Головна
Банківська справа  |  БЖД  |  Біографії  |  Біологія  |  Біохімія  |  Ботаніка та с/г  |  Будівництво  |  Військова кафедра  |  Географія  |  Геологія  |  Екологія  |  Економіка  |  Етика  |  Журналістика  |  Історія техніки  |  Історія  |  Комунікації  |  Кулінарія  |  Культурологія  |  Література  |  Маркетинг  |  Математика  |  Медицина  |  Менеджмент  |  Мистецтво  |  Моделювання  |  Музика  |  Наука і техніка  |  Педагогіка  |  Підприємництво  |  Політекономія  |  Промисловість  |  Психологія, педагогіка  |  Психологія  |  Радіоелектроніка  |  Реклама  |  Релігія  |  Різне  |  Сексологія  |  Соціологія  |  Спорт  |  Технологія  |  Транспорт  |  Фізика  |  Філософія  |  Фінанси  |  Фінансові науки  |  Хімія

Загальні поняття фізіології. Порушення - Біологія

Фізіологія як предмет і характеризують його поняття

Фізіологія (від грецьких слів: фізис - природа, логос - вчення, наука) наука про функції і процеси, що протікають в організмі або його складових системах, органах, тканинах, клітинах, і механізми їх регуляції, що забезпечують життєдіяльність людини і тварини в їх взаємодії з навколишнім середовищем.

Під функцією розуміють специфічну діяльність системи або органу. Наприклад, функціями шлунково-кишкового тракту є моторна, секреторна, всмоктувальна; функцією дихання обмін О2і СО2; функцією системи кровообігу рух крові по судинах; функцією міокарда скорочення і розслаблення; функцією нейрона збудження і гальмування, і т.д.

Процес визначають як послідовну зміну явищ або станів у розвитку будь-якої дії або сукупність послідовних дій, спрямованих на досягнення певного результату.

Система у фізіології увазі сукупність органів або тканин, пов'язаних загальною функцією. Наприклад, серцево-судинна система, що забезпечує за допомогою серця і судин доставку тканинам поживних, регуляторних, захисних речовин і кисню, а також відведення продуктів обміну і теплообміну. Речедвигательной система - сукупність утворень, що забезпечують в нормі реалізацію мовної здатності людини у вигляді відтворення усній і вокальної мови.

Надійність біологічних систем - властивість клітин, органів, систем організму виконувати специфічні функції, зберігаючи характерні для них величини протягом певного часу. Основною характеристикою надійності систем служить ймовірність безвідмовної роботи. Організм підвищує свою надійність різними способами:

1) шляхом посилення регенеративних процесів, які відновлюють загиблі клітини,

2) парністю органів (нирки, частки легені та ін.),

3) використанням клітин і капілярів в працюючому і непрацюючому режимі: у міру наростання функції включаються що раніше не функціонуючі,

4) використанням охоронного гальмування,

5) досягненням одного і того ж результату різними поведінковими діями.

Фізіологія вивчає життєдіяльність організму в нормі. Норма - це межі оптимального функціонування живої системи, трактується по-різному:

а) як середня величина, що характеризує будь-яку сукупність подій, явищ, процесів,

б) як середньостатистична величина,

в) як загальновизнане правило, зразок.

Фізіологічна норма це біологічний оптимум життєдіяльності; нормальний організм це оптимально функціонуюча система. Під оптимальним функціонуванням живої системи, розуміють найбільш узгоджене і ефективне поєднання всіх її процесів, найкраще з реально можливих станів, відповідне певним умовам діяльності цієї системи.

Механізм - спосіб регулювання процесу або функції. У фізіології прийнято розглядати механізми регуляції; місний (наприклад, розтягнення судин при підвищенні артеріального тиску), гуморальний (вплив на функції і процеси гормонів або гуморальних агентів), нервовий (посилення або ослаблення процесів при порушенні чи гальмуванні імпульсації в перших), центральний (командні посилки з центральної нервової системи).

