Въведение във физиологията. Какво изучава науката физиология? Физиология на човека и микроорганизмите Какво е предметът на изучаване на физиологията


Физиологията буквално е изучаване на природата.

Физиологията е наука, която изучава жизнените процеси в организма, неговите съставни физиологични системи, отделни органи, тъкани, клетки и субклетъчни структури, механизмите на регулиране на тези процеси, както и действието на факторите. външна средавърху динамиката на жизнените процеси.

История на развитието на физиологията

Първоначално идеята за функциите на тялото се формира въз основа на трудовете на учени от Древна Гърция и Рим: Аристотел, Хипократ, Гален и други, както и учени от Китай и Индия.

Физиологията става самостоятелна наука през 17 век, когато наред с методите за наблюдение на дейността на тялото започва разработването на експериментални методи за изследване. Това беше улеснено от работата на Харви, който изучаваше механизмите на кръвообращението; Декарт, описващ рефлексния механизъм.

През 19-20 век физиологията се развива интензивно. Така изследванията на възбудимостта на тъканите са извършени от K. Bernard и Lapik. Значителен принос са направили учени: Лудвиг, Дюбоа-Реймонд, Хелмхолц, Пфлугер, Бел, Пенгли, Ходжкин и местни учени Овсяников, Ниславски, Цион, Пашутин, Введенски.

Иван Михайлович Сеченов се нарича баща на руската физиология. Изключително важни са неговите трудове за изследване на функциите на нервната система (централно или сеченовско инхибиране), дишането, процесите на умора и др. В работата си „Рефлексите на мозъка“ (1863) той развива идеята за рефлексния характер на процесите, протичащи в мозъка, включително мисловните процеси. Сеченов доказва определянето на психиката от външни условия, т.е. зависимостта му от външни фактори.

Експерименталното обосноваване на разпоредбите на Сеченов е извършено от неговия ученик Иван Петрович Павлов. Той разширява и развива рефлексната теория, изучава функциите на храносмилателните органи, механизмите за регулиране на храносмилането и кръвообращението и разработва нови подходи за провеждане на физиологични експерименти „методи на хроничния опит“. За работата си върху храносмилането през 1904 г. е награден Нобелова награда. Павлов изучава основните процеси, протичащи в кората мозъчни полукълба. Използвайки разработения от него метод на условните рефлекси, той поставя основите на науката за висшата нервна дейност. През 1935 г. на Световния конгрес на физиолозите И. П. Павлов е обявен за патриарх на физиолозите в света.

Цел, задачи, предмет на физиологията

Експериментите върху животни предоставят много информация за разбиране на функционирането на тялото. Въпреки това, физиологичните процеси, протичащи в човешкото тяло, имат значителни разлики. Следователно в общата физиология има специална наука - физиологията на човека. Предмет на човешката физиология е здравото човешко тяло.

Основни цели:

1. Изследване на механизмите на функциониране на клетките, тъканите, органите, органните системи и тялото като цяло.

2. Изследване на механизмите за регулиране на функциите на органите и органните системи.

3. Идентифициране на реакциите на тялото и неговите системи към промени във външните и вътрешна среда, както и изследване на механизмите на възникващи реакции.

Експериментът и неговата роля

Физиологията е експериментална наука и нейният основен метод е експериментът.

1. Остро преживяване или вивисекция („разрез на живо“). В процеса на операция се извършва под анестезия и се изследва функцията на отворен или затворен орган. След опита не се постига оцеляване на животното. Продължителността на такива експерименти варира от няколко минути до няколко часа. Например разрушаване на малкия мозък при жаба. Недостатъците на острия опит са кратката продължителност на опита, страничните ефекти от анестезията, загуба на кръв и последваща смърт на животното.

2. Хроничният опит се осъществява чрез провеждане подготвителен етапоперативна интервенция за достъп до органа, а след излекуване започват изследвания. Например, фистула на слюнчените канали при куче. Тези експерименти продължават до няколко години.

3. Понякога се отличава подостър опит. Продължителността му е седмици, месеци.

Експериментите върху хора са коренно различни от класическите.

1. Повечето изследвания се извършват неинвазивно (ЕКГ, ЕЕГ).

2. Изследвания, които не увреждат здравето на субекта.

3. Клинични експерименти - изследване на функциите на органи и системи, когато са увредени или патологични в центровете на тяхната регулация.

Регистрирането на физиологичните функции се извършва с помощта на различни методи: прости наблюдения и графичен запис.

През 1847 г. Лудвиг предлага кимограф и живачен манометър за отчитане на кръвното налягане. Това направи възможно минимизирането на експерименталните грешки и улесняване на анализа на получените данни. Изобретяването на струнния галванометър направи възможно записването на ЕКГ.

В момента в Физиология голямо значениепритежава регистрация на биоелектрична активност на тъкани и органи и микроелектронен метод. Механичната активност на органите се записва с помощта на механично-електрически преобразуватели. Структурата и функцията на вътрешните органи се изследват с ултразвукови вълни, ядрено-магнитен резонанс и компютърна томография.

Всички данни, получени с помощта на тези техники, се подават към електрически записващи устройства и се записват на хартия, фотографски филм, в паметта на компютъра и впоследствие се анализират.

Връзка между физиологията и другите науки

Физиологията е теоретичната основа на медицината. Тя е в основата на решаването на проблемите, свързани с поддържането на човешкото здраве и работоспособност в различни условия на живот и в различни възрастови периоди.

За да разпознаете болестта, трябва да знаете нормално състояниефункции на тялото и за да го лекувате, трябва да имате разбиране за механизмите на променливостта на функциите на тялото. Следователно физиологията, като фундаментална биологична наука, е тясно свързана с други науки.

По този начин, без познаване на законите на физиката, е невъзможно да се обяснят биоелектричните явления в тъканите, цветното и звуковото възприятие. Без използването на данни от химията е невъзможно да се опишат процесите на метаболизма, храносмилането и дишането. Следователно на пресечната точка на тези науки с физиологията се появиха биохимията и биофизиката. Физиологията е тясно свързана с морфологичните науки цитология и хистология, анатомия. Физиологията е свързана с кибернетиката, която изучава контролните процеси в тялото и механизмите за обратна връзка. Физиологията разкрива материалната основа на някои от висшите функции на човешкия мозък и по този начин е тясно свързана с психологията.

Математиката, като начин за обработка на данни и моделиране на процеси, се използва широко във физиологията. Физиологията е тясно свързана с клиничните дисциплини.

Основни раздели на физиологията.

1. Общата физиология изучава основните модели на жизнената дейност на тялото и механизмите на основните процеси.

2. Частна физиология – функции на отделни клетки, органи и физиологични системи. Разграничава физиологията на мускулната тъкан, физиологията на сърцето и др.

3. Раздели, които имат специфични предмети на изследване и използват специални подходи: еволюционна, сравнителна физиология.

4. Във физиологията на човека се разграничават приложни раздели: възрастова, клинична физиология, физиология на труда и спорта, авиационна и космическа физиология.

5. Някои раздели на физиологията са в основата на психологията: физиология на висшата нервна дейност, физиология на централната нервна система.



Всеки знае ли какво изучава физиологията и какви задачи изпълнява? Физиология - тази наука се занимава с изследвания в областта на жизнената дейност на човешкия организъм.Това включва биологични процеси, взаимодействие на отделни органи, системи, клетки, тъкани, механизми за регулиране на определени процеси. Определението е доста обемно, така че ще трябва да го разберете по-подробно.

Характеристика на науката

За да отговорите на въпроса какво е физиологията, трябва да разберете какво точно прави. Тази наука изучава жизнената дейност на живия организъм, както и отделните му части и системи.

Разделен е на две части:

  • Общо (изучава моделите на активност на възбудимите тъкани, законите на тяхното дразнене).
  • Частен (изучава проявата на жизнените функции на отделните органи, тяхната комуникация и комуникация с другите, общото взаимодействие на всички системи).

Тази наука се счита за основа за научни изследвания и разработки в модерни техникилечение, тъй като ни позволява да разберем структурните особености на органите на човешкото тяло, възможността за адаптирането му към различни условияи експозиции, стрес или развиващи се патологии. Благодарение на последните разработки и напредък в тази дисциплина се появяват открития в областта на здравеопазването и различни терапевтични техники.

Както вече споменахме, науката физиология изучава особеностите на функционирането на органите на човешкото тяло. Всички те са взаимосвързани и здравето зависи от хармонията на функциониране.


Ето основните системи, които се изучават внимателно от дисциплината:

  • Сърдечно-съдови органи (отговорни за изпомпването на кръв през венозната система).
  • Стомашно-чревен тракт (отговорен за преработката на храната и превръщането й в полезни компоненти).
  • Репродуктивна система (възможността за потомство зависи от нормалното й функциониране).
  • Ендокринна система (отговорна за производството на секрети за нормално развитие и живот).
  • Кожата (която е отговорна за защитата на вътрешните органи от бактерии и вредни микроорганизми).
  • Мускулно-скелетна система (без нея човек не може да се движи нормално).
  • Дихателна система (отговорна за пълненето на тъканите и кръвта с кислород).
  • Отделителна система (отговорна за отстраняването на токсини, отпадъци и други отпадъци от тялото).
  • Нервна система (осигурява чувствителност и предаване на импулси и сигнали в тялото).
  • Защитна система, имунитет (предотвратява навлизането на патогени и микроорганизми в тялото).

Но това не е всичко, което изучава човешката физиология, тъй като освен областта на медицината, науката засяга и свързани дисциплини. Проучете влиянието на определени процеси върху функционирането на системите, идентифицирайте тяхната реакция към различни промени.


Физиологията е теоретичната основа на медицината, един вид „фундамент“ за цялата система на здравеопазване. Това обаче не са всички области, с които се пресича тази наука. Физиологията се използва в биологията, биохимията, анатомията, хистологията и др. Дори без физика е невъзможно да се намери нормално обяснение за процесите, протичащи в много човешки тъкани.

Химията се включва в момента, когато трябва да се изрази на хартия преминаването на метаболизма, разграждането на храната в стомаха, навлизането на кислород в белите дробове и т.н. Всички процеси на окисляване, разделяне на елементи и други неща не могат да се извършват без познания и пресичане с тази дисциплина.

Човешката анатомия и физиология са тясно свързани, защото имат един и същи предмет на изследване. Характерна черта на последния е по-широкото изучаване на много процеси във физиологията, както и потапянето в научната основа на определени реакции. Ето няколко характеристики, които отличават физиологията и я отделят като независима дисциплина, са:

  • Изучаване на основните закони на живота на човешкото тяло и техните механизми.
  • Изследване на отделни клетки, физиологични системи и органи.
  • Разглеждане на конкретни обекти, например еволюция.
  • Изучаване на особеностите на взаимодействие между психиката, централната нервна система и вътрешна структурав общи линии.

Много специалисти в сродни професии се занимават с овладяване на знания в областта на физиологията, например масажисти, спортни треньори, физиотерапевти, хиропрактики и др. Това е необходимо, за да се разберат особеностите на протичането на определени процеси в тялото или органа и да се проведе адекватна и ефективна терапия или първа помощ, осигуряваща правилно въздействие.

Подобна по име, но с други предмети на изучаване, психофизиологията днес привлича не по-малко внимание от физиологията. Тя учи физиологична основачовешкото поведение.


За да отговорим на въпроса какво изучава психофизиологията, трябва да се задълбочим малко в нея.Това е специален клон на науката, който свързва психологията и физиологията, поставяйки на първо място изучаването на ролята на биологичните фактори върху психиката на всеки индивид . Основните задачи на тази област са:

  • Изследване на трансфера на данни от централната нервна система към различни области на човешкото тяло.
  • Изучаване на особеностите при вземане на определени решения и тяхното прилагане на ниво мозъчна дейност.
  • Изследване на паметта, влиянието на мотивацията, мисленето и движението като физиологични основи.
  • Изследване на емоционалните реакции към стресови фактори и в покой.
  • Проучване на появата на нарушения в тялото, причината за които е психически фактор.

Психофизиологията има за цел да научи как да използва динамиката на физическите процеси за диагностициране на психическа стабилност. Включете психокорекция, за да повлияете положително на здравето на пациента и да подобрите общото му състояние.

Физиологията дава отговори на много нерешени теми за това как функционира нашето тяло, как реагира на стимули и помага за разширяване на възможностите за диагностициране на нарушения и развитие на различни патологии. Следователно значението му за съвременната медицина не може да бъде надценено.

Физиологията (физика - природа) е наука за нормалните процеси в организма, съставните му физиологични системи, отделни органи, тъкани, клетки и субклетъчни структури, механизмите на регулиране на тези процеси и влиянието на природните фактори на околната среда върху функциите на тялото.

Въз основа на това, като цяло, предметът на физиологията е здрав организъм. Задачите на физиологията са включени в нейното определение. Основният метод на физиологията е експериментът върху животни. Има 2 основни типа експерименти или експерименти:

1. Остър опит или вивисекция (разрез на живо). По време на процеса се извършва хирургична интервенция и се изследват функциите на отворен или изолиран орган. След това не се постига оцеляване на животното. Продължителността на острия експеримент е от няколко десетки минути до няколко часа (пример).

