4. Понятие о физиологических константах. Представления о мягких и жестких константах. Понятия гомеостаза, гомеокинеза.

Для нормальной жизнедеятельности организма необходимо постоянство состава и свойств внутренней среды организма - это гомеостаз. Термин "гомеостаз" ввел в 1929 г В. Кенон.

Гомеостаз - свойство организма обеспечивающая относительную ста­бильность и независимость жизненных процессов от изменений в окружающей среде, если воздействия среды не переходят границ допустимости .

Организм представляет собой ультрастабильную систему, которая сама осу­ществляет поиск наиболее устойчивого и оптимального состояния, удерживая различные параметры функций в границах физиологичес­ких  («нормальных»)  колебаний.

Гомеостаз — относительное динамическое постоянство внут­ренней среды и устойчивость физиологических функций. Это имен­но динамическое, а не статическое постоянство, поскольку оно под­разумевает не только возможность, но необходимость колебаний со­става внутренней среды и параметров функций в пределах физио­логических границ с целью достижения оптимального уровня жиз­недеятельности  организма.

Деятельность клеток требует адекватной функции снабжения их кислородом и эффективного вымывания из них углекислого газа и других отработанных веществ или метаболитов. Для восстановления разрушающихся белковых структур и извлечения энергии клетки должны получать пластический и энергетический материал, посту­пающий в организм с пищей. Все это клетки получают из окру­жающей их микросреды через тканевую жидкость. Постоянство последней поддерживается благодаря обмену газами, ионами и мо­лекулами с кровью.

Абсолютного гомеостаза нет, т. к. постоянно потребляются питательные вещества и выделяются метаболиты. Это постоянство относительно, сейчас введен термин "гомеокинез". Гомеокинез – это приспособление к условиям изменяющейся внешней среды. Регуляция гомеокинеза включает обеспечение различных форм деятельности (умственной, эмоциональной, физической и реализации биологических мотиваций) целостного организма.

Процессы саморегуляции основаны на использовании прямых и обратных связей.

• Прямая- например раздражение холодным воздухом приводит к увеличению процессов терморегуляции.

• Обратная- регулируемый сигнал о состоянии объекта управления передается на вход системы. Бывает положительная- усиливает управляющее воздействие (ПРИМЕР-увеличение скорости образования тромбина при появлении его количества на начальных этапах гомеостаза ) и отрицательная (ослабляет ПРИМЕР- инф. о степени натяжения сухожилия скелетной мышцы ослабляет степень возбуждения центра

Характеристика гомеостаза - биологические константы организма - это количественные показатели, характеризующие различные стороны деятельности организма.

Постоянство внутренней среды — важнейшее условие жизнеде­ятельности организма. Поэтому отклонения состава жидкостей внут­ренней    среды    воспринимаются    многочисленными    рецепторными структурами и клеточными элементами с последующим включением биохимических, биофизических и физиологических регуляторных реакций, направленных на устранение отклонения. В то же время сами регуляторные реакции вызывают изменения во внутренней среде для того, чтобы привести ее в соответствие с новыми условиями существования организма. Поэтому регуляция внутренней среды всегда имеет целью оптимизацию ее состава и физиологичес­ких процессов в организме.

Границы гомеостатического регулирования постоянства внутренней среды могут быть жесткими для одних параметров и пластичными для других.

Соответственно, параметры внутренней среды называют: а) жесткими константами, если диапазон их отклонений очень мал (рН, концентрация ионов в крови), - при их малейшем изменении возникают тяжелые нарушения жизнедеятельности pH крови, он становится равен 7,36 (+/- 0,2-0,3).

б) или пластичными константами, т.е. подверженными сравнительно большим колебаниям  могут колебаться в значительных пределах, не вызывая нарушений жизнедеятельности организма: тока крови, АД - при их отклонениях от нормы формируются функциональные системы и исполнительное звено которых включает реакции, направленные на восстановление измененного показателя (гомеостатические реакции). (уровень глюкозы, липидов, остаточного азота, давление интерстициальной жидкости и др.) .

