РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ Государственное образовательное учреждение

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
«УТВЕРЖДАЮ»:
Проректор по учебной работе
Л.М. Волосникова /Ф.И.О./
__________ _____________ 2011г.
Общие закономерности приспособительных реакций организма при действии чрезвычайных раздражителей
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа
для студентов 020400.68 направления «Биология»;
магистерская программа «Экология человека»;
форма обучения - очная
«ПОДГОТОВЛЕНО К ИЗДАНИЮ»:
Автор (ы) работы _____________________________/Загайнова А.Б./
«______»___________2011 г.
Рассмотрено на заседании кафедры анатомии и физиологии человека и животных,
протокол №9. Соответствует требованиям к содержанию, структуре и оформлению.
«РЕКОМЕНДОВАНО К ЭЛЕКТРОННОМУ ИЗДАНИЮ»:
Объем _________стр.
Зав. кафедрой Соловьев В.С.
«12» апреля 2011 г.
Рассмотрено на заседании УМК института математики, естественных наук и информационных технологий, протокол №2
Соответствует ФГОС ВПО и учебному плану образовательной программы.
«СОГЛАСОВАНО»:
Председатель УМК Фролова О.В.
«30» мая 2011 г.
«СОГЛАСОВАНО»:
Зав. методическим отделом УМУ_____________/Ф.И.О./
«______»_____________2011г.
1
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Институт математики, естественных наук и информационных технологий
Кафедра анатомии и физиологии человека и животных
Загайнова Алла Борисовна
Общие закономерности приспособительных реакций организма при действии
чрезвычайных раздражителей
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа
Для студентов 020400.68 направления «Биология»,
магистерская программа «Экология человека»
Тюменский государственный университет
2011
2
1. Цели освоения дисциплины: формирование современных представлений о механизмах адаптационных процессов, принципах их регуляции и обеспечении состояний организма, характеризующихся максимальным напряжением или истощением приспособительных механизмов. Одной из основных задач является описание и характеристика изменений, возникающих в организме при воздействии на него различных чрезвычайных
раздражителей окружающей среды или вследствие резкого изменения условий существования.
2.Место дисциплины в структуре магистерской программы: цикл М.2, вариативная
часть (магистерская программа «Экология человека»). Для освоения дисциплины необходимы знания основ молекулярной и клеточной биологии, биохимии, цитологии и гистологии, морфологии и физиологии человека и животных, общих закономерностей адаптации.
Желательно, чтобы студент, приступая к изучению данного курса, мог продемонстрировать следующие общие компетенции бакалавра биологии: использовать в познавательной
и профессиональной деятельности базовые знания в области математики и естественных
наук, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и
экспериментального исследования (ОК-6), использовать основные технические средства в
профессиональной деятельности: работать на компьютере и в компьютерных сетях, использовать универсальные пакеты прикладных компьютерных программ, создавать базы
данных на основе ресурсов Internet, был способен работать с информацией в глобальных
компьютерных сетях (ОК-12), демонстрировать базовые представления об основах биологии человека, профилактике и охране здоровья и использует их на практике, владеть средствами самостоятельного достижения должного уровня физической подготовленности
(ПК-10), демонстрировать современные представления об основах биотехнологии и генной инженерии, нанобиотехнологии, молекулярного моделирования (ПК-11), знать принципы мониторинга, оценки состояния природной среды и охраны живой природы, участвовать в планировании и реализации соответствующих мероприятий (ПК-12), оперировать правовыми основами исследовательских работ и законодательства РФ в области
охраны природы и природопользования, соблюдать нормы авторского права (ПК- 13).
3.Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
(модуля)
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
Знать основы теории адаптационных процессов, принципы их регуляции и причины возникновения состояний организма, требующих максимального напряжения приспособительных механизмов (экстремальных состояний) при действии раздражителей чрезвычайной силы.
Уметь прогнозировать развитие состояний, характеризующихся высоким напряжением
защитных сил организма, истощением его функциональных возможностей
Владеть представлениями о возможностях профилактики и лимитирования стрессорных
повреждений в определенных условиях среды.
По завершении курса студент также должен демонстрировать следующие общие компетенции магистра биологии: ОК-1, ОК-2, ОК-6, ПК-10, ПК-11, ПК-12, ПК-13.
3
Студент должен проявлять способность к системному мышлению, самостоятельно приобретать и использовать новые знания и умения, самостоятельно анализировать имеющуюся
информацию.
