норм физ. Лекции наука о механизмах жизнедеятельности организма и его взаимодействия с окружающей средой
 Скачать 1.71 Mb.
|
|
Вопрос 6 . Ткани организма. Особенности их функций, контактные и дистантные межклеточные взаимодействия. Орган. Функциональный элемент органа как его структурно- функциональная единица. Ткань - система, элементами которой являются клетки и внеклеточное вещество (тканевой матрикс), объединенные общей функцией, строением и (или) происхождением. Клетки тканей определяют их специфику и свойства. Из эмбриональных стволовых клеток возникает около 200 видов дифференцированных клеток, из которых образуются все ткани и органы взрослого организма. Системные свойства ткани определяются межклеточными взаимодействиями, внеклеточным матриксом и поисковой миграцией клеток. Развитие ткани осуществляется на основе трех базисных процессов: пролиферации, дифференцировки и клеточной гибели (апоптоза). Ткани, в свою очередь, являются элементами органов. Основные виды и функции тканей. В доминирующей в настоящее время классификации выделено четыре группы тканей, обеспечивающие функции организма: 1) эпителиальные ткани, отграничивающие организм от внешней среды; 2) ткани внутренней среды, поддерживающие гомеостазис; 3) мышечные ткани, создающие движение; 4) нервная ткань, отвечающая за анализ и синтез информации и выполняющая интегрирующую функцию организма. Эпителиальные ткани характеризуются минимальным количеством межклеточного вещества, высокой способностью к регенерации и пролиферации, хорошо развитыми межклеточными контактами, отсутствием кровеносных сосудов, наличием базальной мембраны. Состоят из покровного и железистого эпителия. Покровный эпителий имеет пространственную организацию в виде пластов клеток (однослойных и многослойных), имеет пограничное расположение, отделяя организм от внешней среды (например, кожный эпителий) или вторичных полостей тела (напри- мер, кишечный эпителий). Покровный эпителий имеет барьерную функцию, защищает от механических, химических, инфекционных и других воздействий, участвует в терморегуляции, обмене веществ между организмом и внешней средой (осуществляет процессы всасывания, секреции, выделения). Железистый эпителий пространственно организован в виде тяжей (например, печень), трубочек (канальцы нефрона), островков (в поджелудочной железе), фолликулов (в щитовидной железе). Железистый эпителий осуществляет секрецию гормонов, пищеварительных соков, слёзной жидкости, спинномозговой жидкости, сального секрета. Ткани внутренней среды - это соединительные ткани, кровь и скелетные ткани. Соединительные ткани образуют строму органов, содержат кровеносные и лимфатические сосуды, имеют механическую, опорную, формообразующую, трофическую, защитную (макрофаги, антитела), пластическую (регенерация, заживление ран) и другие функции. Соединительные ткани имеют большой объем межклеточного вещества, включающего в свой состав: 1) основное вещество, содержащее гликопротеиды, протеогликаны, гликозаминогликаны; 2) волокна соединительной ткани (коллагеновые, эластические, ретикулиновые); 3) клетки. Клетки соединительной ткани по своим функциональным свойствам разделяют на три группы: 1) клетки, синтезирующие молекулы межклеточного вещества (фиброциты, ретикулярные клетки, хондроциты и др.); 2) клетки с защитными функциями (макрофаги, тучные клетки, плазматические клетки и др.); 3) клетки, образующие и накапливающие липиды (адипоциты). Кровь и лимфа состоят из жидкого межклеточного вещества (плазма крови и жид- кая часть лимфы) и взвешенных в нем форменных элементов (эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов в крови и лейкоцитов (в лимфе преимущественно лимфоцитов). Кровь и лимфа выполняют газообменную, трофическую, защитную , транспортную функции, осуществляют гуморальную связь между органами и тканями. Скелетные ткани состоят из хрящевой и костной ткани. Хрящевая ткань состоит из двух элементов: клеток (хондроцитов) и межклеточного вещества (хрящевого матрикса). Хрящевая ткань (гиалиновая, эластическая, волокнистая) обладает прочностью и упруго- стью, выполняет опорную функцию, необходима для образования костной ткани. Костная ткань также состоит из двух элементов: клеток и кальцифицированного матрикса. Мышечные