Тема: Фізіологія як наука

Фізіологія - наука про закономірності життєдіяльності цілісного організму фізіологічної системи органів, клітин і окремих клітинних структур.Фізіологія розглядає функції організму у взаємній зв'язки і з урахуванням взаємодії на них факторів зовнішнього середовища. Вона тісно пов'язана з морфологічними дисциплінами: анатомія, ембріологія, морфологія.

Основні поняття фізіології:
* Фізіологічна функція - прояв взаємодії між окремими частинами, елементами структурами живої системи.
* Функціональна одиниця - група клітин, об'єднаних для виконання функціональною одиницею певних функцій: нефрон, ацинус.
* Фізіологічний процес - це складна форма єдності фізичних і хімічних процесів отримали новий зміст у живій матерії.
* Подразливість - це здатність реагувати на дії різних факторів, зміна структури і функцій.
* Порушення - відповідна реакція живої тканини на дії подразників із внутрішнього або зовнішнього середовища.
* Реактивність - це конкретна форма реалізації інформації із зовнішнього середовища в якій закріплюються адекватні способи реагування на дії дратівливості.

Існує 2 види дослідження у фізіології:
- Спостереження
- Експеримент (гострий і хронічний)

Гострий проводиться шляхом вівасекціі. Основний експериментальний досвід - це хронічний, розробив Павлов. Проводиться оперативна підготовка тварини до проведення досвіду.

Фізіологічна регуляція - активне управління функціями організму і його поведінкою для підтримки оптимального рівня життєдіяльності, стійкості внутрішнього середовища і обмінних процесів з метою пристосовування організму до мінливих умов середовища. Організм - це саморегулююча система, яка дозволяє здійснює адаптивні реакції при збереженні динамічного сталості його внутрішнього середовища.Під внутрішнім середовищем організму розуміють комплекс рідин (плазма, лімфатична, плевральна..). Для нормальної життєдіяльності необхідно відносну сталість складів внутрішнього середовища, її фізико -хімічних і біологічних властивостей. Відносна постійність властивостей і складів внутрішнього середовища організму називають гемостаз, яке характеризується біологічними контактами.

Найдавнішими формами взаємодії, які проявляються всередині клітини і між окремими клітинами є хімічна взаємодія.

Її здійснюють 2 типу речовин:
1) Неспецифічні продукти обміну (метаболізм)
2) Специфічні продукти обміну (гормони, біологічно -активні речовини)

Біологічно -активні речовини можуть регулювати функції організму. Серед них виділяють:
1.Нейромедіатори (адреналін);
2.Гістамін;
3.Є продуктами обміну арахідонової кислоти (простогландини);

БАВ - речовини пептидної природи, які відповідають за імунітет і згортання крові.

Гуморальний тип регуляції - регуляція гормонами.Особливості гуморальної регуляції:
1.Не має точного адресата
2.мала швидкість доставки інформації
3.велика тривалість дії

Гуморальна регуляція поділяється на:
- місцеву;
- малоспеціалізовану;
- високоспеціалізовану

Особливості нервової регуляції:
1.Є точний адресат
2.Висока швидкість доставки
3.Коротка тривалість дії
Теорія нервізма Сеченова та Павлова.
Фізіологія базується на таких основних принципах:
1.Організм - єдине ціле
2.Единство організму і навколишнього середовища
3.Прінціп нервізма

Принцип нервізма полягає в єдності організму і зв'язок його з зовнішнім середовищем за рахунок діяльності нервової системи, особливо вищих відділів нервової системи (головний мозок).Сєченов - вивів теорію нервізма, а Павлов - довів її.Павлов показав, що діяльність нервової системи забезпечує об'єднання функцій, окремих органів і систем і зв'язків із зовнішнім середовищем, де регулюючий вплив належить корі головного мозку.

Функціональна одиниця нервової діяльності це рефлекс:
- умовний
- безумовний

Рефлекторна дуга - шлях, пок віді проходить нервовий імпульс від рецептора до робочого органу.