4. Структура и содержание дисциплины
Общая трудоемкость дисциплины составляет 1 зачетную единицу, или 36 учебных часов,
в том числе 24 часа предусмотрено для самостоятельной работы студентов. Форма итогового контроля – зачет.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Проблема адаптации как
фундаментальная проблема
физиологии. Экологическая
адаптация.
Индивидуальная
самостоятельная
работа
Лекции
Семинары
Виды учебной работы,
включая самостоятельную
работу студентов и трудоемкость (в часах)
Неделя семестра
Раздел
дисциплины
Семестр
№
п/
п
Формы текущего контроля
(по неделям семестра) Форма промежуточной аттестации (по семестрам
Виды занятий: семинарские, практические, самостоятельные: реферирование, подготовка
к зачету, решение ситуационных задач.
беседа
10
Общие закономерности ин10
дивидуальной адаптации
Общий механизм экологической адаптации и роль в нем 10
стресс-реакции,
основные
стадии процесса адаптации
1
-
1
-
1
-
1
2
устный
опрос
2
устный
опрос
устный
опрос
1
-
2
Обратимость адаптации, явления физиологической и 10
патологической адаптации.
1
-
1
2
Адаптация к физической
нагрузке
10
1
-
2
4
Адаптация к высотной гипоксии
10
1
-
1
2
10
1
-
1
4
Адаптация к холоду
устный
опрос; решение ситуационных задач
устный
опрос; решение ситуационных задач
устный
опрос; решение ситуационных задач
4
8.
Адаптация к высокой температуре
10
1
-
1
2
10
Высшие адаптационные реакции организма, их роль в
обеспечении экологической
адаптации
10. Адаптация к стрессорным
ситуациям
и
стресс- 10
лимитирующие системы организма.
Профилактика
стрессорных повреждений
1
-
1
2
1
-
1
4
-
12
24
9.
Всего часов - 36
устный
опрос; решение ситуационных задач
устный
опрос
устный
опрос; подготовка рефератов
Содержание дисциплины
Проблема адаптации как фундаментальная проблема физиологии. Фенотипическая адаптация. Взаимосвязь между функцией и генетическим аппаратом. Системный подход в физиологии - основа представлений об адаптации. Вклад И.М. Сеченова, И.П. Павлова, А.А.
Ухтомского, П.К. Анохина, К. Бернара в формирование этих представлений.
Основные закономерности индивидуальной адаптации
Срочный и долговременный этапы адаптации. Переход от срочного к долговременному
этапу адаптации - узловой момент адаптационного процесса. Функциональные системы.
Адаптационные системы.
Системный структурный след, итог его формирования (Ф.З.Меерсон).
Соотношение клеточных структур, функциональные возможности системы, ответственной за адаптацию. Экономичность функционирования системы. Доминирующая система
организма.
Обратимость адаптации, явления физиологической и патологической адаптации. Длительность сохранения системного структурного следа.
Общий механизм адаптации и роль в нем стресс-реакции, основные стадии процесса
адаптации
Общий адаптационный синдром. Развитие концепции стресса. (Г. Селье, У. Кеннон, П.Д.
Горизонтов).
Стрессорная мобилизация и перераспределение ресурсов. Повышение резистентности к
гипоксии. Антиоксидантный эффект глюкокортикоидов и влияние синтетических антиоксидантов, срочная адаптация к нагрузкам.
Формирование долговременной адаптации. Общий механизм и основные стадии индивидуальной адаптации (В.П. Казначеев).
Адаптация к физическим нагрузкам
Нейрогуморальные механизмы адаптации организма к физическим нагрузкам. Скелетные
мышцы при адаптации к физическим нагрузкам. Дыхание при адаптации к нагрузкам. Система кровообращения и сердца при адаптации к физическим нагрузкам. Основные стадии
формирования системного структурного следа при адаптации к физическим нагрузкам.
Повышение резистентности и цена адаптации.
Адаптация к высотной гипоксии
Основные стадии адаптации к гипоксии. Активация синтеза нуклеиновых кислот и белков. Срочные и отдаленные результаты адаптации. Явления неспецифической гипоксии,
5
ее роль в перекрестной адаптации. Хроническая горная болезнь. Адаптация к гипоксии
как фактор повышенной резистентности.
Адаптация к холоду
Срочная адаптация к холоду. Гипотермия. Стадии процесса. Сердечно-сосудистые реакции. Реакции эндокринных желез и водно-солевого обмена. Реакция увеличения теплопродукции. Долговременная адаптация к холоду. Эволюционные аспекты. Основные этапы адаптации к холоду. Особенности адаптации в зависимости от пола, возраста, длительности пребывания на Севере.
