Физиология

1. При каких условиях в коре головного мозга возникают различные виды условия торможения. Приведите конкретные примеры их проявления.

Нормальная деятельность коры головного мозга осуществляется при обязательном, никогда не прекращающемся взаимодействии процессов возбуждения и торможения: первый ведет к выработке и осуществлению условных рефлексов, второй - к их подавлению. В зависимости от условий возникновения коркового торможения различают две его формы: безусловное, или врожденное, торможение (внешнее и запредельное) и условное, или выработанное.

Внешнее торможение. Внешнее торможение условных рефлексов наступает, когда во время действия условного раздражителя на организм действует раздражение, вызывающее какой-либо иной рефлекс. Другими словами, внешнее торможение условных рефлексов обусловливается тем, что во время возбуждения коркового очага условного рефлекса в коре мозга возникает другой очаг возбуждения. Очень прочные и сильные условные рефлексы тормозятся труднее, чем более слабые.

Гаснущий тормоз. Если посторонний раздражитель, применение которого обусловливало внешнее торможение условных рефлексов, вызывает лишь ориентировочный рефлекс (например, звонок), то при многократном применении данного постороннего раздражителя ориентировочный рефлекс на него все более уменьшается и исчезает; тогда посторонний агент не вызывает внешнего торможения. Это слабеющее тормозящее действие раздражителей обозначается как гаснущий тормоз. В то же время существуют раздражители, действие которых не ослабевает, как бы часто их ни применяли. Например, пищевой рефлекс тормозится при возбуждении центра мочеиспускания.

В конечном итоге исход  столкновения в коре мозга процессов  возбуждения, возникающих под влиянием разных раздражителей, определяется силой  и функциональной ролью возникающих при их действии возбуждений. Слабое возбуждение, возникшее в каком-либо пункте коры, иррадиируя по ней, часто не тормозит, а усиливает условные рефлексы. Сильное же встречное возбуждение тормозит условный рефлекс. Существенно важно также биологическое значение безусловного рефлекса, на котором основан условный, подвергаемый воздействию стороннего возбуждения. Внешнее торможение условных рефлексов по механизму своего торможения сходно с торможением, наблюдаемым в деятельности других отделов центральной нервной системы; для его возникновения не нужно каких-то определенных условий действия тормозящего раздражения.

Запредельное торможение. Если интенсивность условного раздражителя возрастает сверх некоторого предела, то результатом является не усиление, а уменьшение или полное торможение рефлекса. Точно так же одновременное применение двух сильных условных раздражителей, из которых каждый в отдельности вызывает значительный условный рефлекс, ведет к уменьшению условного рефлекса. Во всех таких случаях уменьшение рефлекторного ответа вследствие усиления условного раздражителя обусловливается возникающим в коре мозга торможением. Это торможение, развивающееся в коре мозга как ответ на действие сильных или частых и длительных раздражений, обозначается как торможение запредельное. Запредельное торможение может также проявляться в виде патологической истощаемости процесса возбуждения. При этом процесс возбуждения, нормально начавшись, очень быстро обрывается, сменяясь торможением. Здесь налицо тот же переход возбуждения в торможение, но, в отличие от нормы, он происходит чрезвычайно быстро.

Внутреннее торможение. Внутреннее, или условное, торможение, характерное для деятельности высшего отдела нервной системы, возникает, когда условный раздражитель не подкрепляется безусловным рефлексом. Внутреннее торможение возникает, следовательно, при нарушении основного условия образования временной связи - совпадения по времени двух очагов возбуждения, создаваемых в коре при действии условного и подкрепляющего его безусловного раздражителей.

Каждый условный раздражитель может быть быстро превращен в  тормозной, если он повторно применяется  без подкрепления. Неподкрепляемый  условный раздражитель вызывает тогда  процесс торможения в тех же самых  образованиях коры больших полушарий, в которых он ранее вызывал процесс возбуждения. Таким образом, наряду с положительными условными рефлексами существуют и отрицательные, или тормозные, условные рефлексы. Они сказываются угнетением, прекращением или недопущением возбуждений в те органы тела, деятельность которых вызывалась данным положительным условным раздражителем до его превращения в тормозной. В зависимости от того, как осуществляется неподкрепление условного раздражителя безусловным, различают четыре группы случаев внутреннего торможения: угасание, дифференцировка, запаздывание и условный тормоз.

