подготовка к зачету по физиологии. физа 2. Понятие о регуляции и саморегуляции
 Скачать 95.57 Kb.
|
|
Понятие о регуляции и саморегуляции. Регуляция – совокупность физиологических процессов, обеспечивающих равновесие организма со средой. В основе – взаимосвязь органов и функционирующих систем между собой. Для оптимальной и стабильной работы организма необходима регуляция систем на всех уровнях – от молекулярного до популяционного. Механизмы (физиологические, биохимические, поведенческие ) должны соответствовать уровню организации и условиям жизни. Саморегуляция – механизм поддержания жизнедеятельности организма на относительно постоянном уровне. Возникла в процессе эволюции в ответ на изменение условий среды, т.е. присуща всем живым организмам. В ходе естественного отбора вырабатываются общие регуляторные механизмы разной природы (нейрогуморальные, эндокринные, иммунологические), направленные на поддержание относительного постоянства внутренней среды организма. У человека и высоко организованных животных относительное постоянство внутренней среды поддерживается нейро-гуморальным механизмом регуляции, деятельность ССС, дыхательной системы, ЖКТ, почек и потовых желез. Регулирование в живых системах. Регулирование— один из важнейших процессов в живом организме.Это совокупность действий, производимых над органом или системой, направленных на достижение определенной цели или положительного для организма результата. Регулирование может осуществляться за счет: а) регуляции, б) инициации, в) координации. Под регуляцией можно понимать управление деятельностью органа (системы), который работает в автономном режиме (обладает свойством автоматии). Например, сердце обладает свойством автоматии, поэтому управление его деятельностью может происходить за счет усиления или торможения его сокращений. Регуляция может проявляться в двух вариантах: торможение или активация (стимуляция) деятельности органа. Инициация — это процесс управления, при котором происходит запуск деятельности органа, не обладающий свойством автоматии. Например, инициируется деятельность скелетных мышц (совершение фазных сокращений или поддержание позы). Отметим, что в физиологической литературе не выделяется такой способ управления как инициация, хотя он очевиден. Координация — это вид управления, при котором согласуется деятельность нескольких органов или систем одновременно и такое управление направлено на получение положительного (полезного для организма) результата. По сути этот вид управления — функциональные системы в понимании П. К. Анохина. Принципы гуморальной и рефлекторной регуляции функций. 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. 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. Понятие о рефлексе, рефлекторной дуге, рефлекторном кольце, времени рефлекса. Рефлекс- основная форма нервной деятельности. Ответная реакция организма на раздражение из внешней или внутренней среды, осуществляющаяся при участии центральной нервной системы. Рефлекторная дуга — Путь, по которому проходит нервный импульс от рецептора до эффектора В рефлекторной дугеразличают пять звеньев: 1) рецептор; 2) чувствительное волокно, про-водящее возбуждение к центрам; 3) нервный центр, где происходит переключение возбуждения с чувствительных клеток на двигательные; 4) двигательное волокно, передающее нервные импульсы на периферию; 5) действующий орган - мышца или железа. Рефлекторное кольцо- совокупность структур нервной системы, участвующих в осуществлении рефлекса и передаче информации о характере и силе рефлекторного действия в центральной нервной системе. Рефлекторное кольцо включает в себя: - рефлекторную дугу и обратную афферентацию от эффекторного органа в центральную нервную систему. Время рефлекса-Время, прошедшее от момента нанесения раздражения до ответа на него. Особенности распространения возбуждения в нервном центре. Одностороннее проведение возбуждения: движение нервного импульса от афферентного входа к эфферентному выходу. Задержка проведения возбуждения: создается синаптический задержкой в многочисленных синапсах нервного центра. Суммация возбуждения - нервные центры способны суммировать отдельные допороговые, чувствительные импульсы, если они достаточно часто следуют друг за другом. Суммация может быть двух видов: временная и пространственная. временная суммация - по одному аксону через один синапс проходит определенное количество потенциалов действия; пространственная суммация - потенциалы действия приходят к нервной клетке от многих клеток, в основе лежит принцип конвергенции; Трансформация ритма возбуждения: это изменение числа импульсов, возникающих в нейронах центра на выходе относительно числа импульсов, которые поступают на вход данного центра. Трансформация ритма возбуждения может