Константы меняются в зависимости от возраста, социальных и профессиональных условий, времени года и суток, географических и природных условий, а также имеют половые и индивидуальные особенности. Условия внешней среды часто явля­ются одинаковыми для большего или меньшего числа людей, про­живающих в определенном регионе и относящихся к одной и той же социальной и возрастной группе, но константы внутренней сре­ды у разных здоровых людей могут отличаться. Таким образом, гомеостатическая регуляция постоянства внутренней среды не озна­чает  полной  идентичности  ее  состава  у  разных  лиц.   Однако,   несмотря на индивидуальные и групповые особенности, гомеостазис обеспечивает поддержание нормальных параметров внутренней среды организма.

5. Физиологические основы функций. Раздражимость как основа реакции ткани на раздражение. Понятие возбудимости и возбуждения. Возбуждение и торможение как деятельное состояние возбудимой ткани. Их физиологическая роль.

Основой жизнедеятельности организма являются физиологи­ческие процессы — сложная форма взаимодействия и единства биохимических и физиологических реакций, получившая в жи­вой материи качественно новое (биологическое) содержание. Физиологические процессы лежат в основе физиологических функций. В физиологических функциях проявляется жизнедея­тельность как целостного организма, так и отдельных его час­тей. Физиологические функции с некоторой долей условности можно разделить на соматические (телесные, свойственные жи­вотным) и вегетативные (свойственные и животным, и растени­ям). Соматические функции — это ответные реакции организ­ма (преимущественно двигательные) на действие раздражи­телей внешней и внутренней среды. Вегетативные функции — это функции, обеспечивающие рост, размножение, обмен ве­ществ. Нормальное функционирование органа или организма в целом тесно связано с его структурой, морфологическими осо­бенностями. Всякое нарушение в структуре ведет к расстрой­ству функции.

Интенсивность, выраженность физиологических реакций в ответ на действие раздражителей зависит от индивидуальных особенностей, генетической программы развития человека. Современная генетика дает основания утверждать, что наслед­ственные задатки определяют развитие физических качеств — быстроты, силы, выносливости. Наследственная природа ка­честв и способностей выдающегося спринтера или марафонца — такая же реальность, как генетическая программа, опреде­ляющая телосложение, цвет глаз или волос.

Общим свойством живой материи является раздражимость.

Раздражимость — это способность живой системы (клетки, ткани, органа или целостного организма) реагировать на дейст­вие раздражителей изменением уровня физиологической актив­ности.

Раздражители (физические, химические, физико-химичес­кие) вызывают раздражение при определенных условиях (сила, длительность раздражителя, уровень возбудимости живой тка­ни). Все живые ткани возбудимы. Однако мера специфичности регистрируемых ответных реакций у них различна. Наиболь­шей специфичностью отличаются ответные реакции нервной, мышечной и железистой тканей. Например, нервная и мышеч­ная ткани отвечают на действия раздражителей специфическим волновым физиологическим процессом — возбуждением.

По своей природе раздражители бывают: 1) химические; 2) физические; 3) механические; 4) термические; 5) биологические.

По биологическому соответствию, то есть насколько раздражитель соответствует данной ткани. По данной классификации различают два вида: 1) адекватные – раздражители, которые соответствуют данной ткани. Например, для сетчатки глаза свет – все остальные раздражители не соответствуют сетчатке, для мышечной ткани – нервный импульс и т.д.; 2) неадекватные – раздражители, которые не соответствуют данной ткани. Для сетчатки глаза все раздражители кроме светового будут неадекватные, а для мышечной ткани все раздражители, кроме нервного импульса.

По силе – различают пять основных раздражителей: 1) подпороговые раздражители – это сила раздражителя при которой не возникает ответная реакция; 2) пороговый раздражитель – это минимальная сила, которая вызывает ответную реакцию при бесконечном времени действия. Эту силу еще называют реобазой – она единственная для каждой ткани; 3) надпороговые, или субмаксимальные; 4) максимальный раздражитель – это минимальная сила при которой возникает максимальная ответная реакция ткани; 5) сверхмаксимальные раздражители – при этих раздражителях реакция ткани либо максимальная, либо уменьшается, либо временно исчезает. Таким образом, для каждой ткани существует один пороговый раздражитель, один максимальный и множество подпороговых, надпороговых и сверхмаксимальных.