 

2. Что понимается  под автоматией сердца, каковы  ее причины и значения. Как  изменить ритм сердца, если его  лишить парасимпатической иннервации. В каком состоянии находятся клапаны сердца в отдельные фазы сердечного цикла, как отражается на движении крови внутри сердца.

 

Вне организма при  определенных условиях сердце способно сокращаться и расслабляться, сохраняя правильный ритм. Следовательно, причина  сокращений изолированного сердца лежит в нем самом. Способность сердца ритмически сокращаться под влиянием импульсов, возникающих в нем самом, носит название автоматии.

В результате исключения (в худшем случае) или уменьшения влияния (в лучшем) симпатической  иннервации, может установиться преобладание парасимпатической, которая уменьшит число сердечных сокращений, резко ослабит силу их, и, самое главное, приведёт к сужению коронарных сосудов сердца. Весь сердечный цикл длится 0,8-0,86 с.

Две основные фазы сердечного цикла:  систола - выброс крови из полостей сердца в результате сокращения;  диастола - расслабление отдых и питание миокарда, наполнение полостей кровью.

Эти основные фазы подразделяются на: систола предсердий - 0,1 с - кровь поступает в желудочки; диастола предсердий - 0,7 с; систола желудочков - 0,3 с - кровь поступает в аорту и лёгочный ствол; диастола желудочков - 0,5 с; общая пауза сердца - 0,4 с. Желудочки и предсердия в диастоле. Сердце отдыхает, питается, предсердия наполняются кровью и на 2/3 напонляются желудочки.

Сердечный цикл начинается в систоле предсердия. Систола желудочка начинается одновременное диастолой предсердий.

Цикл работы желудочков (Шово и Морели (1861 г.)) - состоит из систолы и диастолы желудочков.

Систола желудочков: период сокращения и период изгнания.

Период сокращения осуществляется в 2 фазы:

1. асинхронное сокращение (0,04 с) - неравномерное сокращение желудочков. Сокращение мышцы межжелудочковой перегородки и папиллярных мышц. Эта фаза заканчивается полным закрытием атриовентрикулярного клапана.
2. фаза изометрического сокращения - начинается с момента закрытия атриовентрикулярного клапана и протекает при закрытии всех клапанов. Т. к. кровь несжимаема, в эту фазу длина мышечных волокон не изменяется, а увеличивается их напряжение. В результате увеличивается давление в желудочках. В итоге - открытие полулунных клапанов.

Период изгнания (0,25 с) - состоит из 2-х фаз: фаза быстрого изгнания (0,12 с);фаза медленного изгнания (0,13 с);

Основной фактор - разница давлений, которая способствует выбросу крови. В этот период происходит изотоническое сокращение миокарда.

Диастола желудочков состоит из следующих фаз. Протодиастолический период - интервал времени от окончания систолы до закрытия полулунных клапанов (0,04 с). Кровь за счёт разность давления возвращается в желудочки, но наполняя кармашки полулунных клапанов закрывает их. Фаза изометрического расслабления (0,25 с) - осуществляется при полностью закрытых клапанах. Длина мышечного волокна постоянна, изменяется их напряжение и давление в желудочках уменьшается. В результате открываются атриовентрикулярные клапаны. Фаза наполнения - осуществляется в общую паузу сердца. Сначала быстрое наполнение, затем медленное - сердце наполняется на 2/3. Пресистола - наполнение желудочков кровью за счет системы предсердий (на 1/3 объёма). За счёт изменения давления в различных полостях сердца обеспечивается разность давления по обе стороны клапанов, что обеспечивает работу клапанного аппарата сердца.

 

3. Что такое  химическая и физическая терморегуляция и каковы их механизмы. Роль кожи в этих процессах. Как осуществляется нервно-гормональная регуляция образования тепла при повышении и понижении внешней температуры.

 

Температура тела удерживается на известном уровне при помощи химической и физической терморегуляции.

К первой относится та выработка тепла, которая образуется во всяком организме в результате обмена веществ и освобождения энергии. Это — регуляция теплопродукции.

Вторая, физическая, терморегуляция заключается в изменениях отдачи тепла из организма во внешнюю  среду. Физическая терморегуляция — это регуляция теплоотдачи.

Кожа принимает участие  главным образом в физической терморегуляции. Имеются три способа  отдачи тепла: проведение тепла от более  теплого тела к более холодному, излучение тепла и испарение.

Отдача организмом тепла проведением и излучением возможна лишь до тех пор, пока его температура выше окружающей среды.

