Содержание
Вопрос 1
.
1.
Способы регуляции функций в организме. Особенности гуморального и нервного механизмов регуляции.
2.
Рефлекс.
3.
Рефлекторная дуга. Компоненты рефлекторной дуги и их значение.
Вопрос 2.
1.
Морфологические и физиологические особенности эритроцитов.
2
.Функции эритроцитов.
3.
Количественные изменения эритроцитов.
Вопрос 3.
Предварительная физическая нагрузка,проводимая человеком,значительно уменьшает возможность его пребывания под водой.Механизм этого явления.
Вопрос 1.
Физиологической регуляцией называется активное управление функциями организма и его поведением для обеспечения требуемого обмена веществ, гомеостаза и оптимального уровня жизнедеятельности с целью приспособления к меняющимся условиям внешней среды.
Живой организм представляет собой, с одной стороны, сложнейшую многоэлементную систему, и совокупность иерархически связанных систем, с другой. Под системой вообще понимают комплекс взаимозависимых, но в то же время относительно самостоятельных элементов или процессов, объединяемых выполнением определенной функции. Так, организм в целом во всем многообразии его взаимосвязей с внешней средой и выполняемых функций как самостоятельное образование является живой системой. В то же время организм представляет собой сложную иерархию (т.е. взаимосвязь и взаимоподчиненность) систем, составляющих уровни его организации: молекулярный, субклеточный, клеточный, тканевой, органный, системный и организменный.
Способы регуляции функций в организме.
Организм человека работает как единое целое благодаря механизмам регуляции физиологичных функций: гуморальному, нервному.
Гуморальный механизм регуляции (от лат.humor - влага) осуществляется с помощью химических веществ, которые образуются в процессе обмена веществ в клетках, разносятся кровью по всему организму и влияют на деятельность клеток, тканей и органов. Некоторые из них владеют высокой биологической активностью - гормоны. В очень малых концентрациях они способны вызывать значительные изменения функций отдельных органов и организма в целом.
Гуморальная регуляция характеризуется тем, что не имеет определенного “адресата” (химическое вещество действует на все клетки, но чувствительными к ней те, в которых есть соответствующий рецептор), медленно действует, длительное время влияет на организм.
Нервная регуляция - более совершенная, обеспечивается деятельностью нервной системы, которая объединяет и связывает все клетки и органы в единственное целое, изменяет и регулирует их деятельность, осуществляет связь организма с окружающей средой. ЦНС, достаточно тонко точно воспринимая изменения окружающего и внутреннего состояния организма, своей деятельностью обеспечивает развитие и приспособление организма к переменчивым условиям существования.
Нервная и гуморальная регуляция тесно взаимосвязанные.
Гормоны влияют на состояние нервной системы. Образование и выделение гормонов контролирует нервная система. Нервные структуры чрезвычайно быстро воспринимают мельчайшие изменения физико-химических параметров внешней и внутренней среды и соответственно реагируют на них с помощью химических факторов регуляции. Нервная и гуморальные механизмы регуляции действуют взаимосогласованно и образуют единственную нейрогуморальну регуляцию, которая создает условия для взаимодействия всех систем организма, связывает их в единственное целое и обеспечивает взаимодействие организма со средой.
Рефлекс
(от лат reflexus – отраженный) - стереотипная реакция организма на определенное воздействие, проходящая с участием нервной системы. Рефлексы существуют у многоклеточных живых организмов, обладающих нервной системой. Полушария головного мозга – их кора и ближайшие к ней подкорковые образования – являются высшим отделом центральной нервной системы (ЦНС) позвоночных животных и человека. Функции этого отдела – осуществление сложных рефлекторных реакций, составляющих основу высшей нервной деятельности (поведения) организма. Предположение о рефлекторном характере деятельности высших отделов головного мозга впервые было развито ученым-физиологом И. М. Сеченовым. До него физиологи и неврологи не решались поставить вопрос о возможности физиологического анализа психических процессов, которые предоставлялось решать психологии. Далее идеи И. М. Сеченова получили развитие в трудах И. П. Павлова, который открыл пути объективного экспериментального исследования функций коры, разработал метод условных рефлексов и создал учение о высшей нервной деятельности. Павлов в своих трудах ввел деление рефлексов на безусловные, которые осуществляются врожденными, наследственно закрепленными нервными путями, и условные, которые осуществляются посредством нервных связей, вырабатывающих в процессе индивидуальной жизни человека или животного в результате формирования новых нервных связей. Большой вклад в формирование учения о рефлексах внёс Чарлз С. Шеррингтон. Он открыл координацию, взаимное ингибирование и облегчение рефлексов.
