7.Короткі історічні відомості.

АРИСТОТЕЛЬ /384 -322 рр. до н.е/

а)вказав на серце, як головний орган, що приводить до руху кров,

КЛАВДІЙ ГАЛЕН /131 -201 рр. до н.е./

а)створив теорію кровообігу ,в якій помилково вважав печінку

центральним кровоносним та кровотворним органом,

ЛЄОНАРДО да ВІНЧІ /1452 -1519 рр/

а)класифікував м»язи і зробив спробу описати їх з точки зору

механіки,

СЕРВЕТ /1511 -1553 рр/ - лікар та богомол з Італії

а)відкрив мале коло кровообігу, за що був спалений на вогнищі

інквізиції після Джордано Бруно.

УІЛЬЯМ ГАРВЕЙ /1578 1657 рр/

а) відкрив велике коло кровообігу.

АЗЗЕЛІ /АДЕЛІО/ - /1581 -1622рр/

а)відкрив в брижі собаки лімфатичні судини і описав їх.

МАЛЬПІГІ -/1628 - 1694 рр/

а)відкрив капіляри, які являються сполучною ланкою між

артеріями та венами, таким чином довів вірність уявлень про

наявність замкнутої системи кровообігу.

ДЕКАРТ - французький вчений - створив вчення про відображену діяльність

організму.

Італійський вчений БОРЕЛЛІ - використовував закони механіки для пояснення

рухів тварин та механізму дихальних рухів, а закони гідравліки для ї

вивчення руху крові в судинах.

НЕЛЬС англійський вчений - визначив величину кров’яного тику.

РЕОМЮР (франц) та італ. Спаланцани - вивчали хімізм травлення.

Франц.ЛАВУАЗЬЄ - на основі хімічних закономірностей намагався пояснити механізми дихання.

Італіець ГАЛЬВАНІ - відкрив тваринну електрику.

М.І. ПІРОГОВ - /1810 -1881рр/

а)застосував експеримент на живих тваринах.

І.І.МЕЧНІКОВ - / 1845 -1916 /

а)створив теорію фагоцитозу /«пожирання» мікробних тіл/

І.М.СЄЧЕНОВ -/1829 -1905рр / «батько російської фізіології»

а) в 1862р. відкрив явище центрального гальмування,

б) в 1863р. видає книгу «Рефлекси головного мозку»,

в) започаткував основу фізіології вищої нервової діяльності.

І.П.ПАВЛОВ - /1849 -1936 /

у 1935 р. був визначений найстаршим фізіологом світу.

а)створив вчення про вищу нервову діяльність,

б) створив вчення про першу та другу сигнальні системи,

в)вивчав фізіологію системи травлення та кровообігу.

Леція №2

ТЕМА: «Основні принципи регуляції фізіологічних функцій»

Управління - один з найважливіших процесів в живому організмі.

Це сукупність дій, які проводяться над органом чи системою, націлених на досягнення визначеної мети позитивного щодо організму результату.

Управління може здійснюватися за рахунок:

а)регуляції;

б)ініціації;

в)координації.

Регуляція - це управління діяльністю органа (системи), котрий працює в автономному

режимі(володіє здатністю до автоматизму)

Наприклад серце має здатність до автоматизму, тому управління його діяльністю

може відбуватися за рахунок посилення або гальмування його скорочень.

Регуляція може проявлятися в двох варіантах:

а) гальмування або

б)активація (стимуляція) діяльності органу.

Ініціація - це процес управління, за допомогою якого відбувається запуск діяльності органу,

котрий не володіє здатністю до автоматизму.

Наприклад ініціюється діяльність скелетних м’язів (здійснення фазних скорочень або

підтримка пози).

Координація - це вид управління, при якому погоджується діяльність декількох органів або

систем одночасно і таке управління направлене на отримання позитивного ( корисного

для організму) результату.

Засоби регуляції.

