Лекция: Физиология как наука
Физиология - это наука о жизнедеятельности человеческого организма, о деятельности его отдельных органов и систем органов.
Физиология изучает функции и процессы, протекающие в организме, отдельных органах и системах органов, механизмы их формирования, реализации и регуляции.
Под функциями понимают проявление специфической деятельности органа, системы органов или организма в целом.
Физиология изучает процессы – т.е. динамику явлений, состояний во времени и пространстве.
Физиология относится к разряду фундаментальных наук. А это значит, что физиология изучает законы жизнедеятельности. Это значит, что она изучает наиболее важные взаимосвязи в живой материи.
Дата добавления на сайт: 27 февраля 2024
Скачать работу 'Физиология как наука':
Физиология как наука…
Физиология - это наука о жизнедеятельности человеческого организма, о деятельности его отдельных органов и систем органов.
Физиология изучает функции и процессы, протекающие в организме, отдельных органах и системах органов, механизмы их формирования, реализации и регуляции.
Под функциями понимают проявление специфической деятельности органа, системы органов или организма в целом.
Физиология изучает процессы – т.е. динамику явлений, состояний во времени и пространстве.
Физиология относится к разряду фундаментальных наук. А это значит, что физиология изучает законы жизнедеятельности. Это значит, что она изучает наиболее важные взаимосвязи в живой материи.
Она является базой для целой группы биологических прикладных наук, а именно - патологической физиологии, фармакологии.
Физиологию определяют как теоретическую основу медицины.
Во-первых, это обусловлено тем, что физиология изучает процессы нормальной жизнедеятельности.
Предметом интереса медицины являются болезни - больной человек и болезни. Чтобы понять отклонение, надо понимать нормальное течение процессов.
Во-вторых, физиология дает нормы для медицины, т.е. параметры нормальной деятельности органов и систем органов.
В-третьих, физиология дает методы оценки функций, т.е. она дает медицине практические методы диагностики.
Для нормальной жизнедеятельности необходимо выполнение трех условий:
1-ое условие нормальной жизнедеятельности - постоянство внутренней среды.
2-ое - постоянный обмен внутренней среды организма веществом, энергией и информацией со средой окружения, внешней средой.
Из биофизики известно - человеческий организм - открытая система.
Следовательно, ОБМЕН ИДЕТ В ОБЕ СТОРОНЫ: и туда и обратно.
Значение обмена веществ.
Если, например, прекратить поступление в организм пищи /обмен веществом/ - человек расстанется с жизнью через 20 дней, а не потребляя воду - на 8-ой день. То же самое будет при задержке в организме метаболитов. Природные эксперименты - нефрит, повреждение почек, острая почечная недостаточность - уремия - накопление азотистых шлаков.
Значение обмена энергии.
С пищей в организм поступают не только питательные вещества, но и вещества, обеспечивающие организм энергией, В питательных веществах аккумулирована энергия Солнца /фотосинтез/, которая нам необходима для обеспечения жизнедеятельности,
Несколько слов об обмене информацией.
Имеет такое же значение, как и обмен веществ и энергии. Особую роль эта проблема приобрела с развитием космонавтики, подводных работ и т.д. Так, акад. Газенко открыл спец. НИИ около аэропорта Шереметьево - там есть спец. камеры, изолирующие человека от окружающей среды. Однако, при полном жизнеобеспечении в них нет ни радио, ни телевидения, ни прочей поступающей извне информации. При выходе из такой камеры у человека могут наблюдаться психические отклонения.
На этом основаны эксперименты с камерами, куда помещали человека с логореей (патологическое желание побеседовать с кем-либо), откуда человек выходит больным.
3-ий принцип жизнедеятельности, нарушение которого несовместимо с жизнью -
Адекватное приспособление организма к изменяющимся условиям внешней среды или среды обитания.
Условия среды, в которых обитает человек, постоянно изменяются. Окружающая среда у человека изменяется намного интенсивнее, чем у животных, т.к. человек - существо биосоциальное и, кроме физических факторов, которые на него воздействуют (климатических и др.), у человека есть проблемы общения с ему подобными, и это тоже требует постоянного приспособления.
Кроме того, человек должен приспосабливаться к техногенной среде (в отличие от животных), т.е. к среде, которую он сам создал.
Человек должен не просто приспосабливаться, а приспосабливаться адекватно, биологически разумно, к изменяющимся условиям окружающей среды.
Если он приспосабливается не адекватно, то это тоже несовместимо с жизнью.
2. Внутренняя среда организма…
Под внутренней средой организма понимают ту среду, которая непосредственно не сообщается с окружающей средой и является микроокружением клеток человеческого организма, т.е. микроокружением клеток. Истинной внутренней средой организма является межклеточная жидкость.
