Анатомия и физиология человека

Êле ткà – элементàрнàя единицà строения и жизнедеятельности всех оргàнизмов (кроме вирусов, о которых нередко говорят кàк о неклеточных формàх жизни), облàдàющàя собственным обменом веществ, способнàя к сàмостоятельному существовàнию, сàмовоспроизведению и рàзвитию

(смотреть видео 1.2.1).

Òкàнь – исторически сложившàяся общность клеток и внеклеточного веществà, объединённых единством происхождения, строения и функции. Â оргàнизме человекà выделяют 4 типà ткàней: соединительную, эпителиàльную, мышечную и нервную.

Ñоединительнàя ткàнь – это ткàнь живого оргàнизмà, не отвечàющàя непосредственно зà рàботу кàкого-либо оргàнà или системы оргàнов, но игрàющàя вспомогàтельную роль во всех оргàнàх, состàвляя 60-90% от их мàссы. Ýто единственнàя ткàнь, которàя присутствует в оргàнизме в 4-х видàх – волокнистом (связки), твёрдом (кости), гелеобрàзном (хрящи) и жидком (кровь, лимфà, à тàкже межклеточнàя, спинномозговàя и синовиàльнàя и прочие жидкости).

Ôункции: опорнàя, зàщитнàя и трофическàя.

Ñоединительнàя ткàнь подрàзделяется нà: собственно соединительную ткàнь;

скелетную ткàнь – костную и хрящевую; со специфическими свойствàми –

жировую, слизистую, пигментную, ретикулярную.

оргàнизмà. Ðàзличàют две группы эпителиàльных ткàней: поверхностные эпителии (покровные и выстилàющие) и железистые эпителии.

Ôункции: зàщитнàя, бàрьернàя, обменнàя, секреторнàя, способствует рàботе внутренних оргàнов.

ÁÍÒÓ

12

Ìышечнàя ткàнь – это особеннàя ткàнь телà человекà, выполняющàя двигàтельную функцию.

Ñвойствà мышечной ткàни: возбудимость, проводимость, сокрàтимость, лàбильность, àвтомàтизм (для сердечной мышцы)

Ôункции мышечной ткàни: двигàтельнàя, зàщитнàя, теплообменнàя, социàльнàя (мимическàя).

Ïо своему строению все мышечные ткàни делятся нà поперечнополосàтые и глàдкие. Êроме того, существует и промежуточный вàриàнт – это сердечнàя поперечнополосàтàя мышечнàя ткàнь.

 кàждом мышечном волокне рàзличàют:

сокрàтительный àппàрàт, состоящий из миофибрилл, включàющих àктиновые и миозиновые миофилàменты;

трофический àппàрàт, в который входит сàркоплàзмà с ядрàми и оргàнеллàми;

опорный àппàрàт, включàющий сàрколемму и мембрàнные структуры;

нервный àппàрàт, предстàвленный двигàтельными нервно-мышечными окончàниями.

Íервнàя ткàнь состоит из нейронов, отличàющихся строением и функцией, и нейроглии. Ôункции нейроглии: опорнàя, трофическàя, рàзгрàничительнàя, поддержàние постоянствà среды вокруг нейронов, зàщитнàя, секреторнàя.

Íейроны – структурно-функционàльные единицы нервной системы.

Ïо количеству отростков рàзличàют три типà нейронов: биполярные, мультиполярные (большинство), униполярные нейроны.

Ñ учетом строения оболочек нервные волокнà делятся нà

миелиновые (швàнновские клетки спирàльно зàкручены нà àксонàх нервных клеток); скорость проведения нервных импульсов по миелиновым волокнàм состàвляет 5-120 м/с.

безмиелиновые (дендриты вегетàтивных нейронов) скорость проведения нервных импульсов по безмиелиновым волокнàм состàвляет 1-2 м/с.

ÁÍÒÓ

Ôункции нервной ткàни: связь оргàнизмà с окружàющей средой, восприятие и преобрàзовàние рàздрàжителей в нервный импульс и передàчу его к эффектору, обеспечение взàимодействия ткàней, оргàнов и систем оргàнизмà и их регуляции.

 зàвисимости от функции в рефлекторной дуге рàзличàют три типà нейронов: àфферентные, àссоциàтивные, эфферентные.

Ñвойствàми оргàнизмà являются: обмен веществ, рàздрàжимость и возбудимость, àдàптàция, сàморегуляция, изменчивость и нàследственность, репродуктивнàя функция, рост, рàзвитие, стàрение, смерть, движение.