В організмі існує ряд структур, які беруть участь в процесах управління:

1.БАР( біологічно-активні речовини) - продукуючи клітини;

2.Ендокринні залози;

3.ЦНС;

4.Органи та системи котрі керуються. Вони містять механізми, які використовуються в процесах регуляції. Наприклад, в серці є периферічні рефлекторні дуги, або в органі гладенькі м’язи, котрі у відповідь на розтягнення можуть підвищувати свій тонус, або в мембрані клітини містяться іонні канали, котрі керуються рецепторами.

Розрізняють три основних види регуляції - гуморальну, місцеву та нервову.

Місцева регуляція здійснюється у трьох варіантах.

1. За типом нервової регуляції - за рахунок наявності в органі периферичної рефлекторної дуги,

   наприклад, Мейснерово і Ауербахове сплетіння в шлунково-кишковому тракті,

   внутрішньосерцеві рефлекторні дуги. Ці внутрішньоорганні системи одержали назву за

   Ноздрачовим - метасимпатична нервова система

2. за типом гуморальної регуляції - в м’язах під час діяльності можуть накопичуватися

   метаболіти, і вони служать учасниками процесу регуляції мікроциркуляції в цьому м’яязі.

   Наприклад, в скелетних м’язах є судини, котрі інервуються симпатичними адренергічними

   волокнами. В стані спокою адренергічні впливи за рахунок взаємодії норадреналіну з альфа-

   адренорецепторами ГМК (гамоаміномасляна кислота - гальмівний медіатор) судини

   викликає звуження судини. В працюючому м’язі з’являються метаболіти - молочна кислота,

   аденозиндифосфат, іони К, - вони можуть «маскувати» альфа-адренорецептори ГМК та

   блокувати звужуючу дію адренергічних волокон. В працюючих м’язах діаметр судин

   збільшується, що створює умови для гіперемії (робоча гіперемія м’яза)

3. Місцева регуляція здійснюється за рахунок використання фізичних, фізико-хімічних,

біохімічних та фізіологічних властивостей об’єкта регулювання.

Наприклад, в м’язах є система регуляторних білків - тропоніну і тропоміозину, котра

дозволяє регулювати стан актину та міозину (скорочення - розслаблення).

Другий приклад: кровонаповнення в судинах мозку не повинно залежати від системного

тиску (тиск в сонній артерії). Коли тиск підвищується (за будь - яких причин) то просвіт

судин, котрі живлять головний мозок у відповідь на це залишається без змін - це

зумовлюється тим, що при підвищенні тиску активність ГМК зростає, зберігаючи попередній

діаметр (просвіт) судини. Так регулюється діаметр судини за участю місцевих механізмів.

Гуморальна регуляція - це регуляція діяльністю органа або системи за рахунок впливу на них

через специфічні рецептори гормонів або БАР. Гормони та БАР можуть виділятися в загальне

русло крові, але їх кінцевий ефект визначається в основному наявністю в відповідному органі

- мішені специфічних рецепторів. За їх наявності орган буде відповідати на вплив, за

відсутності - прямий вплив гормону або БАР майже виключений.

Нервова регуляція - це регуляція за допомогою спеціально призначеної для цих цілей структури -

ЦНС. Можна казати про два варіанти нервової регуляції:

а) соматичної - регуляція діяльності скелетної мускулатури та аналізаторів, і

б ) вегетативної - регуляція діяльності внутрішніх органів

САМОРЕГУЛЯЦІЯ

Будь-яка функціональна система різного рівня організації будується за принципом саморегуляції. В функціональних системах саморегуляція набуває спеціальну направленість.

Любе відхилення результату діяльності системи від рівня, який забезпечує нормальний метаболізм (життєдіяльність) організму і його адаптацію до навколишнього середовища, являється стимулом до мобілізації необхідних елементів системи для забезпечення цього результату.

Завдяки динамічній саморегуляторній діяльності різні функціональні системи визначають необхідну для нормальної життєдіяльності стійкість метеболістичних процесів в організмі та їх динамічну врівноваженість з навколишнім середовищем. При цьому в нормальних умовах в діяльності кожної функціональної системи проявляється наступна закономірність: загальна сума механізмів, які повертають відхилений результат до вихідного рівня, завжди перебільшує суму відхиляючих механізмів. Таким чином, в кожній функціональній системі є «запас міцності», котрий дозволяє їй справитись з будь-яким відхиляючим впливом.

