«ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА И ЖИВОТНЫХ Учебно-методический комплекс Для студентов, обучающихся по специальности 050102 Биология Горно-Алтайск РИО Горно-Алтайского госуниверситета 2008 Печатается по решению методического совета ...»

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ГОРНО-АЛТАЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра анатомии, физиологии человека и животных

ФИЗИОЛОГИЯ

ЧЕЛОВЕКА И ЖИВОТНЫХ

Учебно-методический комплекс

Для студентов, обучающихся по специальности 050102 «Биология»

Горно-Алтайск РИО Горно-Алтайского госуниверситета 2008 Печатается по решению методического совета Горно-Алтайского госуниверситета УДК 612; 591. 1 Физиология человека и животных : учебно-методический комплекс (для студентов, обучающихся по специальности 050102 «Биология») / ГорноАлтайск : РИО ГАГУ, 2008. – 101 с.

Составитель:

Чанчаева Е.А., к.б.н., доцент Симонова О.И., к.б.н., старший преподаватель Рецензенты:

Попова Е.В., к.б.н., старший преподаватель кафедры БЖД, анатомии и физиологии Горно-Алтайского государственного университета Айзман Р.И., д.б.н., профессор кафедры анатомии, физиологии и БЖД Новосибирского государственного педагогического университета В работе предоставлены учебно-методические материалы по дисциплине «Физиология человека и животных», в том числе рабочая программа, методические указания студентам, содержание и порядок проведения экзамена.

Дисциплина «Физиология человека и животных» является дисциплиной федерального компонента для студентов ОЗО III-V курсов специальности «Биология».

Чанчаева Е.А., Симонова О.И.,

ОГЛАВЛЕНИЕ

I. Квалификационная характеристика студента II. Определение набора компетенций III. Рабочая программа 3.1 Методические указания по изучению курса 3.2 Требования к обязательному минимуму содержания дисциплины, определенные ГОС ВПО по специальности 3.3 Распределение часов курса по формам и видам работ 3.4 Содержание учебного курса 3.5 Курс лекций 3.6 Практикум 3.7 Глоссарий курса 3.8 Рекомендуемая литература IV. Методические указания к самостоятельной работе студента V. Темы курсовых и контрольных работ VI. Контрольные вопросы, выносимые на зачет и экзамен VII. Контрольно-измерительные материалы I. Квалификационная характеристика студента Физиология человека и животных – одна из фундаментальных глав биологии. Эта дисциплина рассматривает как функции отдельных клеток, так и взаимодействие этих клеток в процессе формирования функций тканей и органов, объединяемых в регуляторные системы организма.

Изучение взаимодействия регуляторных систем дает возможность студентам понять механизмы, поддерживающие постоянство среды и адекватную реакцию организма на события в окружающем мире.

Изучение студентами – биологами дисциплины «Физиология человека и животных» готовит их к профессиональной деятельности в соответствии с фундаментальной базовой общепрофессиональной и начальной профессиональной подготовкой.

Биолог должен уметь решать задачи, соответствующие его квалификации. Биолог должен обладать суммой теоретических знаний и практических навыков в области физиологии человека и животных, позволяющих ему решать профессиональные задачи:

знать особенности морфологии, физиологии и воспроизведения;

иметь опыт наблюдения, описания, идентификации и классификации;

знать принцип системной организации, дифференциации и интеграции функций организма;

знать регуляторные механизмы обеспечения гомеостаза живых систем;

знать особенности строения и функционирования основных систем органов животных и человека, иметь представление о принципах регуляции обмена веществ Биолог должен знать:

1. Физиологические свойства живых клеток и тканей, их функции;

2. Общие закономерности функционирования организма человека и животных;

3. Регуляцию жизненных функций и системы обеспечения гомеостаза;

4. Сравнительный аспект становления функций;

5. Систему знаний о взаимодействиях физического, психофизиологического и социального здоровья человека.

Биолог должен знать:

1. Работать с живыми объектами в лабораторных и природных условиях;

2. Проводить научно-исследовательскую работу по физиологии с детьми, подростками и студентами;

3. Владеть знаниями и умениями по охране здоровья и безопасности жизнедеятельности человека;

3.1 Методические указания по изучению курса Курс рассчитан на студентов ОЗО 3-5 курсов по специальности «биология». Выделено 360 часов: 20ч – лекций, 20ч – практические занятия.

