Физиология как наука. Связь физиологии с другими науками. Методы исследования.
(смотри конспект)
физиология как наука неразрывно связана с другими дисциплинами. Она базируется на знаниях физики, биофизики и биомеханики, химии и биохимии, общей биологии, генетики, гистологии, кибернетики, анатомии. В свою очередь, физиология является основой медицины, психологии, педагогики, социологии, теории и методики физического воспитания. В процессе развития физиологической науки из общей физиологии выделились различные ее частные разделы физиология труда, физиология спорта, авиакосмическая физиология, физиология подводного труда, возрастная физиология, психофизиология и др.
Гомеостаз. Пути надежности функционирования организма как биологической системы.
ГОМЕОСТАЗ – свойство живого организма сохранять относительное динамичное постоянство внутренней среды. Гомеостаз выражается в относительном постоянстве химического состава, осмотическом давлении, устойчивости основных физиологических функций. Гомеостаз специфичен и обусловлен генотипом.
Ритмичность биологических функций, основных биофизических, биохимических и физиологических процессов, составляющих основу жизнедеятельности, является одним из условий существования животных и растительных организмов. Система гемостаза имеет свой биологический ритм функционирования (суточный, многодневный, сезонный, зависящий от солнечной активности).
Концепция о надежности биологических систем выдвинута профессором А.А. Маркосяном. Суть ее состоит в том, что в процессе роста и развития организма создается избыточность структур, дублирование функций, большой запас резервных возможностей. Этим обеспечивается надежность в работе любой биологической системы. Проиллюстрируем сказанное несколькими примерами: стенка сонной артерии способна выдержать давление в 20 атм., что в 60—70 раз превышает возможное. Передача зрительной информации происходит через 1 млн нервных волокон, а в сетчатке глаза содержится около 100 млн воспринимающих клеток, т. е. в 100 раз больше.
Дублирование структур и функций характерно для многих внутренних органов; два легких, две почки, два полушария головного мозга. Оно рассматривается как биологическая целесообразность, обеспечивающая надежность функционирования систем, т. е организм ребенка обладает огромными потенциальными возможностями.
Правильно организованное физическое воспитание, спортивные занятия, раскрывая колоссальные потенциальные возможности растущего организма, обеспечивают высокий запас его прочности.
Перечень биологических законов
1. Обусловленность роста и развития генетическими и средовыми факторами (первый закон).
2. Неравномерность темпа роста и развития (второй закон).
3. Неодновременность (гетерохронность) развития отдельных органов и систем (третий закон).
4. Особенности роста и развития в зависимости от пола (четвертый закон).
5. Обеспечение надежности биологических систем организма (пятый закон).
6. Акцелерация и децелерация (шестой закон).
Регуляция. Виды регуляции. Местная регуляция. Нервная регуляция. Гуморальная регуляция
Согласованная деятельность различных систем организма, поддержание относительного постоянства клеточного состава и физико-химических свойств внутренней среды (гомеостаза) обеспечивается нервным и гуморальным механизмами регуляции функций.
Механизмы физиологической регуляции:
нервный
гуморальный.
Гуморальная физиологическая регуляция для передачи информации использует жидкие среды организма (кровь, лимфу, цереброспинальную жидкость и т.д.) Сигналы передаются посредством химических веществ: гормонов, медиаторов, биологически активных веществ (БАВ), электролитов и т.д.
Особенности гуморальной регуляции:
не имеет точного адресата – с током биологических жидкостей вещества могут доставляться к любым клеткам организма;
скорость доставки информации небольшая – определяется скоростью тока биологических жидкостей – 0,5-5 м/с;
продолжительность действия.
Нервная физиологическая регуляция для переработки и передачи информации опосредуется через центральную и периферическую нервную систему. Сигналы передаются с помощью нервных импульсов.
Особенности нервной регуляции:
имеет точного адресата – сигналы доставляются к строго определенным органам и тканям;
большая скорость доставки информации – скорость передачи нервного импульса – до 120 м/с;
кратковременность действия.
Для нормальной регуляции функций организма необходимо взаимодействие нервной и гуморальной систем.
Нейрогуморальная регуляция объединяет все функции организма для достижения цели, при этом организм функционирует как единое целое.
Нервный и гуморальный механизмы регуляции функций тесно взаимосвязаны между собой. Гуморальные факторы оказывают влияние на деятельность нервных клеток ЦНС, она в свою очередь изменяет деятельность органов. С другой стороны – образование и поступление в кровь гуморальных веществ регулируется нервной системой
Таким образом, в организме существует единая нервно-гуморальная система, обеспечивающая саморегуляцию функций, без чего невозможно существование организма.
Физиологическая регуляция – это активное управление функциями организма и его поведением для поддержания оптимального уровня жизнедеятельности, постоянства внутренней среды и обменных процессов с целью приспособления организма к меняющимся условиям среды.
Гуморальную регуляцию условно делят на местную саморегуляцию и гормональную регуляцию.
Местная саморегуляцияобеспечивается передачей химических сигналов в пределах одной ткани или органа с помощью простейших метаболитов и более сложных продуктов обмена — «тканевых гормонов».
