1. GENERELLE EGENSKAPER TIL SENSORISKE SYSTEMER Sansesystemet er den delen av nervesystemet som oppfatter informasjon utenfor hjernen, overfører den til hjernen og analyserer den. Sansesystemet består av perseptive elementer - reseptorer, nervebaner som overfører

1.1. Metoder for å studere sansesystemer Funksjonene til sansesystemer studeres i elektrofysiologiske, nevrokjemiske og atferdsforsøk på dyr, en psykofysiologisk analyse av persepsjon utføres hos en frisk og syk person, samt ved hjelp av en rekke

2. TEORI OM FUNKSJONSSYSTEMER 2.1. Hva er systemet? Begrepet "system" brukes vanligvis for å indikere samlingen, organiseringen av en gruppe elementer og dens avgrensning fra andre grupper og elementer. Det er gitt mange definisjoner av systemet, som

7.1. Historisk bestemmelse av nivåorganisering av systemer Ideer om utviklingsmønstre utvikles av mange forfattere i forbindelse med ideene om nivåorganisering (se [Anokhin, 1975, 1980; Rogovin, 1977; Alexandrov, 1989, 1995, 1997]). Utviklingsprosessen blir sett på som

En generell modell av sensoriske og motoriske systemer Gjennom århundrene har mennesker brukt en rekke enheter for å kommunisere med hverandre - fra veldig enkle signaler (gnisten av reflektert sollys sendt fra en observasjonspost til en annen) til

Kapittel 6 Kjennetegn ved produksjon av biologiske systemer 6.1. Generelle begreper, begreper, definisjoner I økologi er det vanlig å kalle mengden levende stoff i alle grupper av plante- og dyreorganismer for biomasse. Det er den resulterende verdien av alle prosesser

8.5. Enhet av kroppens reguleringssystemer Signalmolekyler har tradisjonelt blitt delt inn i tre grupper, i henhold til "rekkevidden" til signalet. Hormoner transporteres med blod gjennom hele kroppen, mediatorer - i synapsen, histohormoner - i naboceller. derimot

Reguleringssystemer i menneskekroppen - Dubynin V.A. - 2003.

Manualen, på et moderne nivå, men i en form som er tilgjengelig for leseren, beskriver grunnleggende kunnskap om nervesystemets anatomi, nevrofysiologi og nevrokjemi (med elementer av psykofarmakologi), fysiologien til høyere nervøs aktivitet og nevroendokrinologi.
For universitetsstudenter som studerer innen studieretning 510600 Biologi, biologiske, samt medisinske, psykologiske og andre spesialiteter.