Форма отчета – экзамен, зачет. На 3 курсе студенты знакомятся с разделами физиологии «Физиология возбудимых тканей», «Физиология центральной и периферической нервной системы», «Эндокринная система», «Высшая нервная деятельность», на 4 курсе начинают изучать разделы: «Кровь», «Кровообращение», «Дыхание», «Пищеварение», «Обмен веществ и энергии. Терморегуляция», «Выделение». Учебным планом предусмотрено выполнение контрольной работы в 7-ом семестре и курсовой работы в 9-ом семестре.

3.2 Требования к обязательному минимуму содержания дисциплины, определенные ГОС ВПО по специальности Строение и функции основных систем органов животных и человека;

регуляция жизненных функций и системы обеспечения гомеостаза; сравнительный аспект становления функций; механизмы физиологических процессов; ферменты, гормоны, биологически активные вещества; методы экспериментальной работы с лабораторными животными.

3.3 Распределение часов курса по формам и видам работ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА УЧЕБНОГО КУРСА

Факультет БХФ Кафедра анатомии, физиологии человека и животных Семестр 5, 6, 7, 8, Физиология возбудимых тканей Физиология центральной и периферической нервной Эндокринная система Кровообращение Форма итогового контроля Экзамен по модулям 1,2,3, энергии. Терморегуляция Форма итогового контроля Экзамен по модулям 5,6,7,8,9, Физиология человека и животных относится к биологическим дисциплинам, изучает мир живой природы как особую форму движения материи.

Изучая функции живого организма в разных условиях его существования, физиология открывает широкие перспективы для целенаправленного на них воздействия, что определяет ее большую практическую значимость. Как фундаментальная наука физиология является основой знаний для развития прикладных наук: педагогики, медицины, психологии, возрастной физиологии, иммунологии и др. Физиология синтезирует конкретные сведения, полученные анатомией, гистологией, цитологией, молекулярной биологией, биохимией, объединяя их в единую систему знаний об организме.

Основной целью курса является:

1.Изучение деятельности всех органов и систем организма, что позволит студентам наиболее глубоко представить механизмы, лежащие в основе функций пищеварительной, выделительной и др. систем организма;

2.Изучение механизмов взаимосвязи и взаимозависимости функций в целом организме;

3.Изучение механизмов регуляции физиологических функций при приспособлении организма к постоянно меняющимся условиям окружающей среды;

4.Изучение физиологических механизмов функционирования различных систем организма человека и животных в фило- и онтогенезе.

Основные свойства живых тканей: раздражимость, возбудимость, проводимость, функциональная лабильность. Раздражители, их виды. Роль силы раздражителя и времени его действия. Хронаксия и реобаза. Полезное время. Адекватные и неадекватные раздражители. Универсальность электрического раздражителя в физиологических исследованиях. Возбудимые ткани и их виды. Роль различных ионов и ионных насосов в формировании потенциала покоя. Возбуждение – активный физиологический процесс и его значение. Исторические сведения об изучении биоэлектрических явлений.

Ионный механизм возбуждения. Потенциал действия, его фазы. Изменение возбудимости в различные фазы потенциала действия. Физиология мышц.

Виды мышечных тканей и их особенности. Законы работы мышц. Современные данные о тонком строении мышечного волокна. Механизм мышечного сокращения. Теория скольжения. Роль кальция и АТФ в мышечном сокращении.

Физиология центральной нервной системы. ВНД Предмет и методы изучения физиологии нервной системы и высшей нервной деятельности. Принцип целостности и нервизма в учении Павлова.

Общий план строения нервной системы у высших животных. Развитие нервной системы. Методы исследования функционирования нервной системы.

Нейрон – основная структурно-функциональная единица нервной системы.

