- •Часть I общие положения
- •Глава 1. Решение задач – критерий овладения предметом
- •Глава 2. Основные принципы физиологического мышления, или мыслить физиоло-гически – что это значит
- •2.1. Макро- и микроуровни
- •2.2. Принцип целесообразности
- •2.3. Эволюционный принцип
- •Принцип регуляции физиологических функций
- •2.5. Принцип адаптивности
- •2.6. Термодинамический подход в физиологии
- •Глава 3. Системный подход и его значение
- •Глава 4. Как самостоятельно решать задачи по правилам
- •4.1. Анализ системы структурный (правило асс)
- •4.2. Анализ системы функциональный (правило асф)
- •Вопрос 1. Что такое аксон, в чем состоит его функция?
- •Вопрос 2. В чем конкретно состоит функция гигантского аксона кальмара?
- •Вопрос 3. В чем состоит функция реактивного органа кальмара?
- •Вопрос 4 и последний. Как зависит скорость проведения возбуждения от диаметра нервного волокна?
- •4.3. Сравнительный анализ систем (правило сас)
- •4.4. Анализ различных результатов взаимодействия систем (правило арр-вс)
- •Глава 5. Графическое отображение результатов физиологических исследований
- •Часть II. Задачи с решениями
- •Глава 6. Основные принципы физиологического мышления
- •6.1. Принцип целесообразности Тренировочные задачи
- •6.2. Эволюционный принцип Тренировочные задачи
- •6.3. Регуляция физиологических функций
- •6.4. Принцип адаптивности
- •Термодинамический подход в физиологии Тренировочные задачи
- •Глава 7 Системы возбудимых тканей
- •7.1. Возбудимость и возбуждение
- •7.2. Биопотенциалы Тренировочные задачи
- •7.3. Законы раздражения Тренировочные задачи
- •7.4. Проведение возбуждения в нерве
- •7.5. Мионевральная передача Тренировочные задачи
- •7.6. Мышцы Тренировочные задачи
- •Глава 8. Системы регуляции физиологических функций
- •8.1. Свойства нервных центров Тренировочные задачи
- •8.2. Возбуждение и торможение в цнс Тренировочные задачи
- •8.3. Функции спинного мозга Тренировочные задачи
- •8.4. Функции заднего и среднего мозга и мозжечка Тренировочные задачи
- •8.5. Ретикулярная формация и промежуточный мозг
- •8.6. Базальные ганглии и кора больших полушарий
- •8.7. Вегетативная нервная система Тренировочные задачи
- •Глава 9. Системы, участвующие в поддержании постоянства внутренней среды
- •9.1. Кровь Тренировочные задачи
- •9.2. Сердечно-сосудистая система
- •9.3. Дыхание Тренировочные задачи
- •9.4. Пищеварение Тренировочные задачи
- •9.5. Обмен веществ и энергии Тренировочные задачи
- •Терморегуляция Тренировочные задачи
- •9.7. Выделение Тренировочные задачи
- •9.8. Внутренняя секреция Тренировочные задачи
- •Глава 10. Системы, обеспечивающие взаимодействие организма с внешней средой
- •10.1. Сенсорные системы Тренировочные задачи
- •10.2. Высшая нервная деятельность
2.2. Принцип целесообразности
Любая физиологическая реакция целесообразна. Это означает, что она направлена на до-стижение какого-то полезного для организма результата в данных условиях. Если Вас спрашива-ют: «В чем состоит физиологический смысл такой-то реакции?» – нужно подумать, чем она полез-на.
Пример 2.5. После прекращения длительной задержки дыхания оно на некоторое время становится учащенным. Это способствует выведению избытка накопившегося углекис-лого газа и, следовательно, полезно для организма. Механизм же этой реакции заключа-ется в том, что избыточное количество углекислого газа более сильно раздражает ды-хательный центр.
Пример 2.6. В условиях высокой температуры среды кровеносные сосуды кожи расширя-ются и по ним протекает большое количество крови. Благодаря этому увеличивается отдача тепла в окружающую среду, что защищает организм от перегревания. И эта ре-акция, несомненно, полезна.