2. Хроничен опит. В процеса на хронични експерименти се извършва хирургична интервенция за достъп до органа. След това постигат заздравяване на оперативните рани и едва след това започват изследвания. Продължителността на хроничните експерименти може да бъде много години (пример).

Понякога се разграничава подостър експеримент (пример).

В същото време медицината изисква информация за механизмите на функциониране на човешкото тяло. Следователно И.П. Павлов пише: „Експерименталните данни могат да се прилагат към хора само с повишено внимание, постоянно проверявайки фактическото сходство с дейностите на тези органи при хора и животни.“ Следователно, без да се правят специални наблюдения и експерименти върху хора, изучаването на неговата физиология е безсмислено Поради това се обособява специална физиологична наука - физиологията на човека.Физиологията на човека има предмет, задачи, методи и история.Предметът на физиологията на човека е здравото човешко тяло.

Нейните задачи:

1. Изследване на механизмите на функциониране на клетките, тъканите, органите, системите, човешкото тяло като цяло

2. Изследване на механизмите за регулиране на функциите на органите и системите на тялото

3. Идентифициране на реакциите на човешкото тяло и неговите системи към промени във външната и вътрешната среда

Тъй като физиологията като цяло е експериментална наука, основният метод на човешката физиология също е експериментът. Експериментите върху хора обаче са коренно различни от експериментите върху животни. Първо, по-голямата част от изследванията върху хора се извършват с помощта на неинвазивни методи, т.е. без да се засягат органите и тъканите (например ЕКГ, ЕЕГ, ЕМГ, кръвни изследвания и др.). Второ, опити върху хора се извършват само когато не причиняват вреда на здравето и със съгласието на субекта. Понякога се провеждат тежки експерименти върху хора в клиниката, когато диагностичните задачи го изискват (пример). Все пак трябва да се отбележи, че без данните на класическата физиология възникването и развитието на човешката физиология би било невъзможно (паметници на жабата и кучето). Също така И.П. Павлов, оценявайки ролята на физиологията за медицината, пише: „Разбрани в грубия смисъл на думата, физиологията и медицината са неразделни; познаването на физиологията е необходимо за лекар от всякаква специалност. И също така, че „Медицината само като непрекъснато се обогатява ден след ден с нови физиологични факти, най-накрая ще стане това, което трябва да бъде в идеалния случай, т.е. способността да се поправи увреден човешки механизъм и да се прилагат знанията на физиологията“ (примери от клиниката). Друг известен руски физиолог, проф. В.Я. Данилевски отбеляза: „Колкото по-точно и пълно са определени признаците на нормата за физическия и психическия живот на човека, толкова по-правилна ще бъде диагнозата на лекаря за неговите патологични отклонения.“

Физиологията, като фундаментална биологична наука, е тясно свързана с други фундаментални и биологични науки. По-специално, без познаване на законите на физиката е невъзможно да се обяснят биоелектричните явления и механизмите на възприемане на светлина и звук. Без използването на данни от химията е невъзможно да се опишат процесите на метаболизъм, храносмилане, дишане и др. Следователно на границата на тези науки с физиологията възникват спомагателните науки биофизика и биохимия.

Тъй като структурата и функцията са неделими и функцията е тази, която определя формирането на структурата, физиологията е тясно свързана с морфологичните науки: цитология, хистология, анатомия.

В резултат на изследване на въздействието на различни химически веществаПо отношение на тялото фармакологията и токсикологията излизат от физиологията в независими науки. Натрупването на данни за нарушенията на механизмите на функциониране на тялото при различни заболявания послужи като основа за появата на патологична физиология.

Има обща и специфична физиология. Общата физиология изучава основните модели на живота на тялото, механизмите на такива основни процеси като метаболизъм и енергия, възпроизводство, процеси на възбуждане и др. Специалната физиология изучава функциите на специфични клетки, тъкани, органи и физиологични системи. Следователно той съдържа раздели като физиология на мускулната тъкан, сърцето, бъбреците, храносмилането, дишането и др. Освен това във физиологията има раздели, които имат специфичен предмет на изследване или специални подходи към изследването на функциите. Те включват еволюционна физиология (обяснение), сравнителна физиология и физиология на развитието.

Физиологията има редица приложни раздели. Това е например физиологията на селскостопанските животни.

Във физиологията на човека се разграничават следните приложни раздели:

1. Възрастова физиология. Изследва свързаните с възрастта характеристики на функциите на тялото.

2. Физиология на труда

3. Клинична физиология. Това е наука, която използва физиологични техники и подходи за диагностика и анализ на патологични аномалии

4. Авиационна и космическа физиология

5. Физиология на спорта

Човешката физиология е тясно свързана с такива клинични дисциплини като терапия, хирургия, акушерство, ендокринология, психиатрия, офталмология и др. Например, тези науки използват множество техники, разработени от физиолози за диагностика. Отклоненията от нормалните параметри на тялото са основата за идентифициране на патологията.

Някои раздели на човешката физиология са в основата на психологията (физиология на централната нервна система, вътрешна нервна система, сетивни системи, психофизиология).

Организация учебен процесв Катедрата по нормална физиология на Държавния медицински университет в Рязан. Физиологията като научна дисциплина. Етапи на развитие на физиологията. Понятие за функция, класификация на функциите, методи за изследване на функциите. Връзката между физиологията и медицината и други научни дисциплини.


Споделете работата си в социалните мрежи

Ако тази работа не ви подхожда, в долната част на страницата има списък с подобни произведения. Можете също да използвате бутона за търсене


ВЪВЕДИТЕЛНА ЛЕКЦИЯ. ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ НА ФИЗИОЛОГИЯТА. ЕТАПИ НА РАЗВИТИЕ НА ФИЗИОЛОГИЯТА, НЕЙНАТА ВРЪЗКА С МЕДИЦИНАТА

Конспект на лекцията

  1. Организация на учебния процес в катедрата по нормална физиология на Рязанския държавен медицински университет.
  2. Физиологията като научна дисциплина. Етапи на развитие на физиологията.
  3. Понятие за функция, класификация на функциите, методи за изследване на функциите.
  4. Връзката между физиологията и медицината и други научни дисциплини.

Дойдохте в катедрата по физиология, за да продължите образованието си медицински университет. Физиологията, заедно с анатомията, хистологията и биохимията, е една от най-важните биомедицински дисциплини, създаваща основа за по-нататъшна работа в клиничните отделения. Нашата дисциплина ще се преподава под формата на лекционен курс (една лекция седмично) и практически курслабораторни занятия (един урок седмично).

По време на лабораторните занятия ще проведем физиологични експерименти, за да потвърдим моделите, които се изучават.

За лекционния курс трябва да имате отделна тетрадка от 96 страници. За изпълнение на лабораторните упражнения е необходимо да имате и отделна тетрадка с обем 96 страници. Съгласно заповед на ректора на университета студентите по медицина трябва да носят бяла престилка по време на лекции и занятия. Ще провеждам лекции и лабораторни упражнения с вас. Фамилията ми е Лапкин, казвам се Михаил Михайлович. аз имам академична степенДоктор на медицинските науки, титлата професор и аз съм ръководител на катедрата по физиология на Държавния медицински университет в Рязан.

По време на курса на обучение ще полагате тестове в разделите по физиология, които изучавате, а в края на курса ще положите държавен прехвърлителен изпит. Можете да използвате учебника като основен учебникФизиология от Р. М. Берн, М. Н. Леви и др., Мосби, 1998 г.Този учебник можете да получите от библиотеката. Ще изпълнявате лабораторни упражнения по методически разработкиКатедра по физиология на държавния медицински университет в Рязан.

След кратко въведение и получаване на информация за организацията на учебния процес в нашата катедра, ще преминем към обсъждане на основната част от нашата лекция.

Терминът физиология идва от гръцки думи physis природа и лога преподаване, наука, т.е. V в широк смисълфизиологията е наука за природата. В по-тесен смисъл физиологията е наука за функциите на организма на животните и човека. Терминът функция идва от гръцкифункция функция. функция проява на жизнената дейност на организма като цяло, неговите отделни системи, органи и тъкани, осигуряващи адаптиране към променящите се условия заобикаляща среда, или адаптиране на средата към нуждите на тялото с цел постигане на най-оптималната адаптация.

По този начин, предмет на изучаване на физиологиятае функция. Обектът на изучаване на физиологията е здравият организъм на животните и хората.

В съответствие с възгледите на специалистите в областта на историята на науката, развитието на физиологията условно се разделя на два етапа:

  • преди научни (до 1628 г.);
  • научен (след 1628 г.).

Преднаучен етап от развитието на физиологията.

Представители до научен етапРазвитието на физиологията може да се счита за известни древни учени Хипократ, Авицена, Гален, Парацелз и много други. Хипократ и Гален, например, развиват идеи за видовете човешко поведение (идеи за холерик, сангвиник, меланхолик и флегматик). Авицена развива редица оригинални идеи за индивидуалното здраве и начините за укрепването му.

Научен етап от развитието на физиологията.

Датата на началото на научния етап на физиологията се счита за датата на публикуване на труда на известния английски лекар и физиолог Уилям Харви (1578-1657) „Анатомични изследвания върху движението на сърцето и кръвта при животните“ (1628). В тази работа за първи път У. Харви формулира идеи за движението на кръвта при животните през системното кръвообращение. Освен това всички данни са получени експериментално с помощта на нов за това време метод - методът на вивисекцията (буквално терминът вивисекция означава разрез на живо).

Важен крайъгълен камък в развитието на физиологията може да се счита за работата на известния френски учен Рене Декарт (1596-1650), който първи формулира идеи за отражателния механизъм, който по-късно е наречен рефлекс от чешкия учен И. Прохазка (1749 г. -1820).

Значителен принос за развитието на физиологията на централната нервна система имат изследванията на англичанина С. Бел и французина Ф. Можанди, които независимо откриват закона, според който дорзалните корени на гръбначния мозък се състоят от чувствителни , центростремителни нервни влакна и предните корени на изпълнителни, центробежни влакна.

Английският неврофизиолог К. Шерингтън (1856-1934) формулира основните принципи на координация на рефлексната дейност и създава физиологична школа в областта на рефлексологията. През 1932 г. Чарлз Шерингтън получава Нобелова награда.

Голям принос за развитието на физиологията има работата на Луиджи Галвани (1737-1798), посветена на проблема с биоелектричеството. Произведенията на Л. Галвани послужиха като основа за формирането на ново научно направление, което по-късно получи името електрофизиология. Впоследствие значителен принос за развитието на електрофизиологията имат Дж. Екълс, Е. Хъксли и А. Ходжкин, които през 1963 г. получават Нобелова награда.

Връщайки се към физиологичните изследвания от 18-ти и 19-ти век, е необходимо да се отбележи работата на немската физиологична школа. По-специално, изключителни успехи в развитието на физиологичната наука са свързани с работата на К. Лудвиг, който изобретява кимографа, устройство за записване на физиологични функции (1847 г.). Освен това К. Лудвиг провежда редица интересни изследвания в областта на физиологията на кръвообращението.

Френският физиолог Клод Бернар развива учението за постоянството на вътрешната среда като необходимо условие за живота на висшите животни и хората. Впоследствие тази идея е в основата на учението на американския физиолог Уолтър Кенън за хомеостазата.

Постижението на 20-ти век, отбелязано с Нобеловата награда през 1936 г., е откриването на химическия механизъм на предаване на нервните импулси в синапсите от австрийския учен О. Леви и английския физиолог Г. Дейл.

В една лекция не е възможно да се изброят всички изключителни открития в областта на физиологията и учените, които са ги направили. Ще се опитаме да се спрем на тези въпроси в хода на изучаването на нашата дисциплина. Но поради факта, че получавате образование в Русия, не мога да не кажа няколко думи за руската физиологична школа и нейните постижения.

Руска физиологична школа.

Един от най-важните етапи в развитието на науката в Русия е откритието през 1724г Руска академия Sci. Един от изключителните Руски учение М. В. Ломоносов, който първи формулира идеи за механизмите на цветното зрение.

Трудовете на И. М. Сеченов направиха пробив в обяснението на механизмите на целенасоченото човешко поведение и създадоха основата за научно обяснение на психичните явления. През 1863 г. е публикувана неговата работа, озаглавена „Рефлексите на мозъка“, в която Иван Михайлович за първи път, въз основа на рефлексни позиции, се опитва да обясни механизмите на висшите психични функции.

Един от изключителните представители на световната физиология беше академик И. П. Павлов. За изследванията си в областта на физиологията на храносмилането той е удостоен с първата Нобелова награда за физиология през 1904 г. В допълнение, I.P. Павлов е автор на учението за условните рефлекси, учението за висшата нервна дейност на животните и хората.

Не можете да пренебрегнете трудовете на изключителния руски физиолог от 20-ти век, основателят на катедрата по физиология в Рязан, катедрата, в която присъствате днес, академик Пьотр Кузмич Анохин. П. К. Анохин разработи нова посока във физиологията - теорията на функционалните системи. Тази посока по същество е прилагането на идеите на кибернетиката в биологията.