Îбмен веществ – нàбор химических реàкций, которые возникàют в живом оргàнизме для поддержàния жизни.

Ñостояние относительного функционàльного покоя хàрàктеризуется отсутствием вырàженных проявлений кàкой-либо àктивности (движения, выделения того или иного веществà специàльным оргàном и т.п.). Ïри этом протекàют процессы обменà веществ нà уровне, необходимом для поддержàния жизнедеятельности и готовности реàгировàть в нужный момент.

Ðàздрàжимость – это способность клеток, ткàней, оргàнизмà в целом переходить под воздействием фàкторов внешней или внутренней среды из состояния физиологического покоя в состояние àктивности. Ñостояние àктивности проявляется изменением физиологических пàрàметров клетки, ткàни, оргàнизмà, нàпример, изменением метàболизмà.

Âозбудимость – это способность живой ткàни отвечàть нà рàздрàжение àктивной специфической реàкцией – возбуждением, т.е. генерàцией нервного импульсà, сокрàщением, секрецией. Ò.е. возбудимость хàрàктеризует специàлизировàнные ткàни

– нервную, мышечные, железистые, которые нàзывàются возбудимыми.

Âозбуждение – ответ ткàни нà ее рàздрàжение, проявляющийся в специфической для нее функции (проведение возбуждения нервной ткàнью, сокрàщение мышцы, секреция железы) и неспецифических реàкциях (генерàция потенциàлà действия, метàболические изменения).

Âозбудимые ткàни облàдàют проводимостью, способностью ткàни проводить возбуждение. Íàибольшей проводимостью облàдàют нервы и скелетные мышцы.

Ðàздрàжение – процесс воздействия рàздрàжителя нà клетку, ткàнь, оргàнизм.

Ïорог рàздрàжения (в физиологии нервных и мышечных клеток) – нàименьшàя силà рàздрàжителя (обычно электрического токà), способнàя вызвàть рàспрострàняющийся потенциàл действия; мерà возбудимости клетки.

Ðàздрàжитель – это фàктор внешней или внутренней среды, действующий нà живую ткàнь.

Ðеàкция клеток, ткàней нà рàздрàжитель определяется зàконàми рàздрàжения:

1.Çàкон "все или ничего".

2.Çàкон силы.

3.Çàкон силы-длительности.

4.Çàкон грàдиентà или àккомодàции.

Òорможение в центрàльной нервной системе – àктивный процесс, проявляющийся

ÁÍÒÓ

14

внешне в подàвлении или в ослàблении процессà возбуждения и хàрàктеризующийся определенной интенсивностью и длительностью.

Ðàзличàют несколько видов торможения: постсинàптическое, пресинàптическое, пессимàльное.

Ñàморегуляция – это основное свойство живых систем, необходимое для создàния оптимàльных условий взàимодействия всех элементов, состàвляющих оргàнизм, обеспечения его целостности.

Âыделяют четыре основных принципà сàморегуляции: принцип нерàвновесности или грàдиентà; принцип зàмкнутости контурà регулировàния; принцип прогнозировàния; принцип целостности.

Óпрàвление в живых системàх – функция оргàнизовàнных систем, обеспечивàющàя выполнение следующих зàдàч:

сохрàнение определенной структуры системы;

поддержàние режимà деятельности системы;

реàлизàцию цели деятельности системы по определенному прàвилу (àлгоритму).

Óпрàвление оргàнизмом имеет многоуровневый "иерàрхический" хàрàктер.

Óровни упрàвления:

Âнутриклеточный мехàнизм регуляции

Ìехàнизм ткàневой регуляции

Ãормонàльный уровень регуляции

Óровень центрàльной нервной системы Îсновой для процессов упрàвления и регуляции является обмен информàцией

блàгодàря нàличию информàционных связей (гормонàльных, нервных, генетических).

Âиды подходов к изучению биологических систем:

–количественно-кибернетический "системный" подход, рàссмàтривàющий биологические системы с позиций теории упрàвления и широко использующий мàтемàтическое моделировàние физиологических функций в попыткàх выявления общих зàкономерностей;

–иерàрхический "системный" (или "системно-структурный") подход, рàссмàтривàющий процессы взàимодействия отдельных чàстей в оргàнизме в плàне их усложнения: от молекул – к клеткàм, от клеток – к ткàням, от ткàней – к оргàнàм и т. д.

–àнàтомо-физиологический "системный" подход, отрàжàющий объединение оргàнов по их физиологическим функциям: "сердечно-сосудистàя системà", "пищевàрительнàя системà", "нервнàя системà" и проч.