INNHOLDSFORTEGNELSE
FORORD - 5 s.
INNLEDNING - 6-8s.
1 GRUNNLEGGENDE OM CELLULÆR STRUKTUR AV LEVENDE ORGANISMER - 9-39s.
1.1 Celleteori - 9p.
1.2 Kjemisk organisering av cellen -10-16s.
1.3 Cellestruktur - 17-26s.
1.4 Proteinsyntese i cellen - 26-31s.
1.5 Vev: struktur og funksjoner - 31-39s.
2 STRUKTUR AV NERVESYSTEMET - 40-96s.
2.1 Hjernens refleksprinsipp - 40-42s.
2.2 Embryonal utvikling av nervesystemet - 42-43s.
2.3 Generell idé om strukturen til nervesystemet - 43-44s.
2.4 Skjell og hulrom i sentralnervesystemet - 44-46s.
2.5 Ryggmarg - 47-52s.
2.6 Generell struktur av hjernen - 52-55s.
2.7 Medulla oblongata - 56-57s.
2.8 Bridge - 57-bOS.
2.9 Lillehjernen - 60-62s.
2.10 Midbrain - 62-64s.
2.11 Diencephalon - 64-68s.
2.12 Telencephalon - 68-74s.
2.13 Ledende veier i hjernen og ryggmargen - 74-80-årene.
2.14 Lokalisering av funksjoner i hjernebarken - 80-83s.
2.15 Kranienerver - 83-88s.
2.16 Spinalnerver - 88-93s.
2.17 Autonomt (autonomt) nervesystem - 93-96s.
3 GENERELL FYSIOLOGI AV NERVESYSTEMET - 97-183s.
3.1 Synaptiske kontakter av nerveceller - 97-101 s.
3.2 Hvilepotensialet til en nervecelle - 102-107s.
3.3 Aksjonspotensial for en nervecelle -108-115s.
3.4 Postsynaptiske potensialer. Forplantning av aksjonspotensialet langs nevronet - 115-121s.
3.5 Livssyklus til nervesystemmediatorer -121-130s.
3.6 Acetylkolin - 131-138s.
3.7 Noradrenalin - 138-144s.
3.8 Dopamin-144-153C.
3.9 Serotonin - 153-160s.
3.10 Glutaminsyre (glutamat) -160-167c.
3.11 Gamma-aminosmørsyre-167-174c.
3.12 Andre ikke-peptidmediatorer: histamin, asparaginsyre, glycin, puriner - 174-177c.
3.13 Peptidmediatorer - 177-183s.
4 FYSIOLOGI AV HØYERE NERVØS AKTIVITET - 184-313s.
4.1 Generelle ideer om prinsippene for å organisere atferd. Dataanalogi av sentralnervesystemets arbeid - 184-191s.
4.2 Fremveksten av læren om høyere nervøs aktivitet. Grunnleggende konsepter for fysiologien til høyere nervøs aktivitet -191-200-tallet.
4.3 Variasjon av ubetingede reflekser - 201-212p.
4.4 Variasjon av betingede reflekser - 213-223s.
4.5 Ikke-assosiativ læring. Mekanismer for korttids- og langtidshukommelse - 223-241s.
4.6 Ubetinget og betinget hemming - 241-251s.
4.7 System for søvn og våkenhet - 251-259s.
4.8 Typer høyere nervøs aktivitet (temperamenter) - 259-268p.
4.9 Komplekse typer assosiativ læring hos dyr - 268-279s.
4.10 Kjennetegn ved menneskelig høyere nervøs aktivitet. Andre signalsystem - 279-290s.
4.11 Ontogenese av menneskelig høyere nervøs aktivitet - 290-296 s.
4.12 System av behov, motivasjoner, følelser - 296-313s.
5 ENDOKRIN REGULERING AV FYSIOLOGISKE FUNKSJONER -314-365p.
5.1 Generelle egenskaper ved det endokrine systemet - 314-325p.
5.2 Hypothalamus-hypofysesystem - 325-337s.
5.3 Skjoldbruskkjertelen - 337-341s.
5.4 Biskjoldbruskkjertler - 341-342s.
5,5 binyrene - 342-347s.
5.6 Bukspyttkjertel - 347-350s.
5.7 Endokrinologi av reproduksjon - 350-359 s.
5.8 Epifyse, eller pinealkjertel - 359-361s.
5.9 Thymus - 361-362s.
5.10 Prostaglandiner - 362-363s.
5.11 Regulatoriske peptider - 363-365s.
LISTE OVER ANBEFALT LESING - 366-367 s.

Last ned e-boken gratis i et praktisk format, se og les:
Last ned boken Reguleringssystemer i menneskekroppen - Dubynin V.A. - fileskachat.com, rask og gratis nedlasting.

Last ned djvu
Nedenfor kan du kjøpe denne boken til den beste prisen med rabatt med levering i hele Russland.

I en flercellet organisme er det et enkelt nevro-endokrint system som sikrer koordinert regulering av funksjoner, strukturer og metabolisme i ulike organer og vev.

Nervesystemet, som regel, gjennom en kjemisk synapse (ved hjelp av mediatorer), påvirker cellen nærmest nerveenden, og endokrine formasjoner produserer hormoner som virker på mange organer og vev, selv fjernt fra produksjonsstedet. .

Nervesystemet og det endokrine systemet regulerer hverandres aktivitet. I tillegg kan de samme biologisk aktive stoffene (BAS) skilles ut av endokrine kjertler og nevroner (for eksempel noradrenalin).

Selv en del av nervesystemet (for eksempel hypothalamus) er i stand til å påvirke andre strukturer, både gjennom nevrale veier og ved hjelp av hormoner.

Generell fysiologi av det endokrine systemet

Eksistensen av det endokrine systemet er umulig uten sekretoriske celler. De produserer sine biologisk aktive sekresjoner (hormoner), som kommer inn i de interne ekstracellulære miljøene i kroppen (vevsvæske, lymfe og blod). Derfor kalles endokrine kjertler ofte for endokrine kjertler.

Det endokrine systemet inkluderer (fig. 1) endokrine kjertler(organer der de fleste celler skiller ut hormoner) nevrohemale formasjoner(nevroner som skiller ut stoffer som har egenskapene til hormoner) og diffust endokrine system(celler som skiller ut hormoner i organer og vev, hovedsakelig bestående av "ikke-endokrine" strukturer).

De endokrine kjertlene inkluderer: hypofysen, skjoldbruskkjertelen og biskjoldbruskkjertelen, binyrene og pinealkjertelen. Et eksempel på en nevrohemal struktur er oksytocin-utskillende nevroner, og det diffuse endokrine systemet er mest karakteristisk for bukspyttkjertelen, fordøyelseskanalen, gonader, thymus og nyrer.

Endokrine kjertler utskiller konstant hormoner ( basalt nivå av sekresjon), og nivået av slik sekresjon avhenger som regel av hastigheten på deres syntese ( bare skjoldbruskkjertelen akkumulerer betydelige mengder hormoner i form av kolloid).