Итак, внутренняя среда не сообщается непосредственно с внешней. Внутренняя среда – это среда, в которой непосредственно живут клетки организма, т.е. межклеточная жидкость.
Еще в 18-м веке знаменитый французский физиолог Клод Бернар сформулировал понятие "гомеостаз" - постоянство внутренней среды организма. Он первым сформулировал понятие постоянства внутренней среды как основное условие нормальной жизнедеятельности организма.
Отклонение от этого часто бывает несовместимо с жизнью. Врачу трудно исследовать непосредственно истинную внутреннюю среду организма. Поэтому, в понятие "внутренней среды" правильно включают, наряду с межклеточной жидкостью, еще кровь и лимфу.
Это - не истинная внутренняя среда организма: в крови не живут собственные клетки организма.
Изменение состава межклеточной жидкости всегда отражается на составе и свойствах крови. Кровь – зеркало внутренней среды организма. Поэтому врачи, исследуя кровь, проводят оценку внутренней среды организма. Постоянство внутренней среды организма предстает перед врачом в виде нормативных показателей - констант - постоянных показателей. Константы отражают норму, нормальное значение.
Константы внутренней среды организма делятся на: жесткие и пластичные.
Жесткие константы - это такие константы, которые могут отклоняться от нормы, от своего исходного уровня в процессе жизнедеятельности на небольшую величину (т.е. колебания есть, так как человек живет, но лишь на небольшую величину). Существенное отклонение жестких констант от своей исходной величины не совместимо с жизнью.
(Пример: рН крови)/
Пластичные константы - это тоже постоянные константы, но которые в процессе жизнедеятельности колеблются в значительном диапазоне величин. Однако и при значительном колебании это совместимо с жизнью. правда и у пластичных констант существуют пределы, выход за которые несовместим с жизнью.
Пример: артериальное давление.
Гистогематические барьеры - это клеточные образования (стенки кровеносных сосудов, стенки органа), которые обладают избирательной проницаемостью по отношению к различным веществам.
Все гистогематические барьеры можно разделить на 3 группы:
1. Изолирующие гистогематические барьеры.
К ним относятся:
гематоэнцефалический
гематоликворный
гематонейрональный
гематотестикулярный
гематоофтальмологический.
2. Частично-изолирующие барьеры.
Они имеются на уровне желчных капилляров, коры надпочечников, щитовидной железы, концевых долек поджелудочной железы.
У частично-изолирующих барьеров избирательная проницаемость значительно более широкая, чем у изолирующих барьеров.
Они не пропускают лишь крупные белковые молекулы.
Более мелкие вещества - типа пептидов, ионов - эти барьеры пропускают.
3. Неизолирующие барьеры.
Они пропускают всё, но в ограниченном количестве, т.е. они ограничивают количественно.
Существуют и исключения: так, например, есть участки мозга, где гематоэнцефалический барьер отсутствует.
Так, в гипоталамусе практически нет гематоэнцефалического барьера - там все проходит, но здесь располагается огромное количество воспринимающих структур, которые воспринимают имеющиеся концентрации различных веществ.
Итак, гистогематические барьеры охраняют внутреннюю среду организма, т.е. обладают защитной функцией (защищая организм) и регулирующей функцией (управления по отношению к внутренней среде организма).
Приспособление к среде обитания, как важнейшее условие жизнедеятельности. Срочная и долговременная адаптация.
Адаптация - процесс приспособления организма к изменяющимся условиям среды обитания. Он позволяет человеку постоянно приспосабливаться к новым климатическими техногенным условиям среды, к новым социальным ситуациям. Процесс адаптации обеспечивается компенсаторными механизмами, большая часть из которых врожденная (безусловные рефлексы, инстинкты, миогенные механизмы регуляции, врожденный, видовой иммунитет и неспецифические механизмы защиты от инфекционных и неинфекционных факторов (оболочка тела, фагоцитоз и др.)), а часть приобретенная (условные рефлексы, динамические стереотипы и др.).
Компенсаторные механизмы - составная часть резервных сил организма.
Способность адаптироваться обозначается термином адаптивность. Мерой адаптации является степень адаптированности. Человек обладает устойчивостью (резистентностью) по отношению действия широкого спектра экстремальных факторов. В процессе адаптации формируется повышение устойчивости (резистентности) к действующему фактору.
Резистентность бывает специфической и неспецифической.
Специфическая резистентность - это устойчивость к определенному фактору.
Неспецифическая (перекрестная) резистентность - устойчивость не только к данному, но и ряду других факторов.
