Kaip vyksta nervų reguliavimas? Nervų reguliavimas

Svarbiausios fiziologinio reguliavimo teorijos sąvokos.

Prieš svarstydami neurohumoralinio reguliavimo mechanizmus, apsistokime prie svarbiausių šio fiziologijos skyriaus sąvokų. Kai kuriuos iš jų sukūrė kibernetika. Tokių sąvokų žinojimas padeda suprasti fiziologinių funkcijų reguliavimą ir išspręsti daugybę medicinos problemų.

Fiziologinė funkcija- organizmo ar jo struktūrų (ląstelių, organų, ląstelių ir audinių sistemų) gyvybinės veiklos pasireiškimas, skirtas gyvybei išsaugoti ir genetiškai bei socialiai nulemtoms programoms įgyvendinti.

Sistema- sąveikaujančių elementų rinkinys, atliekantis funkciją, kurios negali atlikti vienas atskiras elementas.

Elementas - struktūrinis ir funkcinis sistemos vienetas.

Signalas -įvairios medžiagos ir energijos rūšys, kurios perduoda informaciją.

Informacija informacija, pranešimai, perduodami komunikacijos kanalais ir suvokiami kūno.

Stimulas- išorinės arba vidinės aplinkos veiksnys, kurio poveikis organizmo receptorių dariniams sukelia gyvybinių procesų pokyčius. Stimulai skirstomi į adekvačius ir netinkamus. Suvokimo link tinkamų dirgiklių Organizmo receptoriai prisitaiko ir aktyvuojami esant labai mažai įtakos faktoriaus energijai. Pavyzdžiui, tinklainės receptoriams (stypams ir kūgiams) suaktyvinti pakanka 1-4 šviesos kvantų. Neadekvatus yra dirgikliai, kurio suvokimui jautrūs kūno elementai nėra prisitaikę. Pavyzdžiui, tinklainės kūgiai ir strypai nėra pritaikyti suvokti mechaninį poveikį ir nesuteikia pojūčių net esant didelei jėgai. Tik esant labai stipriai smūgio jėgai (smūgiui) jie gali būti aktyvuojami ir atsiranda šviesos pojūtis.

Stimulai pagal stiprumą taip pat skirstomi į subslenksčius, slenksčius ir viršslenksčius. Jėga poslenkstiniai dirgikliai yra nepakankamas, kad sukeltų įrašytą kūno ar jo struktūrų atsaką. Slenkstinis stimulas vadinamas toks, kurio minimalaus stiprumo pakanka ryškiam atsakui sukelti. Superslenkstiniai dirgikliai turi didesnę galią nei slenksčio dirgikliai.

Stimulas ir signalas yra panašios, bet ne vienareikšmės sąvokos. Tas pats dirgiklis gali turėti skirtingas signalo reikšmes. Pavyzdžiui, kiškio girgždėjimas gali būti signalas, perspėjantis apie artimųjų pavojų, tačiau lapei toks pat garsas yra signalas apie galimybę gauti maisto.

Dirginimas - aplinkos ar vidinės aplinkos veiksnių poveikis organizmo struktūroms. Pažymėtina, kad medicinoje terminas „dirginimas“ kartais vartojamas kita prasme – kūno ar jo struktūrų reakcijai į dirgiklio veikimą apibūdinti.

Receptoriai molekulinės ar ląstelinės struktūros, suvokiančios išorinių ar vidinių aplinkos veiksnių veikimą ir perduodančios informaciją apie dirgiklio signalo reikšmę tolimesnėms reguliavimo grandinės grandims.

Receptorių samprata nagrinėjama dviem požiūriais: molekuliniu biologiniu ir morfofunkciniu. Pastaruoju atveju kalbame apie jutimo receptorius.

SU molekulinės biologinėsŽiūrint iš požiūrio, receptoriai yra specializuotos baltymų molekulės, įterptos į ląstelės membraną arba išsidėsčiusios citozolyje ir branduolyje. Kiekvienas tokių receptorių tipas gali sąveikauti tik su griežtai apibrėžtomis signalinėmis molekulėmis - ligandai. Pavyzdžiui, vadinamiesiems adrenoreceptoriams ligandai yra hormonų adrenalino ir norepinefrino molekulės. Tokie receptoriai yra įmontuoti į daugelio kūno ląstelių membranas. Ligandų vaidmenį organizme atlieka biologiškai aktyvios medžiagos: hormonai, neurotransmiteriai, augimo faktoriai, citokinai, prostaglandinai. Jie atlieka savo signalizacijos funkciją, būdami biologiniuose skysčiuose labai mažomis koncentracijomis. Pavyzdžiui, hormonų kiekis kraujyje yra 10 -7 -10" 10 mol/l.

SU morfofunkcinisžiūrint, receptoriai (jutimo receptoriai) yra specializuotos ląstelės arba nervų galūnės, kurių funkcija – suvokti dirgiklių veikimą ir užtikrinti sužadinimo atsiradimą nervinėse skaidulose. Šiuo supratimu terminas „receptorius“ dažniausiai vartojamas fiziologijoje, kai kalbama apie nervų sistemos teikiamus reguliavimus.

Vadinamas to paties tipo jutimo receptorių rinkinys ir kūno sritis, kurioje jie yra sutelkti receptorių laukas.

Sensorinių receptorių funkciją organizme atlieka:

specializuotos nervų galūnės. Jie gali būti laisvi, be apvalkalo (pavyzdžiui, skausmo receptoriai odoje) arba padengti (pavyzdžiui, lytėjimo receptoriai odoje);

specializuotos nervinės ląstelės (neurosensorinės ląstelės). Žmonėms tokios jutimo ląstelės yra epitelio sluoksnyje, išklojančiame nosies ertmės paviršių; jie suteikia kvapiųjų medžiagų suvokimą. Akies tinklainėje neurosensorines ląsteles vaizduoja kūgiai ir lazdelės, kurios suvokia šviesos spindulius;

3) specializuotos epitelio ląstelės – tai ląstelės, besivystančios iš epitelinio audinio, kurios įgijo didelį jautrumą tam tikrų tipų dirgikliams ir gali perduoti informaciją apie šiuos dirgiklius nervų galūnėms. Tokie receptoriai yra vidinėje ausyje, liežuvio skonio pumpuruose ir vestibiuliariniame aparate, suteikiantys galimybę atitinkamai suvokti garso bangas, skonio pojūčius, kūno padėtį ir judesius.

reglamentas nuolatinis sistemos ir atskirų jos struktūrų funkcionavimo stebėjimas ir būtinas koregavimas, siekiant naudingo rezultato.

Fiziologinis reguliavimas– procesas, užtikrinantis organizmo ir jo struktūrų homeostazės ir gyvybinių funkcijų rodiklių santykinio pastovumo išsaugojimą arba kaitą norima kryptimi.

Fiziologiniam gyvybinių organizmo funkcijų reguliavimui būdingi šie bruožai.

Uždarų valdymo kilpų prieinamumas. Paprasčiausią reguliavimo grandinę (2.1 pav.) sudaro šie blokai: reguliuojamas parametras(pvz., gliukozės kiekis kraujyje, kraujospūdžio reikšmės), valdymo įtaisas- visame organizme tai yra nervų centras, atskiroje ląstelėje tai yra genomas, efektoriai- organai ir sistemos, kurios, veikiant valdymo įtaiso signalams, keičia savo veiklą ir tiesiogiai veikia valdomo parametro reikšmę.

Tokios reguliavimo sistemos atskirų funkcinių blokų sąveika vykdoma tiesioginiais ir grįžtamojo ryšio kanalais. Tiesioginio ryšio kanalais informacija iš valdymo įrenginio perduodama į efektorius, o grįžtamojo ryšio kanalais - iš receptorių (daviklių), kurie valdo.

Ryžiai. 2.1.

Uždarojo ciklo valdymo grandinė

Taigi grįžtamasis ryšys (fiziologijoje dar vadinamas atvirkštine aferentacija) užtikrina, kad valdymo įtaisas gautų signalą apie valdomo parametro reikšmę (būseną). Tai leidžia valdyti efektorių reakciją į valdymo signalą ir veiksmo rezultatą. Pavyzdžiui, jei žmogaus rankos judesio tikslas buvo atidaryti fiziologijos vadovėlį, tai grįžtamasis ryšys vykdomas vedant impulsus išilgai aferentinių nervų skaidulų iš akių, odos ir raumenų receptorių į smegenis. Tokie impulsai suteikia galimybę stebėti rankų judesius. Dėl šios priežasties nervų sistema gali koreguoti judesius, kad pasiektų norimą veiksmo rezultatą.

Grįžtamojo ryšio (atvirkštinės aferentacijos) pagalba uždaroma reguliavimo grandinė, jos elementai sujungiami į uždarą grandinę – elementų sistemą. Tik esant uždaram valdymo kontūrui, galima įgyvendinti stabilų homeostazės ir adaptacinių reakcijų parametrų reguliavimą.

Atsiliepimai skirstomi į neigiamus ir teigiamus. Kūne didžioji dalis atsiliepimų yra neigiami. Tai reiškia, kad veikiama jų kanalais gaunamos informacijos, reguliavimo sistema grąžina nukrypusį parametrą į pradinę (normalią) reikšmę. Taigi, norint išlaikyti reguliuojamo rodiklio lygio stabilumą, būtinas neigiamas grįžtamasis ryšys. Priešingai, teigiamas grįžtamasis ryšys prisideda prie kontroliuojamo parametro vertės keitimo, perkeliant jį į naują lygį. Taigi, prasidėjus intensyviai raumenų veiklai, impulsai iš skeleto raumenų receptorių prisideda prie arterinio kraujospūdžio padidėjimo.

Neurohumoralinių reguliavimo mechanizmų veikimas organizme ne visada yra nukreiptas tik į homeostatinių konstantų palaikymą nepakitusio, griežtai stabilaus lygio. Kai kuriais atvejais organizmui gyvybiškai svarbu, kad reguliavimo sistemos pertvarkytų savo darbą ir pakeistų homeostatinės konstantos reikšmę, pakeistų reguliuojamo parametro vadinamąjį „nustatyminį tašką“.

Nustatyti tašką(Anglų) nustatytas taškas). Tai yra reguliuojamo parametro lygis, kuriame reguliavimo sistema siekia išlaikyti šio parametro reikšmę.

Homeostatinių reguliacijų nustatytų pokyčių buvimo ir krypties supratimas padeda nustatyti patologinių procesų organizme priežastį, numatyti jų vystymąsi ir rasti teisingą gydymo ir profilaktikos kelią.