Під регуляцією розуміють мінімізацію відхилення функцій або їх зміну з метою забезпечення діяльності органів і систем. Цей термін вживають тільки в фізіології, а в технічних і міждисциплінарних науках йому відповідають поняття «управління» і «регулювання». У цьому випадку автоматичним регулюванням називається або підтримання сталості деякої регульованої величини, або її зміна по заданому закону (програмне регулювання), або відповідно до деякого змінним зовнішнім процесом (следящее регулювання). Автоматичним управлінням називається більш велика сукупність дій, спрямованих на підтримку або поліпшення функціонування керованого об'єкта відповідно до мети управління. Крім вирішення завдань регулювання, автоматичне управління охоплює механізми самонастроювання (адаптації) систем управління відповідно до зміни параметрів об'єкта або зовнішніх впливів, автоматичного вибору найкращих режимів з декількох можливих. У силу цього термін «управління» більш точно відображає принципи регулювання в живих системах. У разі програмного регулювання регуляція здійснюється «по обуренню», у разі стежить - «по відхиленню».

Реакцією називають зміни (посилення або ослаблення) діяльності організму або його складових у відповідь на роздратування (внутрішнє або зовнішнє). Реакції можуть бути прості (наприклад, скорочення м'язи, виділення секрету залозою) або складні (піщедобиванія). Вони можуть бути пасивними, що виникають в результаті зовнішніх механічних зусиль, або активними у вигляді цілеспрямованої дії, здійснюваного в результаті нервових або гуморальних впливів, або під контролем свідомості і волі.

Секрет - специфічний продукт життєдіяльності клітини, що виконує певну функцію і виділяється на поверхню епітелію або у внутрішнє середовище організму. Процес вироблення і виділення секрету називається секрецією. За характером секрет ділять на білковий (серозний), слизовий (мукоїдному), змішаний і ліпідний.

Роздратування - вплив на живу тканину зовнішніх або внутрішніх подразників. Чим сильніше роздратування, тим сильніше (до певної межі) і відповідна реакція тканини; чим довше роздратування, тим сильніше (до певної межі) і відповідна реакція тканини.

Подразник - фактори зовнішнього і внутрішнього середовища або їх зміни, які чинять на органи і тканини впливу, що виражаються в зміні активності останніх. Відповідно з фізичною природою впливу подразники ділять на механічні, електричні, хімічні, температурні, звукові і т.д. Подразник може бути за величиною пороговим, тобто надають мінімальне ефективний вплив; максимальним, пред'явлення якого викликає ефекти, які не змінюються при посиленні подразника; надсильним, дія якого може надавати ушкоджує і больовий ефект, або приводити до неадекватних відчуттям.

Рефлекторна реакція - відповідь дія або процес в організмі (системі, органі, тканини, клітці), викликані рефлексом.

Рефлекс - виникнення, зміну або припинення функціональної активності органів, тканин або цілісного організму, здійснюване за участю центральної нервової системи у відповідь на подразнення нервових закінчень (рецепторів).

Під впливом різних стимулів, внаслідок властивості живої протоплазми збудливості, в організмі здійснюються процеси збудження і гальмування. Збудливість - здатність живих клітин сприймати зміни зовнішнього середовища і відповідати на ці зміни реакцією збудження. Чим нижче порогова сила подразника, тим вище збудливість, і навпаки. Збудження - активний фізіологічний процес, яким деякі живі клітини (нервові, м'язові, залізисті) відповідають на зовнішній вплив. Збудливі тканини - тканини, здатні у відповідь на дію подразника переходити зі стану фізіологічного спокою в стан збудження. В принципі, всі живі клітини мають збудливістю, але в фізіології до цих тканин прийнято відносити переважно нервову, м'язову, железистую. Результатом збудження є виникнення діяльності організму або його складових; наслідком гальмування є пригнічення або пригнічення діяльності клітин, тканин або органів, тобто процес, що приводить до зменшення або попередження збудження. Порушення і гальмування являють собою взаємопротилежні і взаємопов'язані процеси. Так, збудження може при його посиленні переходити в гальмування, а гальмування здатне посилювати подальше збудження. Для виклику порушення подразник повинен бути певної сили, рівний або перевищує поріг збудження, під яким розуміють ту мінімальну силу роздратування, при якій виникає мінімальна за величиною реакція раздражаемой тканини.

Автоматия - властивість деяких клітин, тканин і органів збуджуватися під впливом виникають у них імпульсів, без впливу зовнішніх подразників. Наприклад, автоматия серця - здатність міокарда ритмічно скорочуватися під впливом імпульсів, що виникають у ньому самому.