Êонтрольные вопросы

1.Óровни изучения структурных основ оргàнизмà.

2.Õàрàктеристикà структурных компонентов клетки.

3.Ñоединительнàя ткàнь, её функции, особенности строения.

4.Îсновные свойствà живых оргàнизмов, их хàрàктеристикà.

5.Ìышечнàя ткàнь, её функции, особенности строения.

6.Íервнàя ткàнь, её функции. Íейрон – основнàя структурнàя и функционàльнàя

ÁÍÒÓ

единицà нервной системы. Íейроглия и ее функции.

7.Ñтроение и функции нервных волокон. Çàкономерности проведения возбуждения по нервàм. Ñàльтàторное проведение возбуждения.

8.Òорможение в рàботе нервной системы. Åго знàчение. Ðàзличные виды торможения в центрàльной нервной системе.

9.Çàдàчи упрàвления в живых системàх, уровни упрàвления.

10.Èнформàционные связи кàк основà процессов упрàвления и регуляции в живых системàх, их клàссификàция.

ÁÍÒÓ

16

2 Ñтруктурно-функционàльные основы бàзисных

физиологических процессов

2.1 Îсновные функционàльные хàрàктеристики возбудимых

ткàней

Cвойствà возбудимых ткàней: возбудимость, проводимость, рефрàктерность, лàбильность. Äля мышечной ткàни хàрàктернà тàкже сокрàтимость.

Âозбудимость – это способность живой ткàни отвечàть нà рàздрàжение àктивной специфической реàкцией – возбуждением.

Ïàрàметры возбудимости:

à) порог рàздрàжения – это минимàльнàя силà рàздрàжителя, при которой возникàет возбуждение;

б) реобàзà – это минимàльнàя силà рàздрàжителя, вызывàющàя возбуждение при его действии в течение неогрàниченно долгого времени. Íà прàктике порог и реобàзà имеют одинàковый смысл. ×ем ниже порог рàздрàжения или меньше реобàзà, тем выше возбудимость ткàни;

в) полезное время – это минимàльное время действия рàздрàжителя силой в одну реобàзу, зà которое возникàет возбуждение;

г) хронàксия – это минимàльное время действия рàздрàжителя силой в две реобàзы, необходимое для возникновения возбуждения. ×ем короче полезное время или хронàксия, тем выше возбудимость, и нàоборот.

Âозбуждение – это àктивный процесс, предстàвляющий собой ответную реàкцию ткàни нà рàздрàжение и хàрàктеризующийся повышением функций ткàни. Âозбуждение хàрàктеризуется двумя группàми признàков: неспецифическими и специфическими.

Ïроводимость – способность ткàни проводить возбуждение по всей своей длине. Ïокàзàтель проводимости – скорость проведения возбуждения.

Ðефрàктерность – способность ткàни терять или снижàть возбудимость в процессе возбуждения. Ïри этом в ходе ответной реàкции ткàнь перестàет воспринимàть рàздрàжитель.

Ëàбильность – способность ткàни генерировàть определенное число волн возбуждения в единицу времени в точном соответствии с ритмом нàносимого рàздрàжения. Âвел понятие лàбильности, или функционàльной подвижности,

возбудимых ткàней Í.Å.Âведенский. Ëàбильность определяется продолжительностью рефрàктерного периодà (чем короче рефрàктерный период, тем больше лàбильность). Ìерой лàбильности является количество потенциàлов действия, которое способнà генерировàть возбудимàя ткàнь в единицу времени. Íàиболее лàбильными являются волокнà слухового нервà, в которых чàстотà генерàции потенциàлов действия достигàет 1000 Ãц.

Ñокрàтимость – способность мышцы отвечàть сокрàщением нà рàздрàжение. Ðàздрàжитель – фàктор, способный вызвàть ответную реàкцию возбудимых

ткàней. Â условиях физиологического экспериментà в кàчестве рàздрàжителя чàще всего

ÁÍÒÓ

используют электрический ток.

Óльтрàструктурà биологических мембрàн. Áиологическàя мембрàнà предстàвляет собой плоскую структуру, основой которой является двойной слой фосфолипидов, с встроенными в неё мембрàнными белкàми. (смотреть видео

2.1.1 )

Ôункции биологических мембрàн: погрàничнàя, биотрàнсформирующàя, трàнспортнàя, рецепторнàя, обрàзовàние межклеточных контàктов, генерàция биоэлектрических потенциàлов.

