Физиология подготовка к экзамену

Введение

ФИЗИОЛОГИЯ - наука о жизнедеятельности  организма как целого, его взаимодействии с внешней средой и динамике жизненных  процессов.

В ходе своего развития физиология прошла несколько этапов:

эмпирический, анатомо-функциональный, функциональный. На каждом этапе в изучении физиологического процесса или явления имело место два направления (подхода) - аналитическое и системное.

Аналитическое направление характеризуется изучением конкретного процесса, протекающего в каком-либо живом объекте (органе, ткани или клетке) как самостоятельного, т. е. вне связи его с другими процессами в изучаемом объекте. Такое направление дает всестороннее представление о механизмах данного процесса.

Системное направление ставит своей целью изучение конкретного процесса во взаимосвязи его с другими, протекающими на уровне организма как единого целого. Для физиологии как науки, необходимы оба зги направления. На разных этапах развития физиологии соотношение этих направлений изменялось: на ранних этапах развития физиологии преобладало аналитическое направление, на более поздних - системное. Для современного этапа характерно дальнейшее углубление аналитического подхода (изучение процессов на клеточном, субклеточном и молекулярном уровнях). Вместе с тем, стало обычным соотнесение этих процессов с процессами целого организма. Открытие системных закономерностей в деятельности живых организмов показало, что для выполнения определенных функций происходит избирательное объединение его отдельных органов и их систем, обеспечивающее достижение полезного приспособи-тельного результата. Такие объединения были названы П. К. Анохиным функциональными системами.

Функциональной системой называют совокупность центральных и периферических образований организма, деятельность которых направлена на достижение полезного приспособительного результата. Эта совокупность периферических и центральных структур, их процессов и механизмов, которые функционируют как единое целое, складывается динамически, функциональное объединение различных органов и их систем (т. е. интеграция функций) осуществляется за счет их способности к взаимодействию. Это взаимодействие обусловлено наличием в организме связей - корреляции. Различают четыре вида корреляций.

1. Физическая корреляция - реализуется через механические, электрические, оптические, звуковые, электромагнитные, тепловые и другие процессы (например, сокращение мышцы, прикрепленной к кости, или заполнение кровью полостей сердца, приводящее к растяжению их стенок и т. д.).

2. Гуморальная корреляция осуществляется через жидкие среды организма с помощью различных биологически активных веществ. Особенности этого вида корреляции:

- имеет место также во всех  организмах;

- имеет диффузный (генерализованный) характер, т. е. через жидкие  среды вещество может достигать  всех органов и тканей;

- относительная автономность;

- относительная специфичность  вследствие избирательной чувствительности  клеток-мишеней к биологически  активным веществам, в том числе  гормонам и лекарственным препаратам;

- медленное развитие ее действия;

- инертность.

 

3. Нервная корреляция осуществляется посредством нервной системы, имеет следующие особенности:

- большую скорость развития  действия;

- точность связи;

- высокая специфичность - в реакции  участвует строго определенное  количество компонентов, необходимых  в данный момент.

4. Нервно-гуморальная корреляция. В процессе эволюции произошло объединение нервного и гуморального видов корреляций в нервно-гуморальную форму, когда экстренное вовлечение в процесс действия органов путем нервной корреляции дополняется и пролонгируется гуморальными факторами.

Нервная и гуморальная корреляции играют ведущую роль в объединении (интеграции) составных частей (компонентов) организма в единое целое - организм. При этом они как бы дополняют  друг друга своими особенностями. Гуморальная связь имеет генерализованный характер. Она одновременно реализуется во всем организме. Нервная связь имеет направленный характер, т. е. она наиболее избирательна - реализуется в каждом конкретном случае преимущественно на уровне определенных компонентов организма.

Для достижения полезного приспособительного результата взаимосвязь между органами должна носить определенный, направленный характер, т. е. органы должны взаимодействовать  между собой по определенным закономерностям. Такое взаимодействие в физиологии осуществляется регуляцией. Регуляция - это такой процесс изменения деятельности в определенном направлении. Различают по видам корреляции четыре вида регуляции: механическую, гуморальную, нервную, нервно-гуморальную.

Регуляция функций - основа обеспечения постоянства внутренней среды организма и его адаптации к изменяющимся условиям существования. Изучение закономерностей поддержания постоянства внутренней среды показало, что оно осуществляется по принципу саморегуляции путем формирования функциональных систем.

Под саморегуляцией понимают такой вид регуляции, когда отклонение регулируемого параметра является стимулом для его восстановления. Для осуществления принципа саморегуляции необходимо взаимодействие следующих компонентов функциональных систем:

- Регулируемый параметр (объект регуляции, константа).

- Аппараты контроля, следящие  за отклонением данного параметра  под воздействием внешних и  внутренних факторов.

- Аппараты регуляции,  обеспечивающие направленное действие  на деятельность органов, от  которых зависит восстановление отклонившегося параметра.

- Аппараты действия - органы и системы органов, изменение  деятельности которых в соответствии  с регуляторными влияниями, приводят  к восстановлению исходной величины  параметра.

- Обратная афферентация - несет информацию в аппараты регуляции о достижении или недостижение полезного результата, о возвращении или невозвращении отклонившегося параметра к норме.