Класификация на функциите. Методи за изследване на функцията.

Връщайки се към понятието функция, трябва да разгледаме редица техни класификации.

Функциите могат да бъдат разделени на прости и сложни. Пример за проста функция е функцията за транспортиране на вещество с ниско молекулно тегло през биологична мембрана. Пример сложни функциимогат да бъдат най-висшите психични функции на човек.

Функциите могат да бъдат разделени на вродени и придобити. Пример за вродени функции могат да бъдат много вродени човешки рефлекси: смучене, преглъщане, зеница и др. Пример за придобити функции могат да бъдат различни придобити, условни рефлекси: храна, отбранителни и др.

Въз основа на времето за изпълнение функциите се разделят на статични и динамични. Пример за статична, дългосрочна функция е мускулният тонус. Пример за динамична, бързо реализирана функция е единична контракция на скелетно-набраздения мускул.

Нива на обучаващи функции.

Функциите могат да бъдат изследвани на макроскопично, микроскопично и биохимично ниво.

Макроскопичното ниво на изследване е изследване на функциите на ниво орган, система и организъм.

Микроскопското ниво на изследване е изследване на функциите на тъканно, клетъчно и субклетъчно ниво.

Биохимичното ниво е изследване на функциите на макромолекулно, молекулярно и атомно ниво.

Организация на физиологичните изследвания.

Изследването на физиологичните функции може да се извърши под формата на просто наблюдение на обект или под формата на специално организиран експеримент. Пример за просто наблюдение са различни етологични методи (етология, поведенческа наука). Според формата на организация опитите се делят на остри и хронични. Пример за остър експеримент е експеримент за изследване на промените в кръвното налягане при животно под анестезия. Пример за хроничен експеримент е дългосрочното изследване на моделите на функциониране на паротидната слюнчена жлеза на животно, при което слюнченият канал е бил отстранен преди това по време на операция.

Методи за изследване на функцията.

  1. Метод на дразнене.

За да се идентифицира определена функция, в някои случаи е необходимо да се приложи дразнител към изследвания орган или тъкан. Дразнител е всяка промяна във външната или вътрешната среда на организма.

Класификация на стимулите.

А) Стимулите се делят на подпрагови, прагови и надпрагови. Под прагов стимул се разбира стимул с минимална интензивност, достатъчен, за да предизвика процес на възбуждане в биологичен обект. Минималният интензитет (сила) на стимул, който може да предизвика възбуждане в биологичен обект, се нарича праг на възбуждане. Различните тъкани на тялото имат различни прагове на възбуждане.

Б) В зависимост от качеството си стимулите се делят на механични, електрически, химични и биологични. Един от най-широко използваните стимули във физиологията е електрическият стимул. Това се обяснява с факта, че биоелектричният процес е естествен за много тъкани на тялото. Този стимул лесно се дозира по амплитуда и честота и лесно се определя началото и края на неговото действие.

В) В зависимост от адаптивността на тъканта към текущия стимул, всички стимули по отношение на даден обект се делят на адекватни и неадекватни. Например, светлинен стимул (или само светлина) ще бъде адекватен стимул по отношение на рецепторите на ретината, а всички други стимули по отношение на тези структури ще бъдат неадекватни. Звуковият стимул ще бъде адекватен по отношение на рецепторите на слуховите органи, докато всички други стимули по отношение на тези структури ще бъдат неадекватни. Адекватните стимули имат значително по-ниски прагове на възбуждане от неадекватните.

  1. Един от най-важните методифизиологичните изследвания саметод на регистрация. Днес са известни много системи за запис на физиологични процеси. Един от най прости методирегистрацията е метод, изобретен още през 19 век от известния немски физиолог Карл Лудвиг. Този метод е свързан с изобретяването на специално устройство кимограф. Кимографът се състои от специален механизъм, подобен на часовник, който с помощта на пружина кара барабана да се върти, върху който предварително е прикрепена регистрационната хартия. Много физиологични криви могат да бъдат записани на повърхността на хартията за запис. Например пневмограма, миограма, кардиограма и др.
  2. Електрофизиологични методи.

Както беше отбелязано по-горе, електрическите явления възникват в много тъкани по време на тяхното възбуждане. Отличителна чертаданни на електрически процеси е тяхната ниска амплитуда и широк обхват честотни характеристики. Следователно, за да ги регистрирате, са необходими специални сензорни електроди и специални устройства, които увеличават амплитудата им усилватели. Следователно всяка електрофизиологична инсталация се състои от три основни блока:

  • блок от специални сензори;
  • усилвателен блок;
  • записващо устройство (най-често използваният е осцилоскоп).

Трябва да се добави, че почти всяка физиологична инсталация се състои от тези три функционални блока:

  • блок от преобразуватели на сигнали на сензори;
  • блок за предаване на сигнал;
  • регистрационен блок.
  1. Хирургични методи.

Хирургичните методи се използват при извършване на физиологични в различни варианти:

  • пресичане на всякакви структури и наблюдение на последствията;
  • премахване на всякакви структури и наблюдение на последствията;
  • хирургично моделиране, например хирургия на малка камера според Gendenhain или Pavlov.
  1. Биохимични методи.

Група методи, чиято цел е свързана с анализ на ролята на определени съединения в осъществяването на различни физиологични функции (белтъчини, мазнини, въглехидрати, витамини, макро- и микроелементи и др.).

  1. Математически методи.

От цялото разнообразие математически методиМетодите са широко приложими във физиологията математическа статистиказа потвърждаване на изследваните модели. В допълнение, поради широкото използване на компютърните технологии във физиологията, много физиологични процеси напоследък бяха изследвани с помощта на методи за математическо моделиране.

  1. Връзката между физиологията и медицината и други научни дисциплини.

За да идентифицира тази или онази дисфункция, лекар от всяка специалност трябва да знае нормата и характеристиките на функционирането на тялото на здрав човек. Следователно вашето обучение в катедрата по физиология е необходимо условиеобучение на лекар.

В исторически план физиологията има връзки с много медицински и биологични дисциплини:

  • биология (в широк смисъл физиологията е част от биологията, фокусирана върху изучаването на конкретни субекти и обекти);
  • човешка анатомия (както знаем, човешката анатомия изучава структурата на човешкото тяло, а структурата и функцията са едно: в човешкото тяло няма функция без структура и няма структура без функция);
  • хистология (хистологията изучава структурата на микроскопично ниво и следователно всичко, което беше отбелязано по-горе във връзка с анатомията, еднакво се отнася и за хистологията);
  • биохимия (биохимията изучава ролята на определени биоорганични вещества в други химични вещества при осъществяването на физиологични функции и следователно предоставя допълнителни възможности за разглеждане на физиологичните функции от молекулярно ниво до ниво на организма и дори популацията);
  • патофизиология (физиологията, заедно с други дисциплини на медико-биологичния блок, създава възможност за разглеждане на механизмите на определени нарушения на физиологичните функции по време на развитието на патологията);
  • фармакология (физиологията създава основата за изучаване на ефекта на различни лекарства върху определени физиологични функции, включително тези, които са нарушени поради развитието на патологични процеси).

Така виждаме, че физиологията като научна дисциплина е необходима за обучението на съвременния лекар.

други подобни произведениякоито може да ви заинтересуват.vshm>

6723. Основни понятия от физиологията на труда 34,25 KB
Труд и работа. Трудът е целесъобразната дейност на хората за създаване на потребителски стойности. Като социална категория трудът се определя от социалните, икономическите и производствените отношения в обществото.
2671. История на формирането на специалната психология. Предмет на специалната психология, нейните задачи, връзки с други науки 33,36 KB
Предмет на специалната психология, нейните задачи са връзки с други науки Въпроси: История на формирането на специалната психология. Виготски във формирането и развитието на специалната психология. Предмет на клона на специалната психология.
8336. Предмет, задачи и история на развитието на информатиката. Дефиниция на информацията, нейните свойства 22,3 KB
Определяне на информацията и нейните свойства Предмет и задачи на компютърните науки Информатиката е техническа наука, която систематизира методите за създаване на съхранение, възпроизвеждане, обработка и предаване на данни с помощта на VT компютърна технология, както и принципите на работа на тези инструменти и методи на управлението им. С други думи, можем да кажем, че информатиката е наука за информацията и техническите средства за нейното събиране, съхраняване, обработка, предаване. Като част от основната задача на информатиката се разграничават следните области на нейното практическо приложение:...
10725. Предмет, цели и задачи на курса. Теоретични основи за изучаване и практическо използване на закономерностите и механизмите на възникване и развитие на конфликти, принципи и технологии за тяхното управление в дейността на органите на вътрешните работи. 47,97 KB
Въпроси: Предмет на целите и задачите на курса: Психология на конфликта. Теоретико-методологически основи на психологията на конфликта. Ролята и спецификата на прилагане на знанията по психология на конфликта в дейността на органите на вътрешните работи. РезюмеУместността на тази тема се определя не само от факта, че тя въвежда нов предмет за изучаване на психологията на конфликта, но също така помага да се ориентирате в него и да разберете, че традициите за натрупване на конфликтологични идеи имат дълга история.
10977. Предмет, цел и задачи на курса. История на развитието на психологията, нейните основни клонове и методи. Теоретични основи за изучаване и практическо използване на психологически модели в правоприлагането 30,42 KB
Методическа основапсихологията като наука. Съществуването на психологията като самостоятелна научна дисциплина датира от по-малко от век и половина, но основните проблеми занимават философската мисъл откакто съществува философията. Психологията като наука за съзнанието. Психологията като наука за поведението.
1886. Етапи на системния анализ, техните основни цели и задачи 27,44 KB
Теорията на оптималните системи ни позволява да оценим границата, която може да бъде постигната в оптимална система, да я сравним с показателите на текущата неоптимална система и да разберем дали е препоръчително в разглеждания случай да се разработи оптимална система. За автоматично контролиран процес автоматично управлявана системаИма два етапа на оптимизация: статичен и динамичен. Статичната оптимизация решава проблемите на създаването и внедряването оптимален моделпроцес и динамика...
14525. Психологията и педагогиката като отрасли на знанието. Предмет на изследване. Структурата на съвременната психология. Връзка между психологията и другите науки 8,63 KB
Структура съвременна психология. Връзката между психологията и другите науки. Пет научни направлениякоето става основа за развитието на психологията като наука. Сеченов се счита за основател на руската научна психология.
4238. Предмет на статистиката и нейните задачи 12,27 KB
Статистиката е наука за количествените и качествени характеристики на човешкия живот, техните изменения, връзки и методи за анализ. Предмет на статистиката е всеки вид човешка дейност, която изисква числено отчитане, записване на качествени показатели, тяхното систематизиране и анализ с последваща прогноза за бъдещето.
12581. Собственост и управление: връзка и тенденции на развитие 198,6 KB
Осветете теоретични аспективръзки между собственост и управление; Определяне на формата на собственост и организация на управление в Виктория-Ф ООД; Предложете начини за решаване на проблемни ситуации в Victoria-F LLC.
5994. Предмет и задачи на “Стратегическо планиране” 87,72 KB
Стратегическата програма е план за общия курс на управленския субект за постигане на мисията на предприятието и стратегическите цели във всяка област на дейност. Основната задача пред предприятията през този период
ЛЕКЦИИ

В ЧОВЕШКАТА ФИЗИОЛОГИЯ

Физиологията като наука. Предмет, задачи, методи, история на физиологията

Физиологията (физика - природа) е наука за нормалните процеси в организма, съставните му физиологични системи, отделни органи, тъкани, клетки и субклетъчни структури, механизмите на регулиране на тези процеси и влиянието на природните фактори на околната среда върху функциите на тялото.

Въз основа на това, като цяло, предметът на физиологията е здрав организъм. Задачите на физиологията са включени в нейното определение. Основният метод на физиологията е експериментът върху животни. Има 2 основни типа експерименти или експерименти:

1. Остър опит или вивисекция (разрез на живо). По време на процеса се извършва хирургична интервенция и се изследват функциите на отворен или изолиран орган. След това не се постига оцеляване на животното. Продължителността на острия експеримент е от няколко десетки минути до няколко часа (пример).

2. Хроничен опит. В процеса на хронични експерименти се извършва хирургична интервенция за достъп до органа. След това постигат заздравяване на оперативните рани и едва след това започват изследвания. Продължителността на хроничните експерименти може да бъде много години (пример).

Понякога се разграничава подостър експеримент (пример).

В същото време медицината изисква информация за механизмите на функциониране на човешкото тяло. Следователно И.П. Павлов пише: „Експерименталните данни могат да се прилагат към хора само с повишено внимание, постоянно проверявайки фактическото сходство с дейностите на тези органи при хора и животни.“ Следователно, без да се правят специални наблюдения и експерименти върху хора, изучаването на неговата физиология е безсмислено , Следователно се обособява специална физиологична наука - физиология на човека, Физиологията на човека има предмет, задачи, методи и история.Предметът на физиологията на човека е здравото човешко тяло.