Функціональні системи, котрі обумовлюють своїми саморегуляторними механізмами сталість різних показників внутрішнього середовища і є конкретними апаратами, які забезпечують гомеостаз. Результати діяльності цих систем вважаються відносним константами внутрішнього середовища організму. Це рівень артеріального тиску, температура крові, осмотичний тиск, реакція крові, тощо.

Внутрішні ланки саморегуляції, як правило будуються на генетично детермінованій системі та проявляються всередині організму. Наприклад, функціональна система. яка визначає оптимальний для організму рівень артеріального тиску. Всі компоненти цієї системи знаходяться всередині організму та складаються в систему на основі генетично детермінованих механізмів.

Зовнішні ланки саморегуляції можуть бути відносно пасивними, як наприклад в функціональній системі дихання.В ній дихальний апарат автоматично включається метаболічною газовою потребою і наслідок діяльності цієї системи- визначена кількісті повітря, яке потряпляє в альвеоли з потрібною кількістю кісню (Оксигену), а токож видалення повітря з надлишком вуглекислоти, визначається ивими організмами навколишнього середовища.

Лекція №3

Фізіологія збудливих тканин. Властивості збудливих тканин.

Збудливі тканини - це нервова, м’язова і залозиста структури, які здатні у відповідь на дію подразника збуджуватися.

Збудливість - універсальна властивість всього живого - це здатність живої тканини відповідати на

дію подразника зміною фізіологічних властивостей та виникненням процесу збудження.

Збудження - це активний фізіологічний процес, який виникає в тканині під дією подразників та

характеризується рядом загальних та специфічних ознак.

До загальних ознак збудження належать:

а)зміна рівня обмінних процесів в тканинах;

б)виділення різноманітних видів енергії (теплової, електричної та променевої).

Специфічні ознаки збудження проявляються в життєдіяльності живих структур.

Наприклад, м’язи скорочуються, залози виділяють секрет, нервова тканина генерує

нервовий імпульс.

Розрізняють дві форми збудження:

а)місцеве - яке не поширюється, при ньому активуються лише окремі структури

збудливого утворення, це пусковий механізм для виникнення

поширюючогося збудження. В цьому його біологічне значення;

б)імпульсне - яке хвильоподібно поширюється. Воно забезпечує функціональне

відправлення подразнючого утворення, активуя його в цілому.

Провідність - здатність живої тканини проводити хвилі збудження, тобто електричні токи, які

отримали назву біопотенціалів.

Рефрактерність - це тимчасове зниження збудливості тканини, яке виникає внаслідок збудження.

Лабільність або функціональна рухомість - це здатність тканини скорочуватись в одиницю часу

певну кількість разів

Подразники.

Подразник - це фактор, який здатний викликати відповідну реакцію збудливих тканин.

Вони поділяються на:

а)фізичні (електричний струм, механічні, температурні тощо)

б)хімічні (кислоти, луги, тощо)

в)фізико-хімічні (осмотичні, зсув рН тощо)

За біологічними ознаками можуть бути:

а)специфічними (адекватні) - при мінімальних енергетичних затратах викликають виникнення

збудження тільки в певних збудливих структурах (око - світ)

б)неспецифічними (неадекватні)- в природних умовах існування організму викликають

відповідну реакцію збоку збудливих тканин на при достатній силі та тривалості своєї дії

(гіперсалівація у відповідь на подразнення кислотою рецепторів ротової порожнини).

За своєю силою подразники можуть бути:

а)підпороговий - це подразник такої сили, котрий не викликає видимих змін, але обумовлює

виникнення фізико-хімічних зсувів в збудливих тканинах. Однак ступенів цих зсувів

недостатньо для виникнення поширюючогося збудження.

