ВСПОМНИТЕ

Вопрос 1. Какие свойства живого вам известны?

Живая материя характеризуется следующими свойствами:

Обмен веществ

Саморегуляция

Развитие и изменчивость

Способность к размножению

Наследственность

Раздражимость

Вопрос 2. Какие типы регуляции процессов жизнедеятельности у животных вам известны?

Выделяют нервную и гуморальную регуляцию процессов жизнедеятельности у животных.

ВОПРОСЫ К ПАРАГРАФУ

Вопрос 1. Охарактеризуйте проявление основных жизненных свойств человека на клеточном и организменном уровне.

Структурными элементами клеточного уровня являются структурные части клетки – молекулы и их комплексы, создающие поверхностный аппарат, ядро и цитоплазму с органоидами. Взаимодействие между ними обеспечивает целостность клетки в проявлении ее свойств как живой системы в отношениях с внешней средой.

Основные процессы клеточного уровня, присущие только этому уровню организации жизни, возникли в ходе эволюции живой материи: обмен веществ (метаболизм); поглощение и, следовательно, включение различных химических элементов Земли в содержимое живого организма; передача наследственной информации от клетки к клетке; накопление изменений в генетическом аппарате как отражение опыта взаимодействия со средой; реагирование на раздражения при этом взаимодействии.

Вопрос 2. Что такое гомеостаз и что лежит в его основе?

Важнейшим свойством любой живой системы является саморегуляция. У человека проявление данного свойства выражается в деятельности всех структур организма, направленной на поддержание относительного постоянства их состава, структуры и функционирования - гомеостаза. Именно на поддержание гомеостаза направлена согласованная работа функциональных систем организма человека в реальных изменяющихся условиях его жизни.

Вопрос 3. В чем выражается нейрогуморальная регуляция процессов жизнедеятельности человека?

Согласованная работа организма управляется нервной системой и железами внутренней секреции (гуморально). Они работают как единое целое - нейрогуморальная регуляторная система. Нервная регуляция осуществляется очень быстро: к органу по нервным клеткам приходят электрические сигналы, называемые нервными импульсами. Вот эти-то нервные импульсы или усиливают работу органа, или тормозят её. Электрические сигналы распространяются по нервам с огромной скоростью (до 100 м/с), но действуют только в тот момент, когда подходят к органу, то есть их эффекты краткосрочны.

Гуморальная регуляция происходит при помощи особых веществ - гормонов чаще всего выделяемых специальными железами. Эти вещества разносятся кровью по всему организму и способны, взаимодействуя с клетками различных органов, регулировать их работу. Конечно, на выработку этих веществ и их перенос с током крови требуется больше времени, чем на распространение нервных импульсов, поэтому гуморальная регуляция более медленная по сравнению с нервной. Но зато воздействие этих веществ на работу органов и тканей более продолжительно.

Вопрос 4. Что такое рефлекс? Приведите примеры рефлексов у человека.

Рефлекс - это ответная реакция организма на какое-либо воздействие, происходящая при участии нервной системы. Примером может служить отдёргивание руки от горячего предмета. Путь, по которому осуществляется рефлекс, называют рефлекторной дугой. Он представляет собой последовательно соединённую цепочку нервных клеток - нейронов: чувствительных, вставочных и двигательных. Для осуществления рефлекса необходима целостность рефлекторной дуги. Выключение её звена ведёт к исчезновению рефлекса.

Примерами рефлексов могут служить надбровный и коленный рефлексы.

1. На основании анализа материала параграфа и результатов самонаблюдений еде сделайте вывод о различии между нервной и гуморальной регуляцией.

Две системы – нервная и гуморальная – различаются следующими свойствами.

Во-первых, нервная регуляция целенаправленна. Сигнал по нервному волокну приходит в строго определенное место, к определенной мышце, или к другому нервном центру, или же к железе. Гуморальный сигнал распространяется с током крови по всему организму.

Во-вторых, нервный сигнал быстрый, он движется к другому органу, т. е. к другой нервной клетке, мышечной клетке или клетке железы со скоростью от 7 до 140 м/с, задерживаясь при переключениях в синапсах лишь на одну миллисекунду. Благодаря нервной регуляции мы можем сделать что-либо «в мгновение ока». Содержание в крови большинства гормонов увеличивается лишь через несколько минут после стимуляции, а максимума может достигать только через десятки минут. В результате наибольший эффект гормона может наблюдаться через несколько часов после однократного воздействия на организм. Таким образом, гуморальный сигнал медленный.

В-третьих, нервный сигнал краткий. Как правило, залп импульсов, вызванный стимулом, длится не более долей секунды. Это так называемая реакция включения.

Основные отличия нервной регуляции от гуморальной следующие: нервный сигнал целенаправленный; нервный сигнал быстрый; нервный сигнал краткий.

2. Подготовьте сообщение о рефлексах человека.

РЕФЛЕКСЫ ЧЕЛОВЕКА

Рефлексы играют большую роль в жизнедеятельности любого существа. Такое огромное их значение не случайно, ведь именно нервная система играет ведущую роль в восприятии окружающего мира. С ее помощью индивид может, как восхищаться, так и защищаться от внешней среды. Рефлексы человека становятся незаменимы именно для реализации такой защиты. В качестве примера можно вспомнить отдергивание руки от горячих поверхностей.

Рефлекс является основной реакцией организма на окружающую среду. Его реализация невозможна без участия нервной системы. Таким образом, происходит поведенческая реакция в ответ любой тип раздражителя, который воздействует на нервные окончания.

Путь, по которому проходят импульсы от раздражения и ответ на него называются рефлекторной дугой. Самое простое такое образование должно состоять не менее чем из двух таких путей. Один из них является чувствительным, а второй двигательным. Таким образом, реализуется отдергивание руки от горячего: сначала ощущается раздражитель, а потом происходит движение. Эти морфологические взаимосвязанные образования обеспечивают восприятие, передачу и переработку сигналов организмом.