Пример 2.7. При поступлении в сердце избыточного количества крови оно расширяется более обычного. Волокна миокарда испытывают дополнительное растяжение. Это вы-зывает более сильное сокращение сердца, что способствует выбрасыванию большего, чем обычно, количества крови. В результате сердце предохраняется от переполнения кровью, что полезно для организма.
Подобных примеров можно привести очень много. В каждом случае следует помнить, что для достижения полезного результата существуют специальные механизмы.
Принцип целесообразности является ведущим для выработки умения мыслить физиологи-чески. Необходимо учиться именно с этих позиций анализировать любую физиологическую реак-цию. Необходимо понимать, что в организме не могут совершаться бесполезные для него процес-сы. Такие организмы не смогли бы выжить в процессе эволюции. Можно сказать, что живая приро-да за миллионы лет выстрадала целесообразность протекающих в организмах реакций.
Обратите внимание на то, как нельзя отвечать на вопросы, связанные с проблемой целесо-образности. Не следует говорить «такая-то реакция возникает потому что это полезно для орга-низма». Тогда польза превращается из результата в причину, что совершенно неверно. Правиль-ный ответ должен звучать так: «Данная реакция возникает потому что работает такой-то механизм. Этот механизм образовался и закрепился в ходе эволюции, так как он оказался полезным для ор-ганизма». Всегда помните, что главным судьей, который определял полезность той или иной реак-ции, оказывался естественный отбор.
Проблема целесообразности в физиологии весьма сложна. Она имеет не только биологиче-ское, но и методологическое, философское значение; Рассмотрим несколько ситуаций, которые могут вызвать у Вас затруднения.
2.1 Принцип целесообразности нельзя применять механически к любой реакции. Он спра-ведлив только на макроуровне, только по отношению к физиологическим процессам.
Например, диффузия ионов через клеточную мембрану сама по себе еще не имеет полезно-го значения для организма. Поэтому здесь нельзя говорить о целесообразности, о физиологиче-ском смысле процесса, поскольку он является чисто физическим. Но, когда в результате взаимо-действия определенных ионных потоков возникает потенциал действия, распространяющийся
7
вдоль нервного волокна, то это уже физиологический процесс, обеспечивающий передачу необхо-димой информации и потому безусловно полезный для организма.
Процессы, протекающие на микроуровне, важны лишь постольку, поскольку они обеспечи-вают реакции макроуровня. Именно по отношению к последним и следует говорить об их целесо-образности.
В отличие от животных человек является существом не только биологическим, но и со-циальным. Воздействие социальных факторов может маскировать и даже извращать целесооб-разность физиологических реакций.
Например, при столкновении двух животных у них происходит сильное возбуждение симпа-тической нервной системы, что способствует мобилизации ресурсов организма (учащение работы сердца и дыхания, повышение артериального давления, увеличение количества циркулирующей крови и т.д.). Все это физиологически целесообразно, так как подготавливает организм к последу-ющей усиленной мышечной деятельности. Действительно, столкновение животных обычно закан-чивается или дракой, или бегством и преследованием.
Человек же в аналогичных ситуациях, подчиняясь социальным требованиям, часто вынуж-ден сдерживаться, подавлять бушующие в нем эмоции. В результате мобилизация ресурсов орга-низма (целесообразная сама по себе) не получает соответствующей биологической реализации. Это может привести к нежелательным последствиям, вплоть до возникновения патологических состояний. Особенно уязвимым в таких ситуациях оказывается сердце. В связи с этим значитель-но возрастает роль психотерапии, аутотренинга, помогающих человеку учиться управлять своими чувствами.
Пример И. М. Амосова. При появлении сильных болей в области сердца у больного может возникнуть страх смерти. Эмоция страха приводит к возбуждению симпатической нерв-ной системы. При этом сердце испытывает повышенную нагрузку, что способствует усилению болей. Возникает порочный круг, который врач должен разорвать, применив обезболивающие средства.