Лабільність - властивість живої тканини, що визначає її функціональний стан. Під лабільністю розуміють швидкість реакцій, що лежать в основі збудження, тобто здатність тканини здійснювати одиничний процес збудження в певний проміжок часу. Граничний ритм імпульсів, який збудлива тканина в змозі відтворити в одиницю часу, є мірою лабільності, або функціональної рухливості тканини.

Важливою особливістю людини і вищих тварин є сталість хімічного складу та фізико-хімічних властивостей внутрішнього середовища організму. Для позначення цього сталості використовується поняття гомеостазіс (гомеостаз) - сукупність фізіологічних механізмів, що підтримують біологічні константи організму на оптимальному рівні. Такими константами є: температура тіла, осмотичний тиск крові і тканинної рідини, вміст у них іонів натрію, калію, кальцію, хлору і фосфору, а також білків і цукру, концентрація водневих іонів і ін. Це сталість складу, фізико-хімічних та біологічних властивостей внутрішнього середовища є не абсолютним, а відносним і динамічним; воно постійно корелюється залежно від змін зовнішнього середовища і в результаті життєдіяльності організму.

Внутрішнє середовище організму - сукупність рідин (кров, лімфа, тканинна рідина), які беруть безпосередню участь у процесах обміну речовин і підтримки гомеостазису в організмі.

Обмін речовин і енергії полягає в надходженні в організм із зовнішнього середовища різних речовин, в їх зміні та засвоєнні з подальшим виділенням що утворюються з них продуктів розпаду. Обмін речовин (метаболізм) являє собою сукупність протікають в живих організмах хімічних перетворень, що забезпечують їх ріст, життєдіяльність, відтворення, постійний контакт і обмін з навколишнім середовищем. Процеси обміну речовин поділяють на дві групи: ассіміляторние і діссіміляторние. Під асиміляцією розуміють процеси засвоєння речовин, що надходять в організм із зовнішнього середовища; утворення більш складних хімічних сполук з простих, а також відбувається в організмі синтез живої протоплазми. Дисиміляція - це руйнування, розпад, розщеплення входять до складу протоплазми речовин, зокрема, білкових з'єднань.

Компенсаторні механізми - адаптивні реакції, спрямовані на усунення або послаблення функціональних зрушень в організмі, викликаних неадекватними чинниками середовища. Це динамічні, швидко виникають фізіологічні засоби аварійного забезпечення організму. Вони мобілізуються, як тільки організм потрапляє в неадекватні умови, і поступово згасають у міру розвитку адаптаційного процесу. (Наприклад, під впливом холоду посилюються процеси виробництва та збереження теплової енергії, підвищується обмін речовин, в результаті рефлекторного звуження периферичних судин (особливо шкіри) зменшується тепловіддача. Компенсаторні механізми служать складовою частиною резервних сил організму. Володіючи високою ефективністю, вони можуть підтримувати відносно стабільний гомеостазіс досить довго, для розвитку стійких форм адаптаційного процесу).

Адаптація - процес пристосування організму до мінливих умов середовища. В якості важливого компонента адаптивної реакції організму виступає стрес-синдром - сума неспецифічних реакцій, що створюють умови для активації гіпоталамо-гіпофізарно-надниркової системи, збільшення надходження в кров і тканини адаптивних гормонів, кортикостероїдів і катехоламінів, що стимулюють діяльність гомеостатических систем. Адаптивна роль неспецифічних реакцій полягає в їх здатності підвищувати резистентність (опірність) організму до різних факторів середовища.

Хоча фізіологія є єдиною і цілісною наукою про функції організмів тварин і людини, її поділяють на кілька, значною мірою самостійних, але тісно пов'язаних між собою областей. У цьому плані зазвичай виділяють загальну і приватну фізіологію, порівняльну та еволюційну, а також спеціальну (або прикладну) фізіологію і фізіологію людини.

Загальна фізіологія досліджує природу процесів, загальних для організмів різних видів, а також закономірності реакцій організму і його структур на дії зовнішнього середовища. У зв'язку з цим вивчаються такі процеси і властивості, як скоротливість, збудливість, подразливість, гальмування, енергетичні та метаболічні процеси, загальні властивості біологічних мембран, клітин, тканин.

Приватна фізіологія вивчає функції тканин (м'язової, нервової та ін.), Органів (мозку, серця, нирок та ін.), Систем (травлення, кровообігу, дихання та ін.).

