Физиология животных: механизмы и адаптации. Учебник в двух томах. Том 1. Эккерт Р., Рэндалл Д., Огастин Д. М.: Мир, 1991. 424c. ISBN 5-03-001457-8

Содержание

От редактора перевода 5
Предисловие 6
Благодарности 7
Глава 1. Предмет физиологии
1.1. Для чего нужна физиология животных 9
1.2. Физиология и медицина 10
1.3. Физиология и познание 10
1.4. Основные концепции физиологии
1.4.1. В основе любой функции лежит структура 11
1.4.2. Генетика и физиология 11
1.4.3. Принцип гомеостаза 12
1.5. Физиологическая литература 14
1.6. Резюме 16
1.7. Вопросы для повторения 16
Литература 16
Глава 2. Физические и химические концепции 17
2.1. Атомы, связи и молекулы 19
2.2. Свойства Н, О, N и C как основа для возникновения жизни 21
2.3. Вода
2.3.1. Молекула воды 22
2.3.2. Свойства воды 24
2.3.3. Вода как растворитель 24
2.4. Растворы и их коллигативные свойства 26
2.5. Растворы электролитов
2.5.1. Ионизация воды 28
2.5.2. Кислоты и основания 29
2.5.3. Биологическая роль рН 30
2.5.4. Уравнение Гендерсона-Хассельбалха 30
2.5.5. Буферные системы 31
2.6. Электрический ток в водных растворах 32
2.7. Ионная избирательность 34
2.8. Биологические молекулы
2.8.1. Липиды 36
2.8.2. Углеводы 37
2.8.3. Белки 38
2.8.4. Нуклеиновые кислоты 44
2.9. Резюме 46
2.10. Вопросы для повторения 48
Литература 48
Глава 3. Ферменты и энергетика 49
3.1. Энергия: понятия и определения 50
3.2. Перенос химической энергии в системе сопряженных реакций 53
3.3. АТР и высокоэнергетическая фосфатная группа 55
3.4. Температура и скорость реакции 57
3.5. Ферменты 58
3.5.1. Специфичность фермента 59
3.5.2. Каталитическая активность 60
3.5.3. Температура и скорость реакции 61
3.5.4. Чувствительность к рН 61
3.5.5. Регуляция ферментативной активности 61
3.5.6. Кофакторы 62
3.5.7. Кинетика ферментативных реакций 63
3.5.8. Сродство между ферментом и субстратом 64
3.5.9. Подавление активности ферментов 65
3.6. Механизмы регуляции метаболизма
3.6.1. Генетическая регуляция синтеза ферментов 67
3.6.2. Метаболическое ингибирование по типу обратной связи 68
3.6.3. Активация ферментов 69
3.7. Образование АТР в процессе метаболизма 69
3.8. Окисление, фосфорилирование и перенос энергии 72
3.8.1. Электронпереносящие коферменты 73
3.9. Цепь переноса электронов 75
3.10. Гликолиз 78
3.11. Цикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса) 80
3.12. Эффективность энергетического метаболизма 82
3.13. Кислородная задолженность 83
3.14. Резюме 83
3.15. Вопросы для повторения 84
Литература 85
Глава 4. Проницаемость и транспорт 86
4.1. Состав мембран 87
4.2. Организация мембран
4.2.1. Простые модели бислоев 89
4.2.2. Жидкостно-мозаичная модель 90
4.2.3. Субъединичная модель 92
4.3. Физические основы проницаемости мембран
4.3.1. Диффузия 94
4.3.2. Трансмембранный поток 94
4.3.3. Осмос 95
4.3.4. Осмоляркость и тоничность 96
4.3.5. Влияние электрических сил на распределение ионов 97
4.3.6. Доннановское равновесие 97
4.4. Осмотические свойства клеток
4.4.1. Стационарное состояние 99
4.4.2. Объем клеток 100
4.5. Механизмы пассивного транспорта 101
4.5.1. Простая диффузия через липидный бислой 102
4.5.2. Диффузия через мембранные каналы 103
4.5.3. Облегченная диффузия 104
4.6. Активный транспорт 105
4.7. Ионные градиенты как источники энергии в клетке 107
4.7.1. Симпорт 109
4.7.2. Антипорт 110
4.8. Селективность мембран 110
4.8.1. Селективность к электролитам 111
4.8.2. Селективность к неэлектролитам 111
4.9. Эндоцитоз и экзоцитоз 112
4.10. Межклеточные контакты
4.10.1. Щелевые контакты 114
4.10.2. Плотные контакты 116
4.11. Эпителиальный транспорт 116
4.11.1. Активный транспорт солей через эпителий 117
4.11.2. Транспорт воды 120
4.12. Резюме 123
4.13. Вопросы для повторения 124
Литература 125
Глава 5. Ионы и возбуждение 126
5.1. Мембранная теория возбуждения 127
5.2. Пассивные электрические свойства клеточных мембран