Любое воздействие на организм будет тщательно проанализировано последним и трансформировано в нервный импульс. После этого он будет отправлен в центральную нервную систему и передаст необходимую информацию обо всех изменениях всему организму. Стоит заметить, что весь этот сложный процесс занимает всего долю секунды.

Благодаря рефлексам обеспечивается точное ориентирование любого организма во времени и пространстве, нахождение им пищи и избегание опасности.

Таким образом, значение рефлекса сводится к обеспечению следующих задач:

1. Взаимодействие всех внутренних органов и систем как единого целого;

2. Согласованная работа разных по функции органов;

3. Обеспечение ответа организма на действие внешней среды;

4. Функционирование коры головного мозга.

Реакций организма существует настолько много, что возникла необходимость классифицировать их. Рассмотрим, какие бывают рефлексы у человека.

Прежде всего, их можно разделить по значению для сохранения биологического вида на:

1. Оборонительные;

2. Половые;

3. Ориентировочные.

Также рефлексы могут усиливать или, наоборот, тормозить деятельность эффектора. В качестве яркого примера можно упомянуть, что симпатическая нервная система учащает биение сердца, а блуждающий нерв - урежает.

Любой живой организм реагирует на раздражители множеством способов. В связи с этим в науке возникла необходимость выделить виды рефлексов человека. В основном принято разделять их на две большие группы по типу образования: условные и безусловные.

Безусловные рефлексы присущи всем живым организмам с рождения, то есть их не нужно изучать или прилагать усилия для применения. Чаще всего, при срабатывании безусловного рефлекса, кажется, что действие произошло само собой. В качестве примера таких реакций можно выделить сосательный, защитный, половой и другие рефлексы. Их цель - обеспечить выживаемость организма для продолжения рода и приспособиться к условиям окружающей среды.

Появление таких стереотипных реакций связано с эволюционным развитием видов живых существ. Реакция организма при безусловном ответе осуществляется на уровне спинального и низших структур головного мозга.

Обычно безусловные рефлексы настолько устойчивы, что не меняются и не исчезают у человека в течение всей жизни. Кроме того, они специфичны для одного биологического вида.

Условные рефлексы вырабатываются живым организмом в течение некоторого времени. Другими словами, это приспособительное поведение для того чтобы адаптироваться к многократному влиянию раздражителя. Естественно, что такой вид рефлекторной реакции будет отсутствовать у новорожденного.

Также условные рефлексы способны угасать, если на протяжении некоторого времени они не подкреплялись действием раздражителя. Выделяют такие виды условных рефлекторных реакций:

Натуральные. Вырабатываются на раздражители на основе безусловного рефлекса. Таким образом, человек знает, как пахнет тот или иной продукт. Даже если еда не будет иметь запаха, рефлекс создаст ложное его ощущение;

Искусственные. Разновидность условного рефлекса, которая заключается в ответе на стимул, который в обычных условиях не сочетается с безусловным рефлексом.

Экстероцептивные. Обеспечивают адаптацию организма к раздражителям из внешней среды;

Интероцептивные. Обеспечивают адаптацию к химическим и физическим раздражителям для обеспечения функционирования внутренних органов.

Для того чтобы сформировать условно-рефлекторный ответ необходимо пройти несколько шагов:

1. Наличие двух типов раздражителей и появление условного прежде безусловного;

2. Многократное чередование раздражителей между собой;

3. При этом безусловный стимул должен всегда оставаться сильнее;

4. В момент выработки новой реакции организма не должно быть сторонних раздражителей;

5. Все это реализуется при условии, что нервная система не имеет патологий и нормально функционирует.

ПОДУМАЙТЕ!

Почему виды регуляции нельзя противопоставлять друг другу?

Гуморальная регуляция тесно связана с нервной и образует совместно с ней единый нейрогуморальный механизм регуляторных приспособлений организма. Нервные и гуморальные факторы столь тесно переплетаются друг с другом, что всякое противопоставление их недопустимо, как и недопустимо расчленение процессов регуляции и координации функций в организме на автономные, ионные, вегетативные, анимальные компоненты. Все эти виды регуляции настолько тесно связаны друг с другом, что нарушение одного из них, как правило, дезорганизует и остальные.

Физиологическая регуляция (регуляция функций) - активное управление функциями организма для обеспечения постоянства внутренней среды организма, требуемого для этого обмена веществ, энергии и информации и обеспечения адекватного приспособления к окружающей среде.

Из определения понятно, что регуляция направлена на решение 3-х основных задач:

Поддержание гомеостаза .

2. Обеспечение требуемого поддержания гомеостаза уровня обмена веществ, энергии и информации.

Значение для жизнедеятельности – обеспечение нормального функционирования всех органов и систем, а значит и всего организма в целом, что обеспечивается гомеостазом, нормальным обменом веществ, энергии и информации со средой, а также приспособленностью к ней.

В организме существует большое количество регуляторных систем . Каждая из этих регуляторных систем действует на своём уровне регуляции . Кроме того, системы регуляции взаимно подчинены друг другу, т.е. существует иерархия регуляторных систем .

Все регуляторные системы состоят из нескольких элементов :

1. Центральный элемент . Это управляющее устройство, оно может быть многосложным (например ЦНС, спинной мозг, отдельный нервный центр, система желёз внутренней секреции);

2. Входные каналы связи. Они тоже могут быть разнообразными (афферентная нервная система - типичный входной канал связи). Естественно, что нервные каналы связи имеют чувствительные элементы - датчики (рецепторы) . Датчиками гуморальных систем входных каналов являются клеточные рецепторы , т.е. входной канал всегда начинается с рецепторного звена (со звена датчиков);

3. Выходные каналы связи. Могут быть нервные выходные каналы (аксоны ), кроме того, выходные каналы от управляющего устройства могут распространяться и гуморальным путём.