Порівняльна фізіологія присвячена вивченню подібності та відмінності яких-небудь функцій у різних представників тваринного світу з метою виявлення причин та загальних закономірностей зміни функцій або появи нових. Особливу увагу при цьому приділяється з'ясуванню механізмів якісних і кількісних змін фізіологічних процесів, що з'явилися протягом видового та індивідуального розвитку живих істот.

Еволюційна фізіологія об'єднує дослідження общебиологических закономірностей і механізмів появи, розвитку та становлення фізіологічних функцій у людини і тварин в онто- і філогенезі.

Спеціальна (прикладна) фізіологія вивчає закономірності зміни функцій організму у зв'язку з його специфічною діяльністю, практичними завданнями або конкретними умовами проживання. У практичному відношенні істотне значення має фізіологія сільськогосподарських тварин. До проблем спеціальної фізіології іноді відносять деякі розділи фізіології людини (авіаційну, космічну, підводний фізіологію та ін.).

У плані завдань фізіології людини виділяються:

1) Авіаційна фізіологія - розділ фізіології та авіаційної медицини, орієнтований на дослідження реакцій організму людини при впливі на нього авіаційних польотів з метою розробки методів і засобів захисту льотного складу від несприятливих виробничих факторів.

2) Військова фізіологія - розділ фізіології і військової медицини, в рамках якого вивчаються закономірності регуляції функцій організму в умовах навчально-бойової та бойової обстановки.

3) Вікова фізіологія - досліджує вікові особливості формування та згасання функцій органів і систем та організму людини від моменту зародження до припинення його індивідуального (онтогенетичного) розвитку.

4) Клінічна фізіологія - в рамках якої вивчаються роль і характер змін фізіологічних процесів в організмі людини при розвитку та встановленні патологічних станів в його органах або системах.

5) Космічна фізіологія - розділ фізіології та космічної медицини, пов'язаний з вивченням реакцій організму людини на вплив факторів космічного польоту (невагомість, гіподинамія та ін.) З метою розробки методів і засобів захисту людини від їх несприятливих впливів.

6) Психофизиология - область психології та фізіології людини, що складається у вивченні об'єктивно реєстрованих зрушень фізіологічних функцій, супроводжуючих психічні процеси сприйняття, запам'ятовування, мислення, емоцій та ін.

7) фізіологія спорту - досліджує функції організму людини при тренувальних і змагальних вправах.

8) Фізіологія праці - вивчає фізіологічні процеси та особливості їх регуляції під час трудової діяльності людини з метою фізіологічного обгрунтування шляхів і засобів організації.

Збудливі тканини та їх загальні властивості

Збудливі тканини - це нервова, м'язова і залозиста структури, які здатні спонтанно або у відповідь на дію подразника збуджуватися. Збудження - це генерація потенціалу дії (ПД) + поширення ПД + специфічний відповідь тканини на цей потенціал, наприклад, скорочення, виділення секрету, виділення кванта медіатора.

Властивості збудливих тканин і показники, що їх характеризують:

Властивості

1. Збудливість - здатність збуджуватися

2. Провідність - здатність проводити збудження, тобто проводити ПД

3. Скорочення - здатність розвивати силу або напругу при порушенні

4. Лабільність - або функціональна рухливість - здатність до ритмічної активності

5. Здатність виділяти секрет (секреторна активність), медіатор

Показники

Поріг роздратування, реобаза, хронаксія, тривалість абсолютної рефракторной фази, швидкість акомодації.

Швидкість проведення ПД, наприклад, у нерва вона може досягати 120 м / с (близько 600 км / год).

Максимальна величина сили (напруги), що розвивається при порушенні.

Максимальне число збуджень в одиницю часу, наприклад, нерв здатний в 1с генерувати 1000 ПД.

Електричні явища в збудливих тканинах

Класифікація:

Біопотенціали - загальна назва всіх видів електричних процесів у живих системах.

Потенціал ушкодження - історично перше поняття про електричну активність живого (демаркаційний потенціал). Це різниця потенціалів між неушкодженою і пошкодженої поверхнями живих збудливих тканин (м'язи, нерви). Розгадка його природи призвела до створення мембранної теорії біопотенціалів.