Panagrinėkime tai naudodamiesi kūno temperatūros reakcijų vertinimo pavyzdžiu. Net ir tada, kai žmogus yra sveikas, kūno šerdies temperatūra visą dieną svyruoja tarp 36 ° C ir 37 ° C, o vakaro valandomis ji yra arčiau 37 ° C, naktį ir anksti ryte - iki 36°C. Tai rodo, kad termoreguliacijos nustatytojo taško vertės pokyčiuose yra cirkadinis ritmas. Tačiau kai kurių žmonių ligų nustatytos pagrindinės kūno temperatūros pokyčių buvimas yra ypač akivaizdus. Pavyzdžiui, vystantis infekcinėms ligoms, nervų sistemos termoreguliacijos centrai gauna signalą apie bakterijų toksinų atsiradimą organizme ir pertvarko savo darbą taip, kad padidėtų kūno temperatūra. Ši organizmo reakcija į infekciją vystosi filogenetiškai. Naudinga, nes esant aukštesnei temperatūrai imuninė sistema funkcionuoja aktyviau, pablogėja sąlygos vystytis infekcijai. Štai kodėl karščiuojant ne visada reikia skirti karščiavimą mažinančių vaistų. Tačiau kadangi labai aukšta kūno temperatūra (daugiau nei 39 °C, ypač vaikų) gali būti pavojinga organizmui (pirmiausia dėl nervų sistemos pažeidimo), gydytojas turi priimti individualų sprendimą kiekvienu konkrečiu atveju. Jei, esant 38,5–39 °C kūno temperatūrai, atsiranda tokių požymių kaip raumenų drebulys, šaltkrėtis, kai žmogus apsigauna antklode ir bando sušilti, tuomet akivaizdu, kad termoreguliacijos mechanizmai ir toliau mobilizuoja visus šaltinius. šilumos gamybos ir šilumos sulaikymo organizme būdai. Tai reiškia, kad nustatytas taškas dar nepasiektas ir artimiausiu metu kūno temperatūra kils, pasieks pavojingas ribas. Bet jei esant tokiai pačiai temperatūrai pacientas pradeda gausiai prakaituoti, išnyksta raumenų drebulys ir jis atsidaro, tada aišku, kad nustatytas taškas jau pasiektas ir termoreguliacijos mechanizmai neleis toliau didėti temperatūrai. Esant tokiai situacijai, gydytojas tam tikrais atvejais tam tikrą laiką gali susilaikyti nuo karščiavimą mažinančių vaistų skyrimo.

Reguliavimo sistemų lygiai. Išskiriami šie lygiai:

tarpląstelinis (pavyzdžiui, biocheminių reakcijų grandinių, sujungtų į biocheminius ciklus, savireguliacija);

ląstelinis - tarpląstelinių procesų reguliavimas biologiškai aktyvių medžiagų (autokrininių) ir metabolitų pagalba;

audinys (parakrinija, kūrybiniai ryšiai, ląstelių sąveikos reguliavimas: adhezija, asociacija į audinį, dalijimosi ir funkcinio aktyvumo sinchronizavimas);

organas – atskirų organų savireguliacija, jų kaip visumos funkcionavimas. Tokie reguliavimai vykdomi tiek dėl humoralinių mechanizmų (parakrinijos, kūrybinių jungčių), tiek dėl nervinių ląstelių, kurių kūnai yra intraorganiniuose autonominiuose ganglijose. Šie neuronai sąveikauja sudarydami intraorganinius refleksinius lankus. Tuo pačiu per juos realizuojasi ir centrinės nervų sistemos reguliavimo įtaka vidaus organams;

organizmo homeostazės reguliavimas, organizmo vientisumas, reguliacinių funkcinių sistemų, užtikrinančių tinkamas elgesio reakcijas, formavimas, organizmo prisitaikymas prie aplinkos sąlygų pokyčių.

Taigi, organizme yra daugybė reguliavimo sistemų lygių. Paprasčiausios kūno sistemos sujungiamos į sudėtingesnes, galinčias atlikti naujas funkcijas. Šiuo atveju paprastos sistemos, kaip taisyklė, paklūsta valdymo signalams iš sudėtingesnių sistemų. Šis pavaldumas vadinamas reguliavimo sistemų hierarchija.

Šių reglamentų įgyvendinimo mechanizmai bus išsamiau aptarti toliau.

Nervinių ir humoralinių reguliavimų vienovė ir išskirtiniai bruožai. Fiziologinių funkcijų reguliavimo mechanizmai tradiciškai skirstomi į nervinius ir humoralinius

yra skirtingos, nors iš tikrųjų jos sudaro vientisą reguliavimo sistemą, užtikrinančią homeostazės ir organizmo adaptacinės veiklos palaikymą. Šie mechanizmai turi daugybę ryšių tiek nervų centrų veikimo lygmenyje, tiek perduodant signalo informaciją efektorinėms struktūroms. Pakanka pasakyti, kad kai paprasčiausias refleksas įgyvendinamas kaip elementarus nervų reguliavimo mechanizmas, signalų perdavimas iš vienos ląstelės į kitą vyksta per humoralinius veiksnius – neuromediatorius. Jutimo receptorių jautrumas dirgiklių veikimui ir neuronų funkcinė būklė kinta veikiant hormonams, neuromediatoriams, daugeliui kitų biologiškai aktyvių medžiagų, taip pat paprasčiausių metabolitų ir mineralinių jonų (K + Na + CaCI -) . Savo ruožtu nervų sistema gali inicijuoti arba koreguoti humoralinius reguliavimus. Humoralinį reguliavimą organizme kontroliuoja nervų sistema.

Nervinio ir humoralinio reguliavimo organizme ypatumai. Humoraliniai mechanizmai yra filogenetiškai senesni, jie yra net vienaląsčiams gyvūnams ir įgyja didelę įvairovę daugialąsčiams gyvūnams ir ypač žmonėms.

Nervų reguliavimo mechanizmai filogenetiškai susiformavo vėliau ir palaipsniui formuojasi žmogaus ontogenezėje. Tokios taisyklės galimos tik daugialąstėse struktūrose, kuriose nervinės ląstelės yra sujungtos į nervų grandines ir sudaro refleksinius lankus.

Humoralinis reguliavimas atliekamas signalų molekulių pasiskirstymu kūno skysčiuose pagal principą „visi, visi, visi“ arba „radijo ryšio“ principą.

Nervų reguliavimas atliekamas pagal principą „laiškas su adresu“, arba „telegrafo ryšys“. Signalai perduodami iš nervų centrų į griežtai apibrėžtas struktūras, pavyzdžiui, į tiksliai apibrėžtas raumenų skaidulas ar jų grupes konkrečiame raumenyje. Tik tokiu atveju galimi tikslingi, koordinuoti žmogaus judesiai.

Humorinis reguliavimas, kaip taisyklė, vyksta lėčiau nei nervų reguliavimas. Signalo perdavimo greitis (veiksmo potencialas) greitose nervinėse skaidulose siekia 120 m/s, o signalo molekulės transportavimo greitis

kraujotaka arterijose yra maždaug 200 kartų mažesnė, o kapiliaruose – tūkstančius kartų mažesnė.

Nervinio impulso patekimas į efektorinį organą beveik akimirksniu sukelia fiziologinį poveikį (pavyzdžiui, griaučių raumenų susitraukimą). Į daugelį hormoninių signalų reaguojama lėčiau. Pavyzdžiui, atsakas į skydliaukės ir antinksčių žievės hormonų poveikį pasireiškia po dešimčių minučių ir net valandų.

Humoraliniai mechanizmai yra itin svarbūs reguliuojant medžiagų apykaitos procesus, ląstelių dalijimosi greitį, audinių augimą ir specializaciją, brendimą, prisitaikymą prie besikeičiančių aplinkos sąlygų.

Sveiko kūno nervų sistema įtakoja visus humoralinius reguliavimus ir juos koreguoja. Tuo pačiu metu nervų sistema atlieka savo specifines funkcijas. Jis reguliuoja greitų reakcijų reikalaujančius gyvybės procesus, užtikrina signalų, ateinančių iš jutiminių pojūčių, odos ir vidaus organų receptorių, suvokimą. Reguliuoja griaučių raumenų tonusą ir susitraukimus, kurie užtikrina laikysenos palaikymą ir kūno judėjimą erdvėje. Nervų sistema užtikrina tokių psichinių funkcijų, kaip jutimas, emocijos, motyvacija, atmintis, mąstymas, sąmonė, pasireiškimą, reguliuoja elgesio reakcijas, kuriomis siekiama naudingo adaptacinio rezultato.

Nepaisant funkcinės vienybės ir daugybės nervų ir humoralinių reguliacijų organizme sąsajų, dėl patogumo tiriant šių taisyklių įgyvendinimo mechanizmus, mes juos apsvarstysime atskirai.

Humoralinio reguliavimo mechanizmų organizme charakteristikos. Humoralinis reguliavimas atliekamas perduodant signalus naudojant biologiškai aktyvias medžiagas per kūno skysčius. Biologiškai aktyvios medžiagos organizme yra: hormonai, neurotransmiteriai, prostaglandinai, citokinai, augimo faktoriai, endotelis, azoto oksidas ir daugybė kitų medžiagų. Norint atlikti savo signalinę funkciją, pakanka labai mažo šių medžiagų kiekio. Pavyzdžiui, hormonai atlieka savo reguliavimo funkciją, kai jų koncentracija kraujyje yra 10 -7 -10 0 mol/l ribose.

Humoralinis reguliavimas skirstomas į endokrininę ir vietinę.

Endokrininis reguliavimas yra atliekami dėl endokrininių liaukų, kurios yra specializuoti organai, išskiriantys hormonus, funkcionavimo. Hormonai- biologiškai aktyvios medžiagos, kurias gamina endokrininės liaukos, pernešamos krauju ir turinčios specifinį reguliuojantį poveikį ląstelių ir audinių gyvybinei veiklai. Išskirtinis endokrininės sistemos reguliavimo bruožas yra tas, kad endokrininės liaukos išskiria hormonus į kraują ir tokiu būdu šios medžiagos patenka į beveik visus organus ir audinius. Tačiau atsakas į hormono veikimą gali pasireikšti tik toms ląstelėms (taikiniams), kurių membranose, citozolyje ar branduolyje yra atitinkamo hormono receptoriai.

Išskirtinis bruožas vietinis humoralinis reguliavimas yra tai, kad ląstelės gaminamos biologiškai aktyvios medžiagos nepatenka į kraują, o veikia jas gaminančią ląstelę ir jos artimiausią aplinką, sklindančios difuzijos būdu per tarpląstelinį skystį. Tokie reguliavimai skirstomi į medžiagų apykaitos reguliavimą ląstelėje dėl metabolitų, autokrino, parakrino, jukstakrino ir sąveikos per tarpląstelinius kontaktus.

Metabolizmo reguliavimas ląstelėje dėl metabolitų. Metabolitai yra galutiniai ir tarpiniai medžiagų apykaitos procesų produktai ląstelėje. Metabolitų dalyvavimas ląstelių procesų reguliavime yra dėl to, kad metabolizme yra funkciškai susijusių biocheminių reakcijų grandinių - biocheminių ciklų. Būdinga tai, kad jau tokiuose biocheminiuose cikluose yra pagrindiniai biologinio reguliavimo požymiai, uždaros reguliavimo kilpos buvimas ir neigiamas grįžtamasis ryšys, užtikrinantis šios kilpos uždarymą. Pavyzdžiui, tokių reakcijų grandinės naudojamos fermentų ir medžiagų, dalyvaujančių formuojant adenozino trifosforo rūgštį (ATP), sintezei. ATP yra medžiaga, kurioje kaupiama energija, kurią ląstelės lengvai panaudoja įvairiems gyvybiniams procesams: judėjimui, organinių medžiagų sintezei, augimui, medžiagų transportavimui per ląstelių membranas.

Autokrininis mechanizmas. Taikant tokio tipo reguliavimą, ląstelėje susintetinta signalo molekulė išeina pro

r t receptorius Endokrininis

O? m ooo

Augocrinia Paracrinia Juxtacrinia t

Ryžiai. 2.2.

ląstelės membrana patenka į tarpląstelinį skystį ir jungiasi prie receptorių išoriniame membranos paviršiuje (2.2 pav.). Tokiu būdu ląstelė reaguoja į joje susintetintą signalinę molekulę – ligandą. Ligando prisijungimas prie membranoje esančio receptoriaus sukelia šio receptoriaus suaktyvėjimą, o ląstelėje sukelia visą kaskadą biocheminių reakcijų, kurios užtikrina jos gyvybinės veiklos pasikeitimą. Autokrininį reguliavimą dažnai naudoja imuninės ir nervų sistemos ląstelės. Šis autoreguliacijos kelias yra būtinas norint palaikyti stabilų tam tikrų hormonų sekrecijos lygį. Pavyzdžiui, užkertant kelią pernelyg dideliam kasos P-ląstelių insulino sekrecijai, svarbus yra jų išskiriamo hormono slopinamasis poveikis šių ląstelių veiklai.