Центральным звеном любой  функциональной системы, ееcuстемообразующим фактором, является результат. Результат постоянно испытывает воздействия внешних и внутренних факторов, которые могут привести к изменениям его величины, т. е. к отклонению от константного уровня, что сразу же улавливается аппаратами контроля, которые представлены различными рецепторами организма. Информация о состоянии результата от рецепторов поступает по нервным и гуморальным путям в аппараты регуляции (нервные центры). В аппаратах регуляции происходит оценка поступившей информации о состоянии полезного результата и формирование соответствующих команд к аппаратам действия (эффекторам), изменение деятельности которых приводит к достижению полезного результата, т. е. к возвращению отклонившегося параметра к константному уровню (рис. 1). Теория функциональных систем является важным инструментом в понимании закономерностей формирования того или иного вида приспособительной деятельности организма и ее нарушений. При заболевании человека анализ компонентов функциональной системы, нарушенной деятельности поможет врачу наиболее эффективно осуществить поиск причин заболевания, локализацию и характер нарушения функции, наметить пути компенсации нарушенной функции.

Рис. 1. Общая схема  функциональной системы.

1 - регулирующий параметр, системообразующций фактор, полезный  приспособительный результат

2 - аппараты контроля (рецепторы)

3 - процессы метаболизма

4 - афферентный нервный путь

5 - гуморальный путь

6 - аппараты регуляции,  центральная нервная система

7 - аппараты реакций

8 - гормомальная регуляция

9 - поведение

10 - обратная афферентация

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Физиология  возбудимых тканей

Организм человека обладает выраженной способностью адаптироваться к постоянно меняющимся условиям внешней среды. В основе приспособительных реакций организма лежит универсальное свойство живой ткани - раздражимость - способность отвечать на действие раздражающих факторов изменением структурных и функциональных свойств. Раздражимостью обладают все ткани животных и растительных организмов. В процессе эволюции происходила постепенная дифференциация тканей, осуществляющих приспособительную деятельность организма. Раздражимость этих тканей достигла наивысшего развития и трансформировалась в новое свойство - возбудимость. Под этим термином понимают способность ткани отвечать на раздражение специализированной реакцией - возбуждением. Возбуждение - это сложный биологический процесс, который характеризуется специфическим изменением процессов обмена веществ, теплообразования, временной деполяризацией мембраны клеток и проявляющийся специализированной реакцией ткани (сокращение мышцы, отделение секрета железой и т. д.). Возбудимостью обладают нервная, мышечная и секреторная ткани, их объединяют в понятие "возбудимые ткани". Возбудимость различных тканей неодинакова. Мерой возбудимости является порог раздражения - минимальная сила раздражителя, которая способна вызвать возбуждение. Менее сильные раздражители называются подпороговыми, а более сильные - сверхпороговыми. Раздражителем живой клетки может быть любое изменение внешней или внутренней среды, если оно достаточно велико, возникло достаточно быстро и продолжается достаточно долго.

Классификация раздражителей. Все раздражители по их природе можно разделить на три группы:

• физические (механические, температурные, звуковые, световые, электрические);

• химические (щелочи, кислоты, гормоны, продукты обмена веществ и др.);

• физико-химические (изменение осмотического давления, рН среды, ионного состава и др.).

По степени приспособленности биологических структур к их восприятию раздражители делятся на адекватные и неадекватные.

Адекватными называются раздражители, к восприятию которых биологическая структура специально приспособлена в процессе эволюции. Например, адекватным раздражителем для фоторецепторов является видимый свет, для барорецепторов - изменение давления, для скелетной мышцы - нервный импульс и т. д.

Неадекватными называются такие раздражители, которые действуют на структуру, специально не приспособленную для их восприятия. Например, адекватным раздражителем для скелетной мышцы является нервный импульс, но мышца может возбуждаться и при воздействии электрического тока, механического удара и др. Все эти раздражители для скелетной мышцы являются неадекватными и их пороговая сила в сотни и более раз превышает пороговую силу адекватного раздражителя.

Биоэлектрические  явления в живых тканях.

Природа возбуждения.

Первые попытки последовательной разработки учения о "животном электричестве" связаны с именем Л. Гальвани. Он обратил внимание на сокращение мышц препарата задних лапок лягушки, подвешенного на медном крючке, при прикосновении лапок к железным перилам балкона. На основании этих наблюдений Л. Гальвани пришел к выводу, что сокращение мышц лапок вызвано "животным электричеством", которое возникает в спинном мозге и передается по металлическим проводникам к мышцам лапки. Этот опыт в настоящее время известен как первый опыт Гальвани.

Физик Л. Вольта, повторив первый опыт Гальвани, пришел к заключению, что описанные явления нельзя считать обусловленными наличием" "животного электричества". Источником тока по мнению А. Вольта является не спинной мозг, как полагал Л. Гальвани, а разность потенциалов, образующаяся в месте контакта разнородных металлов - меди и железа. В ответ на зги возражения Л. Гальвани усовершенствовал опыт, исключив из него металлы. Он препарировал седалищный нерв вдоль бедра лапки лягушки, затем набрасывал нерв на мышцы голени - возникало сокращение мышцы. Этот опыт известен как второй опыт Гальвани, или опыт без металлов.

Позже было замечено, что  сокращение мышцы во втором опыте  Гальвани возникает, если нерв одновременно соприкасается с поврежденной и  неповрежденной поверхностями мышцы. Дюбуа-Рей-моном было установлено, что  поврежденный участок мышцы несет отрицательный заряд, а неповрежденный участок - положительный. При набрасывании нерва на поврежденный и неповрежденный участки мышцы возникает ток, который раздражает нерв и вызывает сокращение мышцы. Этот ток был назван током покоя или током повреждения.

Дюбуа-Реймон, таким образом, впервые показал, что наружная поверхность  мышцы заряжена положительно по отношению  к ее внутреннему содержимому. Следовательно, в состоянии покоя между наружной и внутренней поверхностями мембраны клетки существует разность потенциалов, которая затем была названа мембранным потенциалом покоя или мембранным потенциалом. Его величина у разных клеток колеблется от 60 до 90 мВ.