Простейшие метаболиты – вещества, получаемые в результате биохимических реакций. Они выступают как регуляторы обменных процессов и функций органов по принципу обратной связи. Например, образование молочной кислоты, пировиноградной кислоты при интенсивной деятельности мышц ведет к расширению артериол и прекапилляров для увеличения притока крови и кислорода. В то же время сократительная способность мышц ослабевает. Регуляторные эффекты метаболитов неспецифичны.
"Тканевые гормоны" или гистогормоны – это метаболиты сложного химического строения, которые в отличие от «классических» гормонов вырабатываются неспециализированными клетками (например, кинины, простагландины). Характерным признаком гистогормонов является их способность обеспечивать взаимодействие и регуляцию клеток на «местном» уровне, практически без вмешательства нервной системы.
Гистогормоны делятся на 2 группы:
1. Тканеспецифические гистогормоны локального действия:факторы роста нервов, тромбоцитов (тромбопоэтины), эритроцитов (эритропоэтины). Сюда же можно отнести и кейлоны или халоны — простые белки или гликопротеиды, подавляющие деление клеток и синтез ДНК. Существуют и антикейлоны – вещества, стимулирующие образование новых структур. Нарушение таких связей может лежать в основе ряда заболеваний (например опухолевый рост), а также играть роль в процессах старения.
2. Тканеспецифические гистогормоны широкого спектра действия —например, простагландины, брадикинин, гистамин,и т.д. Образование этих веществ, в отличие от гормонов, осуществляется неспециализированными клетками.
Нервные центры. Основные свойства нервных центров.
Строение и функции спинного мозга. Функциональная организация сегмента спинного мозга. Нейроны спинного мозга.
Специфические и неспецифические ядра таламуса.
Влияние центральной нервной системы и биологически активных веществ на кровообращение.
Газообмен в легких.
Газообмен — обмен газов между организмом и внешней средой. Из окружающей среды в организм непрерывно поступает кислород, который потребляется всеми клетками, органами и тканями; из организма выделяется образующийся в нём углекислый газ и незначительное количество др. газообразных продуктов метаболизма. Газообмен необходим почти для всех организмов, без него невозможен нормальный обмен веществ и энергии, а, следовательно, и сама жизнь.
Механизм газообмена в легких − весьма интересный процесс. Сами по себе легкие не растянутся и не сожмутся без работы мышц. В легочном дыхании участвуют межреберные мышцы и диафрагма (специальная плоская мышца на границе грудной и брюшной полостей). Когда сокращается диафрагма, в легких понижается давление, и воздух, естественно, устремляется в орган. Выдох происходит пассивно: эластичные легкие сами выталкивают воздух наружу. Хотя иногда мышцы могут сокращаться и при выдохе. Так происходит при активном дыхании.
Весь процесс находится под контролем головного мозга. В продолговатом мозге есть специальный центр регуляции дыхания. Реагирует он на наличие углекислого газа в крови. Как только его становится меньше, центр по нервным путям посылает сигнал диафрагме. Происходит процесс ее сокращения, и наступает вдох. При повреждении дыхательного центра больному вентилируют легкие искусственным путем.
Главная задача легких не просто перегонять воздух, а осуществлять процесс газообмена. В легких меняется состав вдыхаемого воздуха. И здесь основная роль принадлежит кровеносной системе. Что же представляет собой кровеносная система нашего организма? Ее можно представить большой рекой с притоками из маленьких речушек, в которые впадают ручейки. Вот такими ручейками-капиллярами пронизаны все альвеолы.
Кислород, поступивший в альвеолы, проникает в стенки капилляров. Это происходит потому, что в крови и воздухе, содержащимся в альвеолах, давление разное. Венозная кровь имеет меньшее давление, чем воздух альвеол. Поэтому кислород из альвеол устремляется в капилляры. Давление же углекислого газа меньше в альвеолах, чем в крови. По этой причине из венозной крови углекислый газ направляется в просвет альвеол.
В крови имеются специальные клетки – эритроциты, содержащие белок гемоглобин. Кислород присоединяется к гемоглобину и путешествует в таком виде по организму. Кровь, обогащенная кислородом, называется артериальной.
Дальше кровь переносится к сердцу. Сердце − еще один наш неутомимый труженик − перегоняет кровь, обогащенную кислородом, к клеткам тканей. И далее по «реченькам-ручейкам» кровь вместе с кислородом доставляется ко всем клеткам организма. В клетках она отдает кислород, забирает углекислый газ – продукт жизнедеятельности. И начинается обратный процесс: тканевые капилляры – вены – сердце – легкие. В легких обогащенная углекислым газом кровь (венозная) поступает опять в альвеолы и вместе с остатками воздуха выталкивается наружу. Углекислый газ, также как и кислород, переносится с помощью гемоглобина.
Итак, в альвеолах происходит двойной газообмен. Весь этот процесс осуществляется молниеносно, благодаря большой площади поверхности альвеол.
Физиология как наука. Связь физиологии с другими науками. Методы исследования.
(смотри конспект)
физиология как наука неразрывно связана с другими дисциплинами. Она базируется на знаниях физики, биофизики и биомеханики, химии и биохимии, общей биологии, генетики, гистологии, кибернетики, анатомии. В свою очередь, физиология является основой медицины, психологии, педагогики, социологии, теории и методики физического воспитания. В процессе развития физиологической науки из общей физиологии выделились различные ее частные разделы физиология труда, физиология спорта, авиакосмическая физиология, физиология подводного труда, возрастная физиология, психофизиология и др.