Мембранний потенціал (МП) - це різниця потенціалів між зовнішньою і внутрішньою поверхнями клітини (м'язового волокна) у спокої. Зазвичай МП, або потенціал спокою, становить 50-80 мВ, зі знаком «-» всередині клітини. При порушенні клітини реєструється потенціал дії (його фази: пік, следовая негативність, следовая позитивність) - швидка зміна мембранного потенціалу під час збудження.

Внеклеточно-реєстрований потенціал дії, внутрішньоклітинно-реєстрований потенціал дії - це варіанти потенціалів дії, форма яких залежить від способу відведення (див. Нижче).

Рецепторний (генераторний) потенціал - зміна МП рецепторних клітин під час їх збудження.

Постсинаптические потенціали (варіанти: збудливий постсинаптичний потенціал - ВПСП, гальмівної постсинаптичний потенціал - ТПСП, окремий випадок збудливого постсинаптичного потенціалу - ПКП - потенціал кінцевої пластинки).

Викликаний потенціал - це потенціал дії нейрона, що виникає у відповідь на порушення рецептора, що несе інформацію до цього нейрону.

Історія дослідження фізіології збудження

Л. Гальвані був першим, хто переконався в існуванні «живого електрики». Його перший (балконний) досвід полягав у тому, що препарат задніх лапок жаб на мідному гачку був підвішений до залізного балкону. Від вітру він зачіпав балконні перила, і це викликало скорочення м'язів. За Гальвані, це було результатом замикання ланцюга струму, в результаті чого «живе електрику» викликало скорочення. Вольта (італійський фізик) спростував таке пояснення. Він вважав, що скорочення обумовлено наявністю «гальванічної пари» - залізо-мідь. У відповідь Гальвані поставив другий досвід (досвід без металу), який доводив ідею автора: накидався нерв між пошкодженою і неушкодженою поверхнями м'язи і у відповідь - скорочення интактной м'язи.

Мембранний потенціал і його походження

МП, або потенціал спокою, - це різниця потенціалів між зовнішньою і внутрішньою поверхнями мембрани в умовах спокою. В середньому у клітин збудливих тканин він досягає 50-80 мВ, зі знаком «-» всередині клітини. Обумовлений переважно іонами калію. Як відомо, в клітинах збудливих тканин концентрація іонів калію досягає 150 ммоль / л, в середовищі - 4-5 ммоль (іонів калію набагато більше в клітці, ніж в середовищі). Тому по градієнту концентрації калій може виходити з клітини, і це відбувається за участю калієвих каналів, частина яких відкрита в умовах спокою. В результаті через те, що мембрана непроникна для аніонів клітини (глутамат, аспартат, органічні фосфати), на внутрішній поверхні клітини утворюється надлишок негативно заряджених частинок, а на зовнішній - надлишок позитивно заряджених частинок. Виникає різниця потенціалів. Чим вище концентрація калію в середовищі - тим менше це відношення, тим менше величина мембранного потенціалу. Однак розрахункова величина, як правило, нижче реальної. Наприклад, за розрахунками МП повинен бути -90 мВ, а реально -70 мВ. Ця розбіжність обумовлена тим, що іони натрію і хлору теж вносять свій внесок у створення МП. Зокрема, відомо, що натрію більше в середовищі (140 ммоль / л проти 14 ммоль / л внутрішньоклітинної). Тому натрій може ввійти в клітину. Але більша частина натрієвих каналів в умовах спокою закрита. Тому в клітку входить лише невелика частина іонів натрію. Але й цього достатньо, щоб хоча б частково компенсувати надлишок аніонів. Іони хлору, навпаки, входять в клітину (частково) і вносять негативні заряди. У підсумку величина мембранного потенціалу визначається в основному калієм, а також натрієм і хлором.

Для того щоб МП підтримувався на постійному рівні, необхідно підтримку іонного гетсрогенітета - іонної асиметрії. Для цього, зокрема, служить калій-натрієвий насос (і хлорний), який відновлює іонну асиметрію, особливо після акту збудження. Доказом калієвої природи МП є наявність залежності: чим вище концентрація калію в середовищі, тим менше величина МП. Для подальшого викладу важливо поняття: деполяризация (зменшення МП, наприклад, від мінус 90 мВ до мінус 70 мВ) і гиперполяризация - протилежне явище.