ткани. Выделяют два типа мышечных тканей: поперечнополосатую. имеющую саркомеры (скелетная и сердечная), и гладкую мышечную ткань. Скелетная поперечнополосатая мышечная ткань состоит из мышечных волокон и клеток-сателлитов, которые составляют камбиальный резерв и обеспечивают рост мышечных волокон в дли- ну и регенерацию мышечной ткани. Скелетные мышцы осуществляют поддержание позы, произвольные и непроизвольные рефлекторные движения тела и его частей в пространстве. Сердечная мышечная ткань (миокард) обеспечивает насосную функцию сердца и гемодинамику. Кардиомиоциты не имеют камбиального резерва и не способны к регенерации. Гладкомышечная ткань имеет гладкомышечные клетки, способные к гипертрофии, пролиферации, синтезу и секреции молекул матрикса. Гладкие мышцы создают тонус и сокращение гладкомышечных органов. Нервная ткань состоит из двух видов клеток: нейронов (способны к возбуждению) и глиоцитов (невозбудимые клетки). Нейроны относятся к стабильной клеточной популяции, регенерация в нервной ткани осуществляется за счет восстановления поврежденных нейронов, особенно за счет роста их отростков, пролиферации глиоцитов. Нервная система осуществляет восприятие раздражения, проведение и передачу возбуждения, генерацию возбуждения и торможения, анализ и синтез информации, интеграцию функций, формирование целостности организма и др. Межклеточные взаимодействия. Межклеточные контакты являются основным фактором организации ткани как системы. Межклеточные взаимодействия можно разделить на два главных типа - контактные и неконтактные. Контактные межклеточные взаимодействия образуются при контакте клеток друг с другом. Они создают механические и коммуникативные связи между клетками, Механические связи образуют адгезивные контакты, коммуникативные связи - щелевые контакты (нексусы). Адгезионные соединения. К ним относятся простые, сцепляющие и плотные контакты. Простые контакты образованы слоями гликокаликса по всей поверхности контактирующих клеток с участием белков-рецепторов (интегринов, кадгеринов и др.). Сцепляющие контакты осуществляются с участием фибрилл цитоскелета - к ним относятся адгезивный поясок, десмосомы, соединяющие клетки; полудесмосомы, соединяющие эпителиальные клетки с базальной мембраной. Плотные контакты образуют специальные белки, которые проходят в виде поясков через апикальные поверхности клеток и практически не пропускают молекулы через межклеточные щели (например, в однослойном эпителии и эндотелии). Неконтактные межклеточные взаимодействия. Они осуществляются через образование информационных молекул (гормонов, антигенов, антител и др.), переносимых жид- костями организма - межклеточной, кровью, ликвором, лимфой. Действие их на клетки той же ткани, где они образуются называется паракринией, действие их на клетки других тканей называется эндокринией. Наиболее частый вариант неконтактного межклеточного взаимодействия: сигнал -+ рецептор - второй посредник - ответ. Орган - часть организма, эволюционно сложившаяся система тканей, объединенных общей функцией, строением и развитием. При этом одна из тканей является ведущей, она определяет главные, специализированные функции данного органа. Органы являются элементами физиологических систем. Функциональный элемент органа - это структурно-функциональный комплекс (микроучасток органа), состоящий из клеток всех тканей органа, объединенных кровообращением и иннервацией (А.М. Чернух, 1979). Примеры функционального элемента органа: печеночная долька, нефрон, нейронная колонка, фолликул шитовидной железы, бронхопульмональные сегменты легких. Функциональный элемент включает в себя рабочую часть, соединительную ткань, микроциркуляторную единицу. Рабочая часть состоит из специфических (паренхиматозных) клеток. Соединительная ткань обеспечивает условия выполнения функций паренхиматозным клеткам. Микроциркуляторая единица представляет собой пространственно-повторяющийся сосудистый модуль, снабжающий кровью функциональный элемент органа. Наличие функциональных элементов в органе позволяет им функционировать не только взаимосвязано (одинаково), но и с разной степенью интенсивности, относительно независимо (например, функционирование различных центров в ЦНС). Вопрос 7 Физиологические функции-это проявление жизнедеятельности