Виды нейронов. Нейроглия, и её функциональное значение. Законы и механизмы проведения возбуждения по нервному стволу. Синапсы. Виды и механизмы торможения. Понятие нервного центра. Одностороннее проведение возбуждения в нервном центре, суммация возбуждения, окклюзия, иррадиация, доминанта. Спинной мозг и спинальные рефлексы. Рефлекторная и проводниковая функция. Связь спинного мозга с другими отделами центральной нервной системы. Проводящие пути спинного мозга. Отделы головного мозга. Задний мозг (продолговатый мозг и варролиев мост), его проводниковая и рефлекторная функция. Мозжечок. Средний мозг. Промежуточный мозг. Роль таламуса и гипоталамуса в регуляции функций в организме. Лимбическая система и её значение в формировании эмоций. Физиология эмоций. Ретикулярная формация, её структурная организация и функции. Кора головного мозга. Древняя, старая и новая кора. Цитоархитектоника коры. Рефлекс как основной акт нервной деятельности. Рефлекторная дуга, Классификация рефлексов. Врождённые формы поведения и их значение в приспособлении организмов. Условный рефлекс – как форма приспособления животных и человека к изменяющимся условиям. Условия необходимые для образования и срабатывания условного рефлекса. Роль доминанты, обстановочной и пусковой афферентации в формировании условно-рефлекторной реакции. Торможение условных рефлексов. Динамический стереотип, его значение в воспитательной работе. Типы высшей нервной деятельности. Классификация и характеристика типов ВНД по Павлову. Типологические особенности детей и подростков по Красногорскому. Значение наследственности и среды в развитии свойств ВНД. Анализаторы. Первая и ворая сигнальные системы. Память. Понятие о функциональных системах.

Их роль в организации поведенческого акта.

Понятие об эндокринных железах и гормонах. Понятие «внутренняя секреция» и «гормон». Основные свойства гормона. Методы изучения внутренней секреции. Архитектоника и функции эндокринной системы позвоночных и беспозвоночных. Формы взаимодействия нервной и эндокринной систем. Химическая структура гормонов и ее связь с функцией. Эпифиз.

Секретин и мелатонин. Гипоталамус. Либерины и статины. Гипофиз. Аденогипофиз, нейрогипофиз, промежуточная доля гипофиза, их гормоны, физиологическое значение и механизм действия. Нейрогуморальная регуляция аденогипофиза. Гипер- и гипофункция аденогипофиза. Щитовидная железа.

Структурная организация. Гормоны щитовидной железы. Их влияние на функции организма. Регуляция функций щитовидной железы. Гипер- и гипофункция щитовидной железы. Паращитовидные железы и парагормон.

Ультимобронхиальные клетки и кальцитонин. Тимус и его гормоны (тимозины, тимопоэтины и др.). Внутрисекреторная функция поджелудочной железы. Структура островковой железы. Ее гормоны (инсулин, глюкагон, секретин, соматостатин). Механизм их действия. Гипер- и гипофункция островковой железы. Надпочечники. Корковое и хромаффинное вещество надпочечников. Гормонов коры надпочечников: минералокортикоиды и глюкокортикоиды. Роль минералокортикоидов в регуляции водного и солевого обмена. Катаболический эффект глюкокортикоидов. Глюкокртикоиды и стресс. Виды стрессовых состояний. Концепции стресса Г.Селье. Общий адаптационный синдром, его стадии. Роль глюкокортикоидов в организации адаптационного синдрома. Половые гормоны коры надпочечников. Значение мозгового слоя надпочечников. Гипер- и гипофункция надпочечников.

Внутренняя среда организма. Гомеостаз.

Функции крови. Состав, количество, физико-химические свойства крови. Плазма, состав, количество, свойства. Форменные элементы крови и их функции.

Эритроциты. Эритроцитоз, эритропения, гемолиз. Гемоглобин, состав, количество, соединения гемоглобина.

Лейкоцитарная формула. Тромбоциты.

Группы крови. Резус-фактор. Агглютинация эритроцитов. Агглютинины, агглютиногены. Переливание крови.

Свертывание крови. Сосудисто-тромбоцитарный, гемокоагуляционный гемостаз. Факторы свертывания крови. Гепарин. Фибринолиз. Нейрогуморальная регуляция жидкого состояния крови и ее свертывания.

Гемопоэз. Эритропоэз, лейкопоэз, тромбоцитопоэз.

Функциональная роль предсердий и желудочков. Динамика сердечного цикла. Систолический и минутный объемы крови. Свойства сердечной мышцы. Автоматия сердца. Проводящая система сердца. Регуляция деятельности сердца.

Особенности строения различных частей сосудистого русла. Артерии, артериолы, капилляры, венулы, вены. Кровяное давление. Регуляция тонуса сосудов. Большой и малый круги кровообращения. Коронарные сосуды. Кровоснабжение сердечной мышцы.