б) пороговий подразник - це подразник мінімальної сили. Який вперше викликає видиму

відповідну реакцію збоку збудливої тканини.

Порог збудження - це порогова сила подразника і вона являється мірою збудливості

тканин.

Чим вищий поріг подразнення тим нижче збудливість і навпаки.

в)надпороговий - це подразник сила якого вища за силу порогового подразника.

Поріг подразнення показник достатньо мінливий та значно залежить від вихідного функціонального стану збудливої тканини.

Закони подразнення.

1. Закон сили подразнення - чим біла сила подразника, тим вища, до певної межі, відповідна

реакція з боку збудливої тканини.

2.Закон часу - подразник, який викликає збудження, повинен бути достатньо тривалим (впливати

на тканину деякий час, щоб викликати збудження.

Французьський вчений Лапік створив вчення про хронаксію як пороговій тривалості

подразнення, яка необхідна для виникнення збудження в живій тканині.

Хронаксія - найменший проміжок часу збігом якого струм силою в 2 реобази викликає в

тканині збудження. Вона вимірюється в тисячних долях секунди.

За її величиною можна судити про швидкість виникнення збудження в тканині: чим

менше хронаксія, тим швидше виникає збудження. Хронаксія нервових і м’язових

волокон = тисячним і десятитисячним долям секунди, а хронаксія повільних тканин

(м’язових) сотим долям секунди.

Реобаза - найменша сила (або напруги), здатна викликати збудження.

В клінічній медицині та в фізіології реобаза і хронаксія використовуються для оцінки стану

збудливих тканин, наприклад,в кланіці нервових хвороб та в хірургії для лікування уражених

нервів. При ураженні нерва хронаксія збільшується. Клініцисти використовують спеціальний

прибор - хронаксиметр, який дозволяє визначити реобазу і хронаксію м’язів (рухова

хронаксія), чутливих нервових волокон (чутлива хронаксія), вестибулярного апарату (при

подразненні сосцеподібного відростка), сітківки ока (спалах світла приїї електричній

стимуляції).

Ще один висновок закону: надто короткі за часом імпуоьси не здатні викликати збудження,

яким би сильним не був стимул ( в фізіотерапії токи високої частоти для отримання

калоричного ефекту) (стор.37, мал. 51)

3.Закон градієнта подразнення - чим вище градієнт подразнення, тим сильніше (до певних меж)

відповідна реакція збудливого утворення.

Градієнт подразнення - це швидкість наростання подразнення за часом.

Якщо подразник нарощується повільно, то виникає акомодація.

Акомодація - це пристосування збудливої тканини до повільно нарощувального подразника Вона обумовлена тим, що під час наростання сили подразника в тканині встигають розвинутися активні зміни, які підвищують поріг подразнення та перешкоджають розвитку збудження.

ЛЕКЦіЯ №4

Механізм збудження. Проведення збудження

Біоелектричні явища в живих тканинах.

Біопотенціали - загальна назва всіх видів електричних процесів в живих системах.

Потенціал ушкодження - це різниця потенціалів між непошкодженою та пошкодженою

поверхнями живих збудливих тканин.

Мембранний потенціал (МП) - це різниця потенціалів між зовнішньою та внутрішньою

поверхнями клітини (м’язового волокна) в спокої. Він дорівнює 60-90 мВ, зі знаком

мінус в середині клітини. Цю різницю потенціалів наз. потенціал спокою.

Потенціал дії - швидка зміна мембранного потенціалу під час збудження.

Мембранний потенціал .

Мембранний потенціал, або потенціал спокою можна виявити за допомогою мікроелектродної методики. Мікроелектрод являє собою тонкий скляний капіляр з діаметром кінчика 0,2-0,5мкм.

Його заповнюють розчином електроліту (КСІ). Другий електрод звичайних розмірів занурюють в розчин Рінгера, в якому знаходиться досліджуваний об’єкт. Через підсилювач біопотенціалів електроди підводять до осцилографа. Якщо під мікроскопом за допомогою мікроманіпулятора мікроелектрод ввести всередину нервової клітини, нервового або м’язового волокна, то в момент проколу осцилограф покаже різницю потенціалів - потенціал спокою. Мікроелектрод настільки тонкий, що майже не пошкоджує мембрану.