Parakrininis mechanizmas. Ją vykdo ląstelė išskiriant signalines molekules, kurios patenka į tarpląstelinį skystį ir veikia gretimų ląstelių gyvybinę veiklą (2.2 pav.). Šio tipo reguliavimo išskirtinis bruožas yra tas, kad perduodant signalą yra ligando molekulės difuzijos etapas per tarpląstelinį skystį iš vienos ląstelės į kitas kaimynines ląsteles. Taigi insuliną išskiriančios kasos ląstelės veikia šios liaukos ląsteles, kurios išskiria kitą hormoną – gliukagoną. Augimo faktoriai ir interleukinai veikia ląstelių dalijimąsi, prostaglandinai – lygiųjų raumenų tonusą, Ca 2+ mobilizaciją. Šis signalo perdavimo būdas svarbus audinių augimo reguliavimui embriono vystymosi metu, žaizdų gijimui, pažeistų nervinių skaidulų augimui ir pernešimui. sužadinimo sinapsėse.

Naujausi tyrimai parodė, kad kai kurios ląstelės (ypač nervų ląstelės) turi nuolat gauti specifinius signalus, kad išlaikytų savo gyvybines funkcijas.

L1 iš gretimų ląstelių. Tarp šių specifinių signalų ypač svarbios medžiagos, vadinamos augimo faktoriais (NGF). Ilgai nesant šių signalinių molekulių poveikio, nervų ląstelės pradeda savęs naikinimo programą. Šis ląstelių mirties mechanizmas vadinamas apoptozė.

Parakrininis reguliavimas dažnai naudojamas kartu su autokrininiu reguliavimu. Pavyzdžiui, kai sužadinimas perduodamas sinapsėse, nervinio galūnėlio išskiriamos signalinės molekulės jungiasi ne tik prie gretimos ląstelės receptorių (ant postsinapsinės membranos), bet ir prie tos pačios nervinės galūnės membranos receptorių (t. y. presinapsinė membrana).

Juxtacrine mechanizmas. Jis atliekamas perduodant signalines molekules tiesiai iš vienos ląstelės išorinio membranos paviršiaus į kitos ląstelės membraną. Tai įvyksta esant tiesioginiam dviejų ląstelių membranų sąlyčiui (pritvirtinimui, lipniam sujungimui). Toks prisirišimas atsiranda, pavyzdžiui, kai leukocitai ir trombocitai sąveikauja su kraujo kapiliarų endoteliu toje vietoje, kur vyksta uždegiminis procesas. Ant membranų, išklojusių ląstelių kapiliarus, uždegimo vietoje atsiranda signalinės molekulės, kurios jungiasi prie tam tikrų leukocitų tipų receptorių. Dėl šio ryšio suaktyvėja leukocitų prisitvirtinimas prie kraujagyslės paviršiaus. Po to gali sekti visas kompleksas biologinių reakcijų, kurios užtikrina leukocitų perėjimą iš kapiliaro į audinį ir jų uždegiminės reakcijos slopinimą.

Sąveika per tarpląstelinius kontaktus. Jie atliekami per tarpmembranines jungtis (įdėti diskus, jungtis). Visų pirma, signalinių molekulių ir kai kurių metabolitų perdavimas per tarpines jungtis – ryšius – yra labai dažnas. Susidarius ryšiams specialios ląstelės membranos baltymų molekulės (jungtys) sujungiamos į grupes po 6 taip, kad suformuotų žiedą su pora viduje. Ant kaimyninės ląstelės membranos (tiksliai priešingoje) susidaro toks pat žiedo formos darinys su pora. Dvi centrinės poros susijungia ir sudaro kanalą, kuris prasiskverbia į kaimyninių ląstelių membranas. Kanalo plotis yra pakankamas daugeliui biologiškai aktyvių medžiagų ir metabolitų. Ca 2+ jonai, kurie yra galingi tarpląstelinių procesų reguliatoriai, laisvai praeina per jungtis.

Dėl didelio elektros laidumo jungtys prisideda prie vietinių srovių plitimo tarp kaimyninių ląstelių ir audinių funkcinės vienybės formavimo. Tokia sąveika ypač ryški širdies raumens ir lygiųjų raumenų ląstelėse. Tarpląstelinių kontaktų būklės pažeidimas sukelia širdies patologiją,

kraujagyslių raumenų tonuso sumažėjimas, gimdos susitraukimo silpnumas ir daugelio kitų taisyklių pokyčiai.

Tarpląsteliniai kontaktai, skirti sustiprinti fizinį ryšį tarp membranų, vadinami sandariomis jungtimis ir sukibimo diržais. Tokie kontaktai gali būti apskrito diržo, einančio tarp elemento šoninių paviršių, pavidalu. Šių jungčių sutankinimą ir stiprumo padidėjimą užtikrina baltymų miozino, aktinino, tropomiozino, vinkulino ir kt. prisitvirtinimas prie membranos paviršiaus. Tvirtos jungtys prisideda prie ląstelių susijungimo į audinį, jų sukibimo ir audinių atsparumo mechaninis įtempis. Jie taip pat dalyvauja formuojant barjerines formacijas organizme. Tarp endotelio, išklojančio smegenų kraujagysles, ypač ryškios jungtys. Jie sumažina šių kraujagyslių pralaidumą kraujyje cirkuliuojančioms medžiagoms.

Visuose humoraliniuose reguliavimuose, atliekamuose dalyvaujant specifinėms signalizacijos molekulėms, ląstelių ir tarpląstelinės membranos vaidina svarbų vaidmenį. Todėl norint suprasti humoralinio reguliavimo mechanizmą, būtina žinoti ląstelių membranų fiziologijos elementus.

Ryžiai. 2.3.

Ląstelės membranos struktūros diagrama

Transporto baltymai

(antrinis aktyvus

transportas)

Membraninis baltymas

PKC baltymas

Dvigubas fosfolipidų sluoksnis

Antigenai

Ekstraląstelinis paviršius

Intraląstelinė aplinka Ląstelių membranų struktūros ir savybių ypatumai.

Visoms ląstelių membranoms būdingas vienas struktūrinis principas (2.3 pav.). Jų pagrindą sudaro du lipidų sluoksniai (riebalų molekulės, kurių dauguma yra fosfolipidai, tačiau yra ir cholesterolio bei glikolipidų). Membraninės lipidų molekulės turi galvutę (sritį, kuri traukia vandenį ir linkusi su juo sąveikauti, vadinama vadovu

Membranose taip pat yra baltymų. Jų molekulės yra 40-50 kartų didesnės tūrio ir masės nei membraninių lipidų molekulės. Dėl baltymų membranos storis siekia -10 nm. Nepaisant to, kad bendroji baltymų ir lipidų masė daugumoje membranų yra beveik vienoda, baltymų molekulių skaičius membranoje yra dešimtis kartų mažesnis nei lipidų molekulių. Paprastai baltymų molekulės yra atskirai. Jie tarsi ištirpę membranoje, gali judėti ir keisti savo padėtį joje. Tai buvo priežastis, kodėl membranos struktūra buvo vadinama skystis-mozaika. Lipidų molekulės taip pat gali judėti išilgai membranos ir netgi peršokti iš vieno lipidų sluoksnio į kitą. Vadinasi, membrana turi takumo požymių ir tuo pat metu turi savybę savaime susijungti ir gali būti atstatyta po pažeidimo dėl lipidų molekulių gebėjimo išsirikiuoti į dvigubą lipidų sluoksnį.

Baltymų molekulės gali prasiskverbti per visą membraną taip, kad jų galinės dalys išsikištų už skersinių ribų. Tokie baltymai vadinami transmembraninis arba integralas. Taip pat yra baltymų, kurie tik iš dalies panardinami į membraną arba yra ant jos paviršiaus.

Ląstelių membranos baltymai atlieka daugybę funkcijų. Kiekvienai funkcijai atlikti ląstelės genomas užtikrina tam tikro baltymo sintezės pradžią. Net ir gana paprastoje raudonųjų kraujo kūnelių membranoje yra apie 100 skirtingų baltymų. Tarp svarbiausių membraninių baltymų funkcijų yra: 1) receptorius – sąveika su signalinėmis molekulėmis ir signalo perdavimas į ląstelę; 2) transportavimas – medžiagų pernešimas per membranas ir mainų tarp citozolio ir aplinkos užtikrinimas. Yra kelių tipų baltymų molekulės (translokazės), kurios užtikrina transmembraninį transportą. Tarp jų yra baltymų, kurie sudaro kanalus, kurie prasiskverbia pro membraną ir per juos vyksta tam tikrų medžiagų difuzija tarp citozolio ir tarpląstelinės erdvės. Tokie kanalai dažniausiai yra selektyvūs jonams, t.y. leidžia praeiti tik vienos medžiagos jonams. Taip pat yra kanalų, kurių selektyvumas mažesnis, pavyzdžiui, jie leidžia pro juos prasiskverbti Na + ir K +, K + ir C1~ jonai. Taip pat yra nešančių baltymų, kurie užtikrina medžiagos pernešimą per membraną, pakeisdami jos padėtį šioje membranoje; 3) adhezyvas - baltymai kartu su angliavandeniais dalyvauja adhezijoje (sukibime, ląstelių klijavimusi imuninių reakcijų metu, ląstelių susijungime į sluoksnius ir audinius); 4) fermentiniai – kai kurie į membraną įmontuoti baltymai veikia kaip katalizatoriai biocheminėms reakcijoms, kurių įvykimas galimas tik kontaktuojant su ląstelių membranomis; 5) mechaniniai – baltymai užtikrina membranų tvirtumą ir elastingumą, jų ryšį su citoskeletu. Pavyzdžiui, eritrocituose šį vaidmenį atlieka baltymo spektrinas, kuris tinklinės struktūros pavidalu yra pritvirtintas prie vidinio eritrocitų membranos paviršiaus ir turi ryšius su tarpląsteliniais baltymais, kurie sudaro citoskeletą. Tai suteikia raudonųjų kraujo kūnelių elastingumo, gebėjimo keisti ir atkurti formą praeinant per kraujo kapiliarus.

Angliavandeniai sudaro tik 2-10% membranos masės, jų kiekis įvairiose ląstelėse skiriasi. Dėl angliavandenių atsiranda tam tikrų tipų tarpląstelinė sąveika, jie dalyvauja atpažįstant ląsteles svetimus antigenus ir kartu su baltymais sukuria unikalią savo ląstelės paviršiaus membranos antigeninę struktūrą. Pagal tokius antigenus ląstelės atpažįsta viena kitą, susijungia į audinį ir trumpam laikosi kartu, kad perduotų signalo molekules. Baltymų junginiai su cukrumi vadinami glikoproteinais. Jei angliavandeniai derinami su lipidais, tada tokios molekulės vadinamos glikolipidais.

Dėl į membraną įtrauktų medžiagų sąveikos ir santykinės jų išsidėstymo tvarkos ląstelės membrana įgyja nemažai savybių ir funkcijų, kurių negalima redukuoti iki paprastos ją sudarančių medžiagų savybių sumos.