Воздухоносные пути и альвеолы. Механизм дыхательных движений.

Внутриплевральное давление и его значение для дыхания и кровообращения.

Значение сурфактанта в функции легких. Перенос газов кровью. Рецепторы органов дыхания, их роль в создании оптимального режима дыхания. Хеморецепторы, их роль в создании адекватного уровня легочной вентиляции.

Характеристика системы пищеварения. Методы изучения. Оперативно-хирургический метод И.П. Павлова. Пищеварительные ферменты.

Строение стенки пищеварительного тракта. Иннервация желудочнокишечного тракта. Секреторная функция пищеварительного тракта. Типы пищеварения. Пищевой центр. Голод. Насыщение. Секреторная функция слюнных желез. Состав, свойства слюны, ее значение. Реакция слюнных желез на действие различных раздражителей. Регуляция слюноотделения. Условно-рефлекторное слюноотделение. Секреторная функция желудочных желез. Состав, свойства желудочного сока. Реакция желудочных желез на введение различных пищи. Нервная и гуморальная регуляция секреторной функции желудка (гастрин). Механизмы нервно-рефлекторной мозговой, желудочной и кишечной фаз секреции. Механизм торможения секреции в желудке. Методы изучения желудочной секреции (мнимое кормление, изолированный желудочек). Пищеварение в двенадцатиперстной кишке. Состав и свойства панкреатического сока. Реакция поджелудочной железы на введение различной пищи. Регуляция секреции поджелудочной железы (секретин и холецистокинин). Печень. Состав и свойства желчи. Ее образование и выделение. Значение желчи в пищеварении. Регуляция желчеобразования и желчевыделения. Состав и свойства кишечного сока; механизм его секреции.

Регуляция секреции кишечного сока. Полостное и пристеночное пищеварение. Роль бактерий в кишечном пищеварении. Всасывательная функция пищеварительного аппарата. Ворсинки как орган всасывания. Процесс всасывания углеводов, жиров, и белков. Функции печени, связанные с всасыванием. Двигательная функция пищеварительного аппарата. Значение двигательной функции. Механизмы ее осуществления. Спонтанная активность гладкой мускулатуры стенок пищеварительного тракта. Жевание. Глотание. Рвота. Движение желудка и кишечника. Дефекация.

Значение обмена веществ. Его основные этапы. Понятия о межуточном обмене. Обмен белков. Значение белков в организме. Азотистое равновесие. Заменимые, незаменимые аминокислоты. Биологическая ценность белков. Обмен белков в организме. Конечные продукты белкового обмена.

Регуляция белкового обмена. Обмен липидов. Значение простых и сложных липидов в организме. Структурный, резервный жир. Превращения липидов в организме. Насыщенные, ненасыщенные жирные кислоты, жироподобные вещества. Регуляция липидного обмена. Обмен углеводов. Значение углеводов и их превращения в организме. Процессы анаэробного и аэробного распада углеводов, их энергетическая значимость для организма. Запасы углеводов в организме. Содержание глюкозы в крови. Гипер-, гипогликемия. Регуляция углеводного обмена. Витамины. Их общая характеристика. Роль витаминов в синтезе ферментов и других активных веществ. Физиологическое значение отдельных витаминов. Авитаминозы и гиповитаминозы. Гипервитаминозы. Минерально-водный обмен. Значение минеральных веществ в организме. Обмен минеральных веществ. Значение микроэлементов. Водный обмен и его значение. Физиологический механизм жажды. Регуляция водносолевого обмена. Энергетическая сторона обмена веществ. Превращение энергии в организме. Исследование энергетического баланса организма.

Прямая и непрямая калориметрия. Дыхательный коэффициент. Основной обмен. Зависимость интенсивности обмена веществ от различных физиологических условий. Расход энергии при мышечной работе. Физиологические основы питания. Состав основных групп пищевых продуктов; содержание в них витаминов. Энергетическая ценность пищевых продуктов. Калорийность пищевого рациона. Энергетические нормы питания в зависимости от условий жизни и характера труда. Качественная сторона питания. Значение разнообразия пищи. Физиологическое обоснование режима питания. Терморегуляция физическая и химическая.

Почки, их строение и выделительная функция. Сравнительнофизиологический обзор выделительных систем. Нефрон млекопитающих.