Если факторы среды количественно превышают адаптивные возможности организма, то развивается явление дисадаптации, которая при достаточной продолжительности вызывает развитие дисфункции, то есть нарушение функции, иможет стать необратимой. При благоприятном стечении обстоятельств (прекращении действия сверхсильного фактора или снижении его силы и интенсивности до уровня физиологического диапозона действия) возможна деадаптация. Организм всегда оставляет след от неблагоприятного воздействия (вегетативная память), что облегчает приспособление при повторной адаптации (реадаптация). Развитие адаптации к неблагоприятным факторам может идти по пассивному пути по типу толерантности (зимняя спячка животных, снижение теплопродукции и т.д.) и по активному пути (повышение теплопродукции при снижении температуры окружающей среды - человек). Это пример двух стратегий адаптации.
Срочная и долговременная адаптация
Срочная и долговременная адаптация возникает при действии сильных раздражителей, многие из которых действовали на организм ранее, имея другие показатели силы.
Срочная и долговременная адаптация преимущественноосуществляется за счет повышения специфической резистентности, хотя частично в этих процессах принимает участие и изменение неспецифической резистентности.
Срочная адаптация.
При воздействии сильного раздражителя ответная реакция формируется за счет вовлечения в процесс адаптации ранее сформированных приспособительных механизмов по действием раздражителей умеренной силы. Это требует мобилизации всех резервов организма.
При срочной адаптации ответ на сильный раздражитель энергозатратен, и поэтому при неблагоприятном развитии событий для дополнительного энергообеспечения частичноподвергаются разрушению важнейшие белковые и углеводные структуры, что может нарушить структуру тканей.
Если сильный раздражитель действует многократно, то возникает долговременная адаптация.
Долговременная адаптация возникает постепенно, за счет морфогенетических и биосинтетических процессов формируются специальные дополнительные механизмы, которые обеспечивают дополнительные возможности формирования ответной реакции организма на сильный раздражитель. Энергозатраты на формирование реакции постепенноприходят в соответствие с возможностями организма. Все механизмы, обеспечивающие долговременную адаптацию, формируют так называемый структурный след.
Он возникает на 10-12 действие раздражителя и формируется в разных физиологических системах. Прежде всего они формируются в физиологических системах, наиболее интенсивно принимающих участие в формировании ответной реакции.
4. Функции клеток…
Клетка является структурно-функциональной единицей всех живых организмов.
Она обладает следующими основными физиологическими свойствами.
1 .Раздражимость - способность клетки отвечать на раздражение изменением своего обмена веществ. Это некоторое общее свойство, присущее только живой материи - только живой клетке.
2. Возбудимость - это способность клетки отвечать на раздражение изменением проницаемости клеточной мембраны, входящим натриевым током и, как следствие, генерацией потенциала действия - т. е. процессом возбуждения.
3. Проводимость - это способность клетки проводить, распространять возбуждение от места его возникновения в клетке к другим ее частям. Если у клетки утрачена раздражимость, возбудимость или проводимость, то она или функционально нарушена, либо погибла, т. е. в ней отсутствует жизнь.
4. Сократимость как свойство присуще поперечно-полосатым, гладким мышцам, кроме того сократимость присуща и другим - немышечным клеткам, в которых есть сократительные элементы). Сократимость - это способность клетки под действием раздражителя изменять свою длину и/или напряжение цитоскелета клеток.
Ионно-мембранная теория происхождения биоэлектрических явлений (Ходжкин, Хаксли, Катц). Электрические явления в возбудимых тканях (потенциал покоя, потенциал действия, токи градиента основного обмена, токи повреждения).
В настоящее время происхождение электрических явлений в тканях объясняется с точки зрения ионно-мембранной теории. В 1956-м году Ходжкин и Катц за создание ионно-мембранной теории получили Нобелевскую премию.
Основные положения этой теории.
1. Электрические процессы в клетке возникают вследствие того, что мембрана обладает избирательной селективной проницаемостью для ионов.
2. В процессе жизнедеятельности происходит изменение проницаемости мембраны, в покое она проницаема для одних ионов, а при переходе в активное состояние - для других.
3. Электрические явления в тканях обусловлены неравномерным распределением ионов между цитоплазмой клетки и межклеточной жидкостью. Прежде всего, это касается натрия и калия, в какой-то степени и хлора.
4. Избирательное перемещение ионов через мембрану изменяет ее электрическое состояние и создает (формирует) новые виды электрических явлений в клетках.
Происхождение электрических явлений в тканях
На уровне клетки регистрируется потенциал мембраны (ПД) - разность потенциалов между наружной и внутренней поверхности мембраны в каждый данный момент времени. Стационарно, как показатели электрического состояния клетки регистрируют 2 вида потенциала мембраны (ПМ): потенциал покоя (ПП) и потенциал действия (ПД).
Потенциал покоя(ПП) - это разность потенциалов между наружной и внутренней поверхности мембраны в состоянии покоя, т.е. в покое мембрана поляризована.
Если на клетку нанести раздражение достаточной силы, клетка придет в новое, активное состояние.