развиваться в сторону увеличения или уменьшения, так как для возбуждения нейронов необходим поток чувствительных импульсов Посттетаническая потенциация - усиление ответной реакции после предварительной частой стимуляции, механизмь потенциации связаны с кратковременным повышением эффективности синаптической передачи. Эффект «после действия» или пролонгированное возбуждение: раздражение уже закончено, а возбуждение еще продолжается. В его основе лежат явления мультипликации и реверберации. Наличие рефлекторного тонуса (тонус покоя) нервных центров. Проведение возбуждения зависит от состояния соседних нервных центров. Быстрая утомляемость нервных центров. Высокая чувствительность к недостатку кислорода. Высокая чувствительность к химическим веществам: изменение содержания глюкозы в крови, газового состава крови, температуры. Высокая пластичность нервных центров. Пластичность нервных центров - это их способность изменят свое функциональное состояние и изменять утраченную функцию в зависимости от изменяющихся условий Функциональная система – основа мозговой организации любого рефлекса, любого поведенческого акта. Функциональная система - это временное объединение различных уровней и этажей ЦНС для достижения конечного приспособительного результата. Функциональная система представляет собой схему рефлекса, любого поведенческого акта, который имеет замкнутый вид и протекает в 4 стадии: 1 стадия - афферентный синтез. На организм действует огромное количество раздражителей - это обстановочная афферентация. Активируется аппараты памяти – это прошлый опыт и мотиваций - побуждение к деятельности. Происходит их суммация и выделяется главный раздражитель - пусковая афферентация. 2 стадия - принятие решения . На организм действуют те же раздражители: сохраняются основные положения 1 стадии: возбужден аппарат памяти, мотиваций, выделена пусковая афферентация. На этой стадии происходит принятие решения, это переломный момент в любой рефлекторной реакции. 3 стадия - эфферентный синтез. Возбужден аппарат памяти, мотиваций, выделена пусковая афферентация, принято решение. На этой стадии дополнительно формируется 2 функциональных аппарата: программа действия: что, как и в какой последовательности нужно делать для достижения конечного приспособительного результата. акцептор результата действия: является аппаратом предвидения,предугадывания . Формируется на основе решения и программы действия. Стадия эфферентного синтеза заканчивается началом действия. 4 стадия - обратной афферентации. Акцептор результата действия является аппаратом сравнения задуманного и полученного результата. Параметры результата действия поступают в акцептор результата действия , который необходим для контроля и исправления ошибок в наших действиях. Экспериментальные и клинические методы исследования функций и функционального состояния центральной нервной системы. Экспериментальные методы 1. Метод перерезки и выключения. Метод перерезки и выключения различных участков ЦНС производится различными способами. Используя этот метод можно наблюдать за изменением условно-рефлекторного поведения. 2. Методы холодового выключения структур головного мозга дают возможность визуализировать пространственно-временную мозаику электрических процессов мозга при образовании условного рефлекса в разных функциональных состояниях. 3. Методы молекулярной биологии направлены на изучение роли молекул ДНК, РНК и других биологически активных веществ в образовании условного рефлекса. Стереотаксический метод (раздражения)заключается в том, что животному вводят в подкорковые структуры электрод, с помощью которого можно раздражать, разрушать, или вводить химические вещества. Тем самым животное готовят для хронического эксперимента. После выздоровления животного применяют метод условных рефлексов. Клинические методы Электроэнцефалография-Суть ее заключается в регистрации ритмических изменений потенциалов определенных областей коры большого мозга между двумя активными электродами (биполярный способ) или активным электродом в определенной зоне коры и пассивным, наложенным на удаленную от мозга область. Реоэнцефалография представляет собой метод исследования кровообращения головного мозга человека, основанный на регистрации изменений сопротивления ткани мозга переменному току высокой частоты в зависимости от кровенаполнения и позволяет косвенно судить о величине общего кровенаполнения мозга, тонусе, эластичности его сосудов и состоянии венозного оттока. Эхоэнцефалография- Метод основан на свойстве ультразвука, по-разному отражаться от структур мозга, цереброспинальной жидкости, костей черепа, патологических образований. Кроме определения размеров локализации тех или иных образований мозга этот метод позволяет оценить скорость и направление кровотока. Метод вызванных потенциалов – метод выделения слабых и сверхслабых изменений электрической активности мозга в ответ на стимул различной модальности. Метод позволяет получить объективную информацию о состоянии периферических и центральных звеньев различных сенсорных систем таких как зрение, слух и т.