Нейните задачи:

1. Изследване на механизмите на функциониране на клетките, тъканите, органите, системите на човешкото тяло като цяло

2. Изследване на механизмите за регулиране на функциите на органите и системите на тялото.

3. Идентифициране на реакциите на човешкото тяло и неговите системи към промени във външната и вътрешната среда.

Тъй като физиологията като цяло е експериментална наука, основният метод на човешката физиология също е експериментът. Експериментите върху хора обаче са коренно различни от експериментите върху животни. Първо, по-голямата част от изследванията върху хора се извършват с помощта на неинвазивни методи, т.е. без да се засягат органите и тъканите (например ЕКГ, ЕЕГ, ЕМГ, кръвни изследвания и др.). Второ, опити върху хора се извършват само когато не причиняват вреда на здравето и със съгласието на субекта. Понякога се провеждат тежки експерименти върху хора в клиниката, когато диагностичните задачи го изискват (пример). Все пак трябва да се отбележи, че без данните на класическата физиология възникването и развитието на човешката физиология би било невъзможно (паметници на жабата и кучето). Също така И.П. Павлов, оценявайки ролята на физиологията за медицината, пише: „Разбрани в грубия смисъл на думата, физиологията и медицината са неразделни; познаването на физиологията е необходимо за лекар от всякаква специалност. И също така, че „Медицината само като непрекъснато се обогатява ден след ден с нови физиологични факти, най-накрая ще стане това, което трябва да бъде в идеалния случай, т.е. способността да се поправи увреден човешки механизъм и да се прилагат знанията на физиологията“ (примери от клиниката). Друг известен руски физиолог, проф. В.Я. Данилевски отбеляза: „Колкото по-точно и пълно са определени признаците на нормата за физическия и психическия живот на човека, толкова по-правилна ще бъде диагнозата на лекаря за неговите патологични отклонения.“

Физиологията, като фундаментална биологична наука, е тясно свързана с други фундаментални и биологични науки. По-специално, без познаване на законите на физиката е невъзможно да се обяснят биоелектричните явления и механизмите на възприемане на светлина и звук. Без използването на данни от химията е невъзможно да се опишат процесите на обмяната на веществата, храносмилането, дишането и т.н. Следователно, на границата на тези науки с физиологията, се появяват спомагателните науки биофизика и биохимия.

Тъй като структурата и функцията са неделими и функцията е тази, която определя формирането на структурата, физиологията е тясно свързана с морфологичните науки: цитология, хистология, анатомия.

В резултат на изучаването на ефектите на различни химикали върху тялото, физиологията беше разграничена в независими наукифармакология и токсикология. Натрупването на данни за нарушенията на механизмите на функциониране на тялото при различни заболявания послужи като основа за появата на патологична физиология.

Има обща и специфична физиология. Общата физиология изучава основните модели на живота на тялото, механизмите на такива основни процеси като метаболизъм и енергия, възпроизводство, процеси на възбуждане и др. Специалната физиология изучава функциите на специфични клетки, тъкани, органи и физиологични системи. Следователно той съдържа раздели като физиология на мускулната тъкан, сърцето, бъбреците, храносмилането, дишането и др. Освен това във физиологията има раздели, които имат специфичен предмет на изследване или специални подходи към изследването на функциите. Те включват еволюционна физиология (обяснение), сравнителна физиология и физиология на развитието.

Физиологията има редица приложни раздели. Това е например физиологията на селскостопанските животни. Във физиологията на човека се разграничават следните приложни раздели:

1. Възрастова физиология. Изследва свързаните с възрастта характеристики на функциите на тялото.

2. Физиология на труда.

3. Клинична физиология. Това е наука, която използва физиологични техники и подходи за диагностика и анализ на патологични аномалии.

4. Авиационна и космическа физиология.

5. Физиология на спорта.

Човешката физиология е тясно свързана с такива клинични дисциплини като терапия, хирургия, акушерство, ендокринология, психиатрия, офталмология и др. Например, тези науки използват множество техники, разработени от физиолози за диагностика. Отклоненията от нормалните параметри на тялото са основата за идентифициране на патологията.

Някои раздели от човешката физиология са в основата на психологията. Това е физиологията на централната нервна система, висшата нервна дейност, сетивните системи, психофизиологията.

Историята на физиологията е описана подробно в учебника изд. Ткаченко

^ МЕХАНИЗМИ ЗА РЕГУЛИРАНЕ НА ФУНКЦИИТЕ НА ТЯЛОТО

Хуморална и нервна регулация. Рефлекс. Рефлексна дъга. Основни принципи на рефлексната теория

Всички функции на тялото се регулират от две регулаторни системи: хуморална и нервна. Филогенетично по-древната хуморална регулация е регулация чрез физиологично активни вещества (ПАВ), циркулиращи в телесните течности - кръв, лимфа, междуклетъчна течност. Факторите на хуморалната регулация са:

1.Неорганични метаболити и йони. Например катиони на калций, водород, въглероден диоксид.

2. Хормони на жлезите с вътрешна секреция. Произвежда се от специализирани ендокринни жлези. Това са инсулин, тироксин и др.

3. Локални или тъканни хормони. Тези хормони се произвеждат от специални клетки, наречени паракринни, транспортират се от тъканна течност и действат само на кратко разстояние от секретиращите клетки. Те включват вещества като хистамин, серотонин, стомашно-чревни хормони и други.

4. Биологично активни вещества, които осигуряват творчески връзки между тъканните клетки. Това са секретирани от тях протеинови макромолекули. Те регулират диференциацията, растежа и развитието на всички клетки, които изграждат тъканта и осигуряват функционалната интеграция на клетките в тъканта. Такива протеини са например килоните, които инхибират синтеза на ДНК и клетъчното делене.

Основни характеристики на хуморалната регулация:

1. Ниска скорост на регулаторно въздействие, свързана с ниската скорост на теченията на съответните телесни течности.

2. Бавно нарастване на силата на хуморалния сигнал и бавно намаляване. Това се дължи на постепенно увеличаване на концентрацията на PAS и тяхното постепенно унищожаване.

3. Липса на специфична тъкан или орган-мишена за действието на хуморалните фактори. Те действат върху всички тъкани и органи по течението на течността, в клетките на които има съответните рецептори.

Нервната регулация е регулирането на функциите на тялото чрез рефлекси, осъществявани от нервната система.

Концепцията за рефлексния принцип на нервната система е разработена за първи път през 17 век от френския натуралист Рене Декарт. Той предложи хипотетична схема за формиране на неволно движение (механистичен възглед). Терминът "рефлекс" (рефлексно действие) е въведен във физиологията през 1771 г. от Unser. J. Prohaska през 1800 г. разработи схема на най-простата рефлексна дъга. ТЯХ. Сеченов разшири понятието "рефлекс" до всяка дейност, включително висша нервна дейност (HNA). В същото време той изхожда от 2 положения: 1. цялата дейност на тялото в крайна сметка се свежда до движение. 2. всички движения са рефлексни по произход. И.П. Павлов експериментално обосновава възгледа за рефлекса като основен акт на всяка нервна дейност. Той разделя всички рефлекси според механизма на формиране на безусловни и условни. Основните характеристики на рефлексната теория на I.P. Павлов формулира в своя труд „Отговор на един физиолог към психолозите.” Той включва три основни принципа:

1. Принципът на детерминизма. Казва "няма действие без причина". Тези. Всеки рефлексен акт е следствие от действието на дразнител върху тялото.

2. Принцип на анализ и синтез. В мозъка постоянно се случва анализ, т.е. дискриминация на сигнала, както и синтез, т.е. тяхното взаимодействие и цялостно възприемане.

3. Принципът на структурата. IN нервна системаняма процеси, които да нямат определена структурна локализация.

Морфологичната основа на всеки рефлекс е рефлексната дъга или рефлексният път. Рефлексна дъга (RA) е пътят, по който протича рефлексна реакция, т.е. нервни сигнали. Рефлексната дъга на соматичен (моторен) рефлекс се състои от следните основни връзки:

1. Рецептор, който възприема дразненето

2. Аферентно или възходящо или сетивно нервно влакно

3. Нервен център в централната нервна система.

4. Еферентно или низходящо двигателно нервно влакно

5. Изпълнителен орган „изпълнител”

В редица рефлексни дъги има неврон за обратна връзка (6) или обратен аферентационен неврон, който отговаря и контролира рефлексния отговор.

В соматичната рефлексна дъга могат да се разграничат неврони, които изпълняват специфични функции. По-специално, в най-простия моносинаптичен рефлекс има само 2 неврона: чувствителен и двигател. В най-простата полисинаптична рефлексна дъга, която разглеждаме, има: а) сензорен неврон, б) интерневрон, в) изпълнителен неврон. Ориз. При сложни полисинаптични рефлексни дъгиима стотици и хиляди неврони.

Дъгата на автономния рефлекс има следните връзки:

1. Рецептор

2.Аферентно нервно влакно.

3. Нервен център (например) за симпатикови рефлекси в страничните рога на гръбначния мозък)

4. Преганглионарно нервно влакно

5. Автономен ганглий

6. Постганглионарно нервно влакно

7.Изпълнителен орган. Ориз.

Биологични и функционални системи

През 50-60-те години канадският биолог Лудвиг Берталанфи, използвайки математически и кибернетични подходи, разработи основните принципи на дейността на биологичните системи. Те включват:

1. Почтеност, т.е. несводимост на свойствата на системата до проста сума от свойствата на нейните части. Тези. невъзможно е да се опишат свойствата на една биологична система чрез функциите на отделните й елементи (пример).

2. Структура. Способността да се обясняват функциите на система чрез нейната структура (пример).

3. Йерархия, подчинение на елементите на системата един към друг отгоре надолу. Тези. по-високо разположените системни компоненти контролират по-ниско разположените (пример).

4. Връзка между системата и околната среда (пример).

Берталанфи обаче не идентифицира най-важното - системообразуващия фактор. Следователно основната роля в идентифицирането на системни модели, присъщи на живите организми, принадлежи на академик П.К. Анохин. Във физиологията понятието физиологични системи съществува отдавна. Това е комплекс от морфологично и функционално обединени органи, които имат общи регулаторни механизми и изпълняват хомогенни функции (пример). Въпреки това П.К. Анохин установи, че в тялото има и други системи, например осигуряващи поддържането на жизненоважни важни параметри на тялото. Той ги нарече функционални системи (FSS). Според П.К. Anokhin FUS е набор от органи и тъкани, които осигуряват постигането на цел в определен вид жизнена дейност. Тази цел се нарича полезен адаптивен резултат (BPR). Това може да бъде всеки параметър на вътрешната среда, например телесна температура, нормално съдържание на кислород в кръвта и др., резултат от поведение, което задоволява биологична, например хранителна потребност, резултат социални дейностичовек. Важно е лекарят да разбере FUS, който осигурява хомеостазата.

Именно PPR е факторът, който обединява различни органи и системи на тялото в едно цяло - FUS. Обединяването на органите в FUS се извършва не според морфологичните, а според функционалните характеристики. Следователно FUS може да включва органи и тъкани от голямо разнообразие от физиологични системи. Освен това едни и същи органи могат да бъдат включени в няколко FUS наведнъж. Освен това, за разлика от физиологичните системи, FUS може да бъде както наследствен, така и формиран по време на индивидуалния живот. Общата FUS схема за поддържане на параметрите на хомеостазата включва следните елементи:

2.PPR рецептори

3.Аферентен път

4. Нервен център

5. Автономна регулация

6.Хуморална регулация

7. Поведенческа регулация

8. Метаболизъм (фиг.)

Ако под влияние на някакви причини PPR надхвърли физиологичната норма, PPR рецепторите се възбуждат. Нервните импулси от тях влизат в нервния център, който регулира тази функция. От него те отиват в изпълнителните органи, които осигуряват поддържането на съответния параметър на хомеостазата. В същото време се стартират хуморални регулаторни механизми. Когато въпреки това PPR не се върне към първоначалното ниво, нервните импулси от нервния център започват да навлизат в мозъчната кора. В резултат на възбуждането на неговите неврони се активира външната връзка на саморегулацията на тялото, т.е. поведенческа регулация. Това е целенасочена промяна в поведението на живо същество. В резултат на тези регулаторни влияния PPR се връща на първоначалното ниво, т.е. физиологична норма. PPR се влияе пряко от метаболизма. От друга страна, самият PPR има пряк ефект върху метаболизма процеси. Примери за функционирането на различни FUS.

^ Принципи на саморегулация на тялото. Концепцията за хомеостаза

и хомеокинеза

Способността за саморегулация е основното свойство на живите системи.Необходимо е да се създадат оптимални условия за взаимодействие на всички елементи, които изграждат тялото и осигуряват неговата цялост. Има четири основни принципа на саморегулацията:

1. Принципът на неравновесието или градиента. Биологично образуваниеживотът се състои в способността на живите организми да поддържат динамично неравновесно състояние спрямо околната среда. Например телесната температура на топлокръвните животни е по-висока или по-ниска от околната среда. В клетката има повече калиеви катиони, а извън нея натрий и т.н. Поддържането на необходимото ниво на асиметрия спрямо околната среда се осигурява от регулаторни процеси.