на разных системных уровнях организма, сущность которого заключается в структуре данного системного уровня, т. е. в механизмах функционирования(совокупности закономерных связей между элементами системы) Основные функции: самовоспроизведение, упорядоченность структуры, рост и развитие, обмен веществ и энергии, наследственность и изменчивость, раздражимость, движение, внут регуляция, специфичность взаимоотношений со средой Норма функции-функциональный оптимум, т. е. состояние, при котором имеются максимальные адаптационные возможности при минимальном расходовании функциональных ресурсов Норма передается по наследству, но генотип определяет возможность её проявления Реализация проявления нормы зависит от окр среды Параметры нормы(т. е. нормативы)-представляют собой количественную характеристику функций Норматив складывается из показателей 95% здоровых людей, чтобы люди с патологиями и нормальным здоровьем оказались в своём нормативе Гомеостаз(или гомеостазис)-постоянство внут среды(является важнейшим эволюционным достижением, поскольку он позволяет сохранить функционально-структурную упорядоченность в организме, несмотря на изменения внешней среды) Гомеокинез-изменение уровня гомеостаза, переход сформировавшейся физиологической системы в новую, стабильную, адекватную условиям среды, а также изменение функций организма,тнапрвленные на восстановление гомеостаза(т. е. это не просто любое изменение, а переход от одного стабильного уровня гомеостаза к другому) Также это совкупность процессов, обеспечивающих гомеостаз Гомеостатические константы: -жесткие-имеют наименьший диапозон между уровнем константного состояния и предельным отклонением, несовместимым с жизнью; данные константы определяют активность ферментов и тем самым возможность протекания обменных процессов(т. е. находятся примерно на одном и том же уровне; примеры: температура тела, рН) -мягкие(или пластические)-обладают весьма широким диапозоном изменчивости(примеры: АД, ЧСС, ЧД) Взаимоотношение структуры и функции, их единство: понятие структуры и функции относится к так называемым парным понятиям диалектики, которые нельзя рассматривать изолированно друг от друга. Вопрос 8 Регуляция-это процесс нормализации, упорядочивания каких-либо функций оргаизма, напрвленный на оптимизацию деятельности системы и сохранению гоместаза Прямые связи-передают информацию(команду) от регулирующего центра к эффекторному(исполнительному) органу, изменяя его функции в сторону приспособления организма к среде Обратные связи-передают информацию в регулирующий центр о текущем состоянии и об эффективности осуществляемого им по прямым связям регулирующего воздействи, что позволяет внести коррекцию в эту регуляцию Бывают: -отрицательная ОС-является механизмом стабилизации и саморегуляции функциональных параметров организма, улучшения его устойчивости -положительная ОС-приводит к самоусилению(саморазвитию) физиологического процесса Также различают: -нервная регуляция- осуществляется с участием безусловных и условных рефлексов -гуморальная р.-осуществляется преимущественно с помощью тканевых(амины, пептиды, гликопептиды, продукты обмена жирной арахидоновой кислоты; действуют преимущественно на рецепторы рядом лежащих клеток или/и на рецепторы "своей" клетки) и дистантных(выделяются специализированными клетками эндокринных желёз и некоторых органов, а действуют преимущественно в других органах и тканях) гормонов Роль обратных связей:отрицательная ОС изменяет входной сигнал таким образом, чтобы противодействовать изменению выходного сигнала(это делает систему более устойчивой к случайному изменению параметров; положительная ОС,наоборот, усисливает изменение выходного сигнала Роль гуморальной регуляции: обеспечивает постоянство внут среды, или гомеостаз Роль нервной регуляции: приводит регуляцию деятельность клеток, такней и органов в соответствии с потребностями организма и изменениями окр среды. Вопрос 9 Нервная регуляция – осуществляеться с участием условных и безусловных рефлексов. Высшая форма нервной регуляции реализуеться в рамках действия функциональных систем Рефлексы деляться: 1.Центральные – замыкаемые в ЦНС 2.Переферические – замыкаються в ганглиях 3.Соматические – регулируют действия мышц или их тонуса. 4.