Компоненти рефлекторної дуги:
1 - рецептор;
2 - аферентним шлях (дендрити чутливих нейронів, які передають збудження від рецептора до нервового центру);
3 - нервовий центр (сукупність нейронів на різних відділах ЦНС);
4 - еферентної шлях (аксони рухових нейронів, які передають інформацію від нервового центру до робочого органу);
5 - робочий орган (заліза, м'яз, тканина тощо), ефектора;
6 - зворотний зв'язок (потік імпульсів, який йде від робочого органу в нервову систему). Несуть інформацію про ефектівность реакції відповіді.

Теорія функціональної системи Анохіна
Функціональна система - сукупність органів, тканин належать до різних анатомо - фізіологічним утворенням, але забезпечують певну форму пристосувальної діяльності організму.
Мета цієї системи: підтримувати в організмі нормальні умови перебігу обмінних процесів і гомеостазу.
Функціональна система включає:
* Рецептори - сприймає вплив факторів зовнішнього середовища.
* Провідниковий апарат - проводить імпульс від рецептора.
* Центральні нейрони і їхнього зв'язку.
* Сукупність аферентних апаратів - забезпечують зворотний афферентацию.
Виділяють 2 типу зворотного зв'язку:
- позитивний (при збільшенні якогось параметра дія посилюється)
- негативний (зворотний ефект)

Лекція № 2

Тема: "Властивості збудливих тканин».

Подразливість - це здатність реагувати на дії різних факторів, зміна структури і функцій.

Збудливість - здатність живої тканини відповідати на дії подразника зміна фізіологічних властивостей і виникненням процесів збудження.
Властивості збудливих тканин:
* Провідність - здатність тканини проводити електричний струм.
* Рефракторная - тимчасове зниження збудливості.
* Лябільность або функціональна рухливість - це збудження в одиницю часу певну кількість разів.

Транспорт іонів через мембрану. Виділяють 2 види транспорту (перенесення речовин):
-Пасивний:
a) фільтрація (рух рідин через напівпроникну мембрану, через його суперечки під дією гідростатичного тиску).
b) дифузія (процес проникнення речовини з області великої концентрації в область з меншою).
c) полегшена дифузія (у тому випадку, коли швидкість дифузії одного речовини різко увелічіваетсяза рахунок зв'язування її з речовиною - переносником).
d) осмос (рух молекул через напівпроникну мембрану з області більшої концентрації в область меншої, а сила за допомогою якої відбувається цей рух розчинника називається осмотичний тиск)
-Актівний - з витратою енергії і білків носіїв.

Мембранний потенціал спокою (МПС)

У стані спокою між зовнішньою поверхнею клітини і її внутрішнім вмістом існує різниця потенціалів. При цьому поверхня клітини заряджається - позитивно - це мембранний потенціал спокою (МПС), він дорівнює: у скелетних м'язів = - 98 клітин або мілівольт (МЛВ); у гладких м'язів = - 30 МЛВ; у нервових клітин = від - 40 до - 90 МЛВ.МПП- утворюється іонами К.
У створенні МПП беруть участь 4 види іонів:
- Натрію і Калію
- Хлора
- Аніони органічних сполук

У стані МПС в мембрану добре проникають іони Калію, трохи гірше іони Хлора і практично не проникають іони Натрію і абсолютно не проникають аніони органічних сполук.

Потенціал дії (ПД)

Стан збудження клітини характеризується зміною градієнта концентрації іонів всередині і поза клітини, що призводить до зміни заряду на протилежний. При цьому заряд всередині клітини з - 90мВ змінюється до +30 мВ. Після цього відбувається відновлення негативного заряду знову до- 90мв.

5 фаз ПД:
1. Деполяризація - зменшення негативного заряду до 0.
2. Овершут - зміна заряду на протилежний від 0 до +30 мВ.
3. Реполяризації - відновлення негативного заряду.
4. Слідова деполяризація - невелике уповільнення відновлення негативного заряду.
5. Слідова гіперполяризація - збільшення негативного заряду до- 120мВ.Потенціал дії триває 0,1-0,5 мілісекунд.