Ląstelių membranų funkcijos ir jų įgyvendinimo mechanizmai

Į pagrindinįląstelių membranų funkcijos yra susijęs su apvalkalo (barjeros), skiriančio citozolį, sukūrimu

^represuojant aplinka, Ir apibrėžiančios ribas Ir ląstelių forma apie tarpląstelinių kontaktų suteikimą, lydimas panika membranos (sukibimas). Svarbus tarpląstelinis sukibimas ° Aš sujungiu to paties tipo ląsteles į audinį, formuoju hematinis barjerai, imuninių reakcijų įgyvendinimas signalinių molekulių aptikimas Ir sąveika su jais, taip pat signalų perdavimas į ląstelę; 4) aprūpinimas membraniniais baltymais-fermentais biocheminių medžiagų katalizei reakcijos, einantis į beveik membraninį sluoksnį. Kai kurie iš šių baltymų taip pat veikia kaip receptoriai. Ligando surišimas su stakim receptoriumi aktyvina jo fermentines savybes; 5) membranos poliarizacijos užtikrinimas, skirtumo generavimas elektrinis potencialai tarp išorinių Ir vidinis pusėje membranos; 6) ląstelės imuninio specifiškumo sukūrimas dėl antigenų buvimo membranos struktūroje. Antigenų vaidmenį, kaip taisyklė, atlieka virš membranos paviršiaus išsikišusios baltymų molekulių sekcijos ir susijusios angliavandenių molekulės. Imuninis specifiškumas yra svarbus susiejant ląsteles į audinį ir sąveikaujant su ląstelėmis, kurios atlieka imuninę priežiūrą organizme; 7) užtikrinti selektyvų medžiagų pralaidumą per membraną ir jų transportavimą tarp citozolio ir aplinkos (žr. toliau).

Pateiktas ląstelių membranų funkcijų sąrašas rodo, kad jos įvairiapusiškai dalyvauja neurohumoralinio reguliavimo mechanizmuose organizme. Nežinant daugybės membraninių struktūrų teikiamų reiškinių ir procesų, neįmanoma suprasti ir sąmoningai atlikti kai kurių diagnostinių procedūrų ir terapinių priemonių. Pavyzdžiui, norint teisingai naudoti daugelį vaistinių medžiagų, būtina žinoti, kiek kiekviena iš jų prasiskverbia iš kraujo į audinių skystį ir į citozolį.

Difuzinis ir aš ir medžiagų pernešimas per ląsteles Membranos. Medžiagų perėjimas per ląstelių membranas vyksta dėl skirtingų difuzijos tipų arba aktyvių

transporto.

Paprasta difuzija atliekami dėl tam tikros medžiagos koncentracijos gradientų, elektros krūvio ar osmosinio slėgio tarp ląstelės membranos šonų. Pavyzdžiui, vidutinis natrio jonų kiekis kraujo plazmoje yra 140 mmol/l, o eritrocituose – maždaug 12 kartų mažiau. Šis koncentracijos skirtumas (gradientas) sukuria varomąją jėgą, leidžiančią natriui pereiti iš plazmos į raudonuosius kraujo kūnelius. Tačiau tokio perėjimo greitis yra mažas, nes membranos pralaidumas Na + jonams yra daug didesnis. Paprastos difuzijos procesai nesunaudoja ląstelių metabolizmo energijos. Paprastosios difuzijos greičio padidėjimas yra tiesiogiai proporcingas medžiagos koncentracijos gradientui tarp membranos kraštų.

Palengvinta difuzija, kaip ir paprastas, jis vadovaujasi koncentracijos gradientu, tačiau nuo paprasto skiriasi tuo, kad tam tikros nešiklio molekulės būtinai dalyvauja medžiagos pereinant per membraną. Šios molekulės prasiskverbia pro membraną (gali sudaryti kanalus) arba yra bent jau su ja susijusios. Gabenama medžiaga turi susisiekti su vežėju. Po to transporteris pakeičia savo lokalizaciją membranoje arba jos konformaciją taip, kad medžiaga tiekiama į kitą membranos pusę. Jei transmembraniniam medžiagos perėjimui reikia nešiklio dalyvavimo, tada vietoj termino „difuzija“ dažnai vartojamas terminas medžiagos pernešimas per membraną.

Esant palengvintai difuzijai (priešingai nei paprastajai difuzijai), jei padidėja medžiagos transmembraninės koncentracijos gradientas, tada jos prasiskverbimo per membraną greitis didėja tik tol, kol dalyvauja visi membranos pernešėjai. Toliau didėjant šiam gradientui, transporto greitis išliks nepakitęs; jie tai vadina prisotinimo fenomenas. Medžiagų transportavimo palengvintos difuzijos pavyzdžiai yra: gliukozės perkėlimas iš kraujo į smegenis, aminorūgščių ir gliukozės reabsorbcija iš pirminio šlapimo į kraują inkstų kanalėliuose.

mainų difuzija - medžiagų transportavimas, kurio metu tos pačios medžiagos molekulės gali keistis skirtingose membranos pusėse. Medžiagos koncentracija kiekvienoje membranos pusėje išlieka nepakitusi.

Keitimosi difuzijos tipas yra vienos medžiagos molekulės pakeitimas viena ar keliomis kitos medžiagos molekulėmis. Pavyzdžiui, kraujagyslių ir bronchų lygiųjų raumenų skaidulose vienas iš Ca 2+ jonų pašalinimo iš ląstelės yra jų pakeitimas į ekstraląstelinius Na + jonus. Iš trijų gaunamų natrio jonų pašalinamas vienas kalcio jonas ląstelė. Sukuriamas tarpusavyje susijęs natrio ir kalcio judėjimas per membraną priešingomis kryptimis (šis transportavimo būdas vadinamas antiportas). Taip ląstelė išlaisvinama nuo Ca 2+ pertekliaus, ir tai būtina sąlyga lygiųjų raumenų skaidulų atsipalaidavimui. Žinios apie jonų pernešimo per membranas mechanizmus ir šiam transportavimui įtakos turinčius būdus yra būtina sąlyga ne tik norint suprasti gyvybinių funkcijų reguliavimo mechanizmus, bet ir teisingai parinkti vaistus, skirtus daugeliui ligų (hipertenzijai) gydyti. , bronchine astma, širdies aritmija, vandens-druskų apykaitos sutrikimais ir kt.).

Aktyvus transportas skiriasi nuo pasyviojo tuo, kad prieštarauja medžiagos koncentracijos gradientams, naudojant ATP energiją, susidarančią dėl ląstelių metabolizmo. Aktyvaus transporto dėka galima įveikti ne tik koncentracijos gradientų, bet ir elektrinių gradientų jėgas. Pavyzdžiui, per aktyvų Na + transportavimą iš ląstelės į išorę įveikiamas ne tik koncentracijos gradientas (Na + kiekis lauke yra 10-15 kartų didesnis), bet ir elektrinio krūvio varža (išorėje daugumos ląstelių membrana yra teigiamai įkrauta, o tai sukuria atsparumą teigiamai įkrauto Na + išsiskyrimui iš ląstelės).

Aktyvų Na + transportavimą užtikrina baltymas Na +, nuo K + priklausoma ATPazė. Biochemijoje prie baltymo pavadinimo pridedama galūnė „aza“, jei jis turi fermentinių savybių. Taigi, pavadinimas Na + , K + priklausomas ATPazė reiškia, kad ši medžiaga yra baltymas, kuris skaido adenozino trifosforo rūgštį tik esant privalomai sąveikai su Na + ir K + jonais ATP iš ląstelės išneša trys natrio jonai ir du kalio jonai pernešami į ląstelę.

Taip pat yra baltymų, kurie aktyviai perneša vandenilio, kalcio ir chloro jonus. Skeleto raumenų skaidulose nuo Ca 2+ priklausoma ATPazė yra įmontuota į sarkoplazminio tinklo membranas, kurios sudaro tarpląstelinius konteinerius (cisternas, išilginius kanalėlius), kuriuose kaupiasi Ca 2+. Kalcio siurblys dėl ATP skilimo energijos. perneša Ca 2+ jonus iš sarkoplazmos į tinklines cisternas ir gali jose sukurti Ca + koncentraciją, artėjančią prie 1(G 3 M, t.y. 10 000 kartų didesnę nei pluošto sarkoplazmoje).

Antrinis aktyvus transportas pasižymi tuo, kad medžiagos pernešimas per membraną vyksta dėl kitos medžiagos koncentracijos gradiento, kuriai yra aktyvus transportavimo mechanizmas. Dažniausiai antrinis aktyvus pernešimas vyksta naudojant natrio gradientą, t.y. Na + eina per membraną link mažesnės koncentracijos ir traukia su savimi kitą medžiagą. Šiuo atveju dažniausiai naudojamas specifinis baltymas nešiklis, įmontuotas į membraną.

Pavyzdžiui, amino rūgščių ir gliukozės pernešimas iš pirminio šlapimo į kraują, atliekamas pradinėje inkstų kanalėlių dalyje, vyksta dėl to, kad kanalėlių membrana transportuoja baltymą. epitelis jungiasi su aminorūgštimis ir natrio jonais ir tik tada pakeičia savo padėtį membranoje taip, kad perneša aminorūgštis ir natrią į citoplazmą. Kad toks transportavimas įvyktų, natrio koncentracija ląstelės išorėje turi būti daug didesnė nei viduje.

Norint suprasti humoralinio reguliavimo mechanizmus organizme, reikia žinoti ne tik ląstelių membranų sandarą ir pralaidumą įvairioms medžiagoms, bet ir sudėtingesnių darinių, esančių tarp kraujo ir įvairių organų audinių, struktūrą bei pralaidumą.

Histohematinių barjerų (HBB) fiziologija. Histohematiniai barjerai – tai visuma morfologinių, fiziologinių ir fizikinių ir cheminių mechanizmų, kurie veikia kaip visuma ir reguliuoja kraujo ir organų sąveiką. Histohematiniai barjerai dalyvauja kuriant kūno ir atskirų organų homeostazę. Dėl HGB buvimo kiekvienas organas gyvena savo ypatingoje aplinkoje, kuri atskirų ingredientų sudėtimi gali labai skirtis nuo kraujo plazmos. Ypač galingi barjerai egzistuoja tarp kraujo ir smegenų, kraujo ir lytinių liaukų audinių bei akies kraujo ir kameros humoro. Tiesioginis sąlytis su krauju turi barjerinį sluoksnį, kurį sudaro kraujo kapiliarų endotelis, po kurio eina bazinė spericitų membrana (vidurinis sluoksnis), o po to - papildomos organų ir audinių ląstelės (išorinis sluoksnis). Histohematiniai barjerai, keičiantys jų pralaidumą įvairioms medžiagoms, gali apriboti arba palengvinti jų patekimą į organą. Jie yra nepralaidūs daugeliui toksiškų medžiagų. Tai rodo jų apsauginę funkciją.

Kraujo ir smegenų barjeras (BBB) - tai visuma morfologinių struktūrų, fiziologinių ir fizikinių ir cheminių mechanizmų, kurie veikia kaip vientisa visuma ir reguliuoja kraujo ir smegenų audinio sąveiką. BBB morfologinis pagrindas yra smegenų kapiliarų endotelis ir bazinė membrana, intersticiniai elementai ir glikokaliksas, neuroglijos, kurių savotiškos ląstelės (astrocitai) savo kojomis dengia visą kapiliaro paviršių. Barjeriniai mechanizmai taip pat apima kapiliarų sienelių endotelio transportavimo sistemas, įskaitant pino- ir egzocitozę, endoplazminį tinklą, kanalų susidarymą, fermentų sistemas, kurios modifikuoja arba naikina gaunamas medžiagas, taip pat baltymus, kurie veikia kaip nešikliai. Smegenų kapiliarų endotelio membranų struktūroje, taip pat daugelyje kitų organų, buvo rasta akvaporino baltymų, kurie sukuria kanalus, kurie selektyviai praleidžia vandens molekules.