Вегетативные – регулируют действия внутренних органов. 5.Условные – имеют гибкие вероятностно-детерминированные связи между нейронами. 6.Безусловные – имеют жесткие генетически-детерминированные связи между нейронами. Гуморальная регуляция – осуществляеться преимущественно с помощью тканевых гормонов Гормоны деляться: 1.Тканевые:амины(гистамин),пептиды(брадикинин),гликопептиды(цитокины,основное количество которых образует имунная система)продукты обмена жирной арахидоновой к-ты(простагландины,тромбоксаны,лейкотриены). Тканевые гормоны действуют на рецепторы рядом лежащих клеток/тканей 2.Дистантные гормоны выделяються специальными клетками эндокринных желез и некоторых органов, а действуют преимущественно в других органах и тканях Единство нервной гуморальной и иммунной систем регуляции Нервная система полностью регулирует выделение гормонов. Например, дофамин является нейромедиатором, выделяющимся в окончаниях дофаминергических нейронов во многих структурах ЦНС. В то же время в гипоталамусе он выделяется не только в синаптическую щель, но, поступая в кровеносную портальную гипоталамо-гипофизарную систему, достигает гипофиза и действует там как гормон пролактостатин, угнетая выделение пролактина передней долей гипофиза. В последние годы было установлено образование в мозге особых нейропептидов – цитокинов, которые играют основную роль в поддержании связи между ЦНС и иммунной системой. Многообразие эффектов цитокинов на ЦНС объясняется не только наличием множества цитокинов, но и наличием разных подтипов рецепторов, на которые они действуют. В мозге эти факторы участвуют в межклеточном взаимодействии между нейронами, глией и эндотелиальными клетками, а также во взаимодействии клеток нервной ткани с с иммуноактивными клетками крови. Вопрос 10 Регуляция – это процесс нормализации каких либо функций организма, направленный на оптимизацию деятельности системы и сохранение гомеостаза Гомеостазис – постоянство внутренней среды Поддерживает функционально-структурную упорядоченность в организме несмотря на изменяющиеся факторы внешней среды. Поддерживаеться только при постоянном поступлении информации от интеррорецепторов о химических, температурных, механических свойствах внутренней среды организма. Основным объектом является в первую очередь состав артериальной крови Основные виды саморегуляции 1.Регуляция по отклонению – включаеться при отклонении какого либо показателя организма от нормы. Система может реагировать как на величину так и на скорость отклонения. Главным механизмом является отрицательная оьратная связь 2.Регуляция по возмущению – включаеться до отклонения параметров гомеостаза (действие холода на холодовые рецепторы кожи) 3.Регуляция по прогнозированию – включаеться еще до действия раздражителя на организм , который обладает механизмами предвидения наступления раздражителя ( условные рефлексы, биоритмы) Обратные связи передают информацию в регулирующий центр о текущем состоянии и об эффективности осуществляемого им по прямым связям регулирующего воздействия, что позволяет внести коррекцию в эту регуляцию. Обратные связи создают цикличность процессов Различают: 1.Отрицательную обратную связь – является механизмом стабилизации и саморегуляции функциональных параметров организма, улучшения его устойчивости при этом регуляторные системы меняют знак своего воздействия ( чем больше гормона в крови тем меньше секреция органа и наоборот). Отрицает отклонение параметров организма. 2.Положительная обратная связь – приводит к самоусилению физиологического процесса. При этом регуляторные системы не изменяют знак возмущающего сигнала, а усиливает его( порочные круги в патогенезе) Вопрос 11 Функциональная система временная динамическая объединение различных физиологических систем и их компонентов взаимодействие. которые саморегуляции обеспечивает достижение полезных для организма результатов при этом полезный результат является системообразующим фактором и визитной карточкой деятельности функциональной системы виды функциональных систем: функциональная система с внутренним звеном саморегуляции обеспечивает Поддержание гомеостаза внутренними преимущества генетическими детерминированными механизмами саморегуляции функциональные системы с относительно пассивным внешним звеном саморегуляции