Реверсія - це струм, кількість мілівольт на яке потенціал дії перевищує потенціал спокою. Відновлення початкового рівня мембранного потенціалу йде за рахунок різкого зниження натрієвої проникності і активації калієвої проникності.

Механізми проведення нервових імпульсів по мієлінових і безміеліновим нервових волокнах

За швидкістю проведення збудження нервові волокна діляться на три групи:
1.Міелінові, зі швидкістю проведення збудження 70-120 м / с.
2.Міелінові, зі швидкістю проведення збудження 3-20 м / с.
3.Безміелінові, зі швидкістю до 3 м / с.

Виділяють три закони проведення збудження в нервових волокнах:
1.Закон анатомічної і фізіологічної цілісності нервового волокна.Проведення імпульсів по нервовому волокну можливо лише в тому випадку, якщо не порушена його цілісність.
2.Закон двостороннього проведення збудження.Двостороння провідність нервового волокна обмежена в організмі місцем виникнення імпульсу і клапанним властивістю синапсів, яке полягає в можливості проведення порушення тільки в одному напрямку.
3.Закон ізольованого проведення збудження по нервових волокнах.

Існує ряд особливостей поширення збудження в периферичних, м'якотних і безмякотних нервових волокнах. М'язи мають такі властивості:
1.Збудливість.
2.Проводимість.
3.Сократимість: изотоническая - зміна довжини м'яза; ізометрична - зміна напруги м'яза 4.Растяжимість.
5.Еластічність.
6.Прочностью.
МЕХАНІЗМ М'ЯЗОВОГО СКОРОЧЕННЯ
Прийшов по антисарколемальних ПД заходить всередину волокна і відкриває Са2 + канали. Са2 + надходить всередину волокна і активує білок міоглобін і фермент АТФази - АТФ розщеплюється і міозіновие містки з'єднуються з нитками актину, потім ці містки підтягуються (скорочуються) і нитки актину заходять між ниток міозину. На кінцях містків мається голівка, яка обертається на 450. Потім зв'язок розривається, голівка повертається назад і утворює нове з'єднання з актином - знову обертається на 450. Це явище отримало назву «шарнірний механізм».

РОЗСЛАБЛЕННЯ: ↓ ПД → ↓ Са2 + всередині волокна (у тому числі завдяки Са2 + насоса) - ​​розриваються містки актин - міозину і нитки розходяться.Нервово - м'язовий синапс

Синапс - це функціональне з'єднання між нервовою клітиною і якийсь інший кліткою. Нервово - м'язовий синапс - це міоневрального синапс. У ньому відбувається передача збудження з нервової клітини на м'язову клітину.Синапс буває хімічний і електричний.У хімічному - медіатор, а в електричному - електричний струм.

Синапси мають такі властивості:
1.Односторонє проведення порушення.
2.Синаптична затримка.
3.Низка лабільність і висока стомлюваність.
4.Висока чутливість до хімічних речовин

По функції синапси бувають:
1.Збудливими
2.Тормозними

Будова скелетного м'язового волокна

Функції м'язів:
1.переміщують тіло в просторі, підтримують його позу.
2.виконують рецепторну функцію - пропріорецептори.
3.це депо солей і води.
4.депо глікогену.

Типи скорочень:
1. Изотонічне - напруга м'язи практично не змінюється, але волокна скорочуються (підняття дуже легкого вантажу)
2. Ізометричне - напруга ↑ ↑, довжина волокон не змінюється (підняття занадто важкого вантажу)
3. Ексцентричне - напруга ↑ ↑, однак довжина волокон навпаки збільшується (якщо надто великий вантаж покласти на м'яз).

