Основные понятия и принципы регуляции функций

Тема 1. Физиология возбудимых тканей

1. Введение.

2. Основные понятия и принципы регуляции функций.

3. Физиологический смысл биопотенциалов.

4. Общие принципы возникновения биопотенциалов.

5. Потенциал покоя.

6. Потенциал действия.

7. Возбудимость.

8. Проведение возбуждения по нервным волокнам.

9. Физиология синапсов.

9.1. Строение и классификация синапсов.

9.2. Этапы синаптической передачи.

9.3. Постсинаптическая передача сигнала.

9.4. Инактивация медиатора.

9.5. Физиологические свойства синапсов.

10. Физиология мышц.

10.1. Виды и основные функции мышц.

10.2. Скелетные мышцы.

10.2.1. Иннервация скелетных мышц.

10.2.2. Классификация двигательных единиц.

10.2.3. Строение скелетной мышцы.

10.2.4. Механизм сокращения мышечного волокна.

10.2.5. Физические свойства скелетных мышц и режимы мышечных сокращений.

10.2.6. Энергетика мышцы. Системы восстановления АТФ.

10.3. Гладкие мышцы.

10.3.1. Расположение и строение гладких мышц.

10.3.2. Функциональные особенности гладких мышц.

10.4. Сердечная мышца.

10.5. Возрастные особенности физиологии возбудимых тканей.

 

Введение.

Физиология (от греч. physis – природа, logos – учение) – наука, изучающая закономерности функционирования живых организмов, их отдельных систем, органов, тканей и клеток. Предметом изучения физиологии являются функции живого организма, их связь между собой, регуляция и приспособление к внешней среде, происхождение и становление в процессе эволюции и индивидуального развития. Рассмотрение частных функций подчиняется при этом задаче целостного понимания причин, механизмов, закономерностей взаимодействия организма с окружающей средой, его поведения в различных условиях существования.

Совокупность физиологических знаний подразделяют на ряд отдельных, но взаимосвязанных направлений – общую, частную и прикладную физиологию. В общую физиологию включают сведения, касающиеся природы основных жизненных процессов, общих проявлений жизнедеятельности. Частная физиология исследует свойства отдельных тканей, органов, закономерности объединения их в системы. Прикладная физиология изучает закономерности проявлений деятельности организма в связи со специальными задачами и условиями. К числу ее разделов относят физиологию труда, физиологию спорта, физиологию питания, подводную и космическую физиологию, экологическую физиологию, сравнительную физиологию, эволюционную физиологию, физиологию адаптаций.

Физиологию принято также подразделять на нормальную и патологическую. Нормальная физиология изучает закономерности жизнедеятельности практически здорового организма, механизмы адаптации функции к действию различных факторов, устойчивость организма. Нормальная физиология является теоретической основой практически всех медицинских дисциплин. Без знания нормального течения физиологических процессов нельзя лечить больного. Патологическая физиология рассматривает измененные функции больного организма, выясняет общие закономерности возникновения, развития и течения патологических процессов в организме, процессы компенсации и адаптации функций при заболеваниях, а также механизмы выздоровления и реабилитации.

Физиология – это экспериментальная наука, основным методом познания механизмов и закономерностей в ней является эксперимент, позволяющий не только ответить на вопрос, что происходит в организме, но и выяснить также, как и почему происходит тот или иной физиологический процесс, как он возникает, какими механизмами поддерживается и управляется.

Особенностью современной физиологии является смещение направления исследований в сторону мембранных, клеточных процессов, вплоть до молекулярного уровня. Наряду с погружением в микромир, продолжается анализ системных закономерностей функционирования целого организма в его неразрывной связи с окружающей средой.

 

Основные понятия и принципы регуляции функций.

Физиологическая функция (functio – деятельность) – проявления жизнедеятельности организма и его частей, имеющие приспособительное значение и направленные на достижение полезного результата.