Адаптация к высокой температуре
Реакция неадаптированного организма. Долговременная адаптация к высокой температуре
и системный структурный след. Соотношение механизмов теплоотдачи в процессе долговременной адаптации к высокой температуре. Лимитирующее звено и цена адаптации к
высокой температуре. Основные стадии процесса. Использование защитного эффекта
адаптации к высокой температуре. Гипертермия естественная и искусственная.
Высшие адаптационные реакции организма
Основные черты высших адаптационных реакций организма, соотношение памяти и адаптации. Взаимосвязь между функцией и генетическим аппаратом - основа памяти мозга и
высших адаптационных реакций организма. Роль эмоционального стресса в формировании высших адаптационных реакций организма. Основные стадии формирования условного рефлекса. Отличия и общие черты высших и простых адаптационных реакций организма.
Адаптация к стрессорным ситуациям и стресс-лимитирующие системы организма
Определение успешности процесса адаптации к стрессорным ситуациям. Повреждающая
стрессорная ситуация и адаптация к ней. Главные изменения регуляции при повторных
стрессорных воздействиях. Адаптация к стрессорным ситуациям как фактор предупреждения стрессорных повреждений.
Стресс-лимитирующие системы организма и профилактика структурных повреждений.
5. Образовательные технологии
Оптимально используя возможности курса как цикла семинарских занятий, следует ориентировать студентов на подготовку к каждому из них как беседе, диалогу. Ряд тем послужат основой организованной преподавателем дискуссии, в рамках которой может быть
высказана точка зрения обучающегося или описаны теоретические представления, результаты экспериментальных работ авторитетных ученых. Устный опрос на семинарских занятиях можно считать адекватным способом оценивания приобретенных самостоятельно
и во время совместной деятельности знаний, которые являются частью системы общих
сведений о механизмах адаптационных преобразований.
На занятиях, посвященных изучению особенностей специфических адаптационных изменений, возникающих при действии на организм определенных условий окружающей среды, необходимо использовать возможности практических заданий, имеющих характер ситуационных задач, решение с последующим обсуждением которых позволит приобрести и
практиковать умение прогнозировать и профилактировать развитие экстремальных состояний и лимитировать стрессорные повреждения органов и систем организма.
Не менее важно поощрять, обсуждать и оценивать выполненные студентом самостоятельно реферативные работы, являющиеся результатом познавательной, аналитической деятельности обучающегося, итогом изучения специальной литературы.
6
При реализации различных видов учебной работы в ходе освоения дисциплины используются следующие виды образовательных технологий:
- мультимедийные средства обучения;
- специализированные программы;
- интерактивные технологии (дискуссия на семинаре, решение ситуационных задач, обсуждение)
Таблица 3
Виды образовательных технологий применяемых при осуществлении различных форм
учебной работы в ходе освоения дисциплины
№
п/п
Вид образовательных
технологий
Вид учебной
работы в ходе
которых используется данная
технология
Краткое описание использования образовательных
технологий
1.
Мультимедийные
средства обучения
семинарские
занятия, самостоятельная работа
В лекционном курсе студентам демонстрируются
анимированные слайды, видео ролики. В ходе самостоятельной подготовки к семинарским занятиям
студенты разрабатывают с помощью ПО - "МО
PowerPoint" собственные презентации.
2.
Специализированные
программы
практические
задания, самостоятельная работа
3.
Интерактивная форма
Практические
занятия
Используется программы пакета Microsoft Office
("МО PowerPoint, Windows Media Player, Internet Explorer).
Дискуссия, решение ситуационных задач, обсуждение.
6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные
средства для текущего контроля успеваемости и аттестации по итогам освоения дисциплины.
№
п/п
Вид самостоятельной
работы
Деятельность студентов в ходе выполнения данного вида самостоятельной работы
Способ оценки
1
Решение ситуационных
задач
В основе формулировок ситуационных
задач, предлагаемых в качестве альтернативных оценочных средств текущего контроля знаний студентов – описание состояний живой системы при нарушении ее
основных гомеостатических характеристик. Знание закономерностей, лежащих в
основе механизмов поддержания гомео-
Ситуационные задачи
(программа содержит перечень основных)
7
стаза и принципов регуляции анатомофизиологических систем организма необходимо для их решения.