Således, i samsvar med den klassiske modellen av det endokrine systemet, skilles hormonet ut av de endokrine kjertlene til blodet, sirkulerer med det i hele kroppen og samhandler med målceller, uavhengig av graden av deres avstand fra sekresjonskilden.

Hormoner Egenskaper og klassifiseringer av hormoner

Hormoner er organiske forbindelser som produseres i blodet av spesialiserte celler og påvirker visse funksjoner i kroppen utenfor stedet for deres dannelse.

Hormoner er preget av: spesifisitet og høy biologisk aktivitet, langdistansevirkning, evnen til å passere gjennom kapillærendotelet og rask fornyelse.

Spesifisitet manifesterer seg utdanningssted Og ved selektiv handling hormoner til cellene. Biologisk aktivitet hormoner er preget av følsomheten til målet for svært lave konsentrasjoner (10 -6 -10 -21 M). Handlingsavstand består i manifestasjonen av effekten av hormoner i betydelig avstand fra stedet for deres dannelse (endokrin virkning). Passeringsevne gjennom endotelet i kapillærene letter utskillelsen av hormoner i blodet og deres overføring til målceller, og rask oppdatering på grunn av den høye frekvensen av hormoninaktivering eller eliminering fra kroppen.

Av kjemisk natur hormoner De er delt inn i protein, steroid og derivater av aminosyrer og fettsyrer.

Proteinhormoner deles videre inn i polypeptider og proteider (proteiner). TIL steroid inkluderer hormoner fra binyrebarken og gonader. Aminosyrederivater tyrosin er katekolaminer (adrenalin, noradrenalin og dopamin) og skjoldbruskhormoner, og fettsyrer- prostaglandiner, tromboksaner og leukotriener.

Alle ikke-protein- og noen ikke-proteinhormoner også det er ingen artsspesifisitet.

Effektene forårsaket av hormoner er delt inn (fig. 2) i metabolsk, morfogenetisk, kinetisk Og korrigerende(for eksempel øker adrenalin hjertesammentrekninger, men selv uten det trekker hjertet seg sammen).

Hormoner transporteres i blodet i oppløste og bundne (med proteiner) tilstander. Bundet hormoner er inaktive og blir ikke ødelagt. Derfor gir plasmaproteiner funksjonene transport og lagring av hormonet i blodet. Noen av dem (for eksempel albuminer) interagerer med mange hormoner, men det er også spesifikke transportører. For eksempel binder kortikosteroider fortrinnsvis til transkortin.

Reguleringen av mange prosesser i kroppen sikres av tilbakemeldingsprinsippet. Den ble først formulert av innenlandsforskeren M.M. Zavadovsky i 1933. Tilbakemelding refererer til påvirkningen av resultatet av systemets aktivitet på aktiviteten.

Det er "lange", "korte" og "ultrakorte" (fig. 3) tilbakemeldingsnivåer.

Det lange reguleringsnivået sikrer samspillet mellom fjerne celler, den korte - de som er lokalisert i nabovev, og den ultrakorte - bare innenfor en strukturell formasjon.

A. Pålitelighet av reguleringsmekanismer. I fravær av patologi gir kroppens organer og systemer nivået av prosesser og konstanter som kroppen trenger i henhold til dets behov under forskjellige leveforhold. Dette oppnås på grunn av den høye påliteligheten av funksjonen til reguleringsmekanismer, som igjen er sikret av en rekke faktorer.

1. Det er flere reguleringsmekanismer, de utfyller hverandre (nervøse, humorale: hormoner, metabolitter, vevshormoner, mediatorer - og myogene).

2. Hver mekanisme kan ha flerretningseffekter på organet. For eksempel hemmer den sympatiske nerven sammentrekning av magen, og den parasympatiske nerven forsterker den. Mange kjemikalier stimulerer eller hemmer aktiviteten til ulike organer: for eksempel hemmer adrenalin, og serotonin forsterker sammentrekninger av mage og tarm.

3. Hver nerve (sympatisk og parasympatisk) og ethvert stoff som sirkulerer i blodet kan også ha forskjellige effekter på det samme organet. For eksempel trekker den sympatiske nerven og angiotensin sammen blodårene; Naturligvis, når aktiviteten avtar, utvider karene seg.

4. Nervøse og humorale reguleringsmekanismer samhandler med hverandre. For eksempel har acetylkolin frigjort fra parasympatiske avslutninger en effekt ikke bare på effektorcellene i organet, men hemmer også frigjøringen av noradrenalin fra nærliggende sympatiske terminaler. Sistnevnte, ved hjelp av noradrenalin, har samme effekt på frigjøringen av acetylkolin ved parasympatiske terminaler. Dette øker dramatisk effekten av acetylkolin eller noradrenalin i seg selv på organet. Adrenokortikotropisk hormon (ACTH) stimulerer produksjonen av hormoner i binyrebarken, men deres for høye nivå gjennom negativ tilbakemelding (se avsnitt 1.6, B-1) hemmer produksjonen av ACTH i seg selv, noe som fører til en reduksjon i frigjøring av kortikoider.