Потенціал дії

Потенціал дії - це короткочасне зміна різниці потенціалу між зовнішньою і внутрішньою поверхнями мембрани (або між двома точками тканини), що виникає в момент порушення. При реєстрації потенціалу дії за допомогою мікроелектродної техніки спостерігається типовий шпилястий потенціал. У ньому виділяють наступні фази або компоненти:

1. Локальний відповідь - початковий етап деполяризації.

2. Фазу деполяризації - швидке зниження мембранного потенціалу до нуля і перезарядка мембрани (реверсія, або овершут).

3. Фазу реполярізаніі - відновлення вихідного рівня мембранного потенціалу;

в ній виділяють фазу швидкої ренолярізаціі і фазу повільної реполяризації, у свою чергу, фаза повільної реполяризації представлена слідові процесами (потенціалами):

следовая негативність (слідова деполяризація) і следовая позитивність (слідова гіперполяризація). Амплітудно-часові характеристики потенціалу дії нерва, скелетного м'яза такі: амплітуда потенціалу дії 140-150 мВ; тривалість піку потенціалу дії (фаза деполяризації + фаза реполяризації) становить 1-2 мс, тривалість слідових потенціалів - 10-50 мс.

Форма потенціалу дії (при внутрішньоклітинному відведенні) залежить від виду збудливої тканини: у аксона нейрона, скелетного м'яза - пікоподібні потенціали, у гладких м'язів в одних випадках пікоподібні, в інших - платообразниє (наприклад, потенціал дії гладких м'язів матки вагітної жінки - платоподібний, а тривалість його становить майже 1 хвилину). У серцевого м'яза потенціал дії має платоподібні форму.

Природа потенціалу дії

При дослідженні ПД аксонів і соми нервової клітини, ПД скелетного м'яза було встановлено, що фаза деполяризації обумовлена значним підвищенням проникності для іонів натрію, які входять в клітину на початку процесу збудження і таким чином зменшують існуючу різницю потенціалу (деполяризація). При цьому чим вище ступінь деполяризації, тим вище стає проникність натрієвих каналів, тим більше входить іонів натрію в клітину і тим вище ступінь деполяризації. У цей період відбувається не тільки зниження різниці потенціалів до нуля, але й зміна поляризованности мембрани - на висоті піку ПД внутрішня поверхня мембрани заряджена позитивно по відношенню до зовнішньої (явище реверсії, або овершута). Однак нескінченно цей процес йти не може: в результаті закриття інактіваціонних воріт натрієві канали закриваються, і приплив натрію в клітку припиняється. Потім настає фаза реполяризації. Вона пов'язана із збільшенням виходу з клітини іонів калію. Це відбувається за рахунок того, що в результаті деполяризації велика частина калієвих каналів, які в умовах спокою були закриті, відкриваються і «+» заряди йдуть за межі клітини. Спочатку цей процес йде дуже швидко, потім - повільно, тому фаза реполяризації спочатку протікає швидко (спадна частина піка ПД), а потім повільно (слідова негативність). Цей же процес лежить в основі фази слідової гіперполяризації. На тлі слідових потенціалів відбувається активація калій-натрієвого насоса. Якщо він працює в електронейтральність режимі (2 іона натрію виносяться з клітини в обмін на 2 внесених в клітку іона калію), то на формі ПД цей процес не відбивається. Якщо ж насос працює в Електрогене режимі, коли 3 іона натрію виносяться з клітини в обмін на 2 внесених в клітку іона калію, то в результаті на кожен такт роботи насоса в клітку вноситься на 1 катіон менше, ніж виноситься, тому в клітці поступово зростає надлишок аніонів, т. з. в такому режимі насос сприяє появі додаткової різниці потенціалів. Це явище може лежати в основі фази слідової гіперполяризації.

У серцевому м'язі природа ПД інша: процес деполяризації обумовлений іонами натрію і кальцію - ці іони входять всередину клітини на початку фази деполяризації.

У гладких м'язах судин, шлунку, кишечника, матки та інших утворень генерація ПД пов'язана з тим, що в момент порушення в клітку входять переважно не так іони натрію, а іони кальцію.