Классификация:
1
. По типу образования: условные и безусловные
2
. По видам рецепторов: экстероцептивные (кожные, зрительные, слуховые, обонятельные), интероцептивные (с рецепторов внутренних органов) и проприоцептивные (с рецепторов мышц, сухожилий, суставов)
3
. По эффекторам: соматические, или двигательные, (рефлексы скелетных мышц), например флексорные, экстензорные, локомоторные, статокинетические и др.; вегетативные внутренних органов — пищеварительные, сердечно-сосудистые, выделительные, секреторные и др.
4
. По биологической значимости: оборонительные, или защитные, пищеварительные, половые, ориентировочные.
5
. По степени сложности нейронной организации рефлекторные дуг различают моносинаптические, дуги которых состоят из афферентного и эфферентного нейронов (например, коленный), и полисинаптические, дуги которых содержат также 1 или несколько промежуточных нейронов и имеют 2 или несколько синаптических переключений (например, флексорный).
6
. По характеру влияний на деятельность эффектора: возбудительные — вызывающими и усиливающими (облегчающими) его деятельность,тормозные — ослабляющими и подавляющими её (например, рефлекторное учащение сердечного ритма симпатическим нервом и урежение его или остановка сердца — блуждающим).
7
. По анатомическому расположению центральной части рефлекторных дуг различают спинальные рефлексы и рефлексы головного мозга. В осуществлении спинальных рефлексов участвуют нейроны, расположенные в спинном мозге. Пример простейшего спинального рефлекса - отдергивание руки от острой булавки. Рефлексы головного мозга осуществляются при участии нейронов головного мозга. Среди них различают бульбарные, осуществляемые при участии нейронов продолговатого мозга; мезэнцефальные — с участием нейронов среднего мозга; кортикальные — с участием нейронов коры больших полушарий головного мозга.
Безусловные рефлексы
Безусловные рефлексы — наследственно передаваемые (врожденные), присущие всему виду. Выполняют защитную функцию, а также функцию поддержания гомеостаза.
Безусловные рефлексы – это наследуемая, неизменная реакция реакции организма на внешние и внутренние сигналы, независимо от условий возникновения и протекания реакций. Безусловные рефлексы обеспечивают приспособление организма к неизменным условиям среды. Являются видовым поведенческим признаком. Основные типы безусловных рефлексов: пищевые, защитные, ориентировочные.
Примером защитного рефлекса является рефлекторное отдергивание руки от горячего объекта. Гомеостаз поддерживается, например, рефлекторным учащением дыхания при избытке углекислого газа в крови. Практически каждая часть тела и каждый орган участвует в рефлекторных реакциях.
Простейшие нейронные сети, или дуги (по выражению Шеррингтона), участвующие в безусловных рефлексах, замыкаются в сегментарном аппарате спинного мозга, но могут замыкаться и выше (например, в подкорковых ганглиях или в коре). Другие отделы нервной системы также участвуют в рефлексах: ствол мозга, мозжечок, кора больших полушарий.
Дуги безусловных рефлексов формируются к моменту рождения и сохраняются в течение всей жизни. Однако они могут изменяться под влиянием болезни. Многие безусловные рефлексы проявляются лишь в определенном возрасте; так, свойственный новоржденным хватательный рефлекс угасает в возрасте 3-4 месяцев.