5. Hvis vi fortsetter kjeden av denne analysen, med tanke på det adaptive resultatet (vedlikeholde kroppskonstanter på et optimalt nivå) og arbeidet til effektorer, vil vi finne flere måter for deres systemiske regulering. Dermed opprettholdes nivået av blodtrykk (BP) som kreves for kroppen ved å endre hjertets intensitet; regulering av vaskulær lumen; mengden sirkulerende væske, som realiseres ved overgang av væske fra kar til vev og tilbake og ved å endre volumet som skilles ut i urinen, avleiring av blod eller frigjøring fra depotet og sirkulasjon gjennom karene i kroppen.

Således, hvis vi multipliserer alle de fem listede alternativene for regulering av kroppskonstanter, tar i betraktning det faktum at alle har flere eller til og med flere dusin av dem (for eksempel humorale stoffer), vil det totale antallet av disse alternativene være i hundrevis! Dette sikrer en meget høy grad av pålitelighet av systemisk regulering av prosesser og konstanter, selv under ekstreme forhold og under patologiske prosesser i kroppen.

Og til slutt er påliteligheten til den systemiske reguleringen av kroppsfunksjoner også høy fordi det er to typer regulering.

B. Typer regulering. I litteraturen er det flere begreper som dupliserer og til og med motsier hverandre. Spesielt

Vi mener imidlertid at inndeling av regulering i typer basert på avvik og forstyrrelse er feil. I begge tilfeller er det en forstyrrende faktor. For eksempel er en forstyrrende faktor avviket til den kontrollerte konstanten fra normen (regulering ved avvik), dvs. den type regulering basert på avvik uten forstyrrende faktor gjennomføres ikke. Avhengig av tidspunktet for aktivering av reguleringsmekanismer angående endringen i kroppskonstanten fra normalverdien, er det nødvendig å skille regulering ved avvik Og videre regulering. Disse to konseptene inkluderer alle andre og eliminerer terminologisk forvirring.

1, Avviksregulering - en syklisk mekanisme der ethvert avvik fra det optimale nivået til den regulerte konstanten mobiliserer alt apparatet til det funksjonelle systemet for å gjenopprette det til sitt tidligere nivå. Regulering ved avvik forutsetter tilstedeværelsen av et systemkompleks negativ tilbakemeldingskanal, gi multidireksjonell påvirkning: styrking av insentivstyringsmekanismer ved svekkelse av prosessindikatorer, samt svekkelse av insentivmekanismer ved overdreven styrking av prosessindikatorer og konstanter. I motsetning til negative tilbakemeldinger positive tilbakemeldinger, Sjelden funnet i kroppen, har den bare en ensrettet effekt, og stimulerer utviklingen av en prosess under kontroll av kontrollkomplekset. Derfor gjør positiv tilbakemelding systemet ustabilt, ute av stand til å sikre stabiliteten til den regulerte prosessen innenfor det fysiologiske optimum. For eksempel, hvis blodtrykket ble regulert i henhold til prinsippet om positiv tilbakemelding, så hvis det sank, ville virkningen av reguleringsmekanismer føre til en enda større reduksjon, og hvis den økte, til en enda større økning. Et eksempel på positiv tilbakemelding er styrking av utskillelsen av fordøyelsessaft i magen etter å ha spist, som utføres ved hjelp av hydrolyseprodukter absorbert i blodet.

Dermed opprettholder funksjonelle systemer, med deres selvregulerende mekanismer, hovedindikatorene for det indre miljøet i spekteret av svingninger som ikke forstyrrer det optimale løpet av kroppens vitale aktivitet. Det følger av dette at ideen om konstanter i det indre miljøet i kroppen som stabile indikatorer på homeostase er relativ. Samtidig skilles det ut "harde" konstanter, som opprettholdes av de tilsvarende funksjonelle systemene på et relativt fast nivå og avviket fra dette nivået er minimalt, da det er full av alvorlige metabolske forstyrrelser. Også utmerkede "plast", "myk" konstanter, hvis avvik fra det optimale nivået er tillatt innenfor et bredt fysiologisk område. Eksempler på "harde" konstanter er nivået av osmotisk trykk og pH-verdi. "Plastiske" konstanter er verdien av blodtrykket. kroppstemperatur, konsentrasjon av næringsstoffer i blodet.

