Связь физиологии с другими науками

Физиология - теоретическая основа медицины. Она является фундаментом для решения проблем, связанных с сохранением здоровья и работоспособности человека в разных условиях существования и в разные возрастные периоды.

Чтобы распознать болезнь, нужно знать нормальное состояние функций организма, а чтобы ее лечить, нужно иметь представление о механизмах изменчивости функций организма. Поэтому физиология, являясь основополагающей биологической наукой, тесно связана и с другими науками.

Так, без знания законов физики, невозможно объяснение биоэлектрических явлений в тканях, цвето- и звуковосприятия. Без применения данных химии нельзя описать процессы обмена веществ, пищеварения и дыхания. Поэтому на стыке этих наук с физиологией выделились биохимия, биофизика. Физиология тесно связана с морфологическими науками: цитологией и гистологией, анатомией. Физиология связана с кибернетикой, которая изучает процессы управления внутри организма, механизмы обратной связи. Физиология раскрывает материальные основы некоторых высших функций человеческого мозга и тем самым тесно связана с психологией.

Математика, как способ обработки данных и моделирования процессов, широко применяется в физиологии. Физиология тесно связана с клиническими дисциплинами.

Основные разделы физиологии:

1. общая физиология изучает основные закономерности жизнедеятельности организма и механизмы основных процессов;

2. частная физиология - функции отдельных клеток, органов и физиологических систем. В ней выделяют физиологию мышечной ткани, физиологию сердца и др.;

3. разделы, имеющие специфические предметы исследования и использующие особые подходы: эволюционная, сравнительная физиология;

4. в физиологии человека выделяют прикладные разделы: возрастная, клиническая физиология, физиология труда и спорта, авиационная и космическая физиология;

5. некоторые разделы физиологии являются базой для психологии: физиология высшей нервной деятельности, физиология центральной нервной системы.

Механизм регуляции функций организма

Организм - сложная саморегулирующаяся система, состоящая из клеток, тканей, органов. Они в свою очередь образуют физиологические системы, которые выполняют комплекс однородных функций (например, система дыхания). Физиологические системы являются наследуемыми. Все органы этих систем имеют единые механизмы регуляции. Они координируют их деятельность и согласовывают работу физиологических систем друг с другом.

В организме выделяют 2 системы регуляции: нервную и гуморальную (физиологически более древняя) - регуляция посредством физиологически активных веществ, циркулирующих в жидкостях организма - крови, лимфе, межклеточной жидкости.

Факторы гуморальной регуляции:

1. гормоны желез внутренней секреции. Они образуются специальными инкреторными железами. Пример- инсулин, тироксин;

2. продукты метаболизма и ионы;

3. местные или тканевые гормоны, образуются группами специальных клеток, находящихся в различных органах. Пример - APUD-система ЖКТ. Они транспортируются тканевой жидкостью на небольшие расстояния. Пример – гистамин;

4. мембранные модуляторы. Действуют на уровне клеточных мембран (простагландины).

Особенности гуморальной регуляции:

1. низкая скорость регулирующего воздействия. Это связано с низкой скоростью протекания соответствующих жидкостей, например кровь проходит полный круг за 22 секунды;

2. медленное нарастание силы гуморального сигнала и медленное его снижение. Это связано с постепенным увеличением концентрации ФАВ и медленным их разрушением;

3. отсутствие органа-мишени для действия ФАВ, т.к. ФАВ действуют на многие органы и ткани, имеющие соответствующие рецепторы. Пример - тироксин.

Нервная регуляция функций.

Животные имеют специальные органы движения и им требуется быстрое и точное согласование сокращения мышц. В результате у животных в процессе эволюции сформировалась нервная регуляция. Нервная регуляция функций - это регуляция деятельности тканей, органов, физиологических систем путем рефлексов. Рефлекс - это ответная реакция организма на изменения внешней или внутренней среды, осуществляемая при участии ЦНС.

Впервые механистическое объяснение реакций организма дал в 17 веке Рене Декарт. Он предложил гипотетическую схему формирования непроизвольного движения. Термин «рефлекс» ввел в физиологию в 1771 г. Унцер, а Прохазка в 1800 г. разработал схему простейшей рефлекторной дуги.

И.М. Сеченов распространил рефлекторный принцип действия нервной системы на любую, в том числе и высшую нервную деятельность организма. Он показал, что рефлекс отражает сложные, но материальные процессы, протекающие в ЦНС во взаимодействии с внешней средой. И.М. Сеченовым предложены следующие положения:

1. всякая деятельность организма в конечном итоге сводится к движению;

2. всякое движение по своему происхождению есть рефлекс.

И.П. Павлов развил и экспериментально обосновал рефлекторную теорию. Он разделил все рефлексы по механизму образования на безусловные (врожденные) и условные (приобретенные).

Основные положения рефлекторной теории Павлов сформировал в работе «Ответ физиолога психологам»:

1. принцип детерминизма, взаимообусловленности. Нет действия без причины, т.е. всякий рефлекторный акт является результатом действия раздражителя на организм;

2. принцип анализа и синтеза. В ЦНС постоянно происходит анализ сигнала, а так же синтез с формированием ответной реакции;

3. принцип структурности. Любой процесс в НС имеет определенную структурную организацию. Морфологической основой любого рефлекса является рефлекторная дуга - это путь прохождения рефлекторной реакции (нервных импульсов).

Рефлекторная дуга соматического (двигательного) рефлекса состоит из следующих звеньев:

1. рецептор - воспринимает раздражение;

2. афферентное нервное волокно;

3. нервный центр;

4. эфферентное нервное волокно;

5. эффекторный или рабочий орган.

В ряде рефлекторных дуг имеется 6 звено - это нейрон обратной связи (обратная афферентация). Он реагирует на рефлекторный ответ и контролирует его. В соматической дуге выделяют нейроны, выполняющие определенные функции. В простейшей моносинаптической рефлекторной дуге 2 нейрона - чувствительный и двигательный. В простой полисинаптической дуге выделяют: чувствительный нейрон, вставочный нейрон, исполнительный эфферентный нейрон. [рис. дуги с подписями]

В дуге вегетативного рефлекса имеются следующие звенья:

1. рецептор;

2. афферентное нервное волокно;

3. нервный центр - в боковых рогах спинного мозга;

4. преганглионарное нервное волокно;

5. вегетативный ганглий;

6. постганглионарное нервное волокно;

7. исполнительный орган.

Нервные центры разных уровней ЦНС связаны между собой.

Особенности нервной регуляции:

1. большая скорость регулирующего воздействия, импульсы по рефлекторной дуге распространяются быстро;

2. нервное волокно, идущее от нервного центра, заканчивается строго на определенном органе или эффекторе. Возможен быстрый самоконтроль и саморегуляция за счет нейрона обратной связи.

В организме нервная и гуморальная регуляции тесно связаны, образуют единую систему нейро- гуморальной регуляции. Это обусловлено следующим:

1. ЖВС имеют вегетативную иннервацию;

2. в гипоталамусе вырабатываются нейрогормоны, они регулируют деятельность гипофиза, поэтому в гипоталамо-гипофизарной системе происходит переключение нервных влияний на гуморальные;

3. ряд гормонов ЖВС оказывают влияние на НС - адреналин, норадреналин, тироксин;

4. ряд местных гормонов – нейромедиаторы – играют роль передатчиков сигнала от одного нейрона к другому, изменяют протекание рефлексов.