
Иван Петрович Павлов рассказывает о физиологии ВНД (видеофильм)