I pedagogisk og vitenskapelig litteratur finnes også begrepene "settpunkt" og "settverdi" for en bestemt parameter. Disse konseptene er lånt fra tekniske disipliner. Avvik av en parameter fra en gitt verdi i en teknisk enhet aktiverer umiddelbart reguleringsmekanismer som returnerer parameterne til den "settverdien". I teknologi er en slik formulering av spørsmålet om en "gitt verdi" ganske passende. Dette "settpunktet" er satt av konstruktøren. I kroppen er det ikke en "settverdi" eller "settpunkt", men en viss verdi av dens konstanter, inkludert den konstante kroppstemperaturen til høyere dyr og mennesker. Et visst nivå av kroppskonstanter sikrer en relativt uavhengig (gratis) livsstil. Dette nivået av konstanter ble dannet i evolusjonsprosessen. Mekanismer for å regulere disse konstantene har også dukket opp. Derfor bør begrepene "settpunkt" og "settverdi" betraktes som feil i fysiologi. Det er et generelt akseptert konsept om "homeostase", dvs. konstanthet av det indre miljøet i kroppen, noe som innebærer konstansen til ulike konstanter i kroppen. Opprettholde denne dynamiske konstantheten (alle konstanter svinger - noen mer, andre mindre) leveres av alle reguleringsmekanismer.

2. Foregripende regulering betyr at reguleringsmekanismer aktiveres før en reell endring i parameteren til den regulerte prosessen (konstant) på grunnlag av informasjon som kommer inn i nervesenteret i det funksjonelle systemet og signaliserer en mulig endring i den regulerte prosessen (konstant) i fremtiden . For eksempel gir termoreseptorer (temperaturdetektorer) plassert inne i kroppen kontroll over temperaturkonstanten til de indre områdene av kroppen. Hudens termoreseptorer spiller hovedsakelig rollen som detektorer for omgivelsestemperatur (forstyrrende faktor). Med betydelige avvik i omgivelsestemperaturen skapes forutsetningene for en mulig endring i temperaturen i det indre miljøet i kroppen. Normalt skjer dette imidlertid ikke, siden impulser fra termoreseptorene i huden, som kontinuerlig kommer inn i det hypotalamiske termoregulatoriske senteret, lar det termoregulatoriske senteret gjøre kompenserende endringer i arbeidet til systemets effektorer inntil temperaturen i det indre miljøet i kroppen faktisk endres. Økt ventilasjon av lungene under fysisk aktivitet begynner før økningen i oksygenforbruket og akkumuleringen av karbonsyre i blodet. Dette oppnås på grunn av afferente impulser fra proprioseptorer av aktivt arbeidende muskler. Følgelig fungerer proprioseptorimpulser som en faktor som organiserer restruktureringen av det funksjonelle systemet, som opprettholder det optimale nivået av Po 2 - Pco 2 for metabolisme og pH i det indre miljøet på forhånd.

Forhåndsregulering kan implementeres ved hjelp av mekanismen betinget refleks. Det er vist at konduktører av godstog om vinteren øker varmeproduksjonen kraftig når de beveger seg bort fra avgangsstasjonen, hvor konduktøren befant seg i et varmt rom. På vei tilbake, når du nærmer deg stasjonen, avtar varmeproduksjonen i kroppen tydelig, selv om lederen i begge tilfeller ble utsatt for like intens avkjøling, og alle de fysiske betingelsene for varmefrigjøring endret seg ikke (A.D. Slonim).

Takket være den dynamiske organiseringen av reguleringsmekanismer, sikrer funksjonelle systemer homeostase av kroppen både i hviletilstand og i en tilstand av økt aktivitet i miljøet.

HOMEOSTASIS

Begreper

Homeostase(homeostase) - fra gresk. homois - lignende, lignende + 513515 - stående, immobilitet.

Dette konseptet ble introdusert i fysiologi av V. Cannon (1929) og definerte det som et sett med koordinerte reaksjoner som sikrer vedlikehold eller gjenoppretting av det indre miljøet i kroppen. Oversatt til russisk betyr dette ikke en reaksjon, men tilstanden til det indre miljøet i kroppen. For tiden (ganske riktig, fra vårt synspunkt) forstås homeostase som den dynamiske konstantheten til det indre miljøet i kroppen og parametrene for organaktivitet.

Det indre miljøet i kroppen- dette er en kombinasjon av blod, lymfe, intercellulær og cerebrospinalvæske. Konstansen til det indre miljøet i kroppen forstås som dens biokjemiske sammensetning, volum, sammensetning av dannede elementer og temperatur. Sammensetningen av det indre miljøet bestemmes av dets konstanter: for eksempel blodets pH (arteriell - 7,4; venøs - 7,34), osmotisk trykk av blod (7,6 atm), viskositeten til alle kroppsvæsker (i blodet er det 4,5 - 5 ganger mer enn vann) osv. "Å opprettholde konstante levekår i vårt indre miljø er et nødvendig element i et fritt og uavhengig liv," bemerket K. Bsrnar (1878). Takket være denne konstantheten er vi i stor grad uavhengige av miljøet.