д. Нейрон как структурная и функциональная единица ЦНС. Нейрон– это основная структурно-функциональная единица нервной системы, обладающая специфическими проявлениями возбудимости. Нейрон способен принимать сигналы, перерабатывать их в нервные импульсы и проводить к нервным окончаниям, контактирующим с другим нейроном или рефлекторными органами (мышца или железа). Классификация нервных клеток. По характеру отростков: l. псевдоуниполярные: нейроны спинальных ганглиев; 2. биполярные: обонятельные нейроны-рецепторы; биполярные нейроны сетчатки; нейроны спирального ганглия; 3. мультиполярные: мотонейроны. По механизму передачи потенциалов: 1. импульсные - генерируют ПД; 2. неимпульсные - передают влияние с помощью локальных потенциалов:рецеmорного, постсинаптического. По виду медиатора: 1. холинэргические; 2. адренэргические; 3. дофаминэргические; 4. серотониэргические. По модальности (характер воспринимае'мого и передаваемого сигнала): 1. механорецепторы; 2. хеморецепторы; 3. вкусовые; 4. обонятельные; 5. терморецепторы. По звеньям рефлекторного пути (функциональная): 1. Афферентные ( сенсорные, чувствительные, рецепторные) 2. Вставочные (ассоциативные, интернейроны) - возбуждающие -тормозные 3. Эфферентные (двигательные, моторные). Физиологические свойства нервных и глиальных клеток. (для нервных) Раздражимость — способность нервной клетки воспринимать и отвечать на различные раздражения. Возбудимость — способность отдельных частей нервной клетки генерировать электрохимические импульсы, т. е. отвечать на раздражение возбуждением. Проводимость — способность нейрона проводить импульсы возбуждения с определенной скоростью, в неизменном ритме и силе. Лабильность (подвижность) — способность нервной клетки принимать и передавать максимальное число импульсов за единицу времени без искажения. Торможение — процесс, обратный возбуждению. Заключается в ослаблении, остановке или предупреждении возникновения возбуждения. (для глиальных) 1. опорная - вместе с сосудами и мозговыми оболочками образуют строму ткани мозга; 2. трофическая - обеспечивают метаболизм нервных клеток ( связь с кровеносными сосудами), в глиоцитах сосредоточен весь гликоген ЦНС; 3. участие в интегративной деятельности мозга: -формирование следов воздействия (память), а значит и условного рефлекса; -без глиоцитов (блокада антиглиальным гамма-глобулином) меняется электрическая активность нейронов. 11. Особенности возникновения и распространения возбуждения в нейронах: афферентных, вставо АФФЕРЕНТНЫЕ НЕЙРОНЫ Тело округлой формы находится вне ЦНС, в спинальном ганглии. Имеются 2 отростка: один отросток идет на периферию и образует там чувствительные окончани (рецепторы). Другой отросток идет в ЦНС, где ветвится и формирует синаптические окончания на вставочных или эффекторных клетках. Генерация потенциала действия в афферентных волокнах отмечается в первом от рецептора перехвате Ранвье. ВСТАВОЧНЫЕ НЕйРОНЫ Их отростки не покидают пределов ЦНС, обеспечивают многочисленные связи по горизонтали и вертикали. Потенциал действия во вставочных нейронах возникает в области аксонного холмика. ДВИГАТЕЛЬНЫЕ НЕЙРОНЫ Мотонейроны - аксоны выходят за пределы ЦНС и заканчиваются синапсом на эффекторных структурах. Аксонный холмик является наиболее возбудимым участком, место перехода тела нейрона в аксон, где происходит генерация ПД и в дальнейшем распространение по аксону. Для возникновения потенциала действия в нейроне необходима пространственная и временная суммация ВПСП. Нервный импульс возникает в нейроне, если суммация возбуждающих влияний (ВПСП) алгебраJ[ чески преобладает над суммацией тормозных влияний (ТПСП) и дашюе преобладание способно вызвать деполяризацmо мембраны до пороговой величины или уровня критической деполяризации. 12.Трофическая функция нервных клеток. Трофическая функция нервной системы проявляется в ее регулирующем влиянии на обмен веществ и питание тканей и органов. Трофические нервы, действуя на обмен веществ, изменяют тем самым основные физиологические свойства тканей: их возбудимость, проводимость, работоспособность. В осуществлении трофических влияний на организм принимает участие каждый отдел центральной нервной системы, но особо важная принадлежит гипоталамусу, где находятся центры регуляции обмена веществ, и коре больших полушарий головного мозга. 13.