Если силы раздражителя недостаточно, чтобы сместить ПМ до некого критического уровня, то происходит возращение ПМ к исходному уровню, т.е. к уровню ПП. Возникшие изменения ПМ называются- локальный ответ.
Если силы раздражителя достаточно, чтобы сместить ПМ до критического уровня деполяризации, то произойдет формирования потенциала действия(ПД), что свидетельствует о возбуждении клетки переходе ее в деятельное состояние.
Потенциал действия и потенциал покоя -это электрические явления, регистрируемые на уровне клетки.
На уровне ткани регистрируются следующие биоэлектрические явления:
В состоянии покоя: - токи покоя (повреждения) - (ТП), - токи градиента основного обмена (ТГОО).
В состоянии возбуждения: - токи действия (ТД).
6.Понятие о потенциале покоя. Роль ионов К+, Na+, Ca+2, Cl- в происхождении мембранного потенциала. Калий-натриевый насос, его значение. Уравнения Нернста и Гольдмана, расчет величины мембранного потенциала.
Потенциал покоя (ПП) - это разность потенциалов между наружной и внутренней поверхности мембраны в состоянии покоя, т.е. в покое мембрана поляризована.
Происхождение ПП обусловлено:
1. Неравномерным распределением ионов калия и натрия между цитоплазмой и межклеточной жидкостью.
В клетке - калия порядка 400 мкмоль/литр, вне клетки – 10, соответственно, натрия в клетке - 50 и 460 - вне клетки - в состоянии покоя.
2. Избирательная проницаемость клеточной мембраны в покое для натрия и калия.
В покое - высокая проницаемость для калия, а для натрия в покое она практически отсутствует небольшая.
В покое за счет процесса облегченной диффузии через неуправляемые медленные калиевые каналы за счет градиента концентрации - калий постоянно выходит из клетки во внеклеточное пространство, это формирует постоянный выходящий калиевый ток. Он является причиной разности потенциалов в покое и обуславливает ПП.
Постоянному выходящему калиевому току противодействует работа калиевая часть калий-натриего насоса, которая обеспечивает постоянное возвратное поступление 2 молекул калия из внешней среды в клетку. В покое скорости этих двух процессов невелики. В реальных условиях в клетке возникает некое равновесное состояние между выходящим калиевым током и входящим калиевым током. Это формирует некий равновесный потенциал /ЕК/, который формирует по существу ту реальную разность потенциалов, которая существует между наружной и внутренней поверхностью клетки, если бы ее создавал один вид ионов.
Его величина, описывается уравнением Нернста:
где: R- газовая постоянная, Т- абсолютная температура, F- число Фарадея, Ке - концентрация свободных ионов калия в наружном растворе, Кi - их концентрация в цитоплазме, n - валентность, ln - натуральный логарифм.
По этой формуле Нернста можно подсчитать вклад калия в формирование потенциала мембраны в состоянии покоя, а так же - возбуждения. Реально равновесный потенциал для калия в покое равен минус 90 милливольт. Натрий, его равновесный потенциал в покое - плюс 60 милливольт. Хлор, для него равновесный потенциал равен - минус 70.
Гольдман - американский ученый - создал объединительное уравнение, в котором суммировал эти показатели потенциалов для натрия, калия, хлора, только в эти уравнения введено одно добавление - коэффициент проницаемости мембраны для иона, который характеризует скорость диффузии каждого из ионов. Расчет с использованием уравнения Гольдмана показывает, что в состоянии покоя потенциал мембраны составляет минус 70 милливольт. Реальные измерения ПП – 70-80 мВ. Таково электрическое состояние мембраны клетки в покое - она поляризована.
Потенциал действия и его фазы. Изменение проницаемости калиевых, натриевых и кальциевых каналов в процессе формирования потенциала действия.
Если на клетку нанести раздражение достаточной силы, клетка придет в новое, активное состояние.
При нанесении раздражения увеличивается проницаемость мембраны для натрия. Это происходит за счет энергии раздражителя и связано с активацией небольшого числа натриевых каналов. Возникает небольшое усиление входящего натриевого тока, интенсивность входящего натриевого тока пропорционально силе раздражителя. За счет этого процесса происходит уменьшение полярности мембраны по сравнению с исходным (с 70 мВ до 40-50 мВ). Эти изменения называются - пассивная деполяризация или частичная деполяризация,...
Похожие материалы:
Контрольная работа: ПСИХОЛОГИЯ КАК НАУКА. ТРУДОВОЕ И ФИЗИЧЕСКОЕ ВОСПИТАНИЕРеферат: Иммунология как наука
Реферат: Ботаника как наука. Предмет и задачи ботаники
Реферат: Аксиологическая психология. Акмеология как наука
Реферат: Психосоматика как наука