5.2.1. Проводимость мембраны 132
5.2.2. Емкость мембраны 133
5.2.3. Электротонический потенциал 134
5.3. Электрохимический потенциал 135
5.3.1. Уравнение Нернста 137
5.4. Потенциал покоя
5.4.1. Роль ионных градиентов и ионных каналов 138
5.4.2. Роль активного транспорта 139
5.5. Активные электрические процессы 141
5.6. Ионные основы потенциала действия
5.6.1. Общие свойства потенциала действия 142
5.6.2. Натриевая гипотеза 144
5.6.3. Натриевые каналы 148
5.6.4. Цикл Ходжкина 150
5.6.5. Калиевый ток 152
5.6.6. Ионные механизмы потенциала действия: краткая сводка 154
5.6.7. Изменение концентрации ионов во время возбуждения 155
5.7. Другие электровозбудимые каналы 155
5.8. Пейсмекерные потенциалы 158
5.9. Резюме 162
5.10. Вопросы для повторения 162
Литература 163
Глава 6. Распространение и передача нервных импульсов
6.1. Нервные клетки 164
6.1.1. Два основных типа электрических сигналов в нервных клетках 167
6.2. Пассивное распространение электрических сигналов 168
6.3. Распространение нервных импульсов 169
6.3.1. Скорость распространения нервных импульсов 171
6.3.2. Сальтаторное проведение 173
6.4. Представление о синапсах 173
6.5. Передача возбуждения в электрических синапсах 174
6.6. Передача сигналов в химических синапсах 175
6.6.1. Строение химических синапсов 177
6.6.2. Синаптические потенциалы 179
6.6.3. Синаптические токи 180
6.6.4. Потенциал реверсии 181
6.6.5. Постсинаптическое торможение 184
6.6.6. Пресинаптическое торможение 186
6.7. Постсинаптические рецепторы и каналы 186
6.7.1. АцХ-активируемый канал 187
6.8. Выделение медиаторов пресинаптическими окончаниями 189
6.8.1. Квантовое выделение медиаторов 190
6.8.2. Электросекреторное сопряжение 192
6.9. Синаптическая интеграция 193
6.9.1. Суммация 195
6.10. Функциональная пластичность синапсов 199
6.10.1. Гомосинаптическая модуляция 200
6.10.2. Гетеросинаптическая модуляция 202
6.11. Медиаторы 204
6.11.1. Биогенные амины 205
6.11.2. Аминокислоты 205
6.11.3. Нейропептиды 206
6.11.4. Эндогенные опиоиды 207
6.12. Резюме 211
6.13. Вопросы для повторения 212
Литература 213
Глава 7. Сенсорные механизмы 214
7.1. Рецепторные клетки как сенсорные преобразователи 215
7.1.1. События, происходящие между сенсорным преобразованием и сенсорным выходом 216
7.2. Кодирование интенсивности стимула
7.2.1. Зависимость между входом и выходом 219
7.2.2. Дробление динамического диапазона 220
7.3. Факторы, определяющие чувствительность рецепторов
7.3.1. Рецепторная адаптация 221
7.3.2. Механизмы повышения чувствительности 223
7.3.3. Эфферентный контроль чувствительности рецепторов 224
7.3.4. Торможение рецепторов по принципу обратной связи 225
7.4. Хеморецепция 225
7.5. Механорецепция 228
7.5.1. Волосковые клетки 229
7.5.2. Органы равновесия 231
7.6. Ухо млекопитающих
7.6.1. Структура и функции улитки 233
7.6.2. Возбуждение волосковых клеток улитки 235
7.6.3. Частотный анализ звуков в улитке 236
7.7. Электрорецепторы 236
7.8. Терморецепторы 238
7.9. Фоторецепторы
7.9.1. Фоторецепторы беспозвоночных 239
7.9.2. Зрительные рецепторные клетки позвоночных 241
7.9.3. Зрительные пигменты 245
7.9.4. Фотохимия зрительных пигментов 246
7.9.5. Цветовое зрение 248
7.10. Оптические приспособления
7.10.1. Сложные глаза членистоногих 250
7.10.2. Глаз позвоночных 253
7.11. Резюме 256
7.12. Вопросы для повторения 257
Литература 258
Глава 8. Переработка информации в нервной системе и поведение 259
8.1. Эволюция нервной системы 260
8.2. Нервная система позвоночных 263
8.2.1. Главные отделы центральной нервной системы 265
8.2.2. Вегетативная нервная система 267
8.3. Нейронные цепи 270
8.4. Сети сенсорной фильтрации
8.4.1. Латеральное торможение 274
8.4.2. Переработка зрительной информации в сетчатке позвоночных 277
8.4.3. Переработка информации в зрительной коре 281
8.5. Двигательные нейронные сети 284
8.5.1. Миотатический рефлекс (рефлекс на растяжение) 285
