Фізіологія як наука. Зв'язок фізіології з іншими науками. Методи дослідження.
фізіологія як наука нерозривно пов'язана з іншими дисциплінами. Вона базується на знаннях фізики, біофізики і біомеханіки, хімії і біохімії, загальної біології, генетики, гістології, кібернетики, анатомії. У свою чергу, фізіологія є основою медицини, психології, педагогіки, соціології, теорії і методики фізичного виховання. В процесі розвитку фізіологічної науки з загальної фізіології виділилися різні її приватні розділи фізіологія праці, фізіологія спорту, авіакосмічна фізіологія, фізіологія підводного праці, вікова фізіологія, психофізіологія і ін.
Гомеостаз. Шляхи надійності функціонування організму як біологічної системи.
ГОМЕОСТАЗ - властивість живого організму зберігати відносне динамічний сталість внутрішнього середовища. Гомеостаз виражається у відносному сталості хімічного складу, осмотичний тиск, стійкості основних фізіологічних функцій. Гомеостаз специфічний і обумовлений генотипом.
Ритмічність біологічних функцій, основних біофізичних, біохімічних і фізіологічних процесів, що становлять основу життєдіяльності, є однією з умов існування тварин і рослинних організмів. Система гемостазу має свій біологічний ритм функціонування (добовий, багатоденний, сезонний, що залежить від сонячної активності).
Концепція про на-надійності біологічних систем висунута професором А.А. Маркосяном. Суть її полягає в тому, що в процесі росту і розвитку організму створюється надмірність структур, дублювання функцій, великий запас резервних воз-можностей. Цим забезпечується надійність в роботі будь-якої біологічної системи. Проілюструємо сказане кількома прикладами: стінка сон-ної артерії здатна витримати тиск в 20 атм. що в 60-70 разів переви-щує можливе. Передача зорової інформації відбувається через 1 млн нервових волокон, а в сітківці ока міститься близько 100 млн сприймаються-чих клітин, т. Е. В 100 разів більше.
Дублювання структур і функцій характерно для багатьох внутрішніх органів; два легких, дві нирки, два півкулі головного мозку. Воно рассмат-ється як біологічна доцільність, що забезпечує надійність функціонування систем, т. Е організм дитини володіє величезними по-потенційного можливостями.
Правильно організоване фізичне виховання, спортивні заняття, розкриваючи колосальні потенційні можливості організму, що росте, забезпечують високий запас його міцності.
Перелік біологічних законів
1. Обумовленість зростання і розвитку генетичними і середовищні фактори (перший закон).
2. Нерівномірність темпу зростання і розвитку (другий закон).
3. Неодночасність (гетерохронность) розвитку окремих органів і систем (третій закон).
4. Особливості росту і розвитку в залежності від статі (четвертий закон).
5. Забезпечення надійності біологічних систем організму (п'ятий закон).
6. акцелерации і децелерація (шостий закон).
Регуляція. Види регуляції. Місцева регуляція. Нервова регуляція. гуморальна регуляція
Узгоджена діяльність різних систем організму, підтримання відносної постійності клітинного складу і фізико-хімічних властивостей внутрішнього середовища (гомеостазу) забезпечується нервовим і гуморальним механізмами регуляції функцій.
Механізми фізіологічної регуляції:
Гуморальна фізіологічна регуляція для передачі інформації використовує рідкі середовища організму (кров, лімфу, цереброспінальну рідину і т.д.) Сигнали передаються за допомогою хімічних речовин: гормонів, медіаторів, біологічно активних речовин (БАР), електролітів і т.д.
Особливості гуморальної регуляції:
швидкість доставки інформації невелика - визначається швидкістю струму біологічних рідин - 0,5-5 м / с;
Нервова фізіологічна регуляція для переробки та передачі інформації опосередковується через центральну і периферичну нервову систему. Сигнали передаються за допомогою нервових імпульсів.
Особливості нервової регуляції:
велика швидкість доставки інформації - швидкість передачі нервового імпульсу - до 120 м / с;
Для нормальної регуляції функцій організму необхідна взаємодія нервової і гуморальної систем.
Нейрогуморальна регуляція об'єднує всі функції організму для досягнення мети, при цьому організм функціонує як єдине ціле.
Нервовий і гуморальний механізми регуляції функцій тісно взаємопов'язані між собою. Гуморальні фактори впливають на діяльність нервових клітин ЦНС, вона в свою чергу змінює діяльність органів. З іншого боку - освіту і надходження в кров гуморальних речовин регулюється нервовою системою
Таким чином, в організмі існує єдина нервово-гуморальна система, що забезпечує саморегуляцію функцій, без чого неможливе існування організму.
Фізіологічна регуляція - це активне управління функціями організму і його поведінкою для підтримки оптимального рівня життєдіяльності, сталості внутрішнього середовища і обмінних процесів з метою пристосування організму до мінливих умов середовища.
Гуморальну регуляцію умовно ділять на місцеву саморегуляцію і гормональну регуляцію.
Місцева саморегуляціяобеспечівается передачею хімічних сигналів в межах однієї тканини або органу за допомогою найпростіших метаболітів і більш складних продуктів обміну - «тканинних гормонів».
Найпростіші метаболіти - речовини, одержувані в результаті біохімічних реакцій. Вони виступають як регулятори обмінних процесів і функцій органів за принципом зворотного зв'язку. Наприклад, утворення молочної кислоти, піровиноградної кислоти при інтенсивній діяльності м'язів веде до роз-ренію артеріол і прекапилляров для збільшення припливу крові і кисню. У той же час скорочувальна здатність м'язів слабшає. Регуляторні ефекти метаболітів неспецифічні.