Условные рефлексы
Условные рефлексы возникают в ходе индивидуального развития и накопления новых навыков. Выработка новых временных связей между нейронами зависит от условий внешней среды. Условные рефлексы формируются на базе безусловных при участии высших отделов мозга.
Изучение условных рефлексов связано в первую очередь с именем И.П. Павлова. Он показал, что новый стимул может начать рефлекторную реакцию, если он некоторое время предъявляется вместе с безусловным стимулом. Например, если собаке дать понюхать мясо, то у неё выделяется желудочный сок (это безусловный рефлекс). Если же одновременно с мясом звенеть звоночком, то нервная система собаки ассоциирует этот звук с пищей, и желудочный сок будет выделяться в ответ на звоночек, даже если мясо не предъявлено. Условные рефлексы лежат в основе приобретенного поведения. Это наиболее простые программы. Окружающий мир постоянно меняется, поэтому в нём могут успешно жить лишь те, кто быстро и целесообразно отвечает на эти изменения. По мере приобретения жизненного опыта в коре полушарий складывается система условнорефлекторных связей. Такую систему называют динамическим стереотипом. Он лежит в основе многих привычек и навыков. Например, научившись кататься на коньках, велосипеде, мы впоследствии уже не думаем о том, как нам двигаться, чтобы не упасть.
Рефлекторная дуга
.
Рефлекторная дуга или рефлекторный путь представляет собой совокупность образований, необходимых для осуществления рефлекса. В нее входит цепь соединенных посредством синапсов нейронов, которая передает нервные импульсы от возбужденных стимулом чувствительных окончаний к мышцам или секреторным железам.
В рефлекторной дуге различают следующие компоненты:
1
.Рецепторы-высокоспециализированные образования, способные воспринять энергию раздражителя и трансформировать ее в нервные импульсы.
Все рецепторы можно подразделить на внешние или экстерорецепторы( зрительные, слуховые, вкусовые, обонятельные, осязательные) и внутренние или интерорецепторы( рецепторы внутренних органов), среди которых полезно выделить проприорецепторы, находящиеся в мышцах, сухожилиях и суставных сумках.
2
.Сенсорные ( афферентные, центростремительные ) нейроны, проводящие нервные импульсы от своих дендритов в центральную нервную систему. В спинной мозг сенсорные волокна входят в составе задних корешков.
3
.Интернейроны ( вставочные, контактные) находятся в центральной нервной системе, получают информацию от сенсорных нейронов, перерабатывают ее и передают эфферентным нейронам. В спинном мозгу тела вставочных нейронов находятся преимущественно в задних рогах и промежуточной области.
4
.Эфферентные ( центробежные) нейроны получают информацию от интернейронов ( в исключительных случаях от сенсорных нейронов) и передают рабочим органам.Тела эфферентных нейронов расположены в центральной нервной системе, а их аксоны выходят из спинного мозга в составе передних корешков и относятся уже к периферической нервной системе: они направляются либо к мышцам, либо к внешнесекреторным железам. Управляющие скелетными мышцами двигательные нейроны спинного мозга (мотонейроны) находятся в передних рогах, а вегетативные нейроны- в боковых рогах . Для обеспкчения соматических рефлексов достаточно одного эфферентного нейрона, а для осуществления вегетативных рефлексов необходимо два: один из них располагается в центральной нервной системе, а тело другого находится в вегетативном ганглии.
5
.Рабочие органы или эффекторы представляют собой либо мышцы, либо железы, поэтому рефлекторные ответы в конечном счете сводятся или к мышечным сокращениям (скелетных мышц, гладких мышц сосудов и внутренних органов, сердечной мышцы), или к выделению секретов желез (пищеварительных, потовых, бронхиальных, но не желез внутренней секреции).
Вопрос 2.
Эритроциты.
Морфологические и физиологические особенности эритроцитов.