У житті людини спостерігаються змішані скорочення - анізотоніческіе.Сила і робота м'язівМіла м'язи визначається макисмально вантажем, який м'яз може піднятиРоботи м'язи визначається добутком величини піднятого вантажу на висоту підйому.Введенський ввів поняття про оптимум і песимум частоти подразливості.Оптимум - така частота роздратування, при якій наступне роздратування наноситься у фазу підвищеної збудливості, а песимум - фазу зниженою збудливості.

ЕНЕРГЕТИКА М'ЯЗІВ

Відбувається розщеплення АТФ:1. Для утворення містків2. Для розриву містків3. Робота Са2 + насоса4. Робота Na + - К + насосаНа ці процеси витрачається лише 45 % енергії АТФ. Решта енергія (55%) витрачається на утворення тепла і відновні процеси (АТФ, білки і т.д.).Освіта тепла в м'язах. Рухова одиниця.Рухова (моторна) одиниця - група м'язів, які порушуються даними нейронами, в процесі сокращнія утворюється тепло.2 фази:- Початковий теплоутворення, пов'язане з процесом анаеробного розпаду вуглеводів.- Відновне теплоутворення, пов'язане з окисними процесами жирів, білків і вуглеводів.стомленим м'язамВтома - стан, який проявляється погіршенням рухових і вегетативних функцій організму. Під час скорочення виникає ланцюг: тіло мотонейрона - нервове волокно - нервово - м'язовий синапс - м'язове волокно. Стомлення нейрона або м'язового волокна не спостерігається (можливе проведення > 200 імп / сек.Синапс - проводить < 100 імп / сек. У синапсі ↓ кількість медіатора і ↓ чутливість постсинаптичної мембрани до медіатора. Це ↓ потенціал кінцевої пластинки (GRG) і призводить до неможливості освіти ПД на м'язовому волокні.М'язове волокно - при роботі спостерігається порушення енергетики - ↓ ресинтез АТФ, ↑ кількість недоокислених продуктів, що ↓ ВКП, закісляется саркоплазма і порушується скорочення.

Морфологічно нервова система складається з нейронів і нейроглій. Нейрони - це особливі клітини нервової системи, що виконують основну, специфічну функцію: освіта і проведення нервового імпульсу

Нейрони поділяються на:
1.Чутливі – аферентні
2.Рухливі – еферентні
3.Вставні

Нейроглія - це невеликі клітини, які розташовуються між нейронами і капілярами. Розрізняють: астроцити, олігодендроціти, мікроглію, епендімні клітини.

Астроцити - знаходяться біля тіл нейронів. Створюють умови для кращої роботи нейрона. Важливу роль відіграють у період високої активності мозку. Забезпечують гематоенцефалічний бар'єр (обмежують надходження речовин з крові в нейрон). Астроцити виробляють ряд речовин, що регулюють ріст і розвиток нейронів (внутрішньоутробне і раннє постнатальний розвиток).

Олігодендроціти - утворюють миелиновую оболонку нейрона, здатні до фагоцитозу.

Мікроглія - входить до ретикулоендотеліальну систему, беруть участь у фагоцитозі і захисту ЦНС.

Епендімні клітини - вистилають шлуночки мозку, секретують СМ -рідину.

Нервовий центри - це функціональне об'єднання нейронів забезпечує здійснення якого-або рефлексу або функції.

Властивості нервових центрів:
1.Односторонє проведення порушення.
2.Більш повільне проведення збудження в порівнянні з нервовими волокнами.
3.Конвергенція - в ​​нервовому центрі кілька клітин можуть передавати імпульс до одного нейрона.
4.Дівергенція і іррадіація - збудження навіть одного нервового волокна за яким імпульси надходять в нервовий центр, можуть послужити причиною порушення безлічі нервових волокон виходять з центру.
5.Облегчення і оклюзія (закупорка) - на нейронах нервових центрів закінчується не тільки волокна їх власних аффектори, кожен з них отримує гілочки від аффектори сусіднього центру.Явище оклюзії призводить до зниження сили сумарною реакції у відповідь. На полегшенні заснований вторований шлях.
6.Трансформація ритму збудження - зміна ритму імпульсів.
7.Рефлекторний наслідок.
8.Висока чутливість до медіаторів, іншим хімічним речовинам і до нестачі кисню (гіпоксії) 9.Висока стомлюваність і низька функціональна рухливість.