Механизмов регуляторных влияний в организме -три : это –

1)саморегуляция,

2)нервная регуляция и

3)гуморальная регуляция .

Саморегуляция осуществляется на основе обратной связи. Ога направлена на гомеостатирование деятельности органа или системы лрганов

Нервная регуляция осуществляется за счет соматической и вегетативной нервной системы . Они обеспечивают регуляцию вегетативных и соматических функций (т.е. обеспечивают эффективную работу аппарата движения).

Гуморальная регуляция (эфферентная часть) осуществляется за счет химических веществ, находящихся в биологических средах (биологические среды - кровь, лимфа, межклеточная жидкость ). Основным местом, с которым взаимодействуют биологически активные вещества (БАВ ), являются клеточные рецепторы .

Химические вещества, которые осуществляют гуморальную регуляцию и оказывают влияние на клеточные рецепторы, могут быть различной природы. Их главной отличительной чертой является то, что они в малых концентрациях способны вызвать значимый физиологический эффект. Что значит малая концентрация? Малая концентрация-это концентрация 10 -4 -10 -8 г/л, т.е. в 1 мл находится буквально несколько молекул таких веществ (их называют биологически или физиологически активные вещества).

Биологически активные вещества - это химические вещества различной природы (органические, неорганические, белковые), которые способны, находясь в биологических жидкостях в небольших концентрациях, оказывать значимый физиологический эффект.

Связь между нервной и гуморальной регуляцией

Нередко мишенью действия биологически активных веществ являются нервные окончания, и тогда биологически активные вещества включают, наряду с гуморальной регуляцией, ещё и нервный компонент, когда возбуждается чувствительный нейрон, а далее и вся нервная цепочка.

В то же время, нервная система иннервирует железы внутренней секреции (которые выделяют биологически активные вещества), специализированные ткани , которые выделяют биологически активные вещества (парагормоны - гормоноподобные вещества), а это значит, что нервная система способна стимулировать или тормозить выброс в кровь биологически активных веществ. Иннервация специализированных тканей приводит к такой взаимосвязи.

Итак, существует взаимосвязь между нервной регуляцией и гуморальной и поэтому, когда говорят о регуляции органа, то говорят о нейро-гуморальной регуляции (единой).

Уровни нейро-гуморальной регуляции

I уровень : местная и локальная регуляция происходит на минимальном пространстве, касается ограниченного числа клеток (единицы, десятки). На этом уровне регулирующее влияние определяется рядом факторов:

а) количество биологически активного вещества в биофазе,б) чувствительность и количество рецепторов.Чувствительность рецепторов зависит от: 1. функционального состояния клетки, 2. от состояния микросреды (рН, концентрация ионов и т.д.), 3. длительность воздействия возмущающего фактора также может привести к изменению чувствительности.

II уровень регуляции - региональный , центральное место в этой регуляции играют органные ганглии, содержащие как вегетативные клетки, так и чувствительные. Один органный ганглий обеспечивает полную иннервацию целого органа.

III уровень межорганное , межсистемное регулирование.

Каналы информации:

1. От рецептоов - чувствительных окончаний - нервный канал информации. Ведущее место в регуляции на данном уровне принадлежит нервным центрам.

2. гормональный канал информации (БАВ, поступающие с кровью). Прежде всего, влияние БАВ в районе гипоталамуса.

А) Гипоталамус занимает особое место в регуляции функций, так как:

1. Его нервные центры непосредственно реагируют на изменения концентрации БАВ, т.к. отсутствует гематоэнцефалический барьер.

2. Для ядер характерна нейросекреция (выделение либеринов и статинов - регуляторов выработки гормонов гипофиза).

3. Афферентно-эфферентные связи с другими отделами головного мозга.

Б)Важная роль в межорганной межсистемной регуляции принадлежит железам внутренней секреции.

*На уровне нервных центров происходит сопряжение вегетативной и соматической регуляции.

*Гипоталамус обеспечивает интеграцию нервной и гуморальной регуляции.

IV уровень. Высшие нервные центры и кора больших полушарий – система целостного организма . Условный рефлекс - обеспечиваются на внешний раздражитель не только двигательные и соматические реакции, но и поведенческие.

Виды регуляторных влияний:

1. Триггерное влияние (пусковое ) - регуляторная система способна запустить функцию в деятельное состояние, система органов находится в состоянии покоя, а нервная система способна запустить процесс.

2. Корригирующее влияние - это влияние регуляторной системы на текущую, уже реализующуюся функцию.

3. Трофическое влияние (метаболическое ) - это такое влияние, когда под действием регуляторной системы первично изменяется обмен веществ, а вторично функция (в объекте, который регулируются - человек, желудок, клетка и т.д.). Особенно такое влияние присуще симпатической нервной системе (адаптационно-трофическое влияние).

4. Морфогенетическое влияние - регуляторная система способна своим влиянием изменять структуру органа или ткани (стимулировать процесс изменения количества клеток, массы и т.п.). Первично меняется структура, вторично - функция .

Типы регуляции

1.регуляция по возмущению ; регуляция по рассогласованию (по отклонению).

2. регуляция по возмущению возможна только в открытых системах, которой является организм человека. Этот тип регуляции включает в себя те случаи регуляции, когда на биологичекую систему оказывается воздействие внешних для нее (системы) факторов , меняющих условия ее существования, жизнедеятельности, вызывающих регуляцию по типу возмущения.

Под биологическими системами здесь, в данном случае, понимаются организм в целом, различные анатомо-физиологические системы, система кровообращения, система дыхания.