функциональные системы с активным поведенческим звеном саморегуляции компоненты функциональной системы: афферентный синтез включает в себя пусковую и обстановочную афферентацию, доминирующую мотивацию и память. Пусковая афферентация определяется несоответствием какого-либо показателя гомеостаза данным условиям организма обстановочная афферентация осуществляет оценку состояния физиологических систем организма и условий внешней среды доминирующая мотивация обеспечивает выбор в качестве объекта регуляции наиболее важных измененных в данный момент параметров мобилизация памяти включения в регуляцию генетически детерминированных и приобретенных приспособительных факторов. Принятие решения -выбор из нескольких возможных вариантов действия единственного варианта за счет механизма латерального торможения Физиологические системы являются постоянными в структурном отношении образованиями и представлены известной совокупностью клеточных групп, тканей и органов, обусловливающих выполнение сложных жизненно необходимых функций. Виды физиологических систем: Опорно-двигательная система Кровеносная система Лимфатическая система Дыхательная система Пищеварительная система Выделительная система Половая система Нервная и эндокринная системы Иммунная система Системообразующим фактором функциональной системы любого уровня является полезный для жизнедеятельности организма приспособительный результат, необходимый в данный момент. Этому правилу подчиняются процесс созревания различных функциональных систем на разных этапах онтогенеза и деятельность функциональных систем зрелого организма. В конечном итоге все множество полезных приспособительных результатов можно объединить в две группы: 1) поддержание постоянства внутренней среды организма; 2) достижение результата в социальной деятельности. 2. Системогенез — избирательное созревание и развитие функциональных систем в анте- и постнатальном онтогенезе. В отличие от понятия «морфогенез», предложенного А.Н.Северцевым (развитие органов в онтогенезе), «системогенез» отражает развитие в онтогенезе различных по функции и локализации структурных образований, которые объединяются в полноценную функциональную систему, обеспечивающую новорожденному выживание. Основные принципы: 1.Принцип гетерохронией закладки и гетерохронного созревания компонентов функциональной системы. В ходе антенатального онтогенеза различные структуры организма закладываются в разное время и созревают с различными темпами. Так, нервный центр группируется и созревает обычно раньше, чем закладывается и созревает иннервируемый им субстрат. В онтогенезе созревают в первую очередь те функциональные системы, без которых невозможно дальнейшее развитие организма. 2.Принцип фрагментации органов в процессе антенатального онтогенеза. Системо-генетический тип развития предполагает, что даже в пределах одного и того же органа отдельные его фрагменты развиваются неодинаково. Прежде всего в нем развиваются те фрагменты, которые обеспечивают к моменту рождения возможность функционирования некоторой целостной функциональной системы. 3.Принцип изоморфной организации. Все функциональные системы различного уровня имеют одинаковую архитектонику (структуру) как у развивающегося, так и у зрелого организма. 4. Принцип консолидации компонентов функциональной системы — объединение в функциональную систему отдельных фрагментов, развивающихся в различных частях организма. Консолидация фрагментов функциональной системы — критический пункт развития ее физиологической архитектуры. Ведущую роль в этом процессе играет ЦНС. 5. Принцип минимального обеспечения функциональной системы заключается в том, что по мере созревания отдельных структурных единиц до определенной степени происходит их объединение в какую-то минимальную, несовершенную, но, тем не менее, архитектурно и функционально полноценную ФС. Благодаря этому она становится в какой-то степени продуктивной, начинает выполнять приспособительную роль задолго до того, как полностью созреет и все ее звенья получат окончательное структурное оформление. Так, система, обеспечивающая зрительное восприятие, начинает функционировать с момента рождения ребенка, но ее роль в адаптивных возможностях претерпевает в ходе онтогенеза значительные изменения. |