Файл: Физиология как наука.docx

двух важнейших сократительных белков есть еще два белка:

-тропомиозин (в состоянии покоя, т.е. когда мышца расслаблена, пространственно препятствует взаимодействию головок миозина с активными центрами актина; он находится радом с ними). Рядом с тропомиозином находится молекула тропонина.

Сокращение мышц

Сокращение мышц возникает тогда, когда в районе нитей актина и миозина создается избыток ионов кальция.

Ион кальция, когда он в избытке, начинает взаимодействовать с молекулой тропонина. Возникает тропонин-кальциевый комплекс. При этом молекула тропонина меняет свою конфигурацию, причем меняет таким образом, что тропонин выталкивает молекулу тропомиозина в желобок между двумя отростками миозина (рисунок).

Это создает условия для взаимодействия актина и миозина. При этом создаются все условия для гребковогодвижения. Это и смещает нити актина и миозина относительно друг друга. Одно гребковое движение дает смещение на 1% длины, 50 гребковых движений обеспечивают полное укорочение мышц.

Это - теория скольжения. Суть ее заключается в том, что при сокращении мышечного волокна не происходит истинного укорочения нитей актина и миозина, а происходит их скольжение относительно друг друга. Это энергоемкий процесс.

Электромеханическое сопряжение

Мембрана мышечного волокна имеет вертикальные углубления, которые располагаются в районе нахождения саркоплазматического ретикулума. Эти углубления получили название Т-системы. Возбуждение, которое возникает в мышце, осуществляется обычным путѐм, то есть за счет входящего натриевого тока. Натрий (Na⁺), вошедший в клетку в области Т-систем,

быстро оказывается в саркоплазматическом ретикулуме. Избыток натрия (Na⁺) начинает вытеснять кальций (Ca⁺⁺) из саркоплазматического ретикулума. Обычно концентрация кальция (Ca⁺⁺) в цитоплазме равна 10^-8 г/л. При этом (при вытеснении Na⁺) в районе сократительных белков (актина и миозина) концентрация кальция (Ca⁺⁺) становится равной 10^-6 г/л. (т.е. возрастает в 100 раз). Это и запускает процесс сокращения.

Т-системы, обеспечивающие быстрое появление натрия (Na⁺) в области саркоплазматического ретикулума, вытеснение натрием кальция из саркоплазматического ретикулума - это и есть процессы, обеспечивающие электромеханическое сопряжение (т.е. взаимосвязь между возбуждением и сокращением).

Физиологическая регуляция функций…

Физиологическая регуляция (регуляция функций) - активное управление функциями организма для обеспечения постоянства внутренней среды организма, требуемого для этого обмена веществ, энергии и информации и обеспечения адекватного приспособления к окружающей среде.

Из определения понятно, что регуляция направлена на решение 3-х основных задач:

Поддержание гомеостаза.
Обеспечение требуемого для этого (поддержания гомеостаза) уровня обмена веществ, энергии и информации.
Адекватное приспособление к изменяющимся условиям окружающей среды.

В организме существует большое количество регуляторных систем. Каждая из этих регуляторных систем действует на своѐм уровне регуляции. Кроме того, системы регуляции взаимно подчинены друг другу, т.е. существует иерархия регуляторных систем.

Все регуляторные системы состоят из нескольких элементов:

Центральный элемент. Это управляющее устройство, оно может быть многосложным (например, ЦНС, спинной мозг, отдельный нервный центр, система желѐз внутренней секреции);
Входные каналы связи. Они тоже могут быть разнообразными (афферентная нервная система - типичный входной канал связи). Естественно, что нервные каналы связи имеют чувствительные элементы -датчики

(рецепторы). Датчиками гуморальных систем входных каналов являютсяклеточные рецепторы, т.е. входной канал всегда начинается с рецепторного звена (со звена датчиков);

Выходные каналы связи. Могут быть нервные выходные каналы (аксоны), кроме того, выходные каналы от управляющего устройства могут распространяться игуморальнымпутѐм.

Механизмов регуляторных влияний в организме - три:

саморегуляция,
нервная регуляция и
гуморальная регуляция.

Саморегуляция осуществляется на основе обратной связи. Она направлена на гомеостатирование деятельности органа или системы органов

Нервная регуляция осуществляется за счетсоматической и вегетативной нервной системы. Они обеспечивают регуляцию вегетативных и соматических функций (т.е. обеспечивают эффективную работу аппарата движения). Гуморальная регуляция (эфферентная часть) осуществляется за счет химических веществ, находящихся в биологических средах (биологические среды - кровь, лимфа, межклеточная жидкость). Основным местом, с которым взаимодействуютбиологически активные вещества(БАВ), являютсяклеточные рецепторы.

Биологически активные вещества - это химические вещества различной природы (органические, неорганические, белковые), которые способны, находясь в биологических жидкостях в небольших концентрациях, оказывать значимый физиологический эффект.

Связь между нервной и гуморальной регуляцией

Нередко мишенью действия биологически активных веществ являются нервные окончания, и тогда биологически активные вещества включают, наряду с гуморальной регуляцией, ещѐ и нервный компонент, когда возбуждается чувствительный нейрон, а далее и вся нервная цепочка.