2
Углубление и систематизация полученных знаний с использованием
рекомендуемой литературы
Предполагается, что по мере освоения
материала студенты изучают и дополняют
конспекты лекций, а также рекомендованные разделы основной и дополнительной
литературы.
Устный ответ на семинаре, диалог с преподавателем
5
Подготовка к семинару
по теме
Устный ответ на семинаре, диалог с преподавателем
5
Знакомство с содержанием электронных источников (по теме)
По мере освоения лекционного материала
проводится контроль теоретических знаний студентов по определенным темам
дисциплины представленным в разделе
тематическое планирование. Студенты
самостоятельно готовятся к опросу, дискуссии с использованием материалов лекций, основной и дополнительной литературы.
Студенты самостоятельно готовятся к
опросу с использованием материалов
электронных средств поиска.
6
Подготовка презентаций
Студенты самостоятельно, в процессе
подготовки к семинару готовят при помощи соответствующего программного
обеспечения собственные презентации.
Устный ответ на семинаре, диалог с преподавателем
7
Подготовка реферата по
теме
Подготовка рефератов на выбранную тему
Реферат
Устный ответ на семинаре, диалог с преподавателем
Примеры ситуационных задач
1. Для изучения регуляции эритропоэза в лаборатории поставлен следующий эксперимент: у одного из кроликов вызвали сравнительно большую кровопотерю. Через несколько часов его плазму перелили второму кролику. У второго кролика развился ретикулоцитоз и полицитемия. Объясните эти результаты.
2. В эксперименте у собаки после кратковременного пережатия почечной артерии развился эритроцитоз с повышенным содержанием ретикулоцитов в периферической крови.
Как можно объяснить данную реакцию?
3. Сыворотку крови, взятую у альпинистов через 24 часа после спуска с гор, ввели интактным животным и наблюдали у последних угнетение пролиферации и дифференцировки эритроидных клеток костного мозга. Объясните реакцию.
4. У собаки в эксперименте вызывали асептическое воспаление подкожным введением
скипадара в течение 10 дней. Сыворотка таких собак, через 3-7 сут. после развития воспаления, вызывала у интактных животных лейкоцитоз в периферической крови и увеличение количества незрелых гранулоцитов в костном мозге, а через 8-9 сут. – снижение про8
лиферации гранулоцитов и лейкопению в периферической крови. Как объяснить эти эффекты?
5. При искусственно вызванной тромбоцитопении у животных через сутки наблюдается увеличение пролиферации и дифференцировки предшественников мегакариоцитов в
костном мозге, а через 6 дней – увеличение числа тромбоцитов в циркулирующей крови.
Объясните данный результат.
Дидактические материалы для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
Темы рефератов для самостоятельной работы
1.Развитие концепции стресса (работы Г. Селье, У. Кеннона, П.Д. Горизонтова).
2.Системный подход в физиологии как основа представлений об адаптации.
3.Вклад И.М. Сеченова, И.П. Павлова, А.А. Ухтомского, П.К. Анохина, К. Бернара в формирование представлений об адаптации.
4.Антиоксиданты.
5.Повышение резистентности организма и цена адаптации к физической нагрузке.
6.Хроническая горная болезнь. Адаптация к гипоксии как фактор повышенной резистентности организма.
7.Особенности адаптации к условиям Севера в зависимости от пола, возраста, длительности проживания в высоких широтах.
8.Роль эмоционального стресса в формировании высших адаптационных реакций организма.
9.Использование защитного эффекта адаптации к высокой температуре. Роль эмоционального стресса в формировании высших адаптационных реакций организма.
10.Адаптация к стрессорным ситуациям как фактор предупреждения стрессорных повреждений.
Вопросы для подготовки к зачету
1. Проблема адаптации как фундаментальная проблема физиологии
Системный подход в физиологии - основа представления об адаптации
2. Срочный и долговременный этапы адаптации
3. Системный структурный след
4. Взаимосвязь функции и генетического аппарата
5. Регуляция активности генетического аппарата клетки
6. Соотношение клеточных структур при адаптации
7. Экономизирующий эффект адаптации
8. Система, ответственная за адаптацию как доминирующая система
организма
9. Обратимость адаптации
10. Явления физиологической и патологической адаптации
11. Стрессорная мобилизация и перераспределение ресурсов
12. Липотропный эффект стресса в биомембранах
13. Общий адаптационный синдром.
14. Антиоксидантный эффект глюкокортикоидов
15. Постстрессорная активация синтеза нуклеиновых кислот и белков, ее роль в формировании долговременной адаптации.