2. Принципът на затворения контур на управление. всеки жива системане просто реагира на раздразнение, но също така оценява съответствието на отговора с действителното раздразнение. Тези. колкото по-силно е раздразнението, толкова по-голяма е реакцията и обратно. Тази саморегулация се осъществява поради обратни положителни и отрицателни обратна връзкав нервната и хуморалната регулаторна система. Тези. управляващата верига е затворена в пръстен. Пример за такава връзка е обратен аферентационен неврон в моторните рефлексни дъги.

3. Принципът на прогнозиране. Биологични системиса в състояние да предвидят резултатите от отговорите въз основа на минал опит. Пример е избягването на болезнени стимули след предишни.

4. Принципът на почтеността. За нормалното функциониране на живата система е необходима нейната структурна цялост.

Доктрината за хомеостазата е разработена от К. Бернар. През 1878 г. той формулира хипотеза за относителното постоянство на вътрешната среда на живите организми. През 1929 г. W. Cannon показва, че способността на тялото да поддържа хомеостаза е следствие от регулаторните системи в тялото. Той също така предложи термина "хомеостаза". Постоянността на вътрешната среда на тялото (кръв, лимфа, тъканна течност, цитоплазма) и стабилността на физиологичните функции са резултат от действието на хомеостатичните механизми. Когато хомеостазата, като клетъчната хомеостаза, е нарушена, настъпва клетъчна дегенерация или смърт. Клетъчната, тъканната, органната и други форми на хомеостаза се регулират и координират от хуморални, нервна регулация, както и скоростта на метаболизма.

Параметрите на хомеостазата са динамични и се променят в определени граници под въздействието на фактори на околната среда (например рН на кръвта, съдържанието на респираторни газове и глюкоза в нея и др.). Това се дължи на факта, че живите системи не само балансират външните въздействия, но и активно им противодействат. Способността да се поддържа постоянството на вътрешната среда при промяна на външната среда е основното свойство, което отличава живите организми от неживата природа. Следователно те са много независими от външната среда. Колкото по-висока е организацията на едно живо същество, толкова по-независимо е то от външната среда (пример).

Съвкупността от процеси, които осигуряват хомеостазата, се нарича хомеокинеза. Осъществява се от всички тъкани, органи и системи на тялото. въпреки това най-висока стойностимат функционални системи.

^ Възрастови характеристикифизиологични функции

и неврохуморална регулация

По време на развитието на организма настъпват както количествени, така и качествени промени. Например, броят на много клетки и техните размери се увеличават. В същото време в резултат на усложняването на структурата на тялото се появяват нови функции. Например, развиващият се мозък на детето придобива способността да абстрактно мислене.

Свързаните с възрастта промени във функциите на системите на тялото се основават на следните явления:

1. Неравномерно или хетерохронно съзряване на органи и системи на тялото. 2 . Етап възраст скокове.

3. Ускорение. Тези. ускоряване на скоростта на биологичното развитие в определен период.

Съзряването на отделните органи и системи не става едновременно (хетерохронно). Новороденото развива преди всичко онези физиологични и функционални системи, които осигуряват оцеляването на тялото през периода. преход от вътрематочно към извънматочно съществуване. Въз основа на наблюдения върху формирането на функционални системи в процеса на онтогенезата, академик П.К. Анохин създава учението за системогенезата. Хетерохронността на развитието на органите и системите може да бъде илюстрирана на примера на двигателната система на детето. Първоначално се формират рефлекси, които осигуряват задържане на главата, след това способността да седне, след това да стои и накрая да ходи. Индивидуалната програма за развитие се осъществява за сметка на генетичния апарат. На определени възрастови етапивъзниква изразяване, т.е. активиране на строго определени гени. В резултат на това се ускорява съзряването на определена система или функция на тялото. Това се проявява чрез възрастов скок или критичен период. Например, наблюдава се рязка промяна в структурата и функцията на органи и системи по време на пубертета.

Акцелерацията е свързана с въздействието на околната среда и социалните фактори върху организма. Придружава се от бърз растеж на скелета, мускулите, вътрешните органи и пубертета.

Формирането и развитието на тялото завършва около 20-годишна възраст. Хората на възраст от 20 до 55-60 години се класифицират като зряла възраст.През този период всички функции на тялото са напълно формирани, функционалната активност на органите и системите е приблизително на същото ниво. Възрастните хора на възраст 65-75 години се характеризират с появата на инволюционни пренареждания. Един от основните признаци на стареене е намаляването на основния метаболизъм, в резултат на което се нарушават метаболитните процеси в клетките. Основният метаболизъм намалява в резултат на намаляване на броя на митохондриите в клетките. Смята се, че основният метаболизъм е един от най-важните факториопределяне на продължителността на човешкия живот. След 75 годишна възраст настъпва. Активността на всички физиологични процеси рязко намалява. В резултат на това възникват много заболявания, свързани с възрастта, като атеросклероза.

Механизмите на неврохуморалната регулация също се променят с възрастта. Новороденото има ограничен брой комплекси безусловни рефлекси, а условни няма. В същото време клетките са силно чувствителни към хуморални фактори. С израстването на детето рефлексната дейност на централната нервна система се подобрява. По-специално, много сложни рефлекси, които позволяват речта, се формират до една година. В същото време първоначалната чувствителност на клетките към хуморалните фактори намалява, Зрелият човек има високо организирани механизми на неврохуморална регулация. В напреднала възраст скоростта и тежестта на рефлексните реакции намалява. Отслабването на нервните ефекти върху органите и тъканите се дължи на деструктивни промени в нервните окончания и синапси в централната нервна система и в периферията. В същото време, поради промени в рецепторния апарат на клетките, тяхната чувствителност към редица хуморални фактори намалява.

За педиатричния факултет познаването на периодите на детството е важно. Те се отличават (според Аршавски):

1. Периодът на новороденото е 7-8 дни.

2. Период на кърмене - 5-6 месеца.

3. Периодът на смесено хранене от 6 до 12 месеца.

4. Период на прохождане 1 година - 3 години

5. Точка преди училищна възраст 37 години.

6. Начална училищна възраст 7-12 години

7. Период на гимназиална възраст 12-17 години

8, Юношески период 17-20 години

ФИЗИОЛОГИЯ И БИОФИЗИКА

К ЛЕТО К

^ Концепцията за раздразнителност, възбудимост и възбуда. Класификация на стимулите

Раздразнителността е способността на клетките, тъканите и тялото като цяло да преминават под въздействието на външни или вътрешни фактори на околната среда от състояние на физиологичен покой към състояние на активност. Състоянието на активност се проявява чрез промени във физиологичните параметри на клетка, тъкан или организъм, например промени в метаболизма.

Възбудимостта е способността на живата тъкан да реагира на дразнене с активна специфична реакция - възбуждане, т.е. генериране на нервен импулс, контракция, секреция. Тези. възбудимостта характеризира специализирани тъкани - нервна, мускулна, жлезиста, които се наричат ​​възбудими. Възбуждането е комплекс от процеси, при които възбудимата тъкан реагира на действието на стимул, което се проявява чрез промени в мембранния потенциал, метаболизма и др. Възбудимите тъкани са проводими. Това е способността на тъканта да провежда възбуждане. Най-голяма проводимост имат нервите и скелетните мускули.

Дразнителят е фактор от външната или вътрешната среда, действащ върху живата тъкан.

Процесът на излагане на клетка, тъкан или организъм на стимул се нарича дразнене.

Всички дразнители се разделят на следните групи:

1. По природа

А) физически (електричество, светлина, звук, механични въздействия и др.)

Б) химически (киселини, основи, хормони и др.)

Б) физико-химични ( осмотичното налягане, парциално налягане на газовете и др.)

Г) биологични (храна за животно, индивид от различен пол)

Г) социален (дума за човек).

2. На мястото на експозиция:

А) външен (екзогенен)

Б) вътрешни (ендогенни)

3. По сила:

A) подпраг (без предизвикване на реакция)

Б) праг (стимули с минимална сила, при които възниква възбуда)

C) надпрагова (със сила над прага)

4. По физиологичен характер:

А) адекватна (физиологична за дадена клетка или рецептор, адаптиран към нея в процеса на еволюция, например светлина за фоторецепторите на окото).

Б) неадекватен

Ако реакцията на стимула е рефлексивна, тогава се разграничават и следните:

А) безусловни рефлексни стимули

Б) условен рефлекс

^ Закони на раздразнението. Параметри на възбудимост.

Реакцията на клетките и тъканите към дразнител се определя от законите на дразненето

1. Законът „всичко или нищо“: При подпрагова стимулация на клетката или тъканта не се получава отговор. При праговата сила на стимула се развива максимален отговор, така че увеличаването на силата на стимулацията над прага не е придружено от неговото засилване. В съответствие с този закон едно нервно и мускулно влакно, сърдечният мускул, реагира на дразнене.

2. 2. Закон за силата: Колкото по-голяма е силата на стимула, толкова по-силен е отговорът. Тежестта на отговора обаче нараства само до определен максимум. Интегралната скелетна, гладка мускулатура е подчинена на закона на силата, тъй като се състои от множество мускулни клетки с различна възбудимост.

3. Законът за сила-продължителност. Съществува определена връзка между силата и продължителността на стимула. Колкото по-силен е стимулът, толкова по-малко време е необходимо за възникване на отговор. Връзката между праговата сила и необходимата продължителност на стимулацията се отразява в кривата сила-продължителност. От тази крива могат да се определят редица параметри на възбудимостта.

А) Прагът на дразнене е минималната сила на дразнителя, при която възниква възбуда.

Б) Реобаза е минималната сила на дразнителя, който предизвиква възбуждане, когато действа неопределено дълго време. На практика прагът и реобазата имат едно и също значение. Колкото по-нисък е прагът на дразнене или колкото по-ниска е реобазата, толкова по-висока е възбудимостта на тъканта.

В) Полезно време е минималното време на действие на дразнител със сила една реобаза, през което възниква възбуждане.

Г) Хронаксия е минималното време на действие на стимул със сила две реобази, необходимо за възникване на възбуждане. Този параметър е предложен да бъде изчислен от L. Lapik, за повече точно определениеиндикатор за времето върху кривата сила-продължителност. Колкото по-кратко е полезното време или хронаксия, толкова по-висока е възбудимостта и обратно.

В клиничната практика реобазата и хронаксията се определят с помощта на метода на хронаксиметрия за изследване на възбудимостта на нервните стволове.

4. Закон за градиента или акомодацията. Тъканният отговор на дразнене зависи от неговия градиент, т.е. Колкото по-бързо се увеличава силата на стимула с течение на времето, толкова по-бързо настъпва реакцията. При ниска скорост на нарастване на силата на стимула, прагът на дразнене се повишава. Следователно, ако силата на стимула нараства много бавно, няма да има възбуждане. Това явление се нарича акомодация.

Физиологичната лабилност (подвижност) е по-голяма или по-малка честота на реакциите, с които една тъкан може да отговори на ритмична стимулация. Колкото по-бързо се възстановява неговата възбудимост след поредното дразнене, толкова по-висока е неговата лабилност. Определението за лабилност е предложено от N.E. Введенски. Най-голяма е лабилността в нервите, най-малко в сърдечния мускул.

^ Действие постоянен токвърху възбудимите тъкани

За първи път законите на действието на постоянен ток върху нерва на нервно-мускулно лекарство са изследвани от Pfluger през 19 век. Той установи, че когато веригата за постоянен ток е затворена, под отрицателния електрод, т.е. възбудимостта се увеличава при катода и намалява при положителния анод. Това се нарича закон за действието на постоянен ток. Промяната в възбудимостта на тъкан (например нерв) под въздействието на постоянен ток в областта на анода или катода се нарича физиологичен електротон. Сега е установено, че под въздействието на отрицателен електрод - катод - потенциалът на клетъчната мембрана намалява. Това явление се нарича физически кателектротон. Под положителния анод се увеличава. Появява се физически електрон. Тъй като под катода потенциалът на мембраната се доближава до критичното ниво на деполяризация, възбудимостта на клетките и тъканите се увеличава. Под анода мембранният потенциал се увеличава и се отдалечава от критичното ниво на деполяризация, така че възбудимостта на клетката и тъканта намалява. Трябва да се отбележи, че при много краткотрайно излагане на постоянен ток (1 ms или по-малко), MP няма време да се промени, така че възбудимостта на тъканта под електродите не се променя.

Правият ток се използва широко в клиниката за лечение и диагностика. Например, с него се извършва електростимулация на нерви и мускули, физиотерапия: йонофореза и галванизация.

^ Устройство и функции на цитоплазмената мембрана на клетките.