Специфика кровоснабжения почек. Приносящие и выносящие сосуды, и их связь с тельцами Шумлянского. Процесс мочеобразования и мочевыделения. Клубочковая фильтрация. Состав первичной мочи. Реабсорбция. Механизмы реабсорбции глюкозы, аминокислот и др. соединений. Транспорт натрия в канальцевом аппарате нефрона. Осмотическое давление тканевой жидкости в разных частях почки. Противоточная система и принцип ее работы. Концентрирование мочи. Процессы секреции в эпителии канальцев.

Гормональная регуляция почечной функции и водно-солевого равновесия. Ренинангиотензиновая система. Альдостерон. Антидиуретический гормон. Функции мочевого пузыря и мочевыделения. Олигоурия и анурия. Механизмы мочеиспускания. Дополнительные органы выделения. Потовые железы, состав пота. Экскреторная функция печени и легких.

Мужской организм. Значение андрогенов и фактора ингибирующего мюллеров проток (ФИМП) в формировании внутренних и наружных мужских половых органов в пренатальном периоде, «мужского типа» гипоталамуса. Значение половых гормонов в препубертатном и пубертатном периоде.

Семенные железы мужчин. Мужские половые гормоны. Их физиологическое значение в организме, механизм действия. Гипер- и гипофункция мужских половых желез. Женский организм. Формирование внутренних и наружных женских половых органов в пренатальном периоде онтогенеза. Развитие женских вторичных половых признаков в пубертатном периоде. Яичники женщин. Женский половой цикл. Его стадии. Созревание фолликулов и овуляция. Менструальный цикл приматов. Внутрисекреторные процессы во время беременности и лактации. Гормоны плаценты. Регуляция деятельности половых желез.

ФИЗИОЛОГИЯ ВОЗБУДИМЫХ ОБРАЗОВАНИЙ

План Основные свойства живых клеток Мембранные потенциалы в клетках Факторы, обуславливающие изменения возбудимости при возбуждении Физиология мышц Живым клеткам, как и многоклеточным организмам, свойственны метаболизм, раздражимость, а в определенные периоды жизни рост и размножение. Некоторые из этих свойств (метаболизм, рост и размножение) подробно обсуждаются в курсах цитологии, биохимии, генетики и др.; раздражимость — сугубо физиологическое понятие.

Раздражимость (реактивность) клеток — это их способность (свойство) активно отвечать на внешнее воздействие той или иной формой деятельности, например, усилением метаболизма и роста, ускорением деления, выбросом секрета, движением, электрическим импульсом.

Среди различных форм клеточных реакций на внешние воздействия т. е.

на действие раздражителей выделяют возбуждение. Частный случай раздражимости – возбудимость – это свойство клетки генерировать потенциал действия на раздражение.

Возбуждением клетки часто называют реакцию, проявляющуюся в особенно отчетливой внешней деятельности: в резком движении клетки (например, ее сокращении), генерации электрического сигнала, выбросе секрета.

Клетки, способные к возбуждению, — мышечные, нервные, железистые — называют возбудимыми. К возбудимым клеткам, т. е. к обладающим возбудимостью, относятся и элементы сенсорных рецепторов — нервные окончания и специальные рецепторные клетки.

Возбудимым клеткам при отсутствии достаточных раздражителей свойственно состояние физиологического покоя, которое, конечно, не равно полной бездеятельности, ибо сопряжено с текущим метаболизмом.

Невозбудимыми тканями являются эпителиальная и соединительная (собственно соединительная, ретикулярная, жировая, хрящевая, костная и гематопоэтические ткани в совокупности с кровью): их клетки не генерируют ПД при действии на них раздражителя.

Проводимость — это способность ткани и клетки проводить возбуждение. Процессы возбуждения и торможения нервных клеток (их показателем являются соответствующие электрические явления) обеспечивают выполнение их функций.

В настоящее время достаточно хорошо изучены механизмы формирования мембранного потенциала покоя и мембранного потенциала действия.

Для исследования электрических явлений в нервных (и других клетках) широко применяют микроэлектроды (стеклянные пипетки с очень тонким, примерно 0,5 мкм, кончиком), заполненные электролитом. В таком микроэлектроде электролит играет роль проводника тока, а стекло — изолятора. Если кончик микроэлектрода вводят внутрь клетки, то он регистрирует внутриклеточные потенциалы.