Возбуждение - свойство живых организмов, активный ответ возбудимой ткани на раздражение. Основная функция нервной системы, направленная на реализацию того или иного способа активации организма. Оно проявляется в мгновенных и существенных сдвигах в процессах обмена веществ, то есть может происходить только в живых клетках. Первый и притом обязательный признак возникшего возбуждения - электрическая реакция на результат изменений электрического заряда поверхностной мембраны клеток. Затем наступает специфическая для каждого органа реакция, чаще всего выражающаяся во внешней работе: мышца сокращается, железа выделяет сок, в нервной клетке возникает импульс. Характерно: 1.изменение обменных процессов. 2. Теплообразование. 3. Временная деполяризация мембраны возбудимых клеток

Возбудимость, то есть способность в ответ на раздражение приходить в состояние возбуждения, - одно из основных свойств живой клетки. Исчезновение возбудимости означает прекращение рабочих функций, а в конечном счете, и жизни.

Вызвать состояние возбуждения можно различными раздражителями, например механическими (укол булавкой, удар), химическими (кислота, щелочь), электрическими. Наименьшая сила раздражения, достаточная для того, чтобы вызвать минимальное возбуждение, называется порогом раздражения.

По мере укрепления условного рефлекса происходит усиление тормозного процесса.

Торможение - активный, неразрывно связанный с возбуждением процесс, приводящий к задержке деятельности нервных центров или рабочих органов. В первом случае торможение называется центральным, во втором -периферическим.

Взаимодействие двух нервных процессов - возбуждения и торможения, лежащих в основе всех сложных регуляторных функций организма, закономерности их одновременного протекания в различных нервных центрах, а также последовательная смена во времени определяют точность и своевременность ответных реакций организма на внешние и внутренние воздействия. 6. Понятие о регуляции функций. Механизмы регуляции функций. Представление о саморегуляции постоянства внутренней среды организма.

Физиологическая регуляция – это активное управление функциями организма и его поведением для поддержания оптимального уровня жизнедеятельности, постоянства внутренней среды и обменных процессов с целью приспособления организма к меняющимся условиям среды.

Механизмы физиологической регуляции:

1. нервный

2. гуморальный.

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:

1. не имеет точного адресата – с током биологических жидкостей вещества могут доставляться к любым клеткам организма;

2. скорость доставки информации небольшая – определяется скоростью тока биологических жидкостей – 0,5-5 м/с;

3. 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:

1. имеет точного адресата – сигналы доставляются к строго определенным органам и тканям;

2. большая скорость доставки информации – скорость передачи нервного импульса – до 120 м/с;

3. кратковременность действия.

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.

Организм находится в неразрывном единстве с внешней средой благодаря активности нервной системы, деятельность которой осуществляется на основе рефлексов.

Проявление нервного механизма регуляции является – РЕФЛЕКС в его основе лежит возбужление рефлекторной дуги.

Нервные и гуморальные механизмы тесно взаимосвязаны, связь демонстрируется например передача возбуждения посредством синапса.

Саморегуляция- осуществляется по «золотому правилу»- любое отклонение от константы является толчком к мобилизации процессов в останавлявающую эту константу. Поэтому можно говорить о положительной и отрицательной обратной связи.

Основные принципы саморегуляции:

1. принцип неравновесности или градиента - это свойство живых систем поддерживать динамическое неравновесное состояние, асимметрию относительно окружающей среды. Например, температура тела теплокровных животных может быть выше или ниже температуры окружающей среды;

2. принцип замкнутости контура регулирования. Каждый организм не просто отвечает на раздражение, а еще и оценивает соответствие ответной реакции действующему раздражителю. Чем сильнее раздражитель, тем больше ответная реакция. Принцип осуществляется за счет положительной и отрицательной обратной связи в нервной и гуморальной регуляции, т.е. контур регуляции замкнут в кольцо. Например, нейрон обратной афферентации в двигательных рефлекторных дугах;

3. принцип прогнозирования. Биологические системы способны прогнозировать результат ответной реакции на основе прошлого опыта. Например, избегание уже знакомых болевых раздражителей;

4. принцип целостности. Для нормального функционирования организма необходима его целостность.