Пример - процесс дыхания. Цель дыхания - обеспечение тканей и клеток кислородом, удаление из тканей и клеток углекислого газа. Процесс этот имеет свою регуляцию. Вы решили пробежаться и примерно на пятом шагу замечаете, что стали дышать чаще, глубже, изменился характер дыхания, т.е. произошла регуляция по возмущению .

Здесь физическая нагрузка включила регуляторную систему, являющуюся внешней по отношению к системе дыхания.

С помощью регуляции по возмущению реализуются все воздействия на человека из внешней среды. С помощью регуляции по возмущению мы даже можем отвечать, опережая реальные события (классическим примером являются условные рефлексы ). Большинство реакций регуляции по возмущению обеспечивает нам адекватное приспособление к изменяющимся условиям.

Регуляция по отклонению - это такая регуляция, которая обеспечивается при отклонении от исходных параметров постоянства (гомеостаза ) внутренней среды организма.

Итак, пусковым моментом для начала регуляции по отклонению является отклонение показателей внутренней среды от нормальных величин. Как это происходит?

Любые из процессов жизнедеятельности, которые приводят к отклонению параметров внутренней среды, запускают регуляцию по отклонению. Эти отклонения показателей гомеостаза постоянно мониторируются, т.е. постоянно отслеживаются управляющим звеном регуляторных систем за счет своих афферентов.

Информация о состоянии внутренней среды, об отклонениях в состоянии внутренней среды организма, поступающая в аппарат управления, называется обратной связью . Вся регуляция по отклонению строится на обратной связи.

Обратная связь бывает: отрицательная; положительная.

Отрицательная обратная связь - это такая обратная связь, которая обеспечивает включение механизма, действие которого стабилизирует (нормализует) состояние внутренней среды, возвращает отклоненный параметр к норме.

Положительная обратная связь - это такая обратная связь, приход информации по которой приводит к тому, что отклонение, возникшее в системе гомеостаза, на какой-то период времени усиливается в ещё большей степени.

Два правила регуляции для всех видов регуляции:

1. Правило исходного состояния - величина и направленность ответной реакции зависит от исходного уровня функции. Это касается не только функции на уровне организма, но и регуляции любой функции (отдельной клетки).

2. Правило минимизации (этот принцип заложен в биологии человека генетически) -достижение max физиологического результата с min энергетическими затратами. К этому организм стремится всегда.

Системные регуляторные реакции…

Системные регуляторные реакции и процессы

На уровне целостного организма важнейшую роль в регуляции играют системные реакции. Всего их две –стресс-реакция и адаптация

1. Стресс - это важный фундамент биологической регуляции организма. Стресс направлен на повышение устойчивости организма к различным воздействиям. Стресс - это универсальная реакция организма, которая не зависит от характера раздражителя.

Существует три фазы стресса:

а) фаза тревоги - это неспецифическая реакция организма, т.к. она возникает при действии раздражителей любой природы. Она возникает только при действии сильных раздражителей и обеспечивается выбросом гормона адреналина и активацией симпатической нервной системы.

б) фаза резистентности - "фаза повышенной устойчивости". В этот период организм устойчив к раздражителям различной природы, он реагирует устойчиво даже на сверхсильные раздражители и не срывается при этом. Эта фаза обеспечивается выделением в кровь больших количеств гормона передней доли гипофиза-адренокортикотропного гормона и гормона коры надпочечников- кортизола.

в) фаза истощения (срыва).

Стресс лимитирующин системы. Эндорфины,энкефалины.

2. Адаптация - механизмы, которые обеспечивают приспособление организма к действию раздражителей. Они всеобщие.

Адаптация бывает двух видов:

а). срочная адаптация, б). долговременная адаптация

Срочная адаптация - очень энергозатратна . При действии очень сильных раздражителей началом срочной адаптации является стресс. При умеренных раздражителях тоже возникает срочная адаптация, но явных признаков стресса нет.

При срочной адаптации организм делает все, чтобы ответить на раздражитель. Если организму не хватает энергии, то он начинает разрушать важнейшие белковые и углеводные структуры . Он нарушает структуру ткани, чтобы срочно приспособиться.

Но если раздражитель действует повторно/многократно, то возникает долговременная адаптация.

Долговременная адаптация формирует специальные дополнительные механизмы, которые обеспечивают нормальную реакцию организма на раздражитель . Она становится энергоприемлемой , не требует срочного сруктурного разрушения каких-либо систем.Все механизмы, обеспечивающие долговременную адаптацию, обозначаются как структурный след . Он возникает на 10-ое -12-ое действие раздражителя и формируется на разных уровнях, в разных системах.

Значение: таким образом, адаптация как долговременная, так срочная дают организму приспособление к тому или иному воздействию извне.

Срочная – много затрат, действует здесь и сейчас (вспомни первый семестр, когда мы спали на ходу, затраты нашего организма были максимально истощены ).

Долговременная – затраты организма приходят в физиологическую норму, так как он приспосабливается к условиям (по прошествии первого семестра нам стало гораздо легче учиться, мы можем себе позволить погулять вечерами субботы и при этом отпахать грядущую неделю на ура, наш организм приспособился к постоянному стрессу и свёл его влияние фактически на нет . Могли ли мы себе такое позволить в первом семестре, когда адаптация не сформировалась? ).

Срочная адаптация – поставщик «материала» для долговременной, но только после многократного её повторения.

При формировании регуляции всегда существует некое диалектическое противоречие между одновременным действием множества раздражителей на человеческий организм и его потребностями .

Все эти противоречия организм решает с помощью формирования функциональных систем .