Эритроциты возникли в процессе эволюции как клетки, содержащие дыхательные пигменты, которые осуществляют перенос кислорода и диоксида углерода. Зрелые эритроциты у рептилий, амфибий, рыб и птиц имеют ядра. Эритроциты млекопитающих - безъядерные; ядра исчезают на ранней стадии развития в костном мозге. Эритроциты могут быть в форме двояковогнутого диска, круглые или овальные (овальные у лам и верблюдов), диаметр составляет 0,007 мм, толщина - 0,002 мм ,. В 1 мм3 крови человека содержится 4,5-5 млн эритроцитов. Общая поверхность всех эритроцитов, через которую происходит поглощение и отдача О2 и СО2, составляет около 3000 м2, что в 1500 раз превышает поверхность всего тела.
Каждый эритроцит желтовато-зелёного цвета, но в толстом слое эритроцитарная масса красного цвета (греч. Erytros - красный). Красный цвет крови обусловлен наличием в эритроцитах гемоглобина.
Образуются эритроциты в красном костном мозге. Средняя продолжительность их существования составляет примерно 120 сут., разрушаются они в селезёнке и в печени, лишь небольшая их часть подвергается фагоцитозу в сосудистом русле.
Эритроциты, находящиеся в сосудистом русле, неоднородны. Они различаются по возрасту, форме, размеру, устойчивости к неблагоприятным факторам. В периферической крови одновременно находятся молодые, зрелые и старые эритроциты. Молодые эритроциты в цитоплазме имеют включения - остатки ядерной субстанции и называются ретикулоцитами. В норме ретикулоциты составляют не более 1% от всех эритроцитов, повышенное их содержание указывает на усиление эритропоэза.
Двояковогнутая форма эритроцитов обеспечивает большую площадь поверхности, поэтому общая поверхность эритроцитов в 1,5-2,0 тысячи раз превышает поверхность тела животного. Часть эритроцитов имеют шарообразную форму с выступами(шипиками), такие эритроциты называются эхиноцитами. Некоторые эритроциты - куполообразной формы - стомациты.
Эритроцит состоит из тонкой сетчатой стромы, ячейки которой заполнены пигментом гемоглобином и более плотной оболочки.
Оболочка эритроцитов, как и всех клеток, состоит из двух молекулярных липидных слоёв, в которые встроены белковые молекулы. Одни молекулы образуют ионные каналы для транспорта веществ, другие являются рецепторами, или имеют антигенные свойства. В мембране эритроцитов высокий уровень холинэстеразы, что предохраняет их от плазменного(внесинаптического) ацетилхолина.
Через полупроницаемую мембрану эритроцитов хорошо проходят кислород и углекислый газ, вода, ионы хлора, бикарбонаты. Ионы калия и натрия проникают через мембрану медленно, а для ионов кальция, белковых и липидных молекул мембрана не проницаема. Ионный состав эритроцитов отличается от состава плазмы крови: внутри эритроцитов поддерживается более высокая концентрация ионов калия и меньшая натрия, чем в плазме крови. Градиент концентраций указанных ионов сохраняется за счет работы натрий-калиевого насоса.
Морфология эритроцитов
:
Изменение формы, размеров, окраски эритроцитов лежит в основе классификации анемий.
Уменьшение диаметра эритроцитов, микроцитоз, наблюдается при железодефицитных и гемолитических анемиях.
Увеличение диаметра эритроцитов, макроцитоз, наблюдается при В12- и фолиеводефицитных анемиях (витаминодефицитные анемии). При гипопластических анемиях также может наблюдаться макроцитоз.
Изменение формы эритроцитов (пойкилоцитоз — эритроциты имеют разную форму) может наблюдаться при железодефицитной анемии, некоторых гемоглобинопатиях (серповидно-клеточная анемия, талассемия).
Самая лучшая форма для эритроцита — это форма двояковогнутого диска. При такой форме эритроцит лучше всего переносит кислород. Самый лучший размер — 7 мкм. Если он будет меньше, хуже будет переноситься кислород; если больше — эритроциты будут меньше жить. Существенную часть своей жизни они проведут в костном мозгу, кроме того, такие крупные клетки быстрее разрушатся в селезенке.