Цитоплазмената клетъчна мембрана се състои от три слоя: външен протеинов слой, среден бимолекулен липиден слой и вътрешен протеинов слой. Дебелината на мембраната е 7,5-10 nM. Бимолекулният слой от липиди е матрицата на мембраната. Липидните молекули на двата слоя взаимодействат с потопените в тях протеинови молекули. От 60 до 75% от мембранните липиди са фосфолипиди, 15-30% са холестерол. Протеините са представени главно от гликопротеини. Има интегрални протеини, които проникват през цялата мембрана и периферни протеини, които са разположени на външната или вътрешната повърхност. Интегралните протеини образуват йонни канали, които осигуряват обмена на определени йони между екстра- и вътреклетъчната течност. Те също са ензими, които извършват противоградиентен транспорт на йони през мембраната. Периферните протеини са хеморецептори на външната повърхност на мембраната, които могат да взаимодействат с различни PAS.

Функции на мембраната:


  1. Осигурява целостта на клетката като структурна единица на тъканта.

  2. Осъществява обмен на йони между цитоплазмата и извънклетъчната течност.
3. Осигурява активен транспорт на йони и други вещества в и извън клетката

4. Извършва възприемането и обработката на информацията, постъпваща в клетката под формата на химически и електрически сигнали.

^ Механизми на клетъчна възбудимост. Мембранни йонни канали.

Механизми на възникване на мембранен потенциал (MP) и потенциал на действие (AP)

По принцип информацията, предавана в тялото, е под формата на електрически сигнали (например нервни импулси). Наличието на животинско електричество е установено за първи път от физиолога Л. Галвани през 1786 г. За да изследва атмосферното електричество, той окачва нервно-мускулни препарати от жабешки бутчета на медна кука. Когато тези лапи докоснаха железните парапети на балкона, се получи мускулна контракция. Това показва действието на някакъв вид електричество върху нерва на нервно-мускулното лекарство. Галвани смята, че това се дължи на наличието на електричество в самите живи тъкани. Въпреки това А. Волта установява, че източникът на електричество е мястото на контакт на два различни метала - мед и желязо. Във физиологията първият класически експеримент на Галвани се счита за докосване на нерва на нервно-мускулния препарат с биметални пинсети от мед и желязо. За да докаже, че е прав, Галвани извърши втори експеримент. Той хвърли края на нерва, инервиращ невромускулния препарат, върху разреза на неговия мускул. В резултат на това той беше намален. Този опит обаче не убеди съвременниците на Галвани. Затова друг италианец, Матеучи, извършил следния експеримент. Той наслагва нерва на един нервно-мускулен препарат на жаба върху мускула на втория, който се свива под въздействието на дразнещ ток. В резултат на това първото лекарство също започна да намалява. Това показва прехвърлянето на електричество (ЕР) от един мускул към друг. Наличието на потенциална разлика между увредените и неувредените участъци на мускула е установено за първи път точно през 19 век с помощта на струнен галванометър (амперметър) от Matteuci. Освен това разрезът имаше отрицателен заряд, а мускулната повърхност имаше положителен заряд.

^ Класификация и структура йонни каналицитоплазмен

мембрани. Механизми на възникване на мембранния потенциал

и потенциали за действие.

Първата стъпка в изучаването на причините за възбудимостта на клетките е направена в труда му „Теория на мембранното равновесие” през 1924 г. от английския физиолог Донан. Той теоретично установява, че потенциалната разлика вътре и извън клетката, т.е. потенциал на покой или MP, е близък до калиевия равновесен потенциал. Това е потенциалът, образуван върху полупропусклива мембрана, която разделя разтвори с различни концентрации на калиеви йони, един от които съдържа големи непропускливи аниони. Неговите изчисления бяха изяснени от Нернст. Той изведе уравнението на дифузионния потенциал. За калий ще бъде равно на:

Ek=58 lg -------- = 58 lg ----- = - 75 mV,

Това е теоретично изчислената стойност на MP.

Експериментално механизмите за възникване на потенциална разлика между извънклетъчната течност и цитоплазмата, както и възбуждането на клетките са установени през 1939 г. в Кеймбридж от Ходжкин и Хъксли. Те изследвали гигантско нервно влакно на калмар (аксон) и установили, че вътреклетъчната течност на неврона съдържа 400 mM калий, 50 mM натрий, 100 mM хлорид и много малко калций. Извънклетъчната течност съдържа само 10 mM калий, 440 mM натрий, 560 mM хлор и 10 mM калций. Така вътре в клетките има излишен калий, а извън тях - натрий и калций. Това се дължи на факта, че в клетъчната мембрана са вградени йонни канали, които регулират пропускливостта на мембраната за натриеви, калиеви, калциеви и хлорни йони.

Всички йонни канали са разделени на следните групи:

1. По селективност:

А) Селективно, т.е. специфичен. Тези канали са пропускливи за строго определени йони.

Б) Нискоселективен, неспецифичен, без специфична йонна селективност. Има малък брой от тях в мембраната.

2. По естеството на йоните, преминаващи през:

А) калий

Б) натрий

Б) калций

Г) хлор

3. Според скоростта на инактивиране, т.е. затваряне:

А) бързо инактивиращ, т.е. бързо се превръща в затворено състояние. Те осигуряват бързо нарастващо намаляване на MP и също толкова бързо възстановяване.

Б) бавно действащ. Отварянето им води до бавно намаляване на MP и бавното му възстановяване.


  1. По отварящи механизми:
а) потенциално зависим, т.е. тези, които се отварят при определено ниво на мембранен потенциал.

Б) хемозависим, отварящ се, когато клетъчната мембрана е изложена на хеморецептори на физиологично активни вещества (невротрансмитери, хормони и др.).

Сега е установено, че йонните канали имат следната структура:

1. Селективен филтър, разположен в устието на канала. Осигурява преминаването на строго определени йони през канала.

2. Активационни порти, които се отварят при определено ниво на мембранния потенциал или действието на съответната PAS. Вратите за активиране на потенциално зависимите канали имат сензор, който ги отваря при определено MP ниво.

3. Инактивираща врата, осигуряваща затварянето на канала и спирането на йонния поток през канала при определено ниво на MP (Фигура).

Неспецифичните йонни канали нямат врата.

Селективните йонни канали могат да бъдат в три състояния, които се определят от позицията на вратите за активиране (m) и инактивиране (h) (фиг.):

1.Затворен, когато активиращите са затворени, а деактивиращите отворени.

2. Активиран, двете врати са отворени.

3. Дезактивиран, вратата за активиране е отворена и вратата за деактивиране е затворена.

Общата проводимост за конкретен йон се определя от броя на едновременно отворените съответни канали. В покой са отворени само калиевите канали, които осигуряват поддържането на определен мембранен потенциал, а натриевите канали са затворени. Следователно, мембраната е селективно пропусклива за калиеви и много малко за натриеви и калциеви йони, поради наличието на неспецифични канали. Коефициентът на пропускливост на мембраната за калий и натрий в покой е 1:0,04. Калиевите йони навлизат в цитоплазмата и се натрупват в нея. Когато техният брой достигне определена граница, те започват да излизат от клетката през отворени калиеви канали по концентрационен градиент. Те обаче не могат да избягат от външната повърхност на клетъчната мембрана. Те се задържат там от електрическото поле на отрицателно заредени аниони, разположени на вътрешната повърхност. Това са сулфатни, фосфатни и нитратни аниони, анионни групи от аминокиселини, за които мембраната е непропусклива. Следователно положително заредените калиеви катиони се натрупват върху външната повърхност на мембраната, а отрицателно заредените аниони - върху вътрешната повърхност. Възниква трансмембранна потенциална разлика. Ориз.

Освобождаването на калиеви йони от клетката става, докато възникващият потенциал с положителен знак отвън балансира градиента на концентрация на калий, насочен извън клетката. Тези. Калиеви йони, натрупани от външната страна на мембраната, няма да отблъснат същите йони вътре. Възниква определен мембранен потенциал, чието ниво се определя от проводимостта на мембраната за калиеви и натриеви йони в покой. Средно потенциалът на покой е близък до равновесния калиев потенциал на Нернст. Например MP на нервните клетки е 55-70 mV, на набраздените клетки - 90-100 mV, на гладката мускулатура - 40-60 mV, на жлезистите клетки - 20-45 mV. По-ниската действителна стойност на клетъчния MP се обяснява с факта, че стойността му се намалява от натриевите йони, за които мембраната е слабо пропусклива и те могат да навлязат в цитоплазмата. От друга страна, отрицателните хлорни йони, влизащи в клетката, леко увеличават MP.

Тъй като мембраната в покой е леко пропусклива за натриевите йони, е необходим механизъм за отстраняване на тези йони от клетката. Това се дължи на факта, че постепенното натрупване на натрий в клетката би довело до неутрализиране на мембранния потенциал и изчезване на възбудимостта. Този механизъм се нарича натриево-калиева помпа. Той гарантира, че разликата в концентрациите на калий и натрий се поддържа от двете страни на мембраната. Натриево-калиевата помпа е ензим, наречен натриево-калиева АТФаза. Неговите протеинови молекули са вградени в мембраната. Той разгражда АТФ и използва освободената енергия за противоградиентно отстраняване на натрий от клетката и изпомпване на калий в нея. В един цикъл всяка молекула натриево-калиева АТФаза премахва 3 натриеви йона и внася 2 калиеви йона. Тъй като в клетката влизат по-малко положително заредени йони, отколкото се отстраняват от нея, натриево-калиевата АТФаза повишава мембранния потенциал с 5-10 mV.

Мембраната съдържа следните механизми за трансмембранен транспорт на йони и други вещества:

1.Активен транспорт. Осъществява се с помощта на енергията на АТФ. Тази група транспортни системи включва натриево-калиевата помпа, калциевата помпа и хлорната помпа.

2.Пасивен транспорт. Движението на йони става по концентрационен градиент без разход на енергия. Например, калият влиза и излиза от клетката през калиеви канали.

3. Съпътстващ транспорт. Контраградиентен транспорт на йони без консумация на енергия. Например, така се осъществява йонният обмен на натрий-натрий, натрий-калций, калий-калий. Това се дължи на разликата в концентрацията на други йони.

Мембранен потенциалзаписват с помощта на микроелектродния метод. За да направите това, тънък стъклен микроелектрод с диаметър по-малък от 1 μM се въвежда в цитоплазмата на клетката през мембраната. Пълни се с физиологичен разтвор. Вторият електрод се поставя в течността, която измива клетките. От електродите сигналът отива към биопотенциалния усилвател, а от него към осцилоскопа и записващото устройство (фиг.).

Допълнителни изследвания на Ходжкин и Хъксли показаха, че когато аксонът на калмари е възбуден, възниква бързо колебание на мембранния потенциал, което на екрана на осцилоскопа има формата на шип. Те нарекоха това колебание потенциал за действие (AP). защото електричествоза възбудимите мембрани е адекватен стимул, АП може да се предизвика чрез поставяне на отрицателен електрод върху външната повърхност на мембраната - катод, и върху вътрешната положителна повърхност - анод. Това ще доведе до намаляване на заряда на мембраната - нейната деполяризация. Под действието на слаб подпрагов ток настъпва пасивна деполяризация, т.е. появява се кателектротон (фиг.). Ако силата на тока се увеличи до определена граница, тогава в края на периода на неговото влияние върху платото на кателектротона ще се появи малко спонтанно покачване - локален или локален отговор. То е следствие от отварянето на малка част от натриевите канали, разположени под катода. При ток с прагова сила MP намалява до критичното ниво на деполяризация (CLD), при което започва генерирането на потенциал за действие. За невроните е приблизително на ниво -50 mV.

Кривата на потенциала на действие има следните фази:

1. Локален отговор (локална деполяризация), предшестващ развитието на АП.

2. Фаза на деполяризация. По време на тази фаза MP бързо намалява и достига нулево ниво. Нивото на деполяризация нараства над 0. Поради това мембраната придобива обратен заряд – става положителен отвътре и отрицателен отвън. Феноменът на промяна на заряда на мембраната се нарича обръщане на мембранния потенциал. Продължителността на тази фаза в нервните и мускулните клетки е 1-2 ms.

3. Фаза на реполяризация. Започва, когато се достигне определено ниво на MP (приблизително +20 mV). Мембранният потенциал започва бързо да се връща към потенциала на покой. Продължителността на фазата е 3-5 ms.

4. Фаза на следова деполяризация или следов негативен потенциал. Периодът, през който връщането на MP към състояние на покой е временно забавено. Продължава 15-30 ms.

5. Фаза на следа хиперполяризация или следа положителен потенциал. По време на тази фаза MP за известно време става по-висока от първоначалното ниво на PP. Продължителността му е 250-300 ms.

Амплитудата на потенциала на действие на скелетните мускули е средно 120-130 mV, невроните 80-90 mV, гладкомускулните клетки 40-50 mV. Когато невроните са възбудени, AP възниква в началния сегмент на аксона - хълма на аксона.

Появата на PD се дължи на промяна в йонната пропускливост на мембраната при възбуждане. По време на периода на локален отговор бавните натриеви канали се отварят, докато бързите остават затворени и настъпва временна спонтанна деполяризация. Когато MP достигне критично ниво, затворената врата за активиране на натриевите канали се отваря и натриевите йони се втурват в клетката като лавина, причинявайки нарастваща деполяризация. По време на тази фаза се отварят както бързите, така и бавните натриеви канали. Тези. рязко се повишава натриевата пропускливост на мембраната. Освен това стойността на критичното ниво на деполяризация зависи от чувствителността на активиращите, колкото по-висока е, толкова по-ниска е CUD и обратно.