Мембранно-іонна теорія пояснює походження потенціалу неоднаковою концентрацією К+, Na+,

CI-, які несуть електричні заряди всередині та поза клітиною, а також різною проникністю для них мембрани. В клітині в 30-50 разів більше К+ і в 8-10 разів менше Nа+, ніж в тканинній рідині. Отже всередині клітини переважають К+, ззовні Nа+. Основним аніоном тканинної рідини являється СІ-.

В клітині більше крупних органічних аніонів, які не можуть проникати крізь мембрану (катіони мають позитивний заряд, а аніони негативний).

Стан неоднакової іонної концентрації по обидва боки плазматичної мембрани наз. іонною асиметрією - це фізіологічне явище, яке зберігається поки клітина жива. Вона підтримується роботою натрій - калієвих насосів, котрі безперервно перекачують Nа+ з клітини а К+ в клітину. Робота ця здійснюється з затратою енергії, яка вивільнюється при розщеплення АТФ (аденозинтрифосфорної кислоти).

В спокої проникність мембрани значно вища для К+, ніж для Nа+. Завдяки високій концентрації іони К+ прагнуть вийти з клітини назовні. Крізь мембрану вони проникають на зовнішню поверхню клітини, але далі йти не можуть. Крупні аніони клітини, для яких мембрана не проникла, не можуть слідувати за калієм, і накопичуються на внутрішній поверхні мембрани, створюючи негативний заряд, котрий утримує електростатичним зв’язком позитивні іони калію, які перестрибнули через мембрану.

Таким чином виникає поляризація мембрани, потенціал спокою:

по обидва її боки утворюється подвійний електричний шар:

зовні з позитивно заряджених іонів калію,

а в середині з негативно заряджених різних крупних аніонів.

Потенціал дії.

Потенціал спокою зберігається до тих пір, поки не виникло збудження.

Під дією подразника проникність мембрани для Nа+ підвищується. Концентрація Nа+ ззовні клітини в 10 разів більший ніж всередині. Тому Nа+ спочатку повільно. А потім лавиноподібне прямує всередину. Іони натрію заряджені позитивно, тому відбувається перезарядка мембрани і її внутрішня поверхня приймає позитивний заряд, а зовнішня - негативний. Таким чином відбувається реверсія потенціалу, зміна його на протилежний знак (він стає негативним зовні та позитивним всередині клітини). Цим пояснюється той факт, що збудлива ділянка стає електронегативною по відношенню до тієї, що знаходиться в стані спокою.

Однак збільшення проникності мембрани для натрію не тривале, вона швидко знижується та підвищується для К+. Це викликає збільшення потоку позитивно заряджених іонів з клітини в зовнішній розчин. Внаслідок відбувається реполярізація мембрани: її зовнішня поверхня набуває знову позитивний заряд. А внутрішня - негативний.

Електричні зміни мембрані в процесі збудження получили назву потенціалу дії. Тривалість його вимірюється тисячними долями секунди (мілісекундами).

Під час збудження Nа+ входять в клітину, а К+ виходять назовні. Здавалося б, що концентрація іонів в клітині повинна змінюватись. Як показали досліди, навіть багатогодинне подразнення нерву і виникнення в ньому десятків тисяч імпульсів не змінюють вміст в ньому Nа+ і К+. Це пояснюється роботою натрій - калієвого насосу (помпи), який після кожного циклу збудження розводить іони по місцях: накачує К+ назад в клітину та виводить з неї Nа+. Помпа працює на енергії внутрішньоклітинного обміну речовин. Це доводиться тим, що отрути, які зупиняють обмін речовин, припиняють роботу помпи.

Проведення збудження по нерву.

Проведення збудження є єдиною функцією нервів.

Від рецепторів вони проводять збудження до ЦНС, а від ЦНС до робочого органу.