Áиопотенциàл покоя – это

рàзность потенциàлов между нàружной и внутренней поверхностью мембрàны клетки в покое и состàвляет у теплокровных от -55 до -100 мÂ; у нейронов и нервных волокон обычно состàвляет -70 мÂ. Áиопотенциàл покоя регистрируется внутриклеточным методом – с помощью микроэлектродов, один из которых вводится внутрь клетки.  состоянии покоя нàружнàя поверхность клетки всегдà электроположительнà по отношению к внутренней, т.е. поляризовàнà. Ýтà рàзность потенциàлов нàзывàется потенциàлом покоя, или мембрàнным потенциàлом (ÌÏ).  обрàзовàнии потенциàлà принимàют учàстие 4 видà ионов: кàтионы нàтрия (положительный зàряд), кàтионы кàлия (положительный зàряд), àнионы хлорà (отрицàтельный зàряд), àнионы оргàнических соединений (отрицàтельный зàряд).  нервной системе электрические зàряды создàются ионàми – химическими чàстицàми, имеющими электрический зàряд.

Áиопотенциàл покоя достигàется поведением мембрàны, ионов Ê+ и Na+,

соотношением химической и электрической силы.

Áиопотенциàл действия – рàзность потенциàлов между двумя точкàми живой

ткàни, отрàжàющàя ее биоэлектрическую àктивность; крàтковременные

высокоàмплитудные изменения ÌÏÏ, которые возникàют при возбуждении.

ÏÄ состоит из пикового потенциàлà, который обрàзуется фàзой деполяризàции, реверсии и реполяризàции, и следовых потенциàлов.

Òри стороны процессà:

Ýлектрические явления – рàзвитие потенциàлà действия.

Õимические явления – движение ионных потоков.

Ñтруктурные явления – поведение ионных кàнàлов.

Òàким обрàзом, под потенциàлом действия понимàют быстрое колебàние потенциàлà покоя, сопровождàющееся, кàк прàвило, перезàрядкой мембрàны.

ÁÍÒÓ

18

смотреть видео 2.1.2

Ðегистрàция биопотенциàлов

Ýлектрокàрдиогрàфия (ÝÊÃ) – методикà регистрàции и исследовàния электрических полей, обрàзующихся при рàботе сердцà.

Äетектор лжи: регистрируется изменение рàзности потенциàлов и снижение электрического сопротивления между двумя учàсткàми поверхности кожи (нàпример, лàдонь и тыльнàя сторонà кисти), возникàющее при рàздрàжениях, вызывàющих эмоционàльную реàкцию (кожногàльвàнический рефлекс).

Ýлектронистàгмогрàфия (ÝÍÃ) – метод исследовàния нистàгмà, основàнный нà грàфической регистрàции изменений биопотенциàлов глàзного яблокà.

Ýлектромиогрàфия (ÝÌÃ) – метод исследовàния биоэлектрических потенциàлов, возникàющих в скелетных мышцàх человекà и животных при возбуждении мышечных волокон; регистрàция электрической àктивности мышц.

Åдинство структуры и функции. Ñтруктурà первичнà, функция вторичнà. Íет функции без структуры, в свою очередь нàрушения функции ведут к изменению структуры.

Ãомеостàз – это относительное постоянство состàвà и свойств внутренней среды и устойчивость основных физиологических функций. Ãомеостàз хàрàктеризуется рядом биологических констàнт. Áиологические констàнты – это устойчивые количественные покàзàтели, которые хàрàктеризуют нормàльную жизнедеятельность оргàнизмà (рÍ крови, содержàние сàхàрà в крови, величинà осмотического, àртериàльного дàвления, темперàтурà телà и т.д.). Ãомеостàз обеспечивàется обменом веществ, àдàптàцией,

ÁÍÒÓ

компенсàцией.

Òеппинг-тест, или методикà экспресс-диàгностики свойств нервной системы по психомоторным покàзàтелям Å.Ï.Èльинà, позволяет определить тип силы-слàбости нервной системы. Äàнный тест позволяет выявить устойчивость и выносливость личности к рàзнообрàзным продолжительным рàздрàжителям.

Îпределение основных свойств нервной системы имеет большое знàчение в теоретических и приклàдных исследовàниях. Ìногие из лàборàторных методов диàгностики основных свойств нервной системы требуют специàльных условий проведения и àппàрàтуры. Îни трудоемки. Ýтих недостàтков лишены экспрессметодики, в чàстности, теппинг-тест.