Мембранный потенциал покоя. Потенциал покоя (ПП) — это разность между электрическими потенциалами внутренней и наружной среды клетки. При регистрации ПП луч осциллографа во время прокола мембраны клетки микроэлектродом, скачком отклоняется и показывает отрицательный заряд внутри клетки.

Потенциал действия Потенциал действия (ПД) — это электрофизиологический процесс, выражающийся в быстром колебании мембранного потенциала покоя вследствие перемещения ионов в клетку и из клетки и способный распространяться без декремента (без затухания). ПД обеспечивает передачу сигналов между нервными клетками, между нервными центрами и рабочими органами.

Характеристика ПД. Величина ПД колеблется в пределах 80 — 130 мВ;

длительность пика ПД нервного волокна 0,5 — 1 мс, волокна скелетной мышцы — до 10 мс, длительность ПД сердечной мышцы 300 — 400 мс. ПД подчиняется закону «все или ничего», но не подчиняется закону силовых отношений, т.е. закону силы. При малом раздражении клетки ПД либо совсем не возникает, либо достигает максимальной величины, если раздражение является пороговым или сверхпороговым.

В составе ПД различают три фазы: 1) деполяризацию, т.е. исчезновение заряда клетки (уменьшение мембранного потенциала до нуля);

2) инверсию, т.е. изменение заряда клетки на обратный, когда внутренняя сторона мембраны клетки заряжается положительно, а внешняя— отрицательно (от лат. inversio— переворачивание);

3) реполяризацию, т.е. восстановление исходного заряда клетки, когда внутри клетки заряд снова становится отрицательным, а снаружи — положительным.

Если действие раздражителя на клеточную мембрану приводит к началу развития ПД, далее сам процесс развития ПД вызывает фазовые изменения проницаемости клеточной мембраны, что обеспечивает быстрое движение Na+ в клетку, а К+ — из клетки.

Следовые явления в процессе возбуждения клетки. В конце ПД, например в скелетной мышце, нередко наблюдается замедление реполяризации — отрицательный следовой потенциал. Затем может быть зарегистрирована гиперполяризация клеточной мембраны, что более характерно для нервных клеток.

3. Факторы, обуславливающие изменения возбудимости Возбуждение включает несколько фаз в ходе развития пика ПД и после его завершения.

1. Абсолютная рефрактерность т.е. полная не возбудимость, определяемая сначала полной занятостью «натриевого» механизма, а затем инактивацией натриевых каналов (это соответствует пику ПД). В это время клетка не отвечает на раздражения любой силы.

2. Относительная рефрактерность т.е. сниженная возбудимость связанная с частичной натриевой инактивацией и развитием калиевой активации.

При этом порог возбудимости повышен, а ответ (ПД) – снижен. Это период частичного восстановления возбудимости клетки, когда сильное раздражение может вызвать новое возбуждение. Она соответствует конечной части фазы реполяризации и следовой гиперполяризации клеточной мембраны.

3. Экзальтация – повышенная возбудимость, соответствующий следовой деполяризации при развитии ПД. В этот период очередной ПД можно вызвать более слабым раздражением, поскольку МП меньше обычного и оказывается ближе к критическому уровню деполяризации. Это объясняется повышенной проницаемостью мембраны для натрия.

4. Субнормальность пониженная возбудимость, возникающая от следовой гиперполяризации. Амплитуды ПД на фоне следовой негативности несколько снижены, а на фоне следовой позитивности несколько повышены.

Мышцы у всех высших животных являются важнейшими исполнительными (рабочими) органами — эффекторами. У позвоночных различают поперечнополосатые и гладкие мышцы.

Основной особенностью мышечного волокна является наличие в протоплазме (саркоплазме) массы тонких (диаметром порядка 1 мкм) нитей — миофибрилл, расположенных вдоль длинной оси волокна. Миофибриллы состоят из чередующихся светлых и темных участков — дисков, причем в массе соседних миофибрилл у поперечнополосатых волокон одноименные диски расположены на одном уровне (поперечном сечении) Последнее придаёт регулярную поперечную исчерченность (полосатость) всему мышечному волокну.

Комплекс из одного темного и двух прилежащих к нему половин светлых дисков, ограниченный тонкими Z -линиями, называют саркомером.

Миофибриллы, точнее — их саркомеры, — это сократительный аппарат.