З фізичної точки зору нерв дуже поганий провідник. Його опір в 100 млн. разів більший, ніж у мідної проволоки того ж діаметру., однак нерв відмінно виконує свою функцію проводжуючи імпульси без стухання та на великі відстані.

Згідно мембранної теорії, кожна збуджена ділянка набуває негативний заряд, а так як сусідні ділянка має має позитивний заряд, то дві ділянки являються протилежне зарядженими. За таких умов між ними потече електричний струм. Цей місцевий струм являється подразником для спокійної ділянки, викликає її збудження та змінює заряд на негативний. Як тільки це відбудеться, між знову збудженою і спокійною ділянками потече електричний струм і все повториться.

Таким чином, в кожній ділянці волокна збудження генерується заново і розповсюджується не електричний струм, а збудження. Цим пояснюється здатність нервового волокна проводити без стухання. Нервовий імпульс залишається постійним за величиною на початку та в кінці шляху та розповсюджується з постійною швидкістю. Крім того, всі імпульси, які проходять нервом, абсолютно однакові за величиною та не відображають якості подразнення. Змінюватися може тільки їх частота, яка залежить від сили подразника.

Величина та тривалість імпульсу збудження визначається властивостями нервового волокна, яким воно розповсюджується.

Швидкість проведення імпульсу залежить від діаметра волокна: чим воно товща, тим швидше розповсюджується збудження.

Найбільша швидкість проведення (120м/с) відрізняються мієлінові рухові та чутливі волокна. Які керують функцією скелетних м’язів. Найповільніше (15м/с) проводять імпульси безмієлінові волокна, які інервують внутрішні органи.

Лекція № 5

Фізіологія скелетних і гладеньких м’язів.

З функціональної точки зору до рухового апарату відносяться мотонейрони, їх аксони та мотоневральні синапси, які приводять нервові імпульси до м’язових волокон. Нервово-м’язова частина рухового апарату називається Нервово-м’язовою системою організму.

Нейромоторна одиниця.

Є анатомічною та функціональною одиницею скелетних м’язів. Під нею розуміють руховий нейрон та групу м’язових волокон, які їм інневуються.

В його склад входить різна кількість м’язових волокон, що залежить від спеціалізації м’яза. Чим тонша робота, тим менша кількість м’язових волокон включена в нейромоторну одиницю. Рухова одиниця працює як єдине ціле, імпульси, які посилають мотонейрони, приводять в дію всі м’язові волокна, які її утворюють.

Види м’язів.

Їх три види: гладенькі, посмуговані та серцевий м’яз.

Функції скелетних м’язів:

а) скорочення - переміщення тіла в просторі та підтримка пози,

б)рецепторна функція (своєрідний орган чуття) - в товщі м’яза знаходяться пропріорецептори

(власне рецептори м’язів), які реагують на скорочення та розтягнення м’яза, хемо- та

терморецептори.

в)участь в водно-сольовому обміні - є депо води та солей,

г)участь в терморегуляції - при скороченні частина енергії АТФ переходить в теплову енергію,

д)є депо глікогену,

є) в м’яза здійснюються процеси синтезу та резинтезу глікогену, АТФ, креатинфосфату,

ж) є депо кисню за рахунок міогемоглобіну, який знаходиться в м’язових клітинах. Цей кисень

використовується при інтенсивній фізичній роботі.

Стор.342, мал.65(самостійно)

Діяльність посмугованої мускулатури регулюється ЦНС та її ведучим відділом-корою головного мозку. М’яз забезпечений:

а) чутливими нервовими волокнами - пов’язані з пропріорецепторами розташованими в м’язах,

сухожилках, суглобах, зв’язках,

б)руховими нервовими волокнами - через рухові закінчення передаються імпульси від

мотонейронів спинного мозку або кори головного мозку, ці імпульси приводять м’язи в дію,

в)симпатичними нервовими волокнами - через них ЦНС регулює процеси обміну речовин в м’язах та впливає на її функціональний стан.