Konstansen til det indre miljøet avhenger av den stabile funksjonen til de indre organene (parametere for deres aktivitet). For eksempel, hvis gassutvekslingsfunksjonen i lungene er svekket, forstyrres innholdet av O 2 og CO 2 i blodet og intercellulær væske, samt pH i blodet og andre kroppsvæsker. Den stabile aktiviteten til nyrene bestemmer også mange konstanter i det indre miljøet: pH, osmotisk trykk, mengde væske i kroppen, etc.

Situasjoner er mulige når det indre miljøet ikke er forstyrret og homeostase ikke observeres. For eksempel er økt blodtrykk på grunn av spasmer i blodkar (i alvorlige tilfeller er dette hypertensjon) et brudd på homeostase, noe som fører til en forverring av arbeidsaktiviteten, men økningen i blodtrykket kan ikke være ledsaget av avvik fra normen i det indre miljøet i kroppen. Følgelig er et alvorlig avvik i parametrene for aktiviteten til indre organer mulig uten endringer i det indre miljøet i kroppen. Dette er for eksempel takykardi (høy hjertefrekvens) som en kompenserende refleksreaksjon ved lavt blodtrykk på grunn av en reduksjon i blodkartonen. I dette tilfellet er parametrene for aktiviteten til de indre organene også sterkt avviket fra normen, homeostase er forstyrret, og arbeidskapasiteten er redusert, men tilstanden til det indre miljøet i kroppen kan være innenfor normale grenser.

Dynamisk konstanthet i det indre miljøet og parametere for organaktivitet. Dette betyr at fysiologiske og biokjemiske konstanter og intensiteten av organaktivitet varierer og samsvarer med kroppens behov under ulike livsbetingelser. For eksempel, under fysisk aktivitet, øker frekvensen og styrken av hjertesammentrekninger noen ganger med to eller til og med tre ganger, mens det maksimale (systoliske) blodtrykket øker sterkt (noen ganger diastolisk); metabolitter akkumuleres i blodet (melkesyre, CO2, adenylsyre, det indre miljøet i kroppen blir forsuret), hyperpné observeres - en økning i intensiteten av ekstern respirasjon, men disse endringene er ikke patologiske, dvs. homeostase forblir dynamisk. Hvis funksjonsparametrene til kroppens organer og systemer ikke endret seg på grunn av endringer i intensiteten av deres aktivitet, ville kroppen ikke være i stand til å motstå økte belastninger. Det skal bemerkes at under fysisk aktivitet aktiveres ikke funksjonene til alle organer og systemer: for eksempel er aktiviteten til fordøyelsessystemet, tvert imot, hemmet. I hvile observeres de motsatte endringene: O 2 -forbruk og metabolisme reduseres, aktiviteten til hjertet og pusten svekkes, avvik i biokjemiske parametere og blodgasser forsvinner. Gradvis går alle verdier tilbake til det normale i hvile.

Norm- dette er den gjennomsnittlige statistiske verdien av konstantene til det indre miljøet og parametere for aktiviteten til organer og systemer i kroppen. For hver person kan de avvike betydelig fra gjennomsnittsnormen, spesielt fra indikatorene til individer. Derfor, for indikatorer på normale verdier, er det grenser for denne normen, og spredningen av parametere for forskjellige konstanter er veldig forskjellig. For eksempel er maksimalt hvileblodtrykk hos en ung person 110-120 mmHg. Kunst. (spredning 10 mm Hg), og fluktuasjoner i blodets pH i hvile er lik flere hundredeler. Det er "harde" og "plastiske" konstanter (P.K. Anokhin; se avsnitt 1.6, B1). Verdien av blodtrykket varierer i ulike perioder av ontogenese. Så ved slutten av det første leveåret er systolisk blodtrykk = 95 mmHg Art., i en alder av 5 år<= 100 мм,в 10 лет- 105 мм рт. ст., т.е. норма вариабель­на в антогенезе. «Жесткими» константами являются те параметры внутренней среды, которые определяют оптимальную активность ферментов и тем самым возможность оптимального для организма протекания обменных процессов.

Homeostase, som tilsvarer kroppens behov under forskjellige forhold i livet, opprettholdes på grunn av den høye påliteligheten i funksjonen til forskjellige organer og systemer i kroppen.