В то же время, нервная система иннервирует железы внутренней секреции (которые выделяют биологически активные вещества), специализированные ткани, которые выделяют биологически активные вещества (парагормоны - гормоноподобные вещества), а это значит, что нервная система способна стимулировать или тормозить выброс в кровь биологически активных веществ. Иннервация специализированных тканей приводит к такой взаимосвязи.

Итак, существует взаимосвязь между нервной регуляцией и гуморальной

и поэтому, когда говорят о регуляции органа, то говорят о нейро-гуморальной регуляции (единой).

Уровни нейро-гуморальной регуляции

I уровень: местная и локальная регуляция происходит на минимальном пространстве, касается ограниченного числа клеток (единицы, десятки). На этом уровне регулирующее влияние определяется рядом факторов:

а) количество биологически активного вещества в биофазе,

б) чувствительность и количество рецепторов.Чувствительность рецепторов зависит от:

функционального состояния клетки,
от состояния микросреды (рН, концентрация ионов и т.д.),
длительность воздействия возмущающего фактора также может привести к изменению чувствительности. II уровень регуляции - региональный, центральное место в этой регуляции играют органные ганглии, содержащие как вегетативные клетки, так и чувствительные. Один органный ганглий обеспечивает полную иннервацию целого органа.

III уровень межорганное, межсистемное регулирование.

Каналы информации:

От рецепторов - чувствительных окончаний - нервный канал информации. Ведущее место в регуляции на данном уровне принадлежит нервным центрам.
гормональный канал информации (БАВ, поступающие с кровью). Прежде всего, влияние БАВ в районе гипоталамуса.

А) Гипоталамус занимает особое место в регуляции функций, так как:

Его нервные центры непосредственно реагируют на изменения концентрации БАВ, т.к. отсутствует гематоэнцефалический барьер.
Для ядер характерна нейросекреция (выделение либеринов и статинов - регуляторов выработки гормонов гипофиза).
Афферентно-эфферентные связи с другими отделами головного мозга.

Б) Важная роль в межорганной межсистемной регуляции принадлежит железам внутренней секреции.

*На уровне нервных центров происходит сопряжение вегетативной и соматической регуляции.

*Гипоталамус обеспечивает интеграцию нервной и гуморальной регуляции.

VI уровень. Высшие нервные центры и кора больших полушарий. Условный рефлекс - обеспечиваются на внешний раздражитель не только двигательные и соматические реакции, но и поведенческие.

Виды регуляторных влияний:

Триггерное влияние (пусковое) - регуляторная система способна запустить функцию в деятельное состояние, система органов находится в состоянии покоя, а нервная система способна запустить процесс.
Корригирующее влияние - это влияние регуляторной системы на текущую, уже реализующуюся функцию.
Трофическое влияние (метаболическое) - это такое влияние, когда под действием регуляторной системы первично изменяется обмен веществ, а вторично функция (в объекте, который регулируются - человек, желудок, клетка и т.д.). Особенно такое влияние присуще симпатической нервной системе (адаптационно-трофическое влияние).
Морфогенетическое влияние - регуляторная система способна своим влиянием изменять структуру органа или ткани (стимулировать процесс изменения количества клеток, массы и т.п.). Первично меняется структура, вторично -функция.

Типы регуляции

регуляция по возмущению; регуляция по рассогласованию (по отклонению).

регуляция по возмущению возможна только в открытых системах, которой является организм человека. Этот тип регуляции включает в себя те случаи регуляции, когда на биологичекую систему оказывается воздействие внешних для нее (системы) факторов, меняющих условия ее существования, жизнедеятельности, вызывающих регуляцию по типу возмущения.

Под биологическими системами здесь, в данном случае, понимаются организм в целом, различные анатомо- физиологические системы, система кровообращения, система дыхания.

Пример - процесс дыхания. Цель дыхания - обеспечение тканей и клеток кислородом, удаление из тканей и клеток углекислого газа. Процесс этот имеет свою регуляцию. Вы решили пробежаться и примерно на пятом шагу замечаете, что стали дышать чаще, глубже, изменился характер дыхания, т.е. произошла регуляция по возмущению.

Здесь физическая нагрузка включила регуляторную систему, являющуюся внешней по отношению к системе дыхания.

С помощью регуляции по возмущению реализуются все воздействия на человека из внешней среды. С помощью регуляции по возмущению мы даже можем отвечать, опережая реальные события (классическим примером являются условные рефлексы). Большинство реакций регуляции по возмущению обеспечивает нам адекватное приспособление к изменяющимся условиям.

Регуляция по отклонению - это такая регуляция, которая обеспечивается при отклонении от исходных параметров постоянства (гомеостаза) внутренней среды организма.

Итак, пусковым моментом для начала регуляции по отклонению является отклонение показателей внутренней среды от нормальных величин. Как это происходит?

Информация о состоянии внутренней среды, об отклонениях в состоянии внутренней среды организма, поступающая в аппарат управления, называется обратной связью. Вся регуляция по отклонению строится на обратной связи.

Обратная связь бывает: отрицательная; положительная.

Отрицательная обратная связь - это такая обратная связь, которая обеспечивает включение механизма, действие которого стабилизирует (нормализует), состояние внутренней среды, возвращает отклоненный параметр к норме.