На организм могут воздействовать факторы, требующие противоположных реакций со стороны соответствующих систем. В этой противоречивой ситуации побеждает биологически бо-лее сильная система. Здесь опять-таки каждая система действует по своей физиологически целе-сообразной программе. Но в силу неудачного стечения обстоятельств отдаленный результат мо-жет оказаться неблагоприятным.
Например, при голодании организм может переходить на экономный путь расходования энергии, уменьшая неизбежно происходящий при этом распад собственных веществ. Это полезно. Но, если к голоданию присоединится воздействие холода, то включается более сильная система терморегуляции, требующая повысить выработку тепла. Начинается усиленный распад веществ (повышение теплопродукции), что само по себе целесообразно, но в условиях голодания может ухудшить состояние организма. Он срочно защищается от действия холода, но при этом ухудша-ется защита от более длительно действующего фактора – голодания.
Другой пример. При воздействии высокой температуры среды организму необходимо увели-чить теплоотдачу, чтобы предотвратить перегревание. В связи с этим расширяются сосуды кожи. Однако резкое расширение большого количества сосудов приводит к падению артериального дав-ления. В ответ происходит сужение сосудов мышц и внутренних органов, что позволяет удержать давление на нужном уровне. Если в этих условиях человек начнет интенсивно работать, то воз-никнет потребность в усилении кровоснабжения работающих мышц. Их сосуды расширяются, что само по себе опять-таки полезно. Но в данной ситуации расширение сосудов мышц приводит к по-вторному падению артериального давления, которое организм уже не в состоянии компенсиро-вать. Возникает коллапс, потеря сознания.
Таким образом, мы должны уметь не только видеть целесообразность протекающих в орга-низме реакций, но и понимать всю сложность их взаимодействия, особенно в тех случаях, когда организм попадает в условия, предъявляющие к нему противоречивые требования.
Внимание! Обязательно запомните следующее очень существенное замечание. В любой ситуации организм реагирует прежде всего на действие того фактора, который в данной си-туации является биологически наиболее важным, представляет наибольшую, первоочеред-ную опасность. В этих условиях ответная реакция может в свою очередь вызвать новые сдвиги в организме, что также потребует компенсации и т.д. В результате возникает доста-точно длинная цепочка, все звенья которой связаны между собой определенными физиоло-гическими законами.
Непонимание этого может приводить к весьма печальным последствиям. Рассмотрим наглядный пример, показывающий важность умения мыслить физиологически. Проследите внима-тельно за последовательностью рассуждений.
1. Почки – жизненно важный орган. Если они перестанут работать, организм погибнет из-за отравления продуктами метаболизма.
2. Первый этап образования мочи состоит в фильтрации плазмы крови в капиллярах почеч-
8
ных клубочков.
В сосудах почек кровяное давление повышено, что способствует фильтрации.
Падение давления в сосудах почек и соответственно уменьшение кровотока в них пред-ставляет прямую угрозу жизни, так как это может привести к прекращению образования мочи и отравлению организма.
В этой ситуации организм реагирует немедленно – в почках образуется ренин, который затем превращается в ангиотензин-2 – мощный фактор, повышающий давление.
Если же недостаточность кровоснабжения почек приобретает хронический характер, то в крови постоянно содержатся высокие концентрации ангиотензина-2.
Это, в конце концов, приводит к возникновению гипертонической болезни – стойкому по-вышению артериального давления.
Как видно из вышесказанного, причина болезни в данном случае не в сердечно-сосудистой системе, а в почках.
Такова физиологическая логика событий. И тем не менее до сих пор в печати появляются сообщения об очень печальных, иногда даже трагических случаях, когда врачи упорно лечат боль-ных «от давления», а у пациентов в это время постепенно погибают почки. Так что умение мыс-лить физиологически это не просто приятное качество. Иногда – это залог спасения жизни больно-го. Вспомните правило 2 – учитесь искать связи между явлениями!
В некоторых случаях целесообразность той или иной физиологической реакции оказывается замаскированной. Но она становится понятной, если использовать следующий принцип физиоло-гического мышления.