Мембрана мышечного волокна — плазмалемма — сходна с нервной мембраной. Ее особенность состоит лишь в том, что она дает регулярные Тобразные впячивания (трубки диаметром 50 нм) приблизительно на границах саркомеров. Впячивания плазмалеммы увеличивают ее площадь, а значит, общую электрическую емкость.

Внутри мышечного волокна между пучками миофибрилл параллельно плазмалемме располагаются системы трубочек так называемого саркоплазматиче-кого ретикулума (сети) — это разветвленная, но замкнутая система, тесно прилегающая к миофибриллам и примыкающая своими слепыми концами к Т-образным впячиваниям плазмалеммы.

Т-система и саркоплазматический ретикулум — это аппараты, обеспечивающие передачу сигналов (возбуждения) с плазмалеммы на сократительный аппарат миофибрилл.

Иннервация поперечнополосатых мышечных волокон позвоночных осуществляется мотонейронами спинного мозга или мозгового ствола. Один мотонейрон коллатералями своего аксона иннервирует несколько мышечных волокон.

Комплекс, включающий один мотонейрон и иннервируемые мышечные волокна, называют двигательной, или нейромоторной единицей (ДЕ или НМЕ).

Любая нейромоторная единица реагирует на раздражение одного ее нейро-аксона по правилу «все или ничего», т. е. отвечает стандартной электрической реакцией и стандартным сокращением на сверхпороговые раздражения и не отвечает на подпороговые стимулы.

Механизм мышечного возбуждения В поперечнополосатых волокнах скелетных мышц, как и в нервных волокнах, мембранный потенциал покоя (МПП) определяется электрохимическим градиентом ионов К+. Именно последний является причиной пассивного перемещения ионов К+ через мембрану. Но здесь в мышце проницаемость мембраны для ионов калия примерно равна проницаемости для ионов хлора.

Концентрационные градиенты К+ и С1- выравниваются.

В такой системе с двумя потенциал образующими ионами изменение градиента для одного из них не приводит к ожидаемому изменению МПП до тех пор, пока не произойдет соответствующего изменения градиента у другого иона. Например, рост концентрации К+ не снижает МПП до ожидаемого значения, пока градиент С1- не упадет за счет его вхождения в волокно.

Передача сигнала с плазмалеммы на сократительный аппарат миофибрилл. Саркомер.

Потенциал действия поперечной трубочки (Т-системы), действует током на мембрану саркоплазматического ретикулума через электрический синапс.

Таким образом, запуск сократительного акта производится следующей цепочкой процессов: ПДМ -> ПДТсистемы-> активация мембраны саркоплазматического ретикулума -> выход Са2+ в миоплазму - сокращение.

После сокращения ионы Са2+ быстро всасываются в ретикулум и наступают расслабление, покой и вместе с тем готовность механизмов к новой реакции.

Саркомер (повторяющийся сегмент миофибриллы) состоит из двух половин светлого, оптически изотропного диска (/) и одного темного, анизотропного (А) диска. Электронно-микроскопический и биохимический анализы показывают, что у позвоночных темный диск сформирован параллельным пучком толстых (диаметром порядка 10 нм) миозиновых нитей, имеющих длину около 1,6 мкм. На нитях миозина расположены выступы — головки миозиновых молекул длиной 20 нм. В светлых дисках имеются тонкие нити (диаметром 5 нм, длиной 1 мкм), построенные из белка актина (молекулярная масса 42 кДа), а также тропомиозина и тропонина. В районе Z-линии, разграничивающей соседние саркомеры, пучок тонких нитей скреплен Zмембраной.

Механика мышцы Различают два режима сократительной деятельности мышц: изотонический (когда мышца укорачивается при неизменном внутреннем напряжении, что, например, бывает при небольшой величине поднимаемого груза) и изометрический (при этом режиме мышца не укорачивается, а лишь развивает внутреннее напряжение, что бывает при ее закреплении с обоих концов и при нагрузке неподъемным грузом). Кроме того, различают два основных вида мышечных сокращений: одиночные и тетанические.

ФИЗИОЛОГИЯ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ

План 1. Общий план строения и значение нервной системы. Нейрон - основная структурно-функциональная единица нервной системы.

2. Законы и механизмы проведения возбуждения по нервному стволу.

Аксонный транспорт.