Регуляция кровообращения Механизмы, обеспечивающие регуляцию сердечной деятельности Механизмы регуляции состояния кровеносных сосудов Сопряженная регуляция сердечнососудистой системы

Задачи систем регуляции Выполнение всех многообразных функций крови, циркулирующей по сосудистому руслу, возможно лишь при согласовании состава и объема крови с особенностями ее циркуляции в сосудистой системе, которая определяется работой сердца и состоянием сосудистого русла. Поэтому в организме существуют механизмы регуляции, согласующие три основных составляющих циркуляции: а) объем крови, б) работу сердца, в) тонус сосудов.

Влияния на сердце регулирующих механизмов Хронотропное (частота) Инотропное (сила) Дромотропное (проводимость) Батмотропное (возбудимость) Влияние может быть «+» и «-» .

Свойства миокарда Механизм Франка-Старлинга (Б) Сила сокращений сердца увеличивается с ростом венозного притока. В желудочках это происходит тогда, когда конечнодиастолический объем крови в них возрастает в пределах от 130 до 180 мл. (Б)

Механизм Ф. -С. В основе механизма Франка-Старлинга лежит исходное расположение актиновых и миозиновых филаментов в саркомере. Скольжение нитей относительно друга происходит при взаимном перекрытии благодаря образующимся поперечным мостикам. Если эти нити несколько растянуть, то количество возможных "шагов" возрастет, поэтому увеличится и сила последующего сокращения (положительный инотропный эффект). Но дальнейшее растяжение может привести к тому, что актиновые и миозиновые нити уже не будут перекрываться и не смогут образовать мостики для сокращения. Поэтому, чрезмерное растяжение мышечных волокон приведет к снижению силы сокращения, к отрицательному инотропному эффекту, что наблюдается при увеличении конечнодиастолического объема выше 180 мл. (при гипертрофии).

Src="http://present5.com/presentation/3/90858571_348635677.pdf-img/90858571_348635677.pdf-7.jpg" alt="Эффект Анрепа (В) При затруднении оттока (>сопротивления) сила сокращения Возрастает (В). В основе этого"> Эффект Анрепа (В) При затруднении оттока (>сопротивления) сила сокращения Возрастает (В). В основе этого эффекта лежит тот же механизм Франка-Старлинга: после неполного выброса остается больше крови + новая порция в диастолу.

Лестница Боудича: При повышении ЧСС растет сила сокращения. Обусловлено это тем, что за малую диастолу весь Са++ не успеет откачаться, поэтому его концентрация при следующем ПД возрастает быстрее.

Влияние ионов Большинство регулирующих влияний осуществляется через ИОНЫ. Снижение в крови: Na - снижение ЧСС (Na-Са-сопряж.) К – увеличение ЧСС, Са – снижение ЧСС Увеличение в крови: Na - снижение ЧСС (Na-Са-сопряж.) К – снижение ЧСС и даже остановка сердца, Са – увеличение ЧСС

Влияние нервов Симпатические нервы подходят ко всем структурам (положительные эффекты) Парасимпатические нервы – главным образом к узлам: - левый vagus – атриовентрикулярный (возбудимость) - правый vagus – синусный (проводимость) [отрицательные эффекты]

Механизмы влияний медиаторов АХ+М-рецепторы – инактив. Са-каналы, АХ+М-рецепторы – актив. К-каналы. НА+ -рецепторы – актив. Са-каналы.

НА + -рецепторы Взаимодействие адреналина (и НА) с -рецепторами мембраны кардиомиоцитов через посредство внутриклеточного увеличения ц. АМФ активирует медленные Са 2+-каналы. Возрастание входящего кальциевого тока приводит в первую очередь к увеличению продолжительности фазы "плато", а значит к усилению сокращения миокарда. Кроме того, все гормоны, активирующие аденилатциклазу (образование ц. АМФ), могут воздействовать на миокард и опосредованно через усиление расщепления гликогена и окисления глюкозы. Такие гормоны как адреналин, глюкагон, инсулин, интенсифицируя образование АТФ, также обеспечивают положительный инотропный эффект.

НА и А с α-рецепторами Взаимодействие норадреналина с этими рецепторами приводит к стимуляции чувствительности миофибрилл к ионам кальция. Отсутствие роста входящего кальциевого и, напротив, рост выходящего калиевого тока приводит к уменьшению продолжительности фазы "плато" и росту ЧСС.

АХ+холинорецептор Стимуляция образования ц. ГМФ в кардиомиоцитах инактивирует медленные кальциевые каналы, что влияет на указанные свойства миокарда «-» . Таким путем на кардиомиоциты действует АХ через посредство взаимодействия с М-холинорецепторами. Но АХ, кроме этого, увеличивает проницаемость мембраны для калия (g. К+) и тем самым приводит к гиперполяризации. Результатом этих влияний является меньшая скорость деполяризации, укорочение длительности ПД и снижение силы сокращения.

(продолжение) Однако, взаимодействие АХ с рецепторами кардиомиоцитов предсердий (в отличие от желудочков и проводящей системы) приводит еще и к укорочению рефрактерного периода за счет укорочения фазы "плато", что повышает их возбудимость. Это может привести к возникновению предсердных экстрасистол ночью во время сна, когда повышается тонус блуждающего нерва.

Интракардиальные рефлексы Через интрамуральные ганглии. В самом сердце есть все структуры рефлекса: рецепторы, афференты, ганглии и эфференты. Примеры интракардиальных рефлексов: А- увеличение притока крови в правое предсердие – усиливается сокращение левого желудочка при малом заполнении его. Б- увеличение притока крови в правое предсердие – снижается сокращение левого желудочка при большом заполнении его.

Центры рефлекторной регуляции кровообращения В продолговатом мозге центры: а) сенсорная, б) прессорная, в) депрессорная. (парасимпатический нерв) Связь со спинным мозгом (симпатические волокна)

Взаимосвязь прессорного и депрессорного отелов Реципрокное взаимодействие: Возбуждение прессорного тормозит депрессорный и наоборот. В результате: депрессорный через вагус ослабляет работу сердца, а через угнетение симпатических центров – сосуды расширяются. Пессорный через симпатические центры стимулирует работу сердца и суживает сосуды.