Торможение в центральной нервной системе, его виды и роль. Торможение - активный нервный процесс, который возникает в нервной системе и приводит к · ослаблению и предотвращению возбуждения. Виды торможения 1) первичное. Для его возникновения необходимо наличие специальных тормозных нейронов. Торможение возникает первично без предшествующего возбуждения под воздействием тормозного медиатора. Различают два вида первичного торможения: - пресинаптическоев аксо-аксональном синапсе; - постсинаптическоев аксодендрическом синапсе. 2) вторичное. Не требует специальных тормозных структур, возникает в результате изменения функциональной активности обычных возбудимых структур, всегда связано с процессом возбуждения. Виды вторичного торможения: - запредельное, возникающее при большом потоке информации, поступающей в клетку. Поток информации лежит за пределами работоспособности нейрона; - пессимальное, возникающее при высокой частоте раздражения; возникающее при сильно и длительно действующем раздражении; Торможение лежит в основе координации движений, обеспечивает защиту центральных нейронов от перевозбуждения. 14.Современные представления о механизмах центрального торможения. Центральное торможение - нервный процесс, возникающий в ЦНС и приводящий к ослаблению или предотвращению возбуждения. Согласно современным представлениям центральное торможение связано с действием тормозных нейронов или синапсов, продуцирующих тормозные медиаторы , которые вызывают на постсинаптической мембране особый тип электрических изменений, названных тормозными постсинаптическими потенциалами или деполяризацию пресинаптического нервного окончания, с которым контактирует другое нервное окончание аксона. 15. Тормозные синапсы и их медиаторы. Тормозные синапсы образованы специальными тормозными нейронами (точнее, их аксонами). Медиатором могут быть глицин, ГАМКи ряд других веществ. Обычно глицин вырабатывается в синапсах, с помощью которых осуществляется постсинаптическое торможение. При взаимодействии глицина как медиатора с глициновыми рецепторами нейрона возникает гиперполяризация нейрона и происходит снижение возбудимости нейрона вплоть до полной его рефрактерности. В результате этого возбуждающие воздействия, оказываемые через другие аксоны, становятся малоэффективными или неэффективными. Нейрон выключается из работы полностью. 16. Ионные механизмы тормозного постсинаптического потенциала. 1)Происходит открытие каналов для ионов хлора в постсинаптической мембране нейрона позволяет отрицательно заряженным ионам быстро диффундировать снаружи внутрь постсинаптического нейрона, увеличивая таким образом отрицательность внутри нейрона. Это тормозной эффект. 2. Увеличивается проводимость мембраны для ионов калия,что позволяет положительным ионам диффундировать наружу, что ведет к увеличению отрицательности внутри нейрона. Это также является тормозным эффектом. 3. Активация ферментов, отвечающих за клеточные метаболические функции, которые увеличивают число тормозных рецепторов или уменьшают количество возбуждающих синаптических рецепторов. 17. Основные принципы интегративной и координационной деятельности ЦНС: взаимосвязь дивергенции с конвергенцией, принцип общего конечного пути, принцип обратной связи, принцип реципрокности, принцип доминанты. Координационная деятельность ЦНС - это согласование деятельности различных отделов ЦНС за счет упорядочения распространения возбуждения между ними. Интегративная деятельность ЦНС - это соподчинение и объединение тканей и органов в центрально-периферическую систему, деятельность которой направлена на достижение приспособительного результата, полезного для организма. Взаимосвязь процессов дивергенции и конвергенции. Дивергенция - это распространение возбуждение от одного нейрона к нескольким нейронам, способностьустанавливать многочисленные связи с другими нейронами, наличие вставочных нейронов, аксоны которых также разветвляются. Дивергенция участвует в процессах мультипликации и иррадиации возбуждения. Дивергенция расширяет сферу действия каждого нейрона, создает условия для конвергенции; ей препятствует торможение. Конвергенция - это схождение различных возбуждений к одному нейрону, она является основой торможения; это распространение возбуждения от нескольких нейронов к одному нейрону, в основе лежит явление мультипликации. Принцип общего конечного пути или принцип организации эффекторной регуляции, когда многообразие входов обуславливает один выход, т.