8.5.2. Эфферентный контроль через гамма-петлю 287
8.5.3. Сухожильный рефлекс Гольджи 287
8.5.4. Сгибательный рефлекс и реципрокная иннервация 290
8.6. Запрограммированное поведение
8.6.1. Центрально генерируемые двигательные ритмы 290
8.6.2. Комплексы фиксированных действий 293
8.7. Поведение животных, не имеющих нервной системы 294
8.8. Инстинктивное поведение 297
8.9. Модификация поведения 299
8.10. Ориентация животных
8.10.1. Таксисы и корректирующие реакции 301
8.10.2. Вибрационная ориентация 303
8.10.3. Эхолокация 304
8.11. Навигация животных
8.11.1. Использование биологических часов 306
8.11.2. Геомагнитные ориентиры 306
8.12. Резюме 308
8.13. Вопросы для повторения 309
Литература 310
Глава 9. Химические посредники и регуляторы 311
9.1. Концепция первого и второго посредников 314
9.2. Циклические нуклеотиды как вторые посредники
9.2.1. Циклический аденозинмонофосфат 315
9.2.2. Множественные эффекты сАМР 320
9.2.3. Мобилизация глюкозы: биохимическая модель действия сАМР как второго посредника 321
9.2.4. Циклический гуанозинмонофосфат 321
9.3. Мембранные липиды в роли посредника 322
9.4. Кальций как внутриклеточный посредник 323
9.4.1. Кальмодулин и другие белки, связывающие кальций 328
9.5. Внутриклеточное действие стероидных гормонов 328
9.6. Классификация гормонов
9.6.1. Идентификация эндокринных желез и гормонов 332
9.7. Регуляция секреции гормонов
9.7.1. Обратная связь 333
9.7.2. "Упаковка" и хранение гормонов 334
9.7.3. Механизм секреции 335
9.8. Нервно-эндокринные связи 337
9.9. Нейросекреция 338
9.10. Эндокринные системы позвоночных 339
9.11. Гипоталамус и гипофиз
9.11.1. Гормоны нейрогипофиза 339
9.11.2. Гормоны аденогипофиза 340
9.11.3. Гипоталамический контроль функций аденогипофиза 342
9.12. Гормоны, регулирующие метаболизм и развитие
9.12.1. Глюкокортикоиды 344
9.12.2. Гормоны щитовидной железы (тиреоидные гормоны) 345
9.12.3. Катехоламины 348
9.12.4. Инсулин и глюкагон 351
9.12.5. Гормон роста (соматотропный гормон, СТГ) 353
9.13. Гормональная регуляция водно-солевого баланса 354
9.14. Простагландины 356
9.15. Половые гормоны 357
9.15.1. Репродуктивные циклы 360
9.16. Эндокринные системы насекомых 363
9.16.1. Регуляция развития насекомых 365
9.17. Резюме 373
9.18. Вопросы для повторения 374
Литература 375
Глава 10. Мышцы и движение
10.1. Структурные основы сокращения 376
10.1.1. Тонкая структура миофиламентов 379
10.2. Теория скольжения нитей 381
10.2.1. Кривая зависимости "длина -сила" 383
10.3. Функция поперечных мостиков и развитие силы
10.3.1. Химия активности поперечных мостиков 383
10.3.2. Активность поперечных мостиков и мышечное сокращение 384
10.4. Роль кальция в процессе сокращения
10.4.1. Активация поперечных мостиков 387
10.4.2. Инактивация поперечных мостиков и расслабление мышцы 388
10.5. Электромеханическое сопряжение 389
10.5.1. Мембранный потенциал и сокращение 390
10.5.2. Саркотубулярная система 391
10.5.3. Саркоплазматический ретикулум 393
10.5.4. Высвобождение кальция саркоплазматическим ретикулумом 393
10.5.5. Краткое описание процессов сокращения и расслабления 396
10.6. Механические свойства сокращающейся мышцы 397
10.6.1. Длина саркомера и сократительные свойства 398
10.6.2. Латентный период 398
10.6.3. Зависимость "сила - скорость" 398
10.6.4. Последовательные эластические компоненты 399
10.6.5. Активное состояние 400
10.6.6. Одиночное и тетаиическос сокращение 401
10.6.7. Энергетика сокращения 402
10.7. Метаболические подтипы поперечнополосатых мышц 403
10.8. Нервная регуляция мышечною сокращения
10.8.1. Нейромоторная организация позвоночных 405
10.8.2. Нервно-мышечная организация членистоногих 407
10.8.3. Асинхронные летательные мышцы насекомых 408
10.9. Сердечная мышца 411
10.10. Гладкая мышца 412
10.11. Скелетно-мышечная механика 414
10.12. Резюме 419
10.13. Вопросы для повторения 420
Литература 421