Закони подразнення збудливих тканин

Перш ніж розглянути ці закони, необхідно уявити, яким чином відбувається збудження, тобто які умови повинні виникнути в збудливою тканини, щоб вона реалізувала свою здатність збуджуватися. Основна умова - це зниження мембранного потенціалу до критичного рівня деполяризації (КУД). Будь агент, якщо він здатний це зробити, одночасно викликає і збудження тканини. Наприклад, МП -70 мВ. КУД = -50 мВ. Щоб викликати збудження, треба деполярізовать мембрану до -50 мВ, т. З. на 20 мВ знизити її вихідний потенціал спокою. Як тільки МП досягне рівня КУД, то надалі процес (в силу регенеративних) триватиме самостійно і призведе до відкриття всіх натрієвих каналів, т. З. до генерації повноцінного ПД. Якщо мембранний потенціал не досягне цього рівня, то в кращому випадку виникне так званий місцевий потенціал (локальний відповідь).

Всі агенти, які викликають гіперполяризацію тканини, в момент впливу не зможуть викликати збудження, т. К. В цьому випадку МП не досягає критичного рівня деполяризації, а навпаки, йде від нього.

Три зауваження:

1. У ряді збудливих тканин величина мембранного потенціалу за часом непостійна - вона періодично знижується і самостійно досягає КУД, в результаті чого виникає спонтанне збудження (автоматия). Це характерно для водіїв ритму серця, для деяких гладких м'язів, наприклад, м'язів матки.

2. Коли на тканину діє подразник (в подпороговой силі), то він може викликати зміну КУД. Наприклад, тривала подпороговая деполяризация призводить до того, що КУД змінюється: припустимо, в початковому стані він становить -50 мВ, а в результаті тривалої деполяризації він стає рівним -40 або -30 мВ. У такій ситуації викликати збудження стає важче. В цілому, це явище отримало назву акомодації збудливої тканини. Воно лежить в основі закону градієнта (не плутати з поняттям «акомодація ока»).

3. Для порушення тканини необхідна наявність зовнішнього подразника по відношенню до цієї тканини (виняток - тканини, що володіють автоматией). Такими подразниками в природних умовах можуть бути нервовий імпульс, виділення медіатора. В цілому, в фізіології говорять про два види подразників - адекватних і неадекватних. Адекватні подразники - це такі впливи, які «в малих дозах» здатні викликати збудження. Наприклад, квант світла для фоторецептора, нервовий імпульс для синапсу. Неадекватний подразник теж здатний викликати збудження, але для цього він повинен бути використаний у великих «дозах», в результаті чого тканина може пошкоджуватися.

Для того щоб подразник викликав збудження, він повинен бути: 1. досить сильним (закон сили), 2. досить тривалим (закон часу), 3. достатньо швидко наростати (закон градієнта). Якщо ці умови не дотримуються, то збудження не відбувається. Розглянемо докладніше ці закони подразнення і наслідки, що з них випливають.

Закон сили. Щоб виникло збудження, подразник повинен бути достатньо сильним - граничним або вище порогового. Зазвичай під терміном «поріг» розуміється мінімальна сила подразника, яка здатна викликати збудження. Наприклад, щоб викликати збудження нейрона при МП = -70 мВ і КУД = -50 мВ, гранична сила повинна бути рівною -20 мВ. Менша сила подразника відповіді викликати не буде.

Один важливий наслідок цього закону - введено поняття «поріг роздратування» (мінімальна сила подразника, здатного викликати збудження). Визначаючи цей показник,

Закон часу (або залежність граничної сили подразника від часу його дії). Цей закон стверджує: подразник, що викликає збудження, повинен бути досить тривалим, впливати на тканину якийсь час, щоб викликати збудження. Виявилося, що в певному діапазоні залежність граничної сили подразника від тривалості його дії носить характер зворотній залежності (гіпербола) - чим менше за часом діє на тканину подразник, тим вище потрібно його сила для ініціації збудження. На кривій (Гоорвега-Вейса-Лапика) виділяють області, які свідчать про те, що якщо подразник достатньо тривалий, то порогова сила подразника не залежить від його тривалості. Ця мінімальна сила отримала назву «реобаза». Починаючи з деякої величини тривалості імпульсу, гранична сила його залежить від тривалості - чим менше тривалість, тим вище повинна бути сила подразника. Вводиться поняття «корисний час» - мінімальний час, протягом якого подразник даної сили повинен впливати на тканину, щоб викликати збудження. Якщо сила подразника дорівнює двом реобазам, то корисний час для такого подразника отримує ще одну назву - хронаксія. (Отже, хронаксія - це корисний час подразника, сила якого дорівнює 2 реобазам).

Крива сили-часу.