е. действуют много раздражителей, а наблюдается одна ответная реакция. В основе лежит конвергенция возбуждения. Принцип обратной связи: Обратная связь - поток импульсов от рецепторов в ЦНС, которые несут информацию о происходящем на периферии. Выделяют 2 вида обратной связи: положительная - вызывает усиление ответной реакции; отрицательная - вызывает торможение ответной реакции. Значение: саморегуляция деятельности организма. Вывод: координированная деятельность центральной нервной системы обеспечивает взаимосвязь в работе нервных центров, за счет этого обеспечивается точное выполнение сложных рефлекторных функций. Принцип реципрокности позволяет осуществлять координацию противоположных состояний: работа мышц - сгибателей и разгибателей; согласованная деятельность процессов жевания, дыхания и глотания. Реципрокная (взаимная) связь - вид связи, осуществляющий торможение центра - антагониста при возбуждении центра - агониста. Принцип доминанты. Доминанта - это преобладающий очаг возбуждения в центральной нервной системе, возникающий под действием сильных и сверхсильных раздражителей. Особенности: -повышенная возбудимость в очаге доминанты; -инертность (после прекращения действия раздражения очаг продолжает существовать какое-то время); -суммация возбуждения и притягивание возбуждения из других центров; -тормозит деятельность других нервных центров. Значение: обеспечивает внимание, формирование условных рефлексов. 18. Явления реверберации и мультипликации. реверберация- распространение возбуждения по кольцевым цепям нейронов; является механизмом nрологонгирования. Реверберация представляет собой циркуляцmо импульсов по замкнутым нейронным цепям и лежит в основе формирования механизмов краткосрочной памяти. Мультипликация передача возбуждения с одного афферентного нейрона на большое число эфферентных нейронов. Это обеспечивается разветвлениями аксона афферентного нейрона и образованием синапсов на большом числе вставочных нейронов, каждый из которых, в свою очередь, образует синапсы на нескольких эфферентных нейронах. 19. Роль спинного мозга в регуляции опорнодвигательного аппарата и вегтативных функций организма. 20. Характеристика спинальных рефлексов. К спинальным рефлексам относятся: - вегетативные рефлексы – мочеиспускательный, дефекационный, потоотделительный, сосудистые рефлексы и др.; - двигательные рефлексы – сгибательные и разгибательные рефлексы сегментарного характера; - проприоцептивные рефлексы – возникают при раздражении рецепторов со скелетных мышц и участвуют в формировании акта ходьбы и регуляции мышечного тонуса. В группу органных рефлексов входят рефлексы конечностей, брюшные, яичковый и анальный рефлекс. В свою очередь рефлексы конечностей могут быть сгибательные, разгибательные, ритмические и познотонические; Сгибательные и разгибательные рефлексы в свою очередь делятся на фазные и тонические: - фазные рефлексы – это однократное сгибание и разгибание конечности при однократном раздражении кожи или проприоцепторов. Сгибательные фазные рефлексы – это локтевой, подошвенный, ахиллов и т.д., разгибательный фазный рефлекс – это коленный; - тонические сгибательные и разгибательные рефлексы возникают при длительном сокращении или расслаблении мышц и направлены на поддержание позы. 21. Саморегуляция мышечного тонуса (тонуса скелетных мышц). Осуществляется при наличии 4 основных образований: - сухожильные проприорецепторыГольджи - интрафузальные мышечные волокна или собственно проприорецепторы - альфа - мотонейроны - тормозные клетки Реншоу. Рецепторы Гольджи возбуждаются при сокращении мышцы. Возбуждение идет к тормозным клеткам Реншоу в передних рогах серого вещества спинного мозга. Их возбуждение приводит к торможению альфа-мотонейронов и, следовательно, к расслаблению мышцы. Проприорецепторы возбуждаются при увеличении длины мышцы . Возбуждение от мышечных веретен идет к альфа-мотонейронам, что в итоге приводит к сокращению мышцы, повышению ее тонуса. Эти два процесса чередуются с большой скоростью, поэтому мышца постоянно находится в определенном тоническом состоянии. Для регуляции тонуса необходимо изменение возбудимости проприорецепторов.что достигается с помощью гамма-мотонейронов.
Для регуляции мышечного тонуса необходимо изменение проприорецепторов,что достигается с помощью гамма-мотонейронов. Гамма-мотонейроны вызывают сокращение мышечных отростков капсулы проприорецепторов, натяжение капсулы и, следовательно, повышается чувствительность проприорецепторов. Гамма-мотонейроны находятся под влиянием вышерасположенных нервных центров продолговатого, среднего мозга и др. 22. Физиология ствола мозга. Ствол мозга включает продолговатый мозг, мост, средний мозг, промежуточный мозг и мозжечок. Ствол мозга выполняет следующие функции: 1) организует рефлексы, обеспечивающие подготовку и реализацию различных форм поведения; вегетативные рефлексы 2)осуществляет проводниковую функцию: через ствол мозга проходят в восходящем и нисходящем направлении пути, связывающие между собой структуры ЦНС; 3) при организации поведения обеспечивает взаимодействие своих структур между собой, со спинным мозгом, базальными ганглиями и корой большого мозга, т. е. обеспечивает ассоциативную функцию. |
