Раздел 4. Мембранология

В разделе рассматриваются три темы:

1. Функции клеток и клеточных структур.

2. Биоэлектрические явления.

3. Биофизика мышечного сокращения.

При работе с теоретическим материалом после изучения каждой темы следует выполнить соответствующий тренировочный тест (№№ 6, 7 и 8).

После изучения материала раздела рекомендуется ответить на вопросы для самопроверки, приведенные в конце раздела. Изучение раздела заканчивается контрольным мероприятием: необходимо ответить на вопросы контрольных тестов №№ 6, 7 и 8. Максимальное количество баллов, которое Вы можете получить по данному разделу, равно 15 (за тестирование).

4.1. Функции клеток и клеточных структур

Более подробно материал данной темы изложен в [1], с. 50 … 63.

Рассматриваются: биофизика мембран, биологические мембраны, их виды и функции, методы их выделения и изучения, структура мембран, мембранные системы внутриклеточных органелл, обмен веществ между клеткой и окружающей средой (трансмембранный транспорт веществ, диффузия и активный транспорт).

4.2. Биоэлектрические явления

Более подробно материал данной темы изложен в [1], с. 63 … 83.

В данной теме рассмотрены: электрогенез (биоэлектрические потенциалы, биоэлектрогенез), потенциал покоя, роль обмена веществ в генезе и поддержании потенциала покоя (натриевый насос мембраны), ионные каналы, потенциал действия, ионный механизм возникновения потенциала действия, природа ионной проницаемости мембраны, механизмы изменения ионной проводимости во время генерации потенциала действия, критический уровень деполяризации, изменение критического уровня деполяризации, изменения возбудимости при возбуждении, механизмы проведения возбуждения.

4.3. Биофизика мышечного сокращения

Более подробно материал данной темы изложен в [1], с. 83 … 94.

В данной теме рассмотрены: макроскопическая структура мышц (свойства поперечно-полосатых мышц, механика и энергетика мышечного сокращения), структура сократительного аппарата (мостовая гипотеза генерации силы, модели мостика, генерирующего силу), молекулярный мотор мышц (типы молекулярных моторов, трёхмерная структура субфрагментов, молекулярная модель рабочего цикла мостика).

Вопросы для самопроверки к разделу 4

1. Структура клеточных мембран.

2. Виды биологических мембран.

3. Роль белков в структуре клеточных мембран.

4. Роль фосфолипидов в структуре клеточных мембран.

5. Пути проникновения веществ через клеточные мембраны.

6. Движущие силы мембранного транспорта.

7. Закономерности, установленные при прохождении электрического тока через биологические объекты.

8. Суммарное сопротивление живых клеток и тканей.

9. Донановское равновесие.

10. Методы изучения электрической активности клеток.

11. Уравнение Нернста.

12. Роль калия в возникновении мембранного потенциала.

13. Механизм поддержания постоянства внутриклеточного содержания ионов.

14. Ионные механизмы генерации потенциалов действия.

15. Роль натрия, калия и кальция в генерации токов действия.

16. Изменение возбудимости в течение одиночного акта возбуждения.

17. Распространение нервного импульса в безмякотных волокнах.

18. Распространение нервного импульса в мякотных волокнах.

19. Механизм синаптической передачи возбуждения.

20. Особенности передачи возбуждения в синаптических структурах.

21. Возбуждающие синапсы.

22. Тормозящие синапсы.

23. Структура и ультраструктура мышечного волокна.

24. Экспериментальные методы исследования мышц.

25. Физические свойства мышц.

26. Молекулярный механизм сокращения мышц.

27. Роль ионов в развитии мышечного сокращения.

28. Тепловые процессы при мышечном сокращении.