Основные рефлексогенные зоны Модуляция рецепторов: Рецепторы обладают свойством адаптации, т. е. при длительном раздражении их чувствительность снижается (барорецепторы). Кроме того, они подвержены влиянию гормонов и др. соединений – эффект модуляции.

Рефлексы на сердце Раздражение барорецепторов (АД) через vagus уменьшает ЧСС и УО (АД снижается). Раздражение хеморецепторов (р. Н крови) через симпатический нерв стимулирует работу сердца – МОК растет, кровоток улучшается.

Показатели работы сердца УО – ударный объем, ДРО – диастолический резервный объем, СРО – систолический резервный объем, ОО – остаточный объем, МОК – минутный объем, ЧСС – «пульс» МОК = УО х ЧСС МОК в покое = 5 л ЧССмакс. = 220 – В (лет) МОКмакс. До 25 л

Механизмы регуляции сосудистого кровотока Объект влияния – ГЛАДКИЕ МЫШЦЫ (фазные и тонические) Механические стимулы Гуморальные стимулы Нейронные влияния

Механические стимулы Влияние внутреннего объема крови на гладкие мышцы стенки сосуда При быстром увеличении объема При медленном увеличении сокращение релаксация

Сосудистый тонус В отличие от "пассивных" коллагеновых волокон гладкомышечные клетки активно влияют на состояние сосуда и кровоток. Гладкие мышцы, сокращаясь и натягивая коллагеновые и эластические волокна, создают активное напряжение в стенке сосуда - сосудистый тонус. Тонус – постоянное напряжение стенки сосуда (F = Pt x r)

Сосудистый тонус Тонус поддерживается базальным тонусом+фазными сокращениями гладких мышц. Базальный тонус создается: - реакцией гладкомышечных клеток на давление крови, - наличием в крови вазоактивных соединений, - тоническими импульсами симпатических нервов (1 -3 имп. /с). Гладкомышечные клетки подразделяются на тонические и фазические. Тонические – обладают пейсмекерными свойствами (самопроизвольная деполяризация), что и поддерживает базальный тонус. Фазические - обеспечивают влияния из вне.

Гуморальные стимулы (основные) А+ -, -адренорецепторы: А+ -рецепторы – снижение ц. АМФ и увеличение Са сокращение фазных клеток, А+ -рецепторы – увеличение ц. АМФ и снижение Са расслабление клеток. НА чувствительнее к, А чувствительнее к. Ах+М-рецепторы - увеличивает ц. ГМФ и снижает Са расслабление.

Влияние факторов, образующихся местно (модуляторы влияний) В настоящее время большое внимание уделяется местным регуляторам сосудистого тонуса: факторам, которые образуются в эндотелии сосудов. Они являются как регуляторами, так и посредниками влияния других гуморальных механизмов (медиатором и гормонов). NО (ЭФР) – эндотелиальный фактор расслабления, ЭФС – (эндотелин) – фактор сокращения сосудов, Простагландины - увеличивают проницаемость мембраны для К+, что приводит к расширению сосудов.

Рефлекторная регуляция Нервный центр продолговатого мозга через симпатические нервы регулирует: Влияя на артериолы – уровень АД, Влияя на вены – возврат крови к сердцу. НА взаимодействует с -, -адрено- рецепторами. С - сужение сосуда, С - расширение. В различных сосудах соотношение этих рецепторов разное!

Влияние тонуса сосудов на кровоток 1) Выше - на работу сердца: при повышении тонуса сосудов растет сопротивление кровотоку и работе сердца может развиваться гипертрофия миокарда. 2) Дальше - на обменную функцию микроциркуляторного русла.

Механизмы компенсаторной регуляции кровообращения при перемене положения тела (компенсация эффекта гидростатического давления) Ортостатический рефлекс – увеличение ЧСС на 6 -24/мин Клиностатический рефлекс – уменьшение ЧСС на 4 -6/мин

Распределение органов в зависимости от особенностей кровоснабжения А. Кровоток в органе точно соответствует его функциональной активности (ЦНС, сердце) Б. В покое кровоток с избытком, так как он обеспечивает трофику и функцию В. При интенсивной функции орган может работать «в долг» (скелетные мышцы)

Перераспределение кровотока при мышечной работе Увеличение ЧСС и УО – рост МОК Сужение артериальных сосудов в органах (Б) Сужение вен – перераспределение «депо» В скелетных мышцах происходит расширение артерий, артериол и капилляров – резкое увеличение кровотока В сердце увеличение кровотока пропорционально росту МОК, В ЦНС – прежний кровоток

Как уже было сказано, характерной особенностью всякого живого организма является то, что он представляет собой саморегулирующуюся систему, реагирующую на различные воздействия как единое целое. Это достигается взаимодействием всех его клеток, тканей, органов и их систем, взаимосвязью и взаимоподчиненностью всех процессов, в них происходящих. Ни одна клетка в организме не изменяется без того, чтобы не изменились и какие-либо другие. Изменение функции любого органа в той или иной степени изменяет деятельность и других органов. Это взаимодействие органов особенно отчетливо выражено в пределах функциональных их систем. Такую систему образуют органы, совокупная деятельность которых обеспечивает приспособление к определенным условиям среды.