Smegenų kapiliarai skiriasi nuo kitų organų kapiliarų tuo, kad endotelio ląstelės sudaro ištisinę sienelę. Sąlyčio taškuose išoriniai endotelio ląstelių sluoksniai susilieja, sudarydami vadinamąsias sandarias jungtis.

Tarp BBB funkcijų išskiriamos apsauginės ir reguliavimo. Jis apsaugo smegenis nuo pašalinių ir toksinių medžiagų poveikio, dalyvauja medžiagų pernešime tarp kraujo ir smegenų ir taip sukuria smegenų tarpląstelinio skysčio ir smegenų skysčio homeostazę.

Hematoencefalinis barjeras yra selektyviai pralaidus įvairioms medžiagoms. Kai kurios biologiškai aktyvios medžiagos (pavyzdžiui, katecholaminai) praktiškai nepraeina pro šį barjerą. Išimtis yra tik nedideli barjero plotai prie ribos su hipofize, kankorėžine liauka ir kai kuriomis pagumburio sritimis, kur BBB pralaidumas visoms medžiagoms yra didelis. Šiose vietose randami įtrūkimai arba kanalai, kurie prasiskverbia į endotelį, per kuriuos medžiagos prasiskverbia iš kraujo į smegenų audinio ekstraląstelinį skystį arba į pačius neuronus.

Didelis BBB pralaidumas šiose srityse leidžia biologiškai aktyvioms medžiagoms pasiekti tuos pagumburio ir liaukų ląstelių neuronus, ant kurių yra uždara organizmo neuroendokrininių sistemų reguliavimo grandinė.

Būdingas BBB veikimo bruožas yra medžiagų pralaidumo reguliavimas, atitinkantis vyraujančias sąlygas. Reguliavimas vyksta dėl: 1) atvirų kapiliarų srities pokyčių, 2) kraujotakos greičio pokyčių, 3) ląstelių membranų ir tarpląstelinės medžiagos būklės pokyčių, ląstelių fermentų sistemų aktyvumo, pinocitozės ir egzocitozės. .

Manoma, kad BBB, nors ir sukuria didelę kliūtį medžiagoms prasiskverbti iš kraujo į smegenis, tuo pačiu leidžia šioms medžiagoms gerai prasiskverbti iš smegenų į kraują priešinga kryptimi.

BBB pralaidumas įvairioms medžiagoms labai skiriasi. Riebaluose tirpios medžiagos, kaip taisyklė, lengviau įsiskverbia į BBB nei vandenyje tirpios medžiagos. Palyginti lengvai prasiskverbia deguonis, anglies dioksidas, nikotinas, etilo alkoholis, heroinas ir riebaluose tirpūs antibiotikai (chloramfenikolis ir kt.).

Lipiduose netirpi gliukozė ir kai kurios nepakeičiamos aminorūgštys negali patekti į smegenis paprastos difuzijos būdu. Juos atpažįsta ir gabena specialūs vežėjai. Transporto sistema yra tokia specifinė, kad skiria D-gliukozės ir L-gliukozės stereoizomerus, o L-gliukozę ne. Šį transportą užtikrina į membraną įmontuoti baltymai-nešikliai. Transportas yra nejautrus insulinui, tačiau jį slopina citocholazinas B.

Didelės neutralios aminorūgštys (pvz., fenilalaninas) pernešamos panašiu būdu.

Taip pat yra aktyvus transportas. Pavyzdžiui, dėl aktyvaus pernešimo Na + K + jonai ir aminorūgštis glicinas, kuris veikia kaip slopinamasis tarpininkas, yra pernešami prieš koncentracijos gradientus.

Pateiktos medžiagos apibūdina biologiškai svarbių medžiagų prasiskverbimo per biologinius barjerus būdus. Jie yra būtini norint suprasti humoralinį reguliavimą lacijų organizme.

Testo klausimai ir užduotys

Kokios yra pagrindinės sąlygos palaikyti gyvybines organizmo funkcijas?

Kokia yra organizmo sąveika su išorine aplinka? Apibrėžkite prisitaikymo prie aplinkos sąvoką.

Kokia yra kūno ir jo komponentų vidinė aplinka?

Kas yra homeostazė ir homeostatinės konstantos?

Įvardykite standžiųjų ir plastinių homeostatinių konstantų svyravimo ribas. Apibrėžkite jų cirkadinio ritmo sąvoką.

Išvardykite svarbiausias homeostatinio reguliavimo teorijos sąvokas.

7 Apibrėžkite dirginimą ir dirgiklius. Kaip klasifikuojami dirgikliai?

Kuo „receptoriaus“ sąvoka skiriasi molekuliniu biologiniu ir morfofunkciniu požiūriu?

Apibrėžkite ligandų sąvoką.

Kas yra fiziologiniai reguliavimai ir uždaro ciklo reguliavimas? Kokie jo komponentai?

Įvardykite grįžtamojo ryšio tipus ir vaidmenį.

Apibrėžkite homeostatinio reguliavimo nustatyto taško sąvoką.

Kokių lygių reguliavimo sistemos egzistuoja?

Kokia yra nervų ir humoralinio reguliavimo organizme vienybė ir skiriamieji bruožai?

Kokie humoralinio reguliavimo tipai egzistuoja? Pateikite jų savybes.

Kokia yra ląstelių membranų struktūra ir savybės?

17 Kokias funkcijas atlieka ląstelių membranos?

Kokia yra medžiagų difuzija ir pernešimas per ląstelių membranas?

Apibūdinkite ir pateikite aktyvaus membraninio transportavimo pavyzdžių.

Apibrėžkite histohematinių barjerų sąvoką.

Kas yra kraujo ir smegenų barjeras ir koks jo vaidmuo? t;

2.2. Žmogaus kūnas kaip viena savaime besivystanti ir save reguliuojanti biologinė sistema. Išorinės aplinkos poveikis žmogaus organizmui

2.3. Fizinė ir protinė žmogaus veikla. Nuovargis ir pervargimas dirbant fizinį ir protinį darbą

2.3.1. Pagrindiniai darbo aplinkos veiksniai ir neigiamas jų poveikis žmogaus organizmui

2.3.2. Kūno kultūra reiškia, kad suteikia atsparumą fizinei ir psichinei įtampai

2.4. Medžiagų apykaitos gerinimas tikslinio fizinio lavinimo įtakoje

2.5. Fizinio lavinimo poveikis kraujo ir kraujotakos sistemai

2.5.1. Kraujas

2.5.2. Kraujotakos sistema

2.5.3. Širdis

2.5.4. Raumenų pompa

2.6. Fizinis lavinimas ir kvėpavimo funkcija. Kvėpavimo rekomendacijos mankštos ir sporto metu

2.7. Motorinė veikla ir virškinimo, šalinimo, termoreguliacijos ir endokrininių liaukų funkcijos

2.8. Skeleto ir raumenų sistema

2.8.1. Kaulai, sąnariai ir motorinė veikla

2.8.2. Raumenų sistema ir jos funkcijos

2.9. Sensorinės sistemos

2.10. Nervinis ir humoralinis kūno veiklos reguliavimas

2.10.1. Refleksinė prigimtis ir motorinės veiklos refleksiniai mechanizmai

2.10.2. Motorinių įgūdžių ugdymas

2.10.3 Aerobiniai, anaerobiniai procesai

2.10.4 Motorinės veiklos fiziologinės charakteristikos

2.11. išvadas

2.12. Kontroliniai klausimai

3 tema. Mokinio sveikos gyvensenos pagrindai Kūno kultūros vaidmuo užtikrinant sveikatą 1 skyrius. Pagrindinės sąvokos

2 skyrius. Šiuolaikinio žmogaus sveikatą įtakojantys veiksniai.

2.1. Aplinkos įtaka

2.2. Genetiniai veiksniai.

2.3. Sveikatos priežiūros įstaigų veikla

2.4. Žmonių sąlygos ir gyvenimo būdas

3 skyrius. Sveikatos stiprinimo veiksniai.

4 skyrius. Funkcinės sveikatos apraiškos įvairiose gyvenimo srityse.

5 skyrius. Adaptacijos procesai ir sveikata

6 skyrius. Sveikos gyvensenos komponentų turinio charakteristikos

6.1. Darbo ir poilsio grafikas.

6.2. Miego organizavimas

6.3. Dietos organizavimas.

6.4. Motorinės veiklos organizavimas.

6.5. Asmeninė higiena ir grūdinimas

6.6. Higieniniai grūdinimo pagrindai

Oro grūdinimas.

Saulės grūdinimas

Grūdinimas vandeniu.

6.7. Blogų įpročių prevencija

6.8. Psichofizinis kūno reguliavimas.

Kontroliniai klausimai

Literatūra:

4 tema. Fizinės savybės ir jų ugdymo metodai

1 skyrius. Fizinių savybių ugdymas

Ugdantis jėgą. Pagrindinės sąvokos

1.2. Auginimo greitis

Paprastų ir sudėtingų motorinių reakcijų greičio puoselėjimas

1.3. Ištvermės kūrimas

1.4. Vikrumo ugdymas (gebėjimas smulkinti)

1.5. Lankstumo ugdymas

Kontroliniai klausimai

5 tema. Bendrasis fizinis, specialusis ir sportinis rengimas kūno kultūros sistemoje, pirmoji dalis

1 skyrius. Kūno kultūros metodiniai principai.

2 skyrius. Kūno kultūros priemonės ir metodai

2.1. Kūno kultūra reiškia

2.2. Kūno kultūros metodai

3 skyrius. Judėjimo lavinimo pagrindai. Judėjimo lavinimo etapai

4 skyrius. Fizinių savybių ugdymas

5 skyrius. Psichinių savybių, bruožų, asmenybės bruožų formavimas kūno kultūros procese

Kontroliniai klausimai

7 skyrius. Specialusis fizinis rengimas

8 skyrius. Sportinės treniruotės

9 skyrius. Fizinio aktyvumo intensyvumas

10 skyrius. Raumenų atpalaidavimo (atsipalaidavimo) svarba

11 skyrius. Fizinės kūno sudėjimo, motorinės ir funkcinės parengties korekcija kūno kultūros ir sporto priemonėmis

11.1. Fizinio vystymosi korekcija

11.2. Motorinės ir funkcinės parengties korekcija

12 skyrius. Fizinių pratimų formos

13 skyrius. Mokymų struktūra ir struktūra

14 skyrius. Pamokos bendrasis ir motorinis tankis

Kontroliniai klausimai

7 tema. Sportinės treniruotės

1 skyrius. Pagrindinės sąvokos

2 skyrius. Sportinio rengimo esmė, jos uždaviniai

3 skyrius. Sportinio rengimo metodiniai principai

4 skyrius. Sporto rengimo metodai

4.1. Griežtai reguliuojami pratimų metodai

4.1.1. Motorinės treniruotės

4.1.2. Fizinių savybių ugdymas

4.2. Žaidimo metodas

4.3. Konkurencinis metodas

4.4. Verbalinio ir vizualinio (sensorinio) poveikio metodai

4.5. Treniruotės struktūra

4.5.1. Įvadinė pamokos dalis

4.5.2. Parengiamoji pamokos dalis (apšilimas)

4.5.3. Pagrindinė pamokos dalis

4.5.4. Paskutinė pamokos dalis

4.5.5. Fizinio aktyvumo dinamika

4.5.6. Fizinio aktyvumo intensyvumas. Apkrovos intensyvumo zonas pagal širdies ritmą

5 skyrius. Fizinių savybių ugdymas

Skyrius 6. Sportinio rengimo sekcijos (pusės).