1.7.2. Pålitelighet av fysiologiske systemer som gir homeostase

I løpet av livet opplever kroppen ofte sterkt følelsesmessig og fysisk stress og er utsatt for geofysiske påvirkninger: høye og lave temperaturer, geomagnetisk felt, solstråling. I evolusjonsprosessen har det blitt dannet ulike mekanismer som gir optimale adaptive reaksjoner. I hvile, mange organer og systemer

De fungerer med minimal belastning; med fysisk stress kan intensiteten av aktiviteten tiddobles. De viktigste metodene og mekanismene som sikrer påliteligheten til fysiologiske, og derfor funksjonelle systemer, er følgende:

1. Reserve av strukturelle sementer i organet og deres funksjonelle mobilitet. Antall celler og strukturelle elementer i ulike organer og vev er mye større enn det som er nødvendig for tilstrekkelig å støtte kroppen i hvile. Under hvile fungerer således et lite antall kapillærer i en hvilende menneskelig muskel - omtrent 30 åpne kapillærer per 1 mm 2 tverrsnitt av muskelen (pliktkapillærer), med maksimalt muskelarbeid når antallet 3000 per 1 mm 2. I hjertet fungerer 50 % av kapillærene samtidig, 50 % fungerer ikke. I mørket utvides det mottakelige feltet til retinale ganglionceller - de mottar informasjon fra et større antall fotoreseptorer. Tilstedeværelsen av en reserve av strukturelle elementer sikrer deres funksjonelle mobilitet - en endring av funksjonelle elementer: noen jobber, andre hviler (fungering og hvile veksler). Organet som har en stor reserve av strukturelle elementer er leveren. Hvis leveren er skadet, kan de gjenværende cellene godt sikre normal funksjon. I fysiologi ble konseptet "funksjonell mobilitet" introdusert av G. Snyakin.

2. Duplisering i fysiologiske systemer forekommer veldig ofte, noe som også øker deres pålitelighet: kroppen har to lunger, to nyrer, to øyne, to ører, sammenkoblede nervestammer, som funksjonelt i stor grad overlapper hverandre: for eksempel venstre og høyre vagus og sympatiske nerver. Innervering av indre organer og menneskekroppen utføres fra flere segmenter av ryggmargen. Hver metamer av kroppen innerveres av tre sensoriske og motoriske røtter i ryggmargen; nerver fra de fem thoraxsegmentene av ryggmargen nærmer seg hjertet. Nevroner av sentre som regulerer ulike funksjoner er lokalisert i ulike deler av hjernen, noe som også øker påliteligheten i reguleringen av kroppsfunksjoner. Den enzymatiske behandlingen av mat som kommer inn i fordøyelseskanalen er også duplisert: etter fjerning av magen av medisinske årsaker, utføres fordøyelsen tilfredsstillende.

Tre mekanismer for regulering av kroppsfunksjoner (nervøse, humorale og myogene) gir fin adaptiv regulering av funksjonene til organer og systemer i samsvar med kroppens behov under ulike livsbetingelser. Et eksempel på duplisering er multikretsløpet av mekanismer som regulerer en rekke fysiologiske konstanter. Regulering av blodtrykk utføres for eksempel ved hjelp av raske responsmekanismer (refleksregulering), langsomme responsmekanismer (hormonell og myogen regulering av vaskulær tonus, endringer i vannvolumet i blodet på grunn av overgangen fra kapillærer til vev og rygg), langsomme responsmekanismer (endringer i mengden vann som fjernes fra kroppen gjennom regulatoriske effekter på nyrene). Den konstante pH-verdien i miljøet opprettholdes av lungene, nyrene og blodbuffersystemene.

3. Tilpasning - et sett med reaksjoner og mekanismer for implementering av dem som sikrer kroppens tilpasning til endringer i geososiale forhold (naturlige, sosiale og industrielle). Adaptive reaksjoner kan være medfødte og ervervede; de utføres på celle-, organ-, systemisk og organismenivå. Adaptive mekanismer er svært forskjellige. For eksempel, med systematisk økt fysisk aktivitet, utvikles muskelhypertrofi; når du puster luft med redusert oksygeninnhold, øker nivået av hemoglobin i blodet, antall kapillærer i vev og ventilasjon av lungene øker; når de utsettes for lave temperaturer, øker metabolismen og varmeoverføringen reduseres; endringer i belysning (dag - natt) dannet circadian (circadian) biologiske rytmer: de fleste organer og systemer i kroppen fungerer mer intensivt om dagen enn om natten, siden en person vanligvis hviler om natten; immunitet dannes under påvirkning av smittsomme stoffer; Når lungene blir skadet, øker erytropoesen og mengden hemoglobin i blodet.

4. Regenerering av en skadet del av et organ eller vev på grunn av reproduksjon av overlevende celler og syntese av nye strukturelle elementer etter dissimilering (katabolisme) øker de også påliteligheten til fysiologiske systemer. Dermed fornyes kroppens proteiner med 50 % på 80 dager, leveren på 10 dager, hele kroppen fornyes med 5 % daglig. Nervefibrene til den skadede og restaurerte (sydde) nerven regenererer (vokser), deres regulatoriske funksjon gjenopprettes, det skadede epitelet regenererer, den kuttede og sydde huden vokser sammen; hudområdet som er transplantert på den brente overflaten av kroppen slår rot, blodårene sydd sammen etter operasjonen vokser sammen, bein ødelagt som følge av skade vokser også sammen; den skadede leveren er delvis gjenopprettet på grunn av spredningen av overlevende celler.