Координація - це об'єднання рефлекторної діяльності ЦНС в єдине ціле, що забезпечує реалізацію всіх функцій організму.

КООРДИНАЦІЯ РОБОТИ ЦНС

1. Гальмування в ЦНС - у рефлекторних дугах є гальмівні нейрони, які послаблюють або припиняють процес порушення- Реципрокне гальмування м'язів - антагоністів за допомогою клітин Реншоу СМ - зворотне гальмування через колатералі (клітини Реншоу забезпечують гальмування порушеної мотонейрона)

2. Іррадіація і концентрація нервових процесів - збудження, що виникло в одному центрі, може поширюватися через колатералі на інші центри. Через час відбувається концентрація збудження в певному «відповідальному» центрі. В основі лежить конвергенція і дивергенція

3. Суммация і оклюзія- Сумація (полегшення) - проявляється при впливі декількох подпорогових (слабких) стимулів. Виявляється у вигляді збудження нервового центру.- Оклюзія (заклинювання) - проявляється при впливі декількох надпорогових (дуже сильних) стимулів. Виявляється у вигляді звичайного порушення центру

4. Загальний кінцевий шлях - заснований на конвергенції. Аферентних входів в ЦНС більше, ніж еферентних виходів. В експерименті: при подразненні різних полів мозку можна отримати один рефлекс

5. Принцип домінантного вогнища - при подразненні декількох нервових центрів, один з них може стати домінантним. До домінантним центру через колатералі притягуються нервові імпульси (іррадіація) - виникає сумація збудження. Домінанта формується при надзвичайних ситуаціях - пологи, шок, травма, потрясіння.

У ЦНС є наступні види синапсів:
1.Аксо - соматичні (з тілом іншої клітини)
2.Аксо - дендритні (аксон однієї клітини з дендритом іншої клітини)
3.Аксо - аксональні (тіло між собою)
4.Дендро - дендритні (тіло між собою)
5.Дендро - соматичні (дендрит однієї клітини з іншого клітиною)

Нейромедіатори (неротрансмітери)

Розрізняють близько 30 медіаторів у ЦНС. Залежно від того з яким рецептором взаємодіє медіатор на постсинаптичні мембрані, можуть виникати протилежні ефекти: збудливий або гальмівною потенціали.

За хімічною природою медіатори ділять на 4 групи:
1. Аміни (серотонін, дофамін)
2. Амінокислоти (гліцин, ГАМК, глутамін)
3. Нуклеотиди (АТФ)
4. Нейропептиди (холецистокінін)

Таким чином, у різних синапсах 1го нейрона можуть бути різні медіатори.Медіатори надходять в пухирці, або до оболонки нейронів, або за рахунок зворотного захоплення з синоптичної щілини, або синтезується з продуктів розщеплення (в терміналі).

Гальмування розрізняють:
1. пресинаптичне гальмування
2. постсинаптичні гальмування

Пресинаптичне гальмування - заснована на зменшенні або припинення звільнення медіатора в синаптичну щілину. Це тривале гальмування, що блокує проведення збудження, обмежує його поширення, обриває нескінченну циркуляцію імпульсів по ЦНС, регулюючи роботу головного і спинного мозку.

Постсинаптичні гальмування - основний вид гальмування в ЦНС. При даному гальмуванні в синаптичну щілину виділяються особливі медіатори: ГАМК або гліцин. Ці медіатори призводять не до деполяризації постсинаптичної мембрани, а навпаки до гіперполяризації. Розвивається гальмівної постсинаптичний потенціал (ТПСП). У даному випадку може спостерігатися тимчасова або просторова сумація ТПСП.

Лекція № 3