7 skyrius. Ugdymo ir mokymo proceso planavimas

8 skyrius. Išvados

Kontroliniai klausimai

8 tema. Fizinius pratimus ir sportą atliekančių asmenų medicininė kontrolė ir savikontrolė

1 skyrius. Pagrindinės sąvokos

2 skyrius. Medicininės priežiūros organizavimas

2.1. Dalyvių medicininė apžiūra

2.2. Medicininė pagalba mokinių kūno kultūrai

2.3. Medicininiai ir pedagoginiai mokinių stebėjimai pamokų metu

2.4. Traumų, ligų ir neigiamų organizmo reakcijų prevencija fizinio krūvio ir sporto metu

3 skyrius. Kūno funkcinių sistemų būklės ir dalyvaujančių asmenų tinkamumo nustatymo ir įvertinimo metodai Funkciniai testai ir testai

3.1. Širdies ir kraujagyslių sistema. Fizinis našumas

Fizinio darbingumo nustatymas

3.2. Kvėpavimo sistema

Kvėpavimo sulaikymo testai

3.3. Neuromuskulinė sistema

3.4. Skeleto ir raumenų sistema

3.5. Analizatoriai

Vestibuliarinio aparato tyrimas

3.1. Savikontrolė mankštos ir sporto metu

3.1.1. Subjektyvūs ir objektyvūs savikontrolės rodikliai

3.1.2. Fizinio vystymosi savikontrolė

3.1.3. Funkcinės būklės savikontrolė

3.1.4. Fizinio pasirengimo savikontrolė

3.1.5. Treniruočių savikontrolė

3.1.6. Savikontrolės dienoraščio vedimas

Temos priedas: Fizinius pratimus ir sportą atliekančių asmenų medicininė priežiūra ir savikontrolė

4 amžiaus tarpsniai:

Asteniniai, hipersteniniai ir normosteniniai kūno tipai

Skoliozė, lordozė

Antropometriniai standartai (standartinis nuokrypis, koreliacija, indeksai)

Rombergo testas /statinis koordinavimas/

Simpatinis ir parasimpatinis autonominės nervų sistemos padalinys

Akies-širdies refleksas; odos ir kraujagyslių reakcijos

Sistemingo kraujotakos tūrio pokyčiai fizinio aktyvumo metu

Kraujospūdžio pasikeitimas fizinio krūvio metu

Psichinės veiklos gerinimo fizinių pratimų įtakoje fiziologinis pagrindimas

Plaučių gyvybinė talpa

Funkciniai testai diagnozuojant fizinį pajėgumą ir tinkamumą

Ortostatinis testas

Letunovo testas

Harvardo žingsnių testas

Karštis ir saulės smūgis

Hipoglikeminės sąlygos

Pirmoji pagalba nuskendus

Ūminės patologinės būklės

Apalpimas

Gravitacijos šokas

Rūkymo poveikis fizinei ir protinei veiklai

Alkoholio poveikis fizinei ir psichinei veiklai

Kontroliniai klausimai

II. Kūno kultūra ir sportas senovės pasaulio valstybėse

1. Europa (XV–XVII a. po Kr.)

2.Azija, Afrika, Amerika.

1) Istorinis tarptautinio sporto ir olimpinio judėjimo atsiradimo pagrindas.

V. Pirmasis tarptautinis lengvosios atletikos kongresas.

VI. Nuo olimpinių idėjų iki olimpinio judėjimo praktikos

VII. Tarptautinis sportas ir olimpinis judėjimas XX amžiaus pirmoje pusėje

IX tarptautinis olimpinis judėjimas

10 tema. Savarankiški fiziniai pratimai universitete Įvadas

1 skyrius. Savarankiško darbo metodika

1.2. Savarankiškų studijų formos ir turinys

1.4. Savarankiškų fizinių pratimų organizavimas, turinys ir metodika

1.4.1. Pasirinktos sporto šakos praktikavimo priemonės ir metodai

1.4.2. Fizinių pratimų sistema

1.4.3. Savarankiškų užsiėmimų organizavimas

1.4.4. Savarankiško mokymosi planavimas

1.5. Savarankiško mokymosi proceso valdymas

1.6. Savarankiško darbo turinys

2 skyrius. Kūno kultūra ir sportas laisvalaikiu

2.1. Rytinė higieninė mankšta

2.2. Rytiniai ar vakariniai specialiai tam skirti fiziniai pratimai

2.3. Pratimai pietų pertraukos metu

2.4. Kartu su treniruotėmis

3 skyrius. Savikontrolė savarankiško pratimo ir sporto metu

3.1. Savikontrolė mankštos ir sporto metu

3.1.1. Subjektyvūs ir objektyvūs savikontrolės rodikliai

3.1.2. Fizinio vystymosi savikontrolė

3.1.3. Funkcinės būklės savikontrolė

3.1.4. Fizinio pasirengimo savikontrolė

3.1.5. Treniruočių savikontrolė

3.1.6. Savikontrolės dienoraščio vedimas

4 skyrius. Prevencijos ir sveikimo priemonės

4.1. Biomedicininės sveikimo priemonės

4.2. Fiziniai pratimai kaip reabilitacijos priemonė

Literatūra

11 tema. Masažas ir savimasažas Įvadas

Reikalavimai masažo kambariui ir įrangai

Pas masažuotoją

Pacientui

Paciento padėtis masažo metu

1 skyrius. Kontraindikacijos masažui

2 skyrius. Masažo technikų atlikimo metodai ir būdai Bendrieji nurodymai

Kai kurie glostymo būdai

Kai kurie išspaudimo būdai:

Kai kurie minkymo būdai

Kai kurie trynimo būdai

Vibracija

Kai kurios smūgiavimo technikos rūšys

Kai kurios smegenų sukrėtimo technikos rūšys

Fiziologinis judesių poveikis kūnui:

Kai kurie sąnarių judėjimo būdai

Pirtis

Kontroliniai klausimai

Savęs masažo įvadas

1 skyrius. Masažo poveikis žmogaus organizmui

2 skyrius. Savęs masažo technikų atlikimo technika ir metodika

Glostymas

Trituracija

Smūgio technikos

Vibracijos technikos

Pasyvus

3 skyrius. Bendrasis ir vietinis masažas

Vietinis savimasažas

Kaklo srities savaiminis masažas

Plataus nugaros raumenų savaiminis masažas

Nugaros savaiminis masažas: juosmens ir kryžmens srityse

Šlaunies savaiminis masažas, sėdmenų srities savimasažas

Kelio sąnario savaiminis masažas

Blauzdos ir pėdos savaiminis masažas

Padų paviršiaus savaiminis masažas

Krūtinės ląstos savaiminis masažas

Peties sąnario ir deltinio raumens savaiminis masažas

Pečių srities savaiminis masažas

2.10. Nervinis ir humoralinis kūno veiklos reguliavimas

Ląstelių, audinių ir organų funkcijų reguliavimas, tarpusavio ryšys, t.y. kūno vientisumą, o kūno ir išorinės aplinkos vienovę vykdo nervų sistema ir humoralinis kelias. Kitaip tariant, turime du funkcijų reguliavimo mechanizmus – nervinį ir humoralinį.

Nervų reguliavimą vykdo nervų sistema, smegenys ir nugaros smegenys per nervus, aprūpinančius visus mūsų kūno organus. Organizmą nuolat veikia tam tikri dirginimai. Į visus šiuos dirginimus organizmas reaguoja tam tikra veikla arba, kaip įprasta, organizmo funkcija prisitaiko prie nuolat kintančių aplinkos sąlygų. Taigi oro temperatūros mažėjimą lydi ne tik kraujagyslių susiaurėjimas, bet ir medžiagų apykaitos padidėjimas ląstelėse ir audiniuose, taigi ir šilumos gamybos padidėjimas. Dėl to susidaro tam tikra pusiausvyra tarp šilumos perdavimo ir šilumos susidarymo, kūnas netampa hipotermiškas, o kūno temperatūra išlieka pastovi. Maistu dirginus burnos skonio receptorius, išsiskiria seilės ir kitos virškinimo sultys. kurių įtakoje maistas virškinamas. Dėl to į ląsteles ir audinius patenka reikalingos medžiagos, susidaro tam tikra pusiausvyra tarp disimiliacijos ir asimiliacijos. Šis principas naudojamas kitoms kūno funkcijoms reguliuoti.

Nervų reguliavimas yra refleksinio pobūdžio. Receptoriai suvokia įvairius dirginimus. Gautas sužadinimas iš receptorių per jutimo nervus perduodamas į centrinę nervų sistemą, o iš ten motoriniais nervais į organus, kurie atlieka tam tikrą veiklą. Tokios organizmo reakcijos į dirginimą vyksta per centrinę nervų sistemą. paskambino refleksai. Kelias, kuriuo reflekso metu perduodamas sužadinimas, vadinamas reflekso lanku. Refleksai yra įvairūs. I.P. Pavlovas visus refleksus suskirstė į besąlyginis ir sąlyginis. Besąlyginiai refleksai yra įgimti refleksai, kurie yra paveldimi. Tokių refleksų pavyzdys yra vazomotoriniai refleksai (kraujagyslių susiaurėjimas arba išsiplėtimas, reaguojant į odos dirginimą šalčiu ar karščiu), seilių išsiskyrimo refleksas (seilių išsiskyrimas, kai maistas dirgina skonio receptorius) ir daugelis kitų.

Sąlyginiai refleksai yra įgyti refleksai, kurie vystosi per visą gyvūno ar žmogaus gyvenimą. Šie refleksai atsiranda

tik tam tikromis sąlygomis ir gali išnykti. Sąlyginių refleksų pavyzdys – seilių išsiskyrimas pamačius elgetą, užuodus maistą, o žmoguje net apie tai kalbant.

Humorinis reguliavimas (Humoras – skystis) vykdomas per kraują ir kitus skysčius, sudarančius vidinę kūno aplinką, įvairias chemines medžiagas, kurios gaminamos pačiame organizme arba gaunamos iš išorinės aplinkos. Tokių medžiagų pavyzdžiai yra endokrininių liaukų išskiriami hormonai ir vitaminai, kurie į organizmą patenka su maistu. Cheminės medžiagos krauju pernešamos visame kūne ir veikia įvairias funkcijas, ypač ląstelių ir audinių metabolizmą. Be to, kiekviena medžiaga veikia tam tikrą procesą, vykstantį viename ar kitame organe.

Nerviniai ir humoraliniai funkcijų reguliavimo mechanizmai yra tarpusavyje susiję. Taigi nervų sistema reguliuoja organus veikia ne tik tiesiogiai per nervus, bet ir per endokrinines liaukas, keisdama hormonų susidarymo šiuose Organuose ir jų patekimo į kraują intensyvumą.

Savo ruožtu daugelis hormonų ir kitų medžiagų veikia nervų sistemą.

Gyvame organizme nervinis ir humoralinis įvairių funkcijų reguliavimas vykdomas savireguliacijos principu, t.y. automatiškai. Pagal šį reguliavimo principą tam tikrame lygyje palaikomas kraujospūdis, kraujo sudėties ir fizikinių bei cheminių savybių pastovumas, kūno temperatūra. fizinio darbo metu griežtai koordinuotai keičiasi medžiagų apykaita, širdies, kvėpavimo ir kitų organų sistemų veikla ir kt.

To dėka išlaikomos tam tikros santykinai pastovios sąlygos, kuriose vyksta organizmo ląstelių ir audinių veikla, arba, kitaip tariant, išlaikomas vidinės aplinkos pastovumas.

Reikia pažymėti, kad žmogaus nervų sistema atlieka pagrindinį vaidmenį reguliuojant gyvybines organizmo funkcijas.