Нервная регуляция, координирующее влияние нервной системы на клетки, ткани и органы, приводящее их деятельность в соответствие с потребностями организма и изменениями окружающей среды; один из основных механизмов саморегуляции функций. Многоклеточный организм в своих жизненных проявлениях (рост, развитие, реакции на внешние воздействия и т.п.) выступает как единое целое. Эта целостность обеспечивается рядом регуляторных механизмов, среди которых ведущее значение у животных приобрела нервная регуляция.

Вследствие нервной  регуляции деятельность клеток и органов может инициироваться, прекращаться, усиливаться, ослабляться; могут меняться функциональное и биохимическое состояние клеток и органов, особенности их строения.

Возникшее в какой-либо из клеток возбуждённое состояние поверхностной  мембраны может иногда распространяться, охватывая клетку за клеткой (так  называемое нейроидное проведение —  процесс, по ионному механизму схожий с проведением импульса нервного). На этой основе в ходе эволюции животных развились 2 основных координирующих механизма — нервная регуляция и гормональная регуляция.

Соответственно различают 2 рода веществ-посредников — медиаторы, и гормоны. Гормон разносится по организму, поступая в кровь; вследствие этого гормональная регуляция осуществляется медленно и широко адресована.

В противоположность этому, нервная регуляция может быть быстрой и локальной. Это обеспечивается тем, что при нервной регуляции медиатор выделяется из нервных окончаний прямо на иннервированные клетки, а также тем, что выделение медиатора вызывается быстро распространяющимся сигналом — нервным импульсом.

Между нервной регуляцией и гормональной регуляцией нет резкой границы, некоторые нервные окончания выделяют активные вещества в кровь.

В результате реакции  между медиатором и рецептором меняется ионная проницаемость поверхностной мембраны иннервированной клетки. При этом изменяются ионный состав цитоплазмы и мембранный потенциал, вследствие чего специфическая деятельность клетки усиливается или угнетается.

 

4. Каковы механизмы вдоха и выдоха. Как  изменяется дыхание в связи  с возрастом при функциональных нагрузках и условиях среды (микроклимата). Каким образом предохраняются альвеолы от разрыва при вдохе и при выдохе.

 

Поскольку углекислый газ  непрерывно поступает из крови в альвеолярный воздух, а кислород поглощается кровью и расходуется, для поддержания газового состава альвеол необходима вентиляция альвеолярного воздуха.

Она достигается благодаря  дыхательным движениям: чередованию  вдоха и выдоха. Сами легкие не могут нагнетать или изгонять воздух из своих альвеол.

Они лишь пассивно следуют  за изменением объема грудной полости. Поскольку давление в плевральной  полости, щелевидном пространстве между  легкими и стенками грудной полости  меньше, чем давление воздуха в  легких, легкие всегда прижаты к стенкам грудной полости и точно следуют за изменением ее конфигурации. При вдохе и выдохе легочная плевра скользит по пристеночной плевре, повторяя ее форму.

Вдох заключается в  том, что диафрагма опускается вниз, отодвигая органы брюшной полости, а межреберные мышцы поднимают грудную клетку вверх, вперед и в стороны.

Объем грудной полости  увеличивается, и легкие следуют  этим увеличением, поскольку содержащиеся в легких газы прижимают их к пристеночной плевре. Вследствие этого давление внутри легочных альвеол падает и наружный воздух поступает в альвеолы.

Выдох начинается с того, что межреберные мышцы расслабляются.

Под действием силы тяжести  грудная стенка опускается вниз, а  диафрагма поднимается вверх, поскольку  растянутая стенка живота давит на внутренние органы брюшной полости, а они — на диафрагму. Объем грудной полости уменьшается, легкие сдавливаются, давление воздуха в альвеолах становится выше атмосферного, и часть его выходит наружу. Все это происходит при спокойном дыхании. При глубоком вдохе и выдохе включаются дополнительные мышцы.

В различных условиях среды обитания системы нейрогуморальной регуляции дыхания и кровообращения функционируют в тесном взаимодействии как единая кардиореспираторная  система.

Особенно четко это проявляется при интенсивной физической нагрузке и в условиях гипоксии - недостаточном снабжении организма кислородом.

В процессе жизнедеятельности  в организме возникают различные  виды гипоксии, имеющие эндогенную и экзогенную природу.

Во время выполнения физической работы мышцам необходимо большое количество кислорода. Потребление кислорода и продукция углекислого газа возрастают при физической нагрузке в среднем в 15 - 20 раз. Обеспечение организма кислородом достигается сочетанным усилением функции дыхания и кровообращения.