Îборудовàние. Ñтàндàртные блàнки, предстàвляющие собой листы бумàги

(203×283), рàзделенные нà шесть рàсположенных по три в ряд рàвных прямоугольникà, секундомер, кàрàндàш.

Èнструкция: "Ïо сигнàлу экспериментàторà Âы должны нàчàть простàвлять точки в кàждом квàдрàте блàнкà. Â течение 5 секунд необходимо постàвить кàк можно больше точек. Ïереход с одного квàдрàтà нà другой осуществляется по комàнде экспериментàторà, не прерывàя рàботу и только по нàпрàвлению чàсовой стрелки. Âсе время рàботàйте в мàксимàльном для себя темпе. Âозьмите в прàвую (или левую руку) кàрàндàш и постàвьте его перед первым квàдрàтом стàндàртного блàнкà".

Ýкспериментàтор подàет сигнàл: "Íàчàли", à зàтем через кàждые 5 секунд дàет комàнду: "Ïерейти нà другой квàдрàт". Ïо истечении 5 секунд рàботы в 6-м квàдрàте экспериментàтор подàет комàнду: "Ñтоп".

Îбрàботкà результàтов включàет следующие процедуры:

1)подсчитàть количество точек в кàждом квàдрàте;

2)построить грàфик рàботоспособности, для чего отложить нà оси àбсцисс 5-

секундные промежутки времени, à нà оси ординàт – количество точек в кàждом квàдрàте.

Àнàлиз результàтов. Ñилà нервных процессов является покàзàтелем рàботоспособности нервных клеток и нервной системы в целом. Ñильнàя нервнàя системà выдерживàет большую по величине и длительности нàгрузку, чем слàбàя. Ìетодикà основàнà нà определении динàмики мàксимàльного темпà движения рук. Îпыт проводится последовàтельно снàчàлà прàвой, à зàтем левой рукой. Ïолученные в результàте вàриàнты динàмики мàксимàльного темпà могут быть условно рàзделены нà пять типов:

–выпуклый тип: темп нàрàстàет до мàксимàльного в первые 10-15 секунд рàботы;

впоследующем, к 25-30 секункдàм, он может снизиться ниже исходного уровня (т.е. нàблюдàвшегося в первые 5 секунд рàботы). Ýтот тип кривой свидетельствует о нàличии у испытуемого сильной нервной системы;

–ровный тип: мàксимàльный темп удерживàется примерно нà одном уровне в течение всего времени рàботы. Ýтот тип кривой хàрàктеризует нервную систему испытуемого кàк нервную систему средней силы;

–нисходящий тип: мàксимàльный темп снижàется уже со второго 5-секундного отрезкà и остàется нà сниженном уровне в течение всей рàботы. Ýтот тип кривой свидетельствует о слàбости нервной системы испытуемого;

ÁÍÒÓ

20

– промежуточный тип: темп рàботы снижàется после первых 10-15 секунд. Ýтот тип рàсценивàется кàк промежуточный между средней и слàбой нервной системой – средне-слàбàя нервнàя системà;

– вогнутый тип: первонàчàльное снижение мàксимàльного темпà сменяется зàтем крàтковременным возрàстàнием темпà до исходного уровня. Âследствие способности к крàтковременной мобилизàции тàкие испытуемые тàкже относятся к группе лиц со средне-слàбой нервной системой.

Êонтрольные вопросы

1.Èонные кàнàлы мембрàны, их виды. Íàтриевые и кàлиевые кàнàлы, их блокàторы.

2.Îписàние рàботы кàлий-нàтриевого нàсосà, его знàчение.

3.Âозникновение мембрàнного потенциàлà покоя. Ïроцессы, формирующие и поддерживàющие потенциàл покоя, его грàфическое вырàжение.

4.Ïотенциàл действия, хàрàктеристикà его компонентов.

5.Ïротекàние потенциàлà действия и его грàфическое вырàжение.

6.Èзменение возбудимости в процессе рàзвития потенциàлà действия. Ñледовые явления.

7.Èонные процессы, обеспечивàющие рàспрострàняющееся возбуждение.

8.Ìехàнизмы проведения возбуждения. Èзменение концентрàции ионов кàлия и нàтрия в процессе рàспрострàнения возбуждения.

9.Õàрàктеристикà пàрàметров возбудимости.

10.Çнàчение теппинг-тестà для экспресс-диàгностики свойств нервной системы, его прàктическое применение.

11.Çнàчение регистрàции биопотенциàлов, их прàктическое применение.

ÁÍÒÓ