Окраска эритроцитов чаще зависит от насыщения их гемоглобином (гипер- и гипохромия). Полихроматофилия наблюдается при усилении эритропоэза (например, после геморрагической анемии).
Функции эритроцитов:
1
. перенос кислорода от лёгких к тканям и диоксида углерода от тканей к лёгким.
2
. поддержание рН крови (гемоглобин и оксигемоглобин составляют одну из буферных систем крови)
3
. поддержание ионного гомеостаза за счёт обмена ионами между плазмой и эритроцитами.
4
. участие в водном и солевом обмене.
5
. адсорбция токсинов, в том числе продуктов распада белка, что уменьшает их концентрацию в плазме крови и препятствует переходу в ткани
6
. участие в ферментативных процессах, в транспорте питательных веществ - глюкозы, аминокислот.
Количественные изменения эритроцитов.
Нормальное количество:
у мужчин— (4,0-5,5)х1012 /л
у женщин— (3,7-4,7)х1012/л
у новорожденных— (3,9-5,5)х1012/л
в двухмесячном возрасте — (2,7-4,9) х1012/л
в возрасте 6-12 лет— (4,0-5,2) х10 12/л
Благодаря особой форме общая поверхность всех эритроцитов достигает 3000 м2 и превышает поверхность тела человека в 1500 раз. Суточное колебание количества эритроцитов составляет, примерно, ± 0,5х 10 12/л. Физиологические увеличения числа эритроцитов могут быть связаны с интенсивной мышечной работой, эмоциональным возбуждением, потерей жидкости при повышенном потоотделении; снижение — при обильном питье и после приема пищи. Сдвиги эти носят кратковременный характер и связаны с перераспределением эритроцитов в организме или же с разжижением (сгущением) крови. Выброс дополнительного количества эритроцитов в кровяное русло осуществляется за счет клеток, депонированных в селезенке.
Выраженное увеличение числа эритроцитов в периферической крови может быть вызвано заболеваниями системы крови (первичный эритроцитоз) или же является симптомом, чаще всего, связанным с кислородным голоданием тканей (вторичный эритроцитоз).
Понижение числа эритроцитов в крови — основной лабораторный признак анемии. Он возникает при острых кровопотерях, гемолитической анемии и некоторых других формах малокровия. При хронических кровопотерях количество эритроцитов может быть нормальным или незначительно сниженным. Целесообразно у таких больных определять содержание гемоглобина и вычислять цветной показатель.
Вопрос 3.
Любая физическая нагрузка вызывает повышение потребности мышечной, сердечно-сосудистой и других систем организма в кислороде. В тканях накапливаются продукты окисления, они испытывают нехватку кислорода.
Нахождение под водой вызывает задержку дыхания, таким образом прекращается доступ кислорода в легкие, кровь в малом кругу кровообращения не обогощается кислородом,из крови (гемоглобина)не удаляеться углекислый газ, в крови резко повышается уровень метгемоглобина. Возникает порочный круг, из которого можно выбраться только с помощью подачи в легкие кислорода.
Список литературы:
1.
«Основы физиологии человека» Учебник для высших учебных заведений под редакцией Б.И.Ткаченко 1994г.
2.
«Физиология человека» под редакцией Р.Шмидта и Г.Тевса 1985г.
3.
«Биология: Большой справочник для школьника и поступающих в вузы» А.С.Батуев, М.А. Гуленкова, А.Г.Еленевский 1999г.
4.
«Физиология человека» Г.И.Косицкий 1985г.
5.
«Биология» в трех томах Д.Тейлор, Н.Грин, У.Стаут.
6.
«Основы физиологии» П.Стерки 1984г.
7.
Основы физиологии и этологии животных» В.Ф.Лысов, В.И. Максимов 2004г.
8.
«Физиология крови» В.Ф. Киричук 1999г.
|