Предисловие. 
Физиология: биопотенциалы и электрическая активность клеток

Данное учебное пособие посвящено разделу физиологии, изучающему биопотенциалы и электрическую активность клеток. В пособии описаны физико-химические механизмы формирования электрических токов и потенциалов (потенциала покоя и потенциала действия) на мембранах у разных типов клеток. Рассмотрены структура и поведение ионных каналов, встроенных в мембрану клеток и проводящих ионные токи через эту мембрану как в состоянии покоя, так и при возбуждении клеток. Описаны механизмы распространения ионных токов и потенциалов по поверхности клеточной мембраны, а также процессы передачи электрических импульсов от клетки к клетке с помощью специализированных контактов — синапсов.

Каждая из глав сопровождается дополнениями, содержащими более подробное и глубокое рассмотрение описываемых в основном тексте физиологических процессов. Материал, содержащийся в дополнениях, способствует более глубокой проработке материала и пониманию электрофизиологических процессов в разных типах клеток в норме и при патологии. Пособие предназначено для студентов медицинских и биологических вузов.

В результате освоения материалов пособия обучающийся должен:

знать

• • особенности проницаемости клеточной мембраны к ионам калия, натрия и хлора в состоянии покоя;
• • что такое равновесный потенциал для ионных токов К⁺, Na⁺, Cl", текущих через мембрану;
• • структуру, принципы работы и электрогенные свойства молекулы №⁺/К⁺-АТФазы (натрий-калиевого насоса);
• • уравнение Голдмана — Ходжкина — Катца, количественно описывающее величину потенциала покоя клетки;
• • структуру и потенциало-зависимость потенциал-активируемых ионных каналов для ионов натрия, калия и кальция;
• • механизмы генерации потенциала действия с участием Na⁺-, К⁺— и Са²" -токов;
• • особенности распространения нервного импульса (потенциала действия) по нервным и мышечным волокнам;
• • свойства хемоактивируемых каналов, постсинаптических ионных токов и потенциалов, возникающих во время синаптической передачи;

уметь

• • воспроизводить эквивалентную электрическую схему мембраны, проницаемой к трем ионам (К⁺, Na⁺, С1~);
• • рассчитывать величину равновесного потенциала для ионного тока, текущего через мембрану, по данным о концентрациях иона внутри и снаружи клетки;
• • определять направление трансмембранного ионного тока, текущего через мембрану, в зависимости от величины мембранного потенциала и равновесного потенциала для данного тока;
• • характеризовать связь различных патологических процессов с нарушениями работы ионных каналов и рецепторов к медиаторам;

владеть

• • навыками изображения (в графической форме) калиевой кривой, отражающей зависимость величины потенциала покоя от наружной концентрации калия клеток;
• • навыками определения корреляций между входным сопротивлением клетки, ее размерами и сдвигом потенциала на мембране;
• • умением различать возбуждающие и тормозные постсинаптические потенциалы на схемах и рисунках;
• • умением анализировать данные учебной и научной литературы, касающиеся электрической активности клеток;
• • основной терминологией, относящейся к области электрофизиологии возбудимых клеток.