Taigi žmogaus kūnas yra vientisa, vientisa, sudėtinga, savireguliuojanti ir besivystanti biologinė sistema, turinti tam tikras rezervines galimybes. Kuriame

žinoti, kad gebėjimas dirbti fizinį darbą gali padidėti daug kartų, bet iki tam tikros ribos. Tuo tarpu protinė veikla iš tikrųjų neturi jokių apribojimų vystytis.

Sisteminga raumenų veikla leidžia, gerinant fiziologines funkcijas, mobilizuoti organizmo atsargas, kurių egzistavimą daugelis net nenutuokia. Reikėtų pažymėti, kad vyksta atvirkštinis procesas: mažėja funkcinės organizmo galimybės ir pagreitėja senėjimas, mažėjant fiziniam aktyvumui.

Atliekant fizinius pratimus, gerėja didesnis nervinis aktyvumas, gerėja centrinės nervų sistemos funkcijos. neuromuskulinis. širdies ir kraujagyslių, kvėpavimo, šalinimo ir kitų sistemų, medžiagų apykaitos ir energijos, taip pat jų neurohumoralinio reguliavimo sistema.

Žmogaus organizmas, naudodamasis vidinių procesų savireguliacijos savybėmis veikiant išoriniam poveikiui, realizuoja svarbiausią savybę – prisitaikymą prie besikeičiančių išorinių sąlygų, kuri yra lemiamas veiksnys lavinant fizines savybes ir motorinius įgūdžius treniruočių metu.

Leiskite mums išsamiau apsvarstyti fiziologinių pokyčių pobūdį treniruočių metu.

Fizinis aktyvumas sukelia įvairius medžiagų apykaitos pokyčius, kurių pobūdis priklauso nuo darbo trukmės, galios ir dalyvaujančių raumenų skaičiaus. Fizinio aktyvumo metu vyrauja kataboliniai procesai, energijos substratų mobilizacija ir panaudojimas, kaupiasi tarpiniai medžiagų apykaitos produktai. Poilsio periodui būdingas anabolinių procesų vyravimas, maistinių medžiagų atsargų kaupimas, suaktyvėjusi baltymų sintezė.

Atsigavimo greitis priklauso nuo eksploatacijos metu vykstančių pokyčių dydžio, tai yra, nuo apkrovos dydžio.

Poilsio laikotarpiu pašalinami medžiagų apykaitos pokyčiai, atsirandantys raumenų veiklos metu. Jei fizinio aktyvumo metu vyrauja kataboliniai procesai, vyksta energetinių substratų mobilizacija ir panaudojimas, kaupiasi tarpiniai medžiagų apykaitos produktai, tai poilsio periodui būdingas anabolinių procesų vyravimas, maisto medžiagų atsargų kaupimas, padidėjusi baltymų sintezė.

Podarbiniu laikotarpiu didėja aerobinės oksidacijos intensyvumas, didėja deguonies suvartojimas, t.y. deguonies skola pašalinama. Oksidacijos substratas yra tarpiniai medžiagų apykaitos produktai, susidarantys raumenų veiklos metu, pieno rūgštis, ketoniniai kūnai ir keto rūgštys. Angliavandenių atsargos fizinio darbo metu, kaip taisyklė, gerokai sumažėja, todėl riebalų rūgštys tampa pagrindiniu oksidacijos substratu. Dėl padidėjusio lipidų vartojimo atsigavimo laikotarpiu sumažėja kvėpavimo koeficientas.

Atsigavimo periodui būdinga suaktyvėjusi baltymų biosintezė, kuri fizinio darbo metu slopinama ir galutinių baltymų apykaitos produktų (karbamido ir kt.) susidarymas ir pasišalinimas iš organizmo.

Atsigavimo greitis priklauso nuo eksploatacijos metu atsirandančių pokyčių masto, t.y. ant apkrovos vertės, kuri schematiškai parodyta fig. 1

1 pav. Vartojimo ir šaltinių atkūrimo procesų schema

energija karinio intensyvumo raumenų veiklos metu

Pokyčių, atsirandančių veikiant mažo ir vidutinio intensyvumo apkrovoms, atsistatymas yra lėtesnis nei po didelio ir ekstremalaus intensyvumo apkrovų, o tai paaiškinama gilesniais pokyčiais darbo laikotarpiu. Po padidintų intensyvumo apkrovų stebimas medžiagų apykaitos greitis ne tik pasiekia pradinį lygį, bet ir jį viršija. Šis padidėjimas virš pradinio lygio vadinamas super atsigavimas (superkompensacija). Jis registruojamas tik tada, kai apkrova viršija tam tikrą lygį, t.y. kai atsirandantys medžiagų apykaitos pokyčiai veikia ląstelės genetinį aparatą. Super-atkūrimo sunkumas ir jo trukmė tiesiogiai priklauso nuo apkrovos intensyvumo.

Svarbus yra hiperaktyvumo fenomenas: prisitaikymo (organo) prie pasikeitusių veiklos sąlygų mechanizmas ir svarbus norint suprasti sportinio treniruočių biocheminius pagrindus. Pažymėtina, kad, kaip bendras biologinis modelis, jis apima ne tik energetinės medžiagos kaupimą, bet ir baltymų sintezę, kuri visų pirma pasireiškia skeleto raumenų ir širdies raumenų darbine hipertrofija. . Po intensyvaus fizinio krūvio suaktyvėja daugybės fermentų sintezė (fermentų indukcija), padidėja kreatino fosfato ir mioglobino koncentracija, įvyksta nemažai kitų pokyčių.

Nustatyta, kad aktyvi raumenų veikla padidina širdies ir kraujagyslių, kvėpavimo ir kitų organizmo sistemų veiklą. Bet kokios žmogaus veiklos metu visi kūno organai ir sistemos veikia kartu, glaudžiai vieningai. Šis ryšys vyksta per nervų sistemą ir humoralinį (skysčių) reguliavimą.

Nervų sistema bioelektriniais impulsais reguliuoja organizmo veiklą. Pagrindiniai nerviniai procesai yra sužadinimas ir slopinimas, vykstantys nervinėse ląstelėse. Sužadinimas- aktyvią nervinių ląstelių būseną, kai jos perduoda dumblą“ ir pačius nervinius impulsus nukreipia į kitas ląsteles: nervų, raumenų, liaukų ir kitas. Stabdymas- nervų ląstelių būsena, kai jų veikla nukreipta į atkūrimą, pavyzdžiui, miegas yra nervų sistemos būsena, kai slopinamas didžiulis nervų ląstelių skaičius centrinėje nervų sistemoje.

Humoralinis reguliavimas vyksta per kraują per specialias chemines medžiagas (hormonus), kurias išskiria endokrininės liaukos, koncentracijos santykis CO2 ir O2 per kitus mechanizmus. Pavyzdžiui, prieš paleidimą, kai tikimasi intensyvaus fizinio krūvio, endokrininės liaukos (antinksčiai) į kraują išskiria specialų hormoną adrenaliną, kuris padeda sustiprinti širdies ir kraujagyslių sistemos veiklą.

Humorinis ir nervinis reguliavimas vykdomas vieningai. Pagrindinis vaidmuo tenka centrinei nervų sistemai, smegenims, kurios yra tarsi centrinė būstinė, kontroliuojanti gyvybines organizmo funkcijas.

Planas:

Nervinis ir humoralinis organizmo reguliavimas.

Refleksas. Refleksinis lankas.

Refleksų klasifikacija.

Receptoriai: apibrėžimas, klasifikacija.

P. Anokhino funkcinių sistemų teorija.

Bioelektriniai reiškiniai gyvuose audiniuose.

Nervizmo teorija.

Fiziologinis reguliavimas– tai aktyvus organizmo funkcijų ir jo elgsenos valdymas, siekiant palaikyti optimalų gyvybinės veiklos lygį, vidinės aplinkos ir medžiagų apykaitos procesų pastovumą, kad organizmas prisitaikytų prie besikeičiančių aplinkos sąlygų.

Fiziologinio reguliavimo mechanizmai:

1. nervingas

2. humoralinis.

Humoraliniam fiziologiniam reguliavimui informacijai perduoti naudojami kūno skysčiai (kraujas, limfa, smegenų skystis ir kt.). Signalai perduodami per chemines medžiagas: hormonus, mediatorius, biologiškai aktyvias medžiagas (BAS), metabolitus ir kt.

Humoralinio reguliavimo ypatumai:

1. neturi tikslaus adresato – tekant biologiniams skysčiams, medžiagos gali būti pristatytos į bet kurias organizmo ląsteles;

2. informacijos pateikimo greitis mažas - nulemtas biologinių skysčių tekėjimo greičio - 0,5-5 m/s;

3. veikimo trukmė.

Nervų fiziologinis informacijos apdorojimo ir perdavimo reguliavimas vyksta per centrinę ir periferinę nervų sistemas. Signalai perduodami naudojant nervinius impulsus.

Nervų reguliavimo ypatybės:

1. turi tikslų adresatą – signalai perduodami į griežtai apibrėžtus organus ir audinius;

2. didelis informacijos perdavimo greitis – nervinio impulso perdavimo greitis – iki 120 m/s;

3. trumpa veikimo trukmė.

Norint normaliai reguliuoti organizmo funkcijas, būtina nervų ir humoralinių sistemų sąveika.

Neurohumoralinis reguliavimas sujungia visas organizmo funkcijas, kad būtų pasiektas tikslas, o kūnas veikia kaip vientisa visuma.

Kūnas yra neatsiejamai vienybėje su išorine aplinka dėl nervų sistemos veiklos, kurios veikla vykdoma refleksų pagrindu.

Refleksas- tai griežtai iš anksto nustatyta (atsakymas) organizmo reakcija į išorinę ar vidinę stimuliaciją, atliekama privalomai dalyvaujant centrinei nervų sistemai. Refleksas yra funkcinis nervinės veiklos vienetas. Kad atsirastų refleksas, būtinas reflekso lankas.

Refleksinis lankas yra kelias, kuriuo nervinis impulsas pereina iš receptorių į efektorių, kurį sudaro 5 jungtys:

Receptorius – suvokia dirginimą iš išorinės ar vidinės aplinkos;

Jautrus nervinis pluoštas (centripetalinis, aferentinis);

Nervų centras – čia iššifruojama informacija ir formuojama atsako komanda;

Motorinė nervinė skaidula (išcentrinė, eferentinė);

Darbinis organas (efektorius) yra organas, reaguojantis į stimuliavimą.

Refleksų tipai:

- pagal atsakymo pobūdį(remiantis biologinėmis savybėmis) skirstomi į maistinius, seksualinius, gynybinius, motorinius ir kt.

- pagal reflekso lanko uždarymo lygį refleksai skirstomi į:

1. spinalinis – uždaryti nugaros smegenų lygyje;

2. bulbarinis – artimas pailgųjų smegenėlių lygyje;

3. mesencephalic – arti vidurinių smegenų lygyje;

4. diencephalic – arti tarpgalvio sluoksnio lygyje;

5. subkortikinis – arti subkortikinių struktūrų lygyje;

6. žievės – arti smegenų žievės lygyje.

- priklausomai nuo atsakymo pobūdžio refleksai gali būti:

1. somatinė – motorinė reakcija;

2. vegetatyvinis – atsakas veikia vidaus organus, kraujagysles ir kt.

Pasak I. P. Pavlovo, išskiriami refleksai besąlyginis ir sąlyginis.

Kad atsirastų refleksas, būtinos dvi sąlygos:

1. pakankamai stiprus dirgiklis, viršijantis sužadinimo slenkstį;

2. reflekso lankas.

Lankai skirstomi į paprastus (susideda iš dviejų neuronų) ir sudėtingus (daugiau nei du neuronai).

Receptorius yra struktūra, kuri gauna informaciją. Receptoriai suvokia dirgiklio energiją ir paverčia ją nervinio impulso energija.