А-поріг (реобаза); Б-подвоєна реобаза; а-корисний час дії струму, б - хронаксія.

Закон градієнта. Для того щоб подразник викликав збудження, він повинен наростати досить швидко. Якщо подразник наростає повільно, то в силу розвитку акомодації (інактивації натрієвих каналів), відбувається підвищення порогу подразнення, тому для отримання збудження величина стимулу повинна бути більше, ніж якби він наростав миттєво. Залежність величини порогової сили подразника від швидкості його наростання теж носить гіперболічний характер (є обернено-пропорційною залежністю). Мінімальний градієнт - це мінімальна швидкість наростання подразника, при якій тканина ще здатна відповісти збудженням на даний подразник. Цей показник теж використовується для характеристики збудливості.

Співвідношення фаз потенціалу дії і збудливості

Коли тканина збуджується - генерує ПД, то тимчасово (відповідно з тривалістю ПД) в ній змінюється збудливість: спочатку тканина стає абсолютно невозбудимой (абсолютна рефрактерність) - будь-який по силі стимул не здатний викликати в ній новий напад збудження. Ця фаза зазвичай спостерігається під час піку ПД. Потім відбувається поступове відновлення збудливості до вихідного стану (фаза відносної рефрактерності) - в цей момент подразник може викликати збудження (генерацію нового ПД), але для цього він повинен бути набагато більше порогового (вихідного). Потім (в фазу слідової негативності) збудливість підвищується (супервозбудімость, або фаза екзальтації). У цей момент підпорогові подразники можуть викликати збудження. Нарешті, в тканинах, в яких яскраво проявляється следовая гиперполяризация, спостерігається ще одна фаза - субнормальной збудливості (зниженою збудливості).
Особливості розмноження мікроорганізмів
Зміст Введення Деякі особливості мікроорганізмів Мікроекологічні ризик при використанні високих технологій Приготування препаратів Проведені досліди Микроскопирование Результати роботи Висновки Список літератури Додатки Введення Ми не уявляємо собі життя без оточуючих нас тварин і рослин.

Особливості грунту як природного утворення. Поняття про гумосферу як акумуляторі енергії
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ УНІВЕРСИТЕТ Біолого-грунтовий факультет Кафедра ґрунтознавства та екології грунтів Реферат Особливості грунту як природного утворення. Поняття про гумосферу як акумуляторі енергії. Виконав студент IV курсу, групи 133 Лойко С. В. Томськ - 2006 Докучаєвське грунтознавство

Особливості клонування
РЕФЕРАТ по курсу Природознавство по темі: Особливості клонування Зміст Введення 1. Поняття і історія клонування 1.1 Біологічна суть клонування 1.2 Історичний нарис 2. Клонування людини Висновок Список літератури Введення Мабуть, жодне з досягнень науки не викликало в минулому віці так бурхливих

Особливості життєдіяльності осьминогов
Міністерство освіти Республіки Башкортостан Міський відділ освіти Реферат на тему: «Особливості життєдіяльності осьминогов» Виконав: Занозин Артем Учень 7 класу Би, СОШ № 12 Перевірила: Кузнецова Н.Б. Вчитель біології СОШ №12 Сибай 2008 В морі є таке чудо В морях і на суші мешкає велика безліч

Основи етики вченого
План Введення 1. Відповідальність вчених перед суспільством за розвиток зброї масової поразки 2. Відповідальність вчених за розробки в області генной інженерії і клонування Висновок Список літератури ВВЕДЕННЯ Наукова діяльність вимагає від людини певних якостей. Ця не тільки безмежна працьовитість,

Основи біохімії
ЗМІСТ Питання 10. Наведіть приклади біологічно активних пептидів. Які функції вони виконують? Питання 20. Як пов'язана простетичної група фосфопротеинов з білковим компонентом. Показати її на прикладі амінокислот серину і треоніну Питання 30. Ензінопатологіі (фенілкетонурія, альбінізм і алкаптонурія)

Основи антропології
Основи антропології Зміст 1. Сучасні і копалини примати (до гомінідів) і тенденції їх еволюції 2. Проблеми походження людини (антропогенез) 3. Ранні стадії гомінідів. Дріопітеки, рамапитеки, австралопітеки 4. Фактори і критерії гомінізаціі 5. Кроманьонскій чоловік. Людина сучасного типу 6.

© 2014-2022  8ref.com - українські реферати