"Тканинні гормони" або гістогормони - це метаболіти складного хімічної будови, які на відміну від «класичних» гормонів виробляються неспеціалізованими клітинами (наприклад, кініни, простагландини). Характерною ознакою гістогормонов є їх здатність забезпечувати взаємодію і регуляцію клітин на «місцевому» рівні, практично без втручання нервової системи.
Гістогормони діляться на 2 групи:
1. тканеспеціфіческіе гістогормони локальної дії: фактори росту нервів, тромбоцитів (тромбопоетінов), еритроцитів (еритропоетин). Сюди ж можна віднести і кейлони або Халонен - прості білки або глікопротеїди, що пригнічують поділ клітин і синтез ДНК. Існують і антікейлони - речовини, що стимулюють утворення нових структур. Порушення таких зв'язків може лежати в основі ряду захворювань (наприклад пухлинний ріст), а також грати роль в процесах старіння.
2. тканеспеціфіческіе гістогормони широкого спектру дії -наприклад, простагландини, брадикінін, гістамін, і т.д. Освіта цих речовин, на відміну від гормонів, здійснюється неспеціалізованими клітинами.
Нервові центри. Основні властивості нервових центрів.
Будова і функції спинного мозку. Функціональна організація сегмента спинного мозку. Нейрони спинного мозку.
Специфічні і неспецифічні ядра таламуса.
Вплив центральної нервової системи і біологічно активних речовин на кровообіг.
Газообмін - обмін газів між організмом і зовнішнім середовищем. З навколишнього середовища в організм безперервно надходить кисень, який споживається усіма клітинами, органами і тканинами; з організму виділяється утворюється в ньому вуглекислий газ і незначна кількість ін. газоподібних продуктів метаболізму. Газообмін необхідний майже для всіх організмів, без нього неможливий нормальний обмін речовин і енергії, а, отже, і саме життя.
Механізм газообміну в легенях - вельми цікавий процес. Самі по собі легені не розтягнуться і не стиснуться без роботи м'язів. В легеневій диханні беруть участь міжреберні м'язи і діафрагма (спеціальна плоска м'яз на кордоні грудної та черевної порожнин). Коли скорочується діафрагма, в легких знижується тиск, і повітря, природно, спрямовується до органу. Видих відбувається пасивно: еластичні легкі самі виштовхують повітря назовні. Хоча іноді м'язи можуть скорочуватися і при видиху. Так відбувається при активному диханні.
Весь процес знаходиться під контролем головного мозку. У довгастому мозку є спеціальний центр регуляції дихання. Реагує він на наявність вуглекислого газу в крові. Як тільки його стає менше, центр по нервових шляхах посилає сигнал діафрагми. Відбувається процес її скорочення, і настає вдих. При пошкодженні дихального центру хворому вентилюють легені штучним шляхом.
Головне завдання легких не просто переганяти повітря, а здійснювати процес газообміну. У легких змінюється склад вдихуваного повітря. І тут основна роль належить кровоносній системі. Що ж являє собою кровоносна система нашого організму? Її можна представити великий рікою з притоками з маленьких річечок, в які впадають струмочки. Ось такими струмочками-капілярами пронизані всі альвеоли.
Кисень, що надійшов в альвеоли, проникає в стінки капілярів. Це відбувається тому, що в крові і повітрі, що містяться в альвеолах, тиск різний. Венозна кров має менший тиск, ніж повітря альвеол. Тому кисень з альвеол спрямовується в капіляри. Тиск же вуглекислого газу менше в альвеолах, ніж в крові. З цієї причини з венозної крові вуглекислий газ прямує в просвіт альвеол.
У крові є спеціальні клітини - еритроцити, що містять білок гемоглобін. Кисень приєднується до гемоглобіну і подорожує в такому вигляді по організму. Кров, збагачена киснем, називається артеріальною.
Далі кров переноситься до серця. Серце - ще один наш невтомний трудівник - переганяє кров, збагачену киснем, до клітин тканин. І далі по «Річка-потічка» кров разом з киснем доставляється до всіх клітин організму. У клітинах вона віддає кисень, забирає вуглекислий газ - продукт життєдіяльності. І починається зворотний процес: тканинні капіляри - вени - серце - легені. У легких збагачена вуглекислим газом кров (венозна) надходить знову в альвеоли і разом із залишками повітря виштовхується назовні. Вуглекислий газ, також як і кисень, переноситься за допомогою гемоглобіну.
Отже, в альвеолах відбувається подвійний газообмін. Весь цей процес здійснюється блискавично, завдяки великій площі поверхні альвеол.
Фізіологія як наука. Зв'язок фізіології з іншими науками. Методи дослідження.
фізіологія як наука нерозривно пов'язана з іншими дисциплінами. Вона базується на знаннях фізики, біофізики і біомеханіки, хімії і біохімії, загальної біології, генетики, гістології, кібернетики, анатомії. У свою чергу, фізіологія є основою медицини, психології, педагогіки, соціології, теорії і методики фізичного виховання. В процесі розвитку фізіологічної науки з загальної фізіології виділилися різні її приватні розділи фізіологія праці, фізіологія спорту, авіакосмічна фізіологія, фізіологія підводного праці, вікова фізіологія, психофізіологія і ін.