Живой организм – сложная система, внутренние силы которой постоянно уравновешиваются с внешними силами окружающей среды. В основе уравновешивания лежат процессы регуляции физиологических функций. Регуляция представляет собой совокупность процессов, обеспечивающих необходимые режимы функционирования, достижение определенных целей или полезных для организма приспособительных результатов. Регуляция делится на гуморальную и нервную.

Гуморальная регуляция – это регуляция посредством биологически активных веществ через жидкие среды организма (кровь, лимфа, интерстициальная жидкость, цереброспинальная жидкость и др.). Гуморальная регуляция для передачи информации использует химические вещества. Для гуморальной регуляции характерны медленное распространение, диффузный характер и продолжительные эффекты регулирующих влияний.

Нервная регуляция – это регуляция, осуществляемая с помощью нервной системы. Нервная регуляция для передачи информации использует нервные импульсы. Для нервной регуляции характерны быстрое распространение, точная «адресная» передача и кратковременные эффекты регулирующих влияний.

В целом организме нервная и гуморальная регуляция существуют в форме единой   нейрогуморальной регуляции, в которой одновременно используются нервный и гуморальный механизмы. Например, биологически активные вещества, поступая в кровь, несут информацию в центральную нервную систему об отклонении какой-либо функции. Под влиянием этой информации формируется поток нервных импульсов к эффекторам для коррекции отклонения. В других случаях поступление информации в центральную нервную систему по нервным каналам приводит к выделению гормонов, корригирующих возникшие отклонения. Так, нервные клетки ядер гипоталамуса приходят в активное состояние при изменении физико-химических показателей крови. Активность этих клеток вызывает образование и выделение химических факторов, стимулирующих восстановление исходных характеристик крови. На повышение осмотического давления крови реагируют специальные нервные клетки супраоптического ядра гипоталамуса, активность которых приводит к выделению в кровь антидиуретического гормона, усиливающего реабсорбцию воды в почках, что обусловливает снижение осмотического давления. Нейрогуморальная регуляция наиболее полно обеспечивает адекватное уравновешивание организма с внешней средой.

Гомеостаз – это относительное динамическое постоянство внутренней среды и устойчивость физиологических функций организма.

Практически все характеристики внутренней среды организма непрерывно колеблются относительно средних уровней, оптимальных для протекания устойчивого обмена веществ. Допустимый диапазон колебаний для разных констант различен. Незначительные отклонения одних констант могут приводить к существенным нарушениям обменных процессов – это жесткие константы. К ним относятся осмотическое давление, величина водородного показателя (рН), содержание глюкозы, О₂, СО₂ в крови. Другие константы могут варьировать в довольно широком диапазоне без существенных нарушений физиологических функций – это пластичные константы. К их числу относят количество и соотношение форменных элементов крови, объем циркулирующей крови, скорость оседания эритроцитов.

Основным механизмом поддержания гомеостаза является саморегуляция. Саморегуляция представляет собой регуляцию, при которой отклонение какой-либо функции или константы внутренней среды от уровня, обеспечивающего нормальную жизнедеятельность, является причиной возвращения этой функции (константы) к исходному значению.

Процессы саморегуляции основаны на использовании прямых и обратных связей. Прямая связь предусматривает выработку управляющих воздействий на основании информации об отклонении константы или действии возмущающих факторов. Обратные связи обеспечивают передачу информации о состоянии объекта управления. Различают отрицательную и положительную обратные связи. Отрицательная обратная связ ь ослабляет управляющее воздействие, способствует возвращению измененного показателя к стационарному уровню. Отрицательная обратная связь поддерживает стабильное и устойчивое состояние организма. Положительная обратная связь усиливает управляющее воздействие. В отличие от отрицательной обратной связи, положительная обратная связь не только не приводит к стабилизации физиологической функции, но и является причиной образования порочных кругов, лежащих в основе патологических изменений.