Receptorių klasifikacija pagal informacijos suvokimo vietą:

1. eksteroreceptoriai (suvokia informaciją iš išorinės aplinkos) – tai odos, akių, nosies ir burnos gleivinės receptoriai;

2. interoceptoriai (suvokia informaciją iš vidinės aplinkos) – tai vidaus organų ir kraujagyslių receptoriai;

3. proprioreceptoriai (gauna informaciją iš raumenų ir kaulų sistemos) – tai receptoriai, reaguojantys į kūno pokyčius erdvėje (raumenų, sausgyslių, raiščių receptoriai);

Receptorių klasifikacija pagal suvokiamos informacijos tipą:

1. mechanoreceptoriai – suvokia mechaninį sužadinimą;

2. termoreceptoriai – suvokia temperatūrą;

3. chemoreceptoriai – reaguoja į chemines medžiagas;

4. nociceptoriai – skausmo receptoriai.

Aferentinis kelias– tai sensorinių neuronų dendritai (procesai). Perduoda sužadinimą iš receptorių į refleksinį nervų centrą.

Refleksinis nervų centras– neuronų rinkinys, esantis skirtinguose centrinės nervų sistemos lygiuose ir atsakingas už sudėtingos refleksinės funkcijos atlikimą.

Eferentinis kelias atstovauja neuronų aksonams, kurie perduoda informaciją iš refleksinio nervų centro į darbinį organą.

Efektorius- darbuotojas (vykdomasis organas), kuris, reaguodamas į dirginimą, keičia savo veiklą. Efektoriniai organai yra raumenys arba liaukos.

Atsiliepimas- tai impulsų srautas iš darbinio organo receptorių į centrinę nervų sistemą. Jame pateikiama informacija apie atsako veiksmingumą. Dėl grįžtamojo ryšio reflekso lankas užsidaro į žiedą.

Nervų reguliavimas atliekami naudojant elektrinius impulsus, keliaujančius palei nervų ląsteles. Palyginti su humoraliniu tai

vyksta greičiau
tikslesnis
reikalauja daug energijos
evoliuciškai jaunesni.

Humorinis reguliavimas gyvybiniai procesai (iš lotyniško žodžio humoras - „skystis“) vyksta dėl medžiagų, išsiskiriančių į vidinę organizmo aplinką (limfą, kraują, audinių skystį).

Humoralinis reguliavimas gali būti atliekamas naudojant:

hormonai- biologiškai aktyvios (veikiančios labai mažą koncentraciją) medžiagos, kurias į kraują išskiria endokrininės liaukos;
kitos medžiagos. Pavyzdžiui, anglies dioksidas
- sukelia vietinį kapiliarų išsiplėtimą, į šią vietą priteka daugiau kraujo;
- stimuliuoja pailgųjų smegenų kvėpavimo centrą, suintensyvėja kvėpavimas.

Visos kūno liaukos yra suskirstytos į 3 grupes

1) endokrininės liaukos ( endokrininės) neturi šalinimo latakų ir išskiria savo sekretą tiesiai į kraują. Endokrininių liaukų išskyros vadinamos hormonai, jie turi biologinį aktyvumą (veikia mikroskopine koncentracija). Pavyzdžiui: .

2) Išorinės sekrecijos liaukos turi šalinimo latakus ir išskiria savo išskyras NE į kraują, o į kokią nors ertmę arba ant kūno paviršiaus. Pavyzdžiui, kepenys, ašarojantis, seilių, prakaitavęs.

3) Mišrios sekrecijos liaukos atlieka tiek vidinę, tiek išorinę sekreciją. Pavyzdžiui

liauka išskiria insuliną ir gliukagoną į kraują, o ne į kraują (į dvylikapirštę žarną) - kasos sultis;
seksualinis Liaukos išskiria lytinius hormonus į kraują, bet ne į kraują – lytines ląsteles.

Nustatyti korespondenciją tarp organo (organų skyriaus), dalyvaujančio reguliuojant žmogaus organizmo gyvybines funkcijas, ir sistemos, kuriai jis priklauso: 1) nervinės, 2) endokrininės.
A) tiltas
B) hipofizė
B) kasa
D) nugaros smegenys
D) smegenėlės

Atsakymas

Nustatykite seką, kurioje žmogaus kūno raumenų darbo metu vyksta humoralinis kvėpavimo reguliavimas
1) anglies dioksido kaupimasis audiniuose ir kraujyje
2) kvėpavimo centro stimuliavimas pailgosiose smegenyse
3) impulso perdavimas tarpšonkauliniams raumenims ir diafragmai
4) aktyvaus raumenų darbo metu padidėję oksidaciniai procesai
5) įkvėpimas ir oro patekimas į plaučius

Atsakymas

Nustatykite atitiktį tarp žmogaus kvėpavimo metu vykstančio proceso ir jo reguliavimo metodo: 1) humoralinio, 2) nervinio.
A) nosiaryklės receptorių stimuliavimas dulkių dalelėmis
B) sulėtėjęs kvėpavimas panardinus į šaltą vandenį
C) kvėpavimo ritmo pasikeitimas esant anglies dvideginio pertekliui patalpoje
D) pasunkėjęs kvėpavimas kosint
D) kvėpavimo ritmo pasikeitimas, kai kraujyje sumažėja anglies dvideginio kiekis

Atsakymas

1. Nustatykite atitiktį tarp liaukos savybių ir tipo, kuriam ji priklauso: 1) vidinė sekrecija, 2) išorinė sekrecija. Parašykite skaičius 1 ir 2 teisinga tvarka.
A) turi šalinimo latakus
B) gamina hormonus
C) užtikrina visų gyvybiškai svarbių organizmo funkcijų reguliavimą
D) išskiria fermentus į skrandžio ertmę
D) šalinimo latakai išeina į kūno paviršių
E) pagamintos medžiagos patenka į kraują

Atsakymas

2. Nustatyti atitiktį tarp liaukų charakteristikų ir jų tipo: 1) išorinė sekrecija, 2) vidinė sekrecija. Parašykite skaičius 1 ir 2 teisinga tvarka.
A) sudaro virškinimo fermentus
B) išskiria sekretą į kūno ertmę
C) išskiria chemiškai aktyvias medžiagas – hormonus
D) dalyvauti reguliuojant gyvybinius organizmo procesus
D) turi šalinimo latakus

Atsakymas

Nustatykite liaukų ir jų tipų atitikimą: 1) išorinė sekrecija, 2) vidinė sekrecija. Parašykite skaičius 1 ir 2 teisinga tvarka.
A) kankorėžinė liauka
B) hipofizė
B) antinksčiai
D) seilėtekis
D) kepenys
E) kasos ląstelės, gaminančios tripsiną

Atsakymas

Nustatykite atitiktį tarp širdies funkcijos reguliavimo pavyzdžio ir reguliavimo tipo: 1) humoralinio, 2) nervinio
A) padidėjęs širdies susitraukimų dažnis veikiant adrenalinui
B) širdies veiklos pokyčiai veikiant kalio jonams
B) širdies ritmo pokytis veikiant autonominei sistemai
D) širdies veiklos susilpnėjimas veikiant parasimpatinės sistemos

Atsakymas

Nustatykite atitiktį tarp žmogaus kūno liaukos ir jos tipo: 1) vidinė sekrecija, 2) išorinė sekrecija
A) pieno produktai
B) skydliaukė
B) kepenys
D) prakaitas
D) hipofizė
E) antinksčiai

Atsakymas

1. Nustatyti atitiktį tarp žmogaus organizmo funkcijų reguliavimo požymio ir jo tipo: 1) nervinio, 2) humoralinio. Parašykite skaičius 1 ir 2 teisinga tvarka.
A) per kraują patenka į organus
B) didelis atsako greitis
B) yra senesnis
D) atliekama naudojant hormonus
D) yra susijęs su endokrininės sistemos veikla

Atsakymas

2. Nustatyti atitiktį tarp organizmo funkcijų reguliavimo ypatybių ir tipų: 1) nervinio, 2) humoralinio. Skaičius 1 ir 2 parašykite raides atitinkančia tvarka.
A) įsijungia lėtai ir veikia ilgai
B) signalas sklinda reflekso lanko struktūromis
B) atliekama veikiant hormonui
D) signalas sklinda per kraują
D) greitai įsijungia ir veikia trumpai
E) evoliuciškai senesnis reguliavimas

Atsakymas

Pasirinkite vieną, tinkamiausią variantą. Kurios iš šių liaukų išskiria savo produktus specialiais kanalais į kūno organų ertmes ir tiesiai į kraują?
1) riebus
2) prakaitas
3) antinksčių liaukos
4) seksualinis

Atsakymas

Nustatykite atitikimą tarp žmogaus kūno liaukos ir tipo, kuriam ji priklauso: 1) vidinė sekrecija, 2) mišri sekrecija, 3) išorinė sekrecija.
A) kasa
B) skydliaukė
B) ašarų
D) riebus
D) seksualinis
E) antinksčiai

Atsakymas

Pasirinkite tris parinktis. Kokiais atvejais atliekamas humoralinis reguliavimas?
1) anglies dioksido perteklius kraujyje
2) organizmo reakcija į žalią šviesoforo signalą
3) gliukozės perteklius kraujyje
4) organizmo reakcija į kūno padėties pokyčius erdvėje
5) adrenalino išsiskyrimas streso metu

Atsakymas

Nustatykite atitikimą tarp žmonių kvėpavimo reguliavimo pavyzdžių ir tipų: 1) refleksinio, 2) humoralinio. Skaičius 1 ir 2 parašykite raides atitinkančia tvarka.
A) kvėpavimo sustojimas įkvėpus, kai patenkama į šaltą vandenį
B) kvėpavimo gylio padidėjimas dėl padidėjusios anglies dioksido koncentracijos kraujyje
C) kosulys, kai maistas patenka į gerklas
D) nedidelis kvėpavimo sulaikymas dėl sumažėjusios anglies dvideginio koncentracijos kraujyje
D) kvėpavimo intensyvumo pokytis priklausomai nuo emocinės būsenos
E) smegenų kraujagyslių spazmas dėl staigaus deguonies koncentracijos kraujyje padidėjimo

Atsakymas

Pasirinkite tris endokrinines liaukas.
1) hipofizė
2) seksualinis
3) antinksčių liaukos
4) skydliaukė
5) skrandis
6) pieno produktai

Atsakymas

Pasirinkite tris teisingus atsakymus iš šešių ir užrašykite skaičius, po kuriais jie pažymėti. Kurios liaukos ląstelės išskiria sekretą tiesiai į kraują?
1) antinksčiai
2) ašarojantis
3) kepenys
4) skydliaukė
5) hipofizė
6) prakaitas

Atsakymas

Pasirinkite tris parinktis. Humorinis poveikis fiziologiniams procesams žmogaus organizme
1) atliekama naudojant chemiškai aktyvias medžiagas
2) susijęs su egzokrininių liaukų veikla
3) plinta lėčiau nei nervingi
4) atsiranda nervinių impulsų pagalba
5) kontroliuojama pailgųjų smegenų
6) atliekami per kraujotakos sistemą

Atsakymas

Pasirinkite tris teisingus atsakymus iš šešių ir užrašykite skaičius, po kuriais jie pažymėti. Kas būdinga žmogaus organizmo humoraliniam reguliavimui?
1) atsakymas yra aiškiai lokalizuotas
2) signalas yra hormonas
3) greitai įsijungia ir veikia akimirksniu
4) signalo perdavimas yra tik cheminis per kūno skysčius
5) signalo perdavimas vyksta per sinapsę
6) atsakymas trunka ilgai

Atsakymas

kūnas