Human Physiology / edited by R. F. Schmidt and G. Thews : Second (23-th), Completely Revised Edition : Translated by Marguerite A. Biederman-Thorson. Springer-Verlag. Berlin. Heidelberg. NewWork. 1989.
[Физиология человека: В 3-х томах / пер. с англ. под ред. Р.Шмидта и Г.Тевса. – М.: Мир. 1996.]
Физиология человека. В 3-х томах. Т. 2. Пер. с англ./ под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса.-М.: Мир, 1996. -313 с.
ЭЛЕКТРОННОЕ ОГЛАВЛЕНИЕ
ЭЛЕКТРОННОЕ СОДЕРЖАНИЕ
Edited by
R. F. Schmidt and G. Thews
Second, Completely Revised Edition
Translated by Marguerite A. Biederman- Thorson
With 643 Figures, Most in Color
Springer-Verlag
Berlin Heidelberg New Work
London Paris Tokyo HongKong
ФИЗИОЛОГИЯ
ЧЕЛОВЕКА
Под редакцией Р. Шмидта и Г. Тевса
ИЗДАНИЕ 2-е. ДОПОЛНЕННОЕ И ПЕРЕРАБОТАННОЕ
В 3-х томах
том 2
Перевод с английского
канд. мед. наук Н. Н. Алипова,
канд. биол. наук О. В. Левашова и
канд. биол. наук М.С. Морозовой
под редакцией акад. П. Г. Костюка
МОСКВА «МИР» 1996
ББК 28.903
Ф50
УДК 612
Авторы: М. Циммерман, В. Ениг, В. Вутке, X. Вайс, В. Елькман, X. Антони, Э. Вицлеб, Г. Тевс, Й. Гроте
Ф50 Физиология человека. В 3-х томах. Т. 2. Пер. с англ./Под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса.-М.: Мир, 1996.-313 с, ил. ISBN 5-03-002544-8
Получивший международное признание учебник физиологии, написанный немецкими учеными. На русском языке выходит вторым изданием, в 3-х томах. Перевод сделан со 2-го, дополненного и переработанного английского издания (23-е немецкое издание).
В том 2 вошли главы по нервной и гуморальной регуляции, физиологии кровообращения и дыхания.
Для студентов биологов и медиков, а также физиологов и врачей.
ББК 28.903
Редакция литературы по биологии
Издание выпущено в свет при содействии Комитета РФ по печати
ISBN 5-03-002546-4 (русск.) ISBN 5-030002544-8 ISBN 0-387-19432-0 (англ.) |
© by Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1983, 1989. All rights reserved. Authorized translation from English language edition published by Springer- Verlag Berlin Heidelberg New York Tokyo © перевод на русский язык, коллектив переводчиков, 1996 |
Часть IV. Процессы нервной и гуморальной регуляции Глава 15. Общие принципы регуляции. М. Циммерман
Многие процессы, протекающие в организме человека, носят характер регуляторных и служат для поддержания определенного состояния [1, 4, 5, 8, 14]. В качестве примеров можно назвать регуляцию температуры тела, уровня кровяного давления, положения тела в гравитационном поле. В медицине для регуляторных процессов, поддерживающих постоянство рабочих параметров в организме, применяется термин гомеостаз. Все эти процессы регуляции осуществляются, главным образом, при участии нервной системы и/или эндокринной системы.
Для адекватного описания биологических регуляторных процессов можно использовать язык разработанной в технике теории управления [7, 10, 11]. Аналогичный подход-применение понятий теории информации-позволил существенно продвинуться в изучении процессов биологической коммуникации (см. гл. 7). Оба этих научных направления (теория управления и теория информации) вместе составляют область кибернетики - науки, объединяющей в себе сферы техники, физиологии, психологии и социальных дисциплин [5, 13].
С целью введения в основы теории управления ряд спинальных двигательных функций будет описан в следующих разделах на языке технических систем управления.
15.1. Основные элементы цепей управления в биологии и технике Отличия рефлексов от систем управления
Многие функции живых систем, отнесенные в классической физиологии к рефлексам, можно рассматривать и как регуляторные процессы. Например, рефлекс растяжения скелетных мышц (см. гл. 5) в этом смысле есть система регуляции длины мышцы [3, 6, 9, 22], поскольку при всяком растяжении мышцы и, следовательно, изменении ее длины данный рефлекс противодействует возникшему нарушению, вызывая сокращение мышцы. Точно так же
барорецепторный рефлекс может рассматриваться как компонент процесса регуляции артериального кровяного давления. Рефлекс Генри-Гауэра есть проявление регуляции объема воды в организме. Кожные вазомоторные рефлексы, возникающие в ответ на изменения температуры кожи, служат частью системы температурной регуляции.
Однако в классическом описании рефлекса [«стимул» действует на некий «центр рефлекса», вырабатывающий «ответ» (обычно стереотипный) (рис. 15.1, А)] его регуляторная функция не отмечена. Данное описание нельзя считать полным, поскольку в нем не учтены два момента:
рефлекторный ответ, в свою очередь, действует на стимул, т.е. рефлекс-это процесс с обратной связью (обозначено на рис. 15.1, А красным);
поток информации в системе с обратной связью непрерывен и возникает не только в ответ на внезапный стимул в эксперименте
|
Рис. 15.1. Схемы функций с обратной связью. А Схема обобщенного рефлекса с обратной связью (красный цвет) между реакцией (рефлексом) и стимулом. £. Рефлекс растяжения (только моносинаптический компонент), в котором обратная связь достигается за счет параллельного расположения (красные линии) зкстрафузальной мускулатуры и мышечного веретена. В. Простейшая блок-схема цепи управления для поддержания постоянного значения переменной |
334 ЧАСТЬ IV. ПРОЦЕССЫ НЕРВНОЙ И ГУМОРАЛЬНОЙ РЕГУЛЯЦИИ
(например, постукивание молоточком при проверке соответствующего рефлекса).
В случае рефлекса растяжения скелетной мускулатуры цепь обратной связи замыкается посредством механического сопряжения (параллельного расположения) экстрафузальных мышечных волокон и мышечных волокон в мышце (рис. 15A,F). В этой цепи обратной связи поток информации непрерывен за счет того, что как мышечные веретена, так и α-мотонейроны постоянно генерируют электрические разряды, частота которых зависит от силы воздействия на мышцы гравитационного поля Земли.
Если рассматривать ситуацию с такой точки зрения, то становится ясно, что многие рефлексы предназначены для поддержания постоянства физиологических параметров или для их регуляции. Когда заданный физиологический параметр несколько изменяется, рефлекс (или регуляторное действие) возвращает его к нормальному значению. Поэтому анатомическая схема рефлекса растяжения должна быть дополнена блок-схемой системы управления (рис. 15.1,5). Согласно этой блок-схеме, контроллер и регулируемая им система связаны таким образом, что влияют друг на друга (управляемая система включает все устройства, участвующие в процессе регуляции). Разумеется, есть и такие биологические схемы управления, которые проявляются не как рефлексы.