5. Økonomisk funksjon av alle organer og systemerøker også deres pålitelighet. Det realiseres gjennom mange mekanismer, hvorav den viktigste er evnen til å tilpasse aktiviteten til ethvert organ og system til kroppens nåværende behov. Dermed er hjertefrekvensen i hvile 60-80 per minutt, og under rask løping - 150-200; i hvile, ved en behagelig temperatur og på tom mage, bruker kroppen omtrent 70 kcal på 1 time, og under tungt fysisk arbeid - 600 kcal eller mer, dvs. energiforbruket øker 8-10 ganger. Hormoner frigjøres i små mengder, men gir en sterk og langvarig regulerende effekt på organer og vev. I kroppen overføres bare noen få ioner (transporteres gjennom cellemembranen) med direkte energiforbruk, de viktigste er N3*, Ca 2+, tilsynelatende C1- og noen andre, men dette sikrer absorpsjon i mage-tarmkanalen og dannelsen av elektriske ladninger av celler i kroppen, bevegelsen av vann inn i cellen og tilbake, prosessen med urindannelse, regulering av osmotisk trykk. pH i det indre miljøet i kroppen. I tillegg er transporten av selve ionene inn og ut av cellen, til tross for konsentrasjon og elektriske gradienter, også svært økonomisk. For eksempel fjernes N3+-ioner fra cellen med energiforbruk, og tilbakeføringen av K+-ioner til cellen skjer uten energiforbruk. Kroppen får et stort antall betingede reflekser, som hver kan hemmes hvis det ikke er nødvendig. Ubetingede reflekser oppstår ikke i det hele tatt uten endringer i kroppens ytre eller indre miljø. I prosessen med arbeid og i sport (arbeid på et transportbånd, bearbeiding av deler av en arbeider, et sett med gymnastikkøvelser), til å begynne med (når du mestrer ferdigheter) blir det brukt stor innsats, et overdrevent antall muskelgrupper aktiveres, en store mengder energi brukes, og følelsesmessig stress oppstår. Når ferdighetene styrkes, blir mange bevegelser automatiserte - økonomiske, overflødige elimineres,

6. Forsyne kroppen med oksygen er tilstrekkelig selv med en betydelig reduksjon i partialtrykket i atmosfærisk luft, siden hemoglobin er veldig lett mettet med oksygen. For eksempel når Po 2 i lungene synker fra 100 til 60 mm Hg. Kunst. hemoglobin oksygenmetning synker fra bare 97 til 90 %. som ikke påvirker kroppens tilstand negativt.

7. Forbedre strukturen til organer i evolusjonsprosessen er assosiert med en økning i intensiteten av deres funksjon, som også fungerer som en pålitelighetsfaktor. Funksjonell aktivitet er en ledende faktor i utviklingen av strukturelle elementer. Den aktive funksjonen til et organ eller system sikrer en mer perfekt utvikling av dets struktur i fylo- og ontogenese. Høy fysisk aktivitet sørget for eksempel for utvikling av kraftige skjelettmuskler, sentralnervesystemet og det kardiovaskulære systemet. I sin tur er den perfekte strukturen til et organ eller system grunnlaget for deres høye funksjonalitet, som observeres både i fylo- og ontogenese. Et organ som ikke fungerer eller fungerer utilstrekkelig begynner å visne og atrofi. Dette gjelder også mental aktivitet dersom det ikke er skikkelig intellektuell belastning. Økende aktivitetsintensitet

hjerne i fylogenese (økt motorisk aktivitet, komplikasjon av atferdsreaksjoner) bidro til rask komplikasjon av strukturen i hjernen og muskel- og skjelettsystemet. Den aktive mentale og fysiske aktiviteten til primater og mennesker sørget for den raske utviklingen av hjernebarken. I evolusjonsprosessen forbedres organet som levekår pålegger en større belastning mer i utviklingen, noe som øker påliteligheten av funksjonen til forskjellige organer og vev og organismen som helhet.

8. Høy grad av pålitelighet i driften av sentralnervesystemet gir en slik egenskap som plastisitet - evnen til nerveelementer og deres assosiasjoner til å omorganisere funksjonelle egenskaper. Eksempler som illustrerer denne egenskapen til sentralnervesystemet er tilretteleggingsfenomenet (forbedring i ledning av nerveimpulser som gjentatte ganger beveger seg langs samme vei); dannelsen av nye midlertidige forbindelser under utviklingen av betingede reflekser; dannelse av et dominerende fokus for eksitasjon i sentralnervesystemet. ha en stimulerende effekt på prosessene for å oppnå det nødvendige målet; kompensasjon av funksjoner ved betydelig skade på sentralnervesystemet og spesielt hjernebarken.