Взаимосвязь функций и реакций организма - единство и целостность его - обусловлена наличием двух механизмов регуляции и корреляции, т. е. согласования функций. Один из них - гуморальный, или химический, механизм регуляции - является филогенетически более древним. Он основан на том, что в различных клетках и органах в ходе процессов обмена веществ образуются различные по своей химической природе и физиологическому действию химические соединения - продукты расщепления и синтеза. Некоторые из этих веществ обладают большой физиологической активностью, т. е. в очень малых концентрациях способны вызвать значительные изменения функций организма. Поступая в тканевую жидкость, а затем в кровь, они разносятся движущейся кровью по всему организму и могут оказывать влияние на клетки и ткани, отдаленные от тех, в которых они образуются. Действие химических раздражителей, циркулирующих в крови, адресовано всем клеткам, точнее говоря, химические раздражители не имеют определенного адреса. Однако они неодинаково действуют на разные клетки: одни клетки более чувствительны к одним химическим раздражителям, другие - к другим. Имеется избирательная чувствительность клеток к химическим раздражителям. Включаясь в разные звенья цепи процессов обмена веществ, различные химические раздражители действуют по-разному.

Частным случаем химической регуляции функций является гормональная регуляция, осуществляемая железами внутренней секреции.

Второй, физиологически более молодой, т. е. позднее развивающийся в ходе эволюции живых существ, механизм регуляции функций организма- это нервный механизм. Он объединяет, согласует и регулирует деятельность различных клеток, тканей и органов, приспособляя ее к внешним условиям жизни организма. Изменения деятельности и состояния одних клеток и органов через посредство нервной системы рефлекторным путем вызывают изменения функций других клеток и органов. Этот механизм регуляции является более совершенным, во-первых, потому, что взаимодействие клеток через нервную систему осуществляется значительно быстрее, чем гуморально-химическое, во-вторых, потому, что нервные импульсы всегда «имеют в виду» определенного «адресата» (по нейронным отросткам они направлены лишь к определенным клеткам или группам клеток).

Нервная регуляция проявляется в изменении деятельности клеток, в поддержании постоянного уровня их активности и в изменении интенсивности обмена покоя. Влияние нервной системы на обмен веществ рассматривается как выражение ее специальной трофической функции.

Оба механизма регуляции взаимосвязаны. Различные химические соединения, образующиеся в организме, влияют и на нервные клетки, изменяя их состояние. Так, на нервную систему влияют гормоны, вырабатываемые железами внутренней секреции. С другой стороны, гуморальная регуляция в известной мере подчинена нервной. Так, например, образование и выделение большинства гормонов осуществляются под контролирующим влиянием нервной системы. Благодаря этому нервная система влияет на функции ряда органов не только непосредственно путем посылки нервных импульсов, но и косвенно, через посредство гуморально-химических раздражителей, образуемых в клетках организма и поступающих в кровь под влиянием нервных импульсов.

Деятельность нервной системы и химическое взаимодействие клеток и органов обеспечивают важнейшую особенность организма - саморегуляцию физиологических функций, приводящую к автоматическому поддержанию необходимых организму условий его существования. Всякий сдвиг во внешней или внутренней среде организма вызывает его деятельность, имеющую следствием восстановление нарушенного постоянства условий существования, т. е. восстановление гомеостаза. Чем выше развит организм, тем лучше развита в нем саморегуляция функций, тем совершеннее и устойчивее гомеостаз.

Саморегуляция возможна лишь потому, что имеются обратные связи между регулируемым процессом и регулирующей системой. Из множества примеров, которые можно было бы привести для иллюстрации обратных связей, ограничимся лишь двумя. Первый пример: нервные центры промежуточного мозга, изменяя секрецию гормонов коры надпочечника (минералокортикоидов), регулируют обмен натрия, благодаря чему поддерживается постоянство его концентрации в крови. Это достигается только в результате того, что сдвиг концентрации натрия изменяет состояние нервных центров, которые увеличивают или уменьшают секрецию гормонов надпочечника. Второй пример: мышечные движения осуществляются под влиянием импульсов, поступающих к мышцам от центральной нервной системы. В свою очередь всякое мышечное сокращение приводит к появлению потока импульсов, идущих от мышц к нервным центрам, приносящих к ним информацию об интенсивности сократительного процесса и изменяющих их деятельность.

Таким образом, имеется кольцевое взаимодействие между регуляторами и регулируемыми процессами.

Нервная регуляция осуществляется с помощью электрических импульсов, идущих по нервным клеткам. По сравнению с гуморальной она

• происходит быстрее
• более точная
• требует больших затрат энергии
• более эволюционно молодая.

Гуморальная регуляция процессов жизнедеятельности (от латинского слова гумор - «жидкость») осуществляется за счет веществ, выделяемых во внутреннюю среду организма (лимфу, кровь, тканевую жидкость).

Гуморальная регуляция может осуществляться с помощью:

• гормонов - биологически активных (действующих в очень маленькой концентрации) веществ, выделяемых в кровь железами внутренней секреции;
• других веществ . Например, углекислый газ
  • вызывает местное расширение капилляров, к этому месту притекает больше крови;
  • возбуждает дыхательный центр продолговатого мозга, дыхание усиливается.

Все железы организма делятся на 3 группы

1) Железы внутренней секреции (эндокринные ) не имеют выводных протоков и выделяют свои секреты непосредственно в кровь. Секреты эндокринных желез называются гормонами , они обладают биологической активностью (действуют в микроскопической концентрации). Например: .

2) Железы внешней секреции имеют выводные протоки и выделяют свои секреты НЕ в кровь, а в какую-либо полость или на поверхность организма. Например, печень , слезные , слюнные , потовые .

3) Железы смешанной секреции осуществляют и внутреннюю, и внешнюю секрецию. Например

• железа выделяет в кровь инсулин и глюкагон, а не в кровь (в 12-перстную кишку) - поджелудочный сок;
• половые железы выделяют в кровь половые гормоны, а не в кровь - половые клетки.