Когато величината на деполяризацията се доближи до равновесния потенциал за натриеви йони (+20 mV). силата на градиента на концентрация на натрий е значително намалена. В същото време започва процесът на инактивиране на бързите натриеви канали и намаляване на натриевата проводимост на мембраната. Деполяризацията спира. Изходът на калиеви йони рязко се увеличава, т.е. калиев изходящ ток. В някои клетки това се случва поради активирането на специални калиеви изходящи канали. Този ток, насочен извън клетката, служи за бързо изместване на МП до нивото на потенциала на покой. Тези. започва фазата на реполяризация. Увеличаването на MP води до затваряне на активиращите врати на натриевите канали, което допълнително намалява натриевия пермеабилитет на мембраната и ускорява реполяризацията.

Появата на фазата на следова деполяризация се обяснява с факта, че малка част от бавните натриеви канали остават отворени.

Следата от хиперполяризация е свързана с повишена, след PD, калиева проводимост на мембраната и факта, че натриево-калиевата помпа, която отстранява натриевите йони, които са влезли в клетката по време на PD, е по-активна.

Чрез промяна на проводимостта на бързите натриеви и калиеви канали може да се повлияе на генерирането на AP и следователно на възбуждането на клетките. Когато натриевите канали са напълно блокирани, например от отровата за тетродонтна риба - тетродотоксин, клетката става невъзбудима. Това се използва клинично. Местни анестетици като новокаин, дикаин, лидокаин инхибират прехода на натриевите канали на нервните влакна в отворено състояние. Поради това спира провеждането на нервните импулси по сетивните нерви и настъпва анестезия на органа. При блокиране на калиевите канали се затруднява освобождаването на калиеви йони от цитоплазмата към външната повърхност на мембраната, т.е. възстановяване на МП. Следователно фазата на реполяризация се удължава. Този ефект на блокерите на калиеви канали се използва и в клиничната практика. Например, един от тях, хинидин, чрез удължаване на фазата на реполяризация на кардиомиоцитите, забавя сърдечните контракции и нормализира сърдечния ритъм.

Трябва също да се отбележи, че колкото по-висока е скоростта на разпространение на PD по протежение на мембраната на клетка или тъкан, толкова по-висока е нейната проводимост.

^ Връзка между потенциала на действие и фазите на възбудимост

Нивото на клетъчна възбудимост зависи от АР фазата. По време на фазата на локален отговор възбудимостта се повишава. Тази фаза на възбудимост се нарича латентно добавяне.

По време на фазата на реполяризация на АР, когато всички натриеви канали се отварят и натриевите йони се втурват в клетката като лавина, никакъв стимул, дори много силен, не може да стимулира този процес. Следователно фазата на деполяризация съответства на фаза на пълна невъзбудимост или абсолютна рефрактерност.

По време на фазата на реполяризация нарастваща част от натриевите канали се затварят. Те обаче могат да се отворят отново под въздействието на надпрагов стимул. Тези. възбудимостта започва да се повишава отново. Това съответства на фаза на относителна невъзбудимост или относителна рефрактерност.

По време на следова деполяризация MP е на критично ниво, така че дори подпрагови стимули могат да причинят клетъчно възбуждане. Следователно в този момент нейната възбудимост се повишава. Тази фаза се нарича фаза на екзалтация или свръхестествена възбудимост.

В момента на следова хиперполяризация MP е по-високо от първоначалното ниво, т.е. допълнително CUD и неговата възбудимост е намалена. Тя е във фаза на субнормална възбудимост. Ориз. Трябва да се отбележи, че феноменът на акомодацията също е свързан с промяна в проводимостта на йонните канали. Ако деполяризиращият ток нараства бавно, това води до частично инактивиране на натриевите и активиране на калиеви канали. Следователно, развитието на PD не се случва.

^ МУСКУЛНА ФИЗИОЛОГИЯ

В тялото има 3 вида мускули: скелетни или напречно набраздени, гладки и сърдечни. Скелетните мускули осигуряват движението на тялото в пространството, поддържайки позата на тялото поради тонуса на мускулите на крайниците и тялото. Гладките мускули са необходими за перисталтиката на стомашно-чревния тракт, отделителната система, регулирането на съдовия тонус, бронхите и др. Сърдечният мускул служи за свиване на сърцето и изпомпване на кръвта. Всички мускули имат възбудимост, проводимост и контрактилност, а сърдечните и много гладки мускули автоматично имат способността да се подлагат на спонтанни контракции.

^ Ултраструктура на скелетните мускулни влакна.

Двигателни единици Основният морфо-функционален елемент на нервно-мускулния апарат на скелетните мускули е двигателната единица. Той включва моторния неврон на гръбначния мозък с мускулните влакна, инервирани от неговия аксон. Вътре в мускула този аксон образува няколко крайни разклонения. Всеки такъв клон образува контакт - нервно-мускулен синапс върху отделно мускулно влакно. Нервните импулси, идващи от моторния неврон, предизвикват контракции на определена група мускулни влакна.

Скелетните мускули се състоят от мускулни снопове, образувани от голям брой мускулни влакна. Всяко влакно е цилиндрична клетка с диаметър 10-100 микрона и дължина от 5 до 400 микрона. Има клетъчна мембрана - сарколема. Саркоплазмата съдържа няколко ядра, митохондрии, образувания на саркоплазмения ретикулум (SR) и контрактилни елементи - миофибрили. Саркоплазменият ретикулум има уникална структура. Състои се от система от напречни и надлъжни тръби и резервоари. Напречните тубули са инвагинации на саркоплазма в клетката. Те са в съседство с надлъжни тръби с цистерни. Поради това потенциалът за действие може да се разпространи от сарколемата към системата на саркоплазмения ретикулум. Мускулното влакно съдържа повече от 1000 миофибрили, разположени по него. Всяка миофибрила се състои от 2500 протофибрили или миофиламенти. Това са филаменти на контрактилните протеини актин и миозин. Миозиновите протофибрили са дебели, актиновите протофибрили са тънки.

На миозиновите нишки има напречни процеси с глави, простиращи се под ъгъл. Напречните ивици се виждат в скелетните мускулни влакна под светлинен микроскоп, т.е. редуващи се светли и тъмни ивици. Тъмните ивици се наричат ​​А-дискове или анизотропни, светлите I-дискове (изотропни). А-дисковете съдържат миозинови нишки, които са анизотропни и следователно тъмни на цвят. I-дисковете се образуват от актинови нишки. В центъра на I-дисковете се вижда тънка Z-плоча. Към него са прикрепени актинови протофибрили. Участъкът от миофибрила между двете Z-плочи се нарича саркомер. Това е структурен елемент на миофибрилите. В покой дебелите миозинови нишки влизат в пространствата между актиновите нишки само на кратко разстояние. Следователно в средната част на А-диска има по-светла Н-зона, където няма актинови нишки. Под електронна микроскопия в центъра му се вижда много тънка М-линия. Образува се от вериги от поддържащи протеини, към които са прикрепени миозиновите протофибрили (Фигура).

^ Механизми на мускулна контракция

При светлинна микроскопия се забелязва, че в момента на свиване ширината на А-диска не намалява, но I-дисковете и Н-зоните на саркомерите се стесняват. С помощта на електронна микроскопия беше установено, че дължината на актиновите и миозиновите нишки не се променя по време на свиване. Затова Хъксли и Хансън разработиха теорията за плъзгането на нишката. Според него мускулът се скъсява в резултат на движението на тънки актинови нишки в пространствата между миозиновите нишки. Това води до скъсяване на всеки саркомер, който образува миофибрили. Плъзгането на нишките се дължи на факта, че при преминаване в активно състояние главите на миозиновите процеси се свързват с центровете на актиновите нишки и ги карат да се движат спрямо себе си (гребни движения). Но това е последният етап от целия контрактилен механизъм. Контракцията започва, когато се появи AP в областта на крайната плоча на двигателния нерв. Разпространява се с висока скорост по сарколемата и преминава от нея през системата от напречни тубули на SR, до надлъжните тубули и цистерни. Настъпва деполяризация на мембраната на резервоарите и калциевите йони се освобождават от тях в саркоплазмата. На актиновите нишки има молекули на още два протеина - тропонин и тропомиозин. При ниска (по-малко от 10 -8 М) концентрация на калций, т.е. В покой тропомиозинът блокира прикрепването на миозиновите мостове към актиновите нишки. Когато калциевите йони започнат да напускат SR, молекулата на тропонина променя формата си по такъв начин, че освобождава активните центрове на актина от тропомиозина. Миозиновите глави се прикрепят към тези центрове и плъзгането започва поради ритмичното прикрепване и разделяне на напречни мостове с актинови нишки. В този случай главите се движат ритмично по актиновите нишки към Z-мембраните. За пълна мускулна контракция са необходими 50 такива цикъла. Предаването на сигнал от възбудената мембрана към миофибрилите се нарича електромеханично свързване. Когато генерирането на PD спре и мембранният потенциал се върне към първоначалното си ниво, Ca-помпата (Ca-ATPase ензим) започва да работи. Калциевите йони отново се изпомпват в цистерните на саркоплазмения ретикулум и концентрацията им пада под 10 -8 М. Молекулите на тропонина придобиват първоначалната си форма и тропомиозинът отново започва да блокира активните центрове на актина. Миозиновите глави се отделят от тях и мускулът, благодарение на своята еластичност, се връща в първоначалното си отпуснато състояние.

^ Енергия на мускулна контракция

Източникът на енергия за свиване и отпускане е АТФ. Миозиновите глави съдържат каталитични места, които разграждат АТФ до АДФ и неорганичен фосфат. Тези. миозинът също е АТФ-азен ензим. Активността на миозина като АТФаза се увеличава значително, когато той взаимодейства с актин. При всеки цикъл на взаимодействие на актин с миозиновата глава се разцепва 1 молекула АТФ. Следователно, колкото повече мостове стават активни, толкова повече АТФ се разгражда и толкова по-силно е свиването. За стимулиране на АТФ-азната активност на миозина са необходими калциеви йони, освободени от SR, които допринасят за освобождаването на актинови активни центрове от тропомиозин. Въпреки това, доставката на АТФ в клетката е ограничена. Следователно, за да се попълнят резервите на АТФ, той се възстановява - ресинтез. Провежда се анаеробно и аеробно. Процесът на анаеробна ресинтеза се осъществява от фосфагенната и гликолитичната системи. Първият използва резервите от креатин фосфат за възстановяване на АТФ. Той се разгражда на креатин и фосфат, който се прехвърля в ADP с помощта на ензими (ADP + P = ATP).Системата за ресинтез на фосфаген осигурява най-голяма сила на свиване, но поради малкото количество креатин фосфат в клетката, функционира само за 5-6 секунди контракция. Гликолитичната система използва анаеробното разграждане на глюкоза (гликоген) до млечна киселина, за да ресинтезира АТФ. Всяка молекула глюкоза осигурява редукцията на три ATP молекули. Енергийните възможности на тази система са по-високи от тези на фосфагенната система, но тя може да служи и като източник на съкращаваща енергия само за 0,5 - 2 минути. В този случай работата на гликолитичната система е придружена от натрупване на млечна киселина в мускулите и намаляване на съдържанието на кислород. При продължителна работа, с повишено кръвообращение, ресинтезата на АТФ започва да се извършва чрез окислително фосфорилиране, т.е. аеробно. Енергийните възможности на окислителната система са много по-големи от другите. Процесът възниква поради окисляването на въглехидратите и мазнините. При интензивна работа се окисляват предимно въглехидратите, докато при умерена работа се окисляват мазнините. Релаксацията също изисква ATP енергия. След смъртта съдържанието на АТФ в клетките бързо намалява и когато стане под критичното, кръстосаните мостове на миозина не могат да се отделят от актиновите нишки (до ензимната автолиза на тези протеини). Настъпва rigor mortis. АТФ е необходим за релаксация, тъй като осигурява функционирането на Ca помпата.

^ Биомеханика на мускулните контракции.

Единична контракция, сумиране, тетанус.

Когато една прагова или надпрагова стимулация се приложи към двигателен нерв или мускул, възниква едно съкращение. Когато се запише графично, на получената крива могат да се разграничат три последователни периода:

1. Латентен период. Това е времето от момента на прилагане на дразненето до началото на контракцията. Продължителността му е около 1-2 ms. По време на латентния период се генерира и разпространява AP, калцият се освобождава от SR, актинът взаимодейства с миозина и т.н.

2. Скъсяване на периода. В зависимост от вида на мускула (бърз или бавен), продължителността му е от 10 до 100 ms.

3. Период на релаксация. Продължителността му е малко по-голяма от съкращаването. Ориз.

В режим на единична контракция мускулът може да работи дълго време без умора, но силата му е незначителна. Следователно такива контракции са рядкост в тялото; например бързите очни мускули могат да се свият по този начин. По-често единичните контракции се сумират.

