1.5. Ситуаційні запитання і задачі

1. Що вивчає сучасна фізіологія, як наука? Її кінцева мета?

2. Вкажіть, які окремі наукові дисципліни є складовими фізіології? Які існують спеціальні підрозділи фізіології?

3. В яких взаємозв’язках знаходиться фізіологія з іншими науками? Значення фізіології людини для педагогічної практики, сучасної психології і теорії фізичного виховання дітей та молоді.

4. Вкажіть на роль вітчизняних і зарубіжних вчених в розвитку фізіології людини.

5. Які структури організму складають структурну організацію? Фізіологічні системи організму.

6. Вкажіть на взаємозв’язок структури і функції. Які компоненти є складовими функціональної організації організму?

7. Дайте загальну характеристику основним фізіологічним функціям організму.

8. Що є вирішальним чинником поведінки згідно з вченням П. К. Анохіна про функціональні системи (ФС)? Взаємодіючі компоненти і стадії формування ФС.

9. Що таке гомеостаз і які механізми забезпечують його підтримання? Наведіть приклади можливого порушення гомеостазу при захворюваннях.

10. Які механізми забезпечують регулювання функцій організму в його постійній взаємодії з подразниками зовнішнього середовища?

Тема 2. Фізіологія збудження

2.1. Логіка викладення і засвоєння матеріалу теми

1. Подразнення і збудження. Класифікація подразників. Закон сили подразнення.

2. Біоелектрична активність збудливих тканин. Мембранний потенціал. Потенціал дії.

3. Зміни збудливості при збудженні. Міра збудливості. Хронаксія. Функціональна рухливість.

4. Механізм проведення збудження в нервах. Розповсюдження потенціалів дії в безм’якотних і м’якотних нервових волокнах.

2.2. В результаті вивчення матеріалу теми Ви повинні знати:

• суть понять «подразнення», «збудження», «збудливі тканини»;

• особливості біоелектричної активності збудливих тканин;

• зміни збудливості збудливих тканин при збудженні;

• механізм проведення збудження в нервах.

вміти:

• класифікувати подразники;

• тестувати функціональний стан збудливих тканин за показниками хронаксії;

• використовувати знання матеріалу теми, зокрема положення щодо сили подразників для дозування величин оздоровчих чинників.

2.3. Основні терміни і скорочення:

абсолютна рефрактерність; адекватні подразники; деполяризація мембрани; закон сили подразнень; засвоєння ритму; збудження; мембранний потенціал; міра збудливості; натрій-калієва помпа; неадекватні подразники; подразнення; порогові подразники; потенціал дії (ПД); реверсія (перезарядка) мембрани; реобаза; реполяризація; фізичні подразники; функціональна рухливість (лабільність); хімічні подразники; хронаксія.

2.4. Теоретичні відомості

1. Подразнення і збудження

Основною функцією нейронів, а отже нервової системи в цілому, є сприйняття, передача, переробка, збереження і відновлення інформації про дію на організм подразників. Подразники спричиняють біоелектричні явища в нейронах із зміною мембранного потенціалу (збудження), з виникненням потенціалів дії (нервових імпульсів).

Клітини нервової і м’язової тканин називаються збудливими. При нанесенні подразнень порогової і надпорогової сили вони здатні швидко переходити із стану відносного спокою в діяльний стан.

Подразнення – це будь-яка раптова дія на біологічну систему, в результаті якої змінюється її вихідний стан: м’яз скорочується, нерв проводить нервові імпульси тощо. Різноманітні чинники зовнішнього і внутрішнього середовищ, що викликають певні реакції живого організму, зокрема збудження, називають подразниками. Електричний струм, тепло, холод, світло, звук, слово, тиск, будь-який хімічний чи механічний чинник – все це подразники.

Подразники, або стимули, класифікують за біологічним значенням (адекватні і неадекватні), за енергетичною природою (фізичні і хімічні), за силою (підпорогові, порогові, надпорогові). В свою чергу, надпорогові подразники підрозділяють на субмаксимальні, максимальні, супермаксимальні.

Подразники, до дії яких рецептори відповідних сенсорних систем спеціально пристосувались називаються адекватними. Наприклад, світло для паличок і колбочок сітківки ока, нервові імпульси для м’язових волокон є адекватними подразниками. Всі інші подразники для цих біосистем є неадекватними.

Фізичні подразники – це низька і висока температура, тиск, світло, електричний струм та ін.; хімічні – кислота, луг, спирт тощо.

Класифікація подразників за силою дії має значення при визначенні відповідного ефекту, який очікується в тому чи іншому випадку подразнення біологічного об’єкта. Подразнення, яке, діючи на збудливу тканину, не викликає її збудження, називається підпороговим. Проте, сумуючись (явище сумації), підпорогові стимули можуть викликати ефект збудження. Такий ефект постійно виникає в синапсах.

Найменша сила подразнення, яка здатна викликати мінімальну відповідь збудливої тканини, називається порогом подразнення, або подразненням порогової сили. Сила подразнення вище порогової називається надпороговою. Подразнення, яке викликає максимально можливий ефект, називається максимальною силою подразнення. Подразнення субмаксимальної сили знаходиться в межах між пороговим і максимальним подразненням. Супермаксимальне (зверхмаксимальне) подразнення більше максимального. Воно не збільшує реакції-відповіді, а може її зменшувати і спричинювати порушення діяльності організму.

При використанні подразнень різної сили необхідно враховувати дію закону сили подразнень: при збільшенні сили подразнення збільшується величина збудливої реакції тканини, але до певної міри – до рівня максимальної сили подразнення. Цей закон варто враховувати вчителям в своїй діяльності, наприклад, при дозуванні розумових і фізичних навантажень на учнів. Звук, слово, фізичне навантаження – це подразники, які необхідно застосовувати з урахуванням градації сили подразнень. При збільшенні сили подразнень у діапазоні субмаксимальних величин умовно-рефлекторна реакція збільшується.

Зверхмаксимальне подразнення викликає гальмування умовних рефлексів. Активний фізіологічний процес, яким жива збудлива тканина відповідає специфічною реакцією на подразнення називається збудженням. При цьому відбувається перехід тканини із стану відносного спокою в діяльний стан: в нервовій системі виникають потенціали дії (нервовий імпульс), в м’язовій системі – потенціали дії і специфічна реакція скорочення. Збудження супроводжується підвищенням проникності клітинних мембран, переміщенням через них іонів натрію і калію, виникненням потенціалів дії, активізацією обміну речовин, а також специфічною активністю.

В ЦНС процеси збудження взаємодіють з процесами гальмування. Збудження і гальмування – основні фізіологічні процеси в діяльності нервової системи. При порушенні нормального взаємовідношення між цими процесами виникають патологічні розлади, психічні захворювання. Основні властивості збудливих тканин визначаються структурно-функціональними особливостями їх мембран, змінами проникності клітинних мембран і мембранного потенціалу.