Установите соответствие между органом (отделом органа), участвующим в регуляции жизнедеятельности организма человека, и системой, к которой он относится: 1) нервная, 2) эндокринная.
А) мост
Б) гипофиз
В) поджелудочная железа
Г) спинной мозг
Д) мозжечок

Ответ

Установите, в какой последовательности осуществляется гуморальная регуляция дыхания при мышечной работе в организме человека
1) накопление углекислого газа в тканях и крови
2) возбуждение дыхательного центра в продолговатом мозге
3) передача импульса к межреберным мышцам и диафрагме
4) усиление окислительных процессов при активной мышечной работе
5) осуществление вдоха и поступление воздуха в легкие

Ответ

Установите соответствие между процессом, происходящим при дыхании человека, и способом его регуляции: 1) гуморальная, 2) нервная
А) возбуждение рецепторов носоглотки частицами пыли
Б) замедление дыхания при погружении в холодную воду
В) изменение ритма дыхания при избытке углекислого газа в помещении
Г) нарушение дыхания при кашле
Д) изменение ритма дыхания при уменьшении содержания углекислого газа в крови

Ответ

1. Установите соответствие между характеристикой железы и видом, к которому ее относят: 1) внутренней секреции, 2) внешней секреции. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) имеют выводные протоки
Б) вырабатывают гормоны
В) обеспечивают регуляцию всех жизненно важных функций организма
Г) выделяют ферменты в полость желудка
Д) выводные протоки выходят на поверхность тела
Е) вырабатываемые вещества выделяются в кровь

Ответ

2. Установите соответствие между характеристикой желез и их типом: 1) внешней секреции, 2) внутренней секреции. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) образуют пищеварительные ферменты
Б) выделяют секрет в полость тела
В) выделяют химически активные вещества – гормоны
Г) участвуют в регуляции процессов жизнедеятельности организма
Д) имеют выводные протоки

Ответ

Установите соответствие между железами и их типами: 1) внешней секреции, 2) внутренней секреции. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) эпифиз
Б) гипофиз
В) надпочечник
Г) слюнная
Д) печень
Е) клетки поджелудочной железы, вырабатывающие трипсин

Ответ

Установите соответствие между примером регуляции работы сердца и типом регуляции: 1) гуморальная, 2) нервная
А) учащение сердцебиений под влиянием адреналина
Б) изменение работы сердца под влиянием ионов калия
В) изменение сердечного ритма под влиянием вегетативной системы
Г) ослабление деятельности сердца под влиянием парасимпатической системы

Ответ

Установите соответствие между железой в организме человека и её типом: 1) внутренней секреции, 2) внешней секреции
А) молочная
Б) щитовидная
В) печень
Г) потовая
Д) гипофиз
Е) надпочечники

Ответ

1. Установите соответствие между признаком регуляции функций в организме человека и его видом: 1) нервная, 2) гуморальная. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) доставляется к органам кровью
Б) большая скорость ответной реакции
В) является более древней
Г) осуществляется с помощью гормонов
Д) связана с деятельностью эндокринной системы

Ответ

2. Установите соответствие между характеристиками и видами регуляции функций организма: 1) нервная, 2) гуморальная. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) включается медленно и действует долго
Б) сигнал распространяется по структурам рефлекторной дуги
В) осуществляется действием гормона
Г) сигнал распространяется с током крови
Д) включается быстро и действует коротко
Е) эволюционно более древняя регуляция

Ответ

Выберите один, наиболее правильный вариант. Какие из перечисленных желез выделяют свои продукты через специальные протоки в полости органов тела и непосредственно в кровь
1) сальные
2) потовые
3) надпочечники
4) половые

Ответ

Установите соответствие между железой организма человека и типом, к которому её относят: 1) внутренней секреции, 2) смешанной секреции, 3) внешней секреции
А) поджелудочная
Б) щитовидная
В) слёзная
Г) сальная
Д) половая
Е) надпочечник

Ответ

Выберите три варианта. В каких случаях осуществляется гуморальная регуляция?
1) избыток углекислого газа в крови
2) реакция организма на зеленый сигнал светофора
3) избыток глюкозы в крови
4) реакция организма на изменение положения тела в пространстве
5) выделение адреналина при стрессе

Ответ

Установите соответствие между примерами и видами регуляции дыхания у человека: 1) рефлекторная, 2) гуморальная. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) остановка дыхания на вдохе при входе в холодную воду
Б) увеличение глубины дыхания из-за увеличения концентрации углекислого газа в крови
В) кашель при попадании пищи в гортань
Г) небольшая задержка дыхания из-за снижения концентрации углекислого газа в крови
Д) изменение интенсивности дыхания в зависимости от эмоционального состояния
Е) спазм сосудов мозга из-за резкого увеличения концентрации кислорода в крови

Ответ

Выберите три железы внутренней секреции.
1) гипофиз
2) половые
3) надпочечники
4) щитовидные
5) желудочные
6) молочные

Ответ

Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Клетки каких желез выделяют секрет непосредственно в кровь?
1) надпочечники
2) слезные
3) печень
4) щитовидная
5) гипофиз
6) потовые

Ответ

Выберите три варианта. Гуморальные воздействия на физиологические процессы в организме человека
1) осуществляются с помощью химически активных веществ
2) связаны с деятельностью желёз внешней секреции
3) распространяются медленнее, чем нервные
4) происходят с помощью нервных импульсов
5) контролируются продолговатым мозгом
6) осуществляются через кровеносную систему

Ответ

Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Что характерно для гуморальной регуляции организма человека?
1) ответная реакция четко локализована
2) сигналом служит гормон
3) включается быстро и действует мгновенно
4) передача сигнала только химическая через жидкие среды организма
5) передача сигнала осуществляется через синапс
6) ответная реакция действует продолжительное время

Ответ

© Д.В.Поздняков, 2009-2019