Сумирането е добавянето на 2 последователни контракции, когато към него се прилагат 2 прагови или надпрагови стимулации, интервалът между които е по-малък от продължителността на една контракция, но по-голям от продължителността на рефрактерния период. Съществуват 2 вида сумиране: пълно и непълно сумиране. Непълно сумиране възниква, когато се прилага многократно дразнене върху мускула, когато той вече е започнал да се отпуска. Пълна възниква, когато многократно дразнене действа върху мускула преди началото на периода на релаксация, т.е. в края на периода на съкращаване (фиг. 1,2). Амплитудата на свиване при пълно сумиране е по-висока, отколкото при непълно сумиране. Ако интервалът между две дразнения се намали допълнително. Например, ако приложите втори по средата на скъсяващия период, няма да има сумиране, защото мускулът е в състояние на рефрактерност.

Тетанус- това е дългосрочно свиване на мускул, което възниква в резултат на сумирането на няколко единични съкращения, които се развиват, когато върху него се прилагат поредица от последователни дразнения. Има 2 форми на тетанус: назъбен и гладък. Назъбен тетанус се наблюдава, ако всяко следващо дразнене действа върху мускула, когато той вече е започнал да се отпуска. Тези. наблюдава се непълно сумиране (фиг.). Плавният тетанус се получава, когато всяко следващо дразнене се прилага в края на съкращаващия период. Тези. има пълно сумиране на отделните контракции и (фиг.). Амплитудата на гладкия тетанус е по-голяма от тази на назъбения тетанус. Обикновено човешките мускули се свиват в плавен режим на тетанус. Назъбеният се появява при патологии, като треперене на ръцете поради алкохолна интоксикация и болест на Паркинсон.

^ Влиянието на честотата и силата на стимулацията върху амплитудата на контракцията

Ако постепенно увеличавате честотата на стимулация, амплитудата на тетаничната контракция се увеличава. При определена честота тя ще стане максимална. Тази честота се нарича оптимална. По-нататъшното увеличаване на честотата на стимулация е придружено от намаляване на силата

Тетанична контракция. Честотата, при която амплитудата на контракцията започва да намалява, се нарича песимална. При много висока честота на стимулация мускулът не се свива (фиг.). Концепцията за оптимални и песимални честоти е предложена от N.E. Vvedensky. Той установява, че всяка стимулация на прагова или надпрагова сила, предизвикваща свиване, едновременно с това променя възбудимостта на мускула. Следователно, с постепенно увеличаване на честотата на стимулация, действието на импулсите все повече се измества към началото на периода на релаксация, т.е. фаза на екзалтация. При оптимална честота всички импулси действат върху мускула във фазата на екзалтация, т.е. повишена възбудимост. Следователно амплитудата на тетанус е максимална. С по-нататъшно увеличаване на честотата на дразнене, всички голямо количествоимпулси засягат мускул, който е в рефрактерна фаза. Амплитудата на тетануса намалява.

Едно мускулно влакно, като всяка възбудима клетка, реагира на дразнене според закона „всичко или нищо“. Мускулът се подчинява на закона на силата. С увеличаване на силата на стимулацията амплитудата на нейната контракция се увеличава. При определена (оптимална) сила амплитудата става максимална. Ако продължим да увеличаваме силата на стимулацията, амплитудата на контракцията не се увеличава и дори намалява поради катодна депресия. Такава сила ще бъде песимална. Тази реакция на мускула се обяснява с факта, че той се състои от влакна с различна възбудимост, поради което увеличаването на силата на дразнене е придружено от възбуждането на все по-голям брой от тях. При оптимална сила всички влакна участват в контракцията. Катодната депресия е намаляване на възбудимостта под въздействието на деполяризиращ ток - катод, с голяма сила или продължителност.

^ Режими на намаляване. Сила и мускулна функция.

Разграничават се следните режими на мускулна контракция:

1. Изотонични контракции. Дължината на мускула намалява, но тонусът не се променя. Те не участват в двигателните функции на тялото.

2.Изометрична контракция. Дължината на мускула не се променя, но тонусът се повишава. Те са в основата на статичната работа, например при поддържане на стойката на тялото.

3.Ауксотонични контракции. Както дължината, така и тонусът на мускула се променят. С тяхна помощ се извършва движение на тялото и други двигателни действия.

Максималната мускулна сила е максималното напрежение, което един мускул може да развие. Зависи от структурата на мускула, функционалното му състояние, началната дължина, пола, възрастта и степента на подготовка на човека.

В зависимост от структурата се разграничават мускули с успоредни влакна (например сарториус), вретеновидни (бицепс brachii) и пернати (гастрокнемиус). Тези видове мускули имат различни физиологични области на напречното сечение. Това е сумата от площите на напречното сечение на всички мускулни влакна, които изграждат мускула. Най-голяма площфизиологично напречно сечение и следователно сила на пеннатните мускули. Най-малкият в мускулите с успоредни влакна (фиг.).

При умерено разтягане на мускула силата на свиването му се увеличава, но при преразтягане намалява. При умерено нагряване също се увеличава, а при охлаждане намалява. Мускулната сила намалява поради умора, метаболитни нарушения и др. .Максималната сила на различните мускулни групи се определя от динамометри, китка, мъртва тяга и др.

За да се сравни силата на различните мускули, се определя тяхната специфична или абсолютна сила. Той е равен на максимума, разделен на кв. виж площта на напречното сечение на мускула. Специфичната сила на стомашно-човешкия мускул е 6,2 kg/cm2, на трицепсния мускул е 16,8 kg/cm2, а на дъвкателния мускул е 10 kg/cm2.

Мускулната работа се дели на динамична и статична.Динамичната работа се извършва при преместване на товар. При динамична работа дължината на мускула и неговото напрежение се променят. Следователно мускулът работи в ауксотоничен режим. При статична работа товарът не се движи, т.е. мускулът работи в изометричен режим. Динамичната работа е равна на произведението на теглото на товара и височината на повдигането му или на количеството мускулно скъсяване (A = P * h). Работата се измерва в kG.M, джаули. Зависимостта на количеството работа от натоварването се подчинява на закона за средните натоварвания. С увеличаване на натоварването мускулната работа първоначално се увеличава. При средни натоварвания става максимално. Ако увеличаването на натоварването продължи, тогава работата намалява (фиг.). Размерът на произведението се влияе и от неговия ритъм. Максималната мускулна работа се извършва в среден ритъм. От особено значение при изчисляването на обема на работното натоварване е определянето на мускулната сила. Това е работата, извършена за единица време (P = A * T). У

^ Мускулна умора

Умората е временно намаляване на мускулната производителност в резултат на работа. Умората на изолиран мускул може да бъде причинена от неговата ритмична стимулация. В резултат на това силата на контракциите прогресивно намалява (фиг. 1). Колкото по-високи са честотата, силата на дразнене и големината на натоварването, толкова по-бързо се развива умората. При умора кривата на единичната контракция се променя значително. Продължителността на латентния период, периода на съкращаване и особено периода на релаксация се увеличава, но амплитудата намалява (фиг.). Колкото по-силна е мускулната умора, толкова по-продължителни са тези периоди. В някои случаи не настъпва пълно отпускане. Развива се контрактура. Това е състояние на продължително неволно свиване на мускулите. Мускулната работа и умората се изследват с помощта на ергография.

През миналия век, въз основа на експерименти с изолирани мускули, бяха предложени 3 теории за мускулна умора.

1. Теория на Шиф: умората е следствие от изчерпване на енергийните резерви в мускула.

2. Теория на Pflueger: умората се причинява от натрупването на метаболитни продукти в мускула.

3. Теория на Verworn: умората се обяснява с липсата на кислород в мускулите.

Наистина, тези фактори допринасят за умората при експерименти върху изолирани мускули. В тях се нарушава ресинтезата на АТФ, натрупват се млечна и пирогроздена киселина, съдържанието на кислород е недостатъчно. Въпреки това, в тялото интензивно работещите мускули получават необходимия кислород, хранителни вещества, се освобождават от метаболитите поради повишено общо и регионално кръвообращение. Поради това са предложени други теории за умората. По-специално, невромускулните синапси играят определена роля при умората. Умората в синапса се развива поради изчерпване на запасите от невротрансмитери. Основната роля в умората на опорно-двигателния апарат обаче принадлежи на двигателните центрове на централната нервна система. През миналия век И. М. Сеченов установи, че ако мускулите на едната ръка се уморят, тяхната работоспособност се възстановява по-бързо при работа с другата ръка или крак. Той смята, че това се дължи на превключването на процесите на възбуждане от един двигателен център към друг. Активна нарече почивката с включване на други мускулни групи. Сега е установено, че двигателната умора е свързана с инхибиране на съответните нервни центрове в резултат на метаболитни процеси в невроните, влошаване на синтеза на невротрансмитери и инхибиране на синаптичната трансмисия.

^ Моторни агрегати

Основният морфо-функционален елемент на нервно-мускулния апарат на скелетните мускули е двигателната единица (MU). Той включва моторния неврон на гръбначния мозък с мускулните влакна, инервирани от неговия аксон. Вътре в мускула този аксон образува няколко крайни разклонения. Всеки такъв клон образува контакт - нервно-мускулен синапс върху отделно мускулно влакно. Нервните импулси, идващи от моторния неврон, предизвикват контракции на определена група мускулни влакна. Двигателните единици на малките мускули, които извършват фини движения (мускулите на окото, ръката), съдържат малък брой мускулни влакна. В големите има стотици пъти повече от тях. Всички MU, в зависимост от техните функционални характеристики, се разделят на 3 групи:

I. Бавен и неуморен. Те се образуват от "червени" мускулни влакна, които имат по-малко миофибрили. Скоростта и силата на свиване на тези влакна са относително малки, но те не се уморяват лесно. Поради това те се класифицират като тонизиращи. Регулирането на контракциите на такива влакна се извършва от малък брой моторни неврони, чиито аксони имат малко крайни разклонения. Пример за това е солеусният мускул.

IIБ. Бързо, лесно се уморява. Мускулни влакнасъдържат много миофибрили и се наричат ​​„бели“. Те се свиват бързо и развиват голяма сила, но се уморяват бързо. Затова се наричат ​​фазови. Моторните неврони на тези двигателни единици са най-големите и имат дебел аксон с множество крайни разклонения. Те генерират високочестотни нервни импулси. Мускули на окото.

IIA. Бързо, устойчиво на умора. Те заемат междинно положение.

^ Физиология на гладката мускулатура

Гладките мускули присъстват в стените на повечето храносмилателни органи, кръвоносните съдове, отделителните канали на различни жлези и пикочната система. Те са неволеви и осигуряват перисталтиката на храносмилателната и пикочната система, поддържайки съдовия тонус. За разлика от скелетните мускули, гладките мускули се образуват от клетки, които често имат вретеновидна форма и малки по размер, без напречни ивици. Последното се дължи на факта, че контрактилният апарат няма подредена структура. Миофибрилите се състоят от тънки нишки от актин, които се движат в различни посоки и се прикрепят към различни части на сарколемата. Миозиновите протофибрили са разположени до актиновите. Елементите на саркоплазмения ретикулум не образуват система от тръби. Отделните мускулни клетки са свързани помежду си чрез контакти с ниско електрическо съпротивление - нексуси, което осигурява разпространението на възбуждането в цялата гладкомускулна структура. Възбудимостта и проводимостта на гладката мускулатура е по-ниска от тази на скелетната мускулатура.

Мембранният потенциал е 40-60 mV, тъй като SMC мембраната има относително висока пропускливост за натриеви йони. Освен това в много гладки мускули MP не е постоянен. Периодично намалява и се връща на първоначалното си ниво. Такива трептения се наричат ​​бавни вълни (SW). Когато пикът на бавната вълна достигне критично ниво на деполяризация, върху нея започват да се генерират акционни потенциали, придружени от контракции (фиг.). MV и AP се провеждат през гладките мускули със скорост само от 5 до 50 cm/sec. Такива гладки мускули се наричат ​​спонтанно активни, т.е. те са автоматични. Например, поради такава дейност, възниква чревна перисталтика. Пейсмейкърите на чревната перисталтика са разположени в началните отдели на съответните черва.

Генерирането на AP в SMCs се дължи на навлизането на калциеви йони в тях. Различни са и електромеханичните съединителни механизми. Контракцията се развива поради навлизането на калций в клетката по време на AP.Връзката на калция със скъсяването на миофибрилите се медиира от най-важния клетъчен протеин - калмодулин.

Кривата на свиване също е различна. Латентният период, периодът на скъсяване и особено на релаксация, е много по-дълъг от този на скелетните мускули. Контракцията продължава няколко секунди. Гладките мускули, за разлика от скелетните, се характеризират с феномена на пластичния тонус. Тази способност е в състояние на свиване за дълго време без значителна консумация на енергия и умора. Благодарение на това свойство се поддържа формата на вътрешните органи и съдовият тонус. В допълнение, самите гладкомускулни клетки са рецептори за разтягане. При тяхното опъване започват да се генерират PDs, което води до свиване на SMC. Това явление се нарича миогенен механизъм за регулиране на контрактилната активност.