16. Общий механизм и основные стадии процесса адаптации
17. Структурная цена адаптации
9
18. Нейрогуморальные механизмы адаптации организма к физическим нагрузкам
19. Срочная адаптация к физическим нагрузкам
20. Долговременная адаптация к физическим нагрузкам
21. Дыхание при адаптации к физическим нагрузкам
22. Изменение функционирования скелетных мышц при адаптации к физической
нагрузке
23. Система кровообращения при адаптации к физическим нагрузкам
24. Механизмы изменения кровообращения при долговременной адаптации к физическим нагрузкам
25. Перекрестный эффект адаптации к физическим нагрузкам как фактор повышения резистентности организма
26. Адаптация к высотной гипоксии
27. Системный структурный след и основные стадии процесса адаптации к гипоксии
28. Адаптация к гипоксии как фактор повышения резистентности.
29. Реакция неадаптированного организма на холод - срочная адаптация
30. Сердечно-сосудистые реакции на холодное воздействие
31. Изменение в системе гормональной регуляции и водно-солевом обмене на этапе срочной адаптации
32. Реакции увеличения теплопродукции
33. Долговременная адаптация к холоду
34. Цена адаптации к холоду
35. Положительные перекрестные эффекты холодовой адаптации
36. Адаптация к высокой температуре
37. Доминирующая система при адаптации к высокой температуре
38. Срочный этап адаптации к высокой температуре
39. Долговременная адаптация к высокой температуре. Структурный след в органах
40. Приспособительные реакции организма, находящегося в условиях высокой
внешней температуры
41. Цена адаптации к высокой температуре
42. Компенсаторные приспособления. Этапы процессов
43. Адаптация к стрессорным ситуациям
44. Роль эмоционального фактора в развитии стрессорных повреждений
45. Патогенетическая цепь стрессорного повреждения
47. Стресс-лимитирующие системы организма и профилактика стрессорных повреждений
48. Адаптогены
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля)
Литература
Основная
1.Бойко Е. Р. Физиолого-биохимические основы жизнедеятельности человека на Севере.
Екатеринбург, 2005. 190 с.
2.Меерсон Ф.З. Адаптация, стресс и профилактика. М., 1981. 378 с.
3.Меерсон Ф.З. Общий механизм адаптации и профилактики. М., 1973. 452 с.
4.Селье Г. Очерки об адаптационном синдроме. М., 1960. 121 с.
5.Селье Г. Стресс без дистресса. М.: Прогресс, 1982. 225 с.
6.Стресс и его патогенетические механизмы. Кишинев, 1973. 467 с.
7.Судаков К.В. Системные механизмы эмоционального стресса. М.: Медицина, 1981. 329с.
10
9. Панин Л.Е. Биохимические механизмы стресса. Новосибирск. Наука: 1981. 459с.
11Ушаков И.Б. Реактивность и резистентность организма млекопитающих. М.: наука,
2007. 497с.
10.Ушаков И.Б. Комбинированные воздействия в экологии человека и экстремальной медицине. М, 2003. 379с.
11.Физиология адаптационных процессов. Руководство по физиологии / Под ред. П.Г.
Костюка и др. М., 1986.
Дополнительная
1.Бреслав И.С., Исаев Г.Г. Физиология дыхания. СПб.:Наука, 1994. 470с.
2.Иванов К.П. Физиология терморегуляции. Л.: Наука, 1984, 470с.
3.Хочачка П., Сомеро Дж. Биохимическая адаптация. М.: Мир, 1988. 568 с.
Шмидт-Ниельсен К. Физиология животных: Приспособление и среда: В 2 кн. М.: Мир,
1982. Т. 1. 414 с.
Программное обеспечение и Интернет – ресурсы: www.pubmed.com; www.medline.ru.
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля)
1.Аппаратно-программный комплекс для исследования функц. и эмоц. состояния организма «РОФЭС»
2.Информационно-диагностический комплекс на базе ПК «Статус»
3.Комплекс аппаратно-программный для исследования ЭКГ, РЕО, ВФД Валента +
5.Спирометр автономный СпироС-100
6.Монитор многофункциональный компьютеризированный модульный для непрерывного
неинвазивного наблюдения ряда физиологических параметров «ММК Альтон»
Лекционные аудитории и лаборатории оснащены персональными компьютерами с необходимым программным обеспечением и выходом в Интернет.
Автор
Рецензент
Программа одобрена на заседании кафудры анатомии и физиологии человека и животных
от 12 апреля 2011 года, протокол № 9
11
12