3. Синапсы. Проведение возбуждения в синапсах.

4. Проведение возбуждения в нервном центре.

5. Процесс торможения в ЦНС.

6. Координационная и интегративная деятельность ЦНС.

1. Общий план строения и значение нервной системы. Нейрон - основная структурно-функциональная единица нервной системы Значение нервной системы – это быстрая и точная передача информации и её интеграция, н.с. обеспечивает взаимосвязь между органами и системами органов, функционирование организма как единого целого, его взаимодействие с внешней средой. Она регулирует и координирует деятельность различных органов, приспосабливает деятельность всего организма как целостной системы к изменяющимся условиями внешней и внутренней среды. С помощью нервной системы осуществляется приём и анализ разнообразных сигналов из окружающей среды и с внутренних органов, формируются ответные реакции на эти сигналы. С деятельностью высших отделов н.с. связано осуществление психических функций – осознание сигналов окружающего мира, их запоминание, принятие решения и организация целенаправленного поведения, абстрактное мышление и речь. Все эти сложные функции осуществляются огромным количеством нервных клеток – нейронов, объединённых в сложнейшие нейронные цепи и центры.

Нейроны и глиальные клетки – структурные элементы ЦНС. Нейрон структурная и функциональная единица нервной системы, приспособленная для осуществления приёма, обработки, хранения, передачи и интеграции информации. Эта клетка состоит из тела, или сомы, и отростков разного типа аксонов – длинные отростки и дендритов короткие отростки.

Аксон - прямой отросток, большой длины до 1,5 м, начинающийся от тела клетки. Конец аксона сильно ветвится, образует кисточку называемую окончанием аксона или терминали. Аксон является проводящей частью нейрона, он осуществляет проведение возбуждения от рецептора к нервным клеткам, а от нейрона к исполнительному органу (мышце, железе). Аксон покрыт миелиновой оболочкой, но не сплошь, а отдельными перехватами, что обеспечивает огромную скорость проведения импульса. Аксон покрытый оболочкой называют нервным волокном.

Дендриты - короткие, сильно ветвящиеся отростки. От одной клетки может отходить от 1 до 1000 дендритов и они не выходят за пределы Ц.Н.С.

У них имеются выросты или ответвления, так называемые шипики. Их очень много только в коре человека, отличительной их особенностью является то, что они подходят близко друг к другу, но не образуют между собой контактов. Но они увеличивают поверхность дендрита и создают условия для размещения на них большого числа контактов с другими нервными клетками.

Глиальные клетки – клетки ЦНС, поддерживающие нормальное функционирование нейронов за счёт выполнения механической защиты, опорной, буферной, фагоцитарной, заместительной, изолирующей функции, а также участие в обмене медиаторов. Эти клетки более многочисленны, чем нейроны, занимают ? объёма ЦНС. Представлены астроцитами, олигодендроцитами, микроглией, эпиндимальными клетками.

Периферическая часть нервной системы образована нервами – пучками нервных волокон, покрытых сверху общей соединительнотканной оболочкой. К периферической нервной системе относят и нервные узлы, или ганглии, - скопления нервных клеток вне спинного и головного мозга.

Если в составе нерва собраны нервные волокна, передающие возбуждение из Ц.Н.С. к иннервируемому органу (эффектору), то такие нервы называют центробежными или эфферентными. Есть нервы, которые образованы чувствительными нервными волокнами, по которым возбуждение распространяется в Ц.Н.С. - такие нервы называют центростремительными или афферентными. Большинство нервов являются смешанными. Разделение Н.С.

на центральную и периферическую условное, т. к. функционирует она как единое целое.

Понятие о нервном центре. Сложные функциональные объединения, «ансамбли» нейронов, расположенных в различных отделах Ц.Н.С., согласованно участвующие в регуляции функций и рефлекторных реакциях, называют нервными центрами. Функционирование Ц.Н.С. осуществляется с помощью значительного числа таких центров.

Нервные центры обладают рядом свойств, определяемых особенностями проведения возбуждения через синапсы Ц.Н.С. и структурой нейронных цепей, образующих их.

2. Законы и механизмы проведения возбуждения по нервному стволу.

В распространении ПД можно выделить два этапа: этап распространения электрического поля, снижающего мембранный потенциал, и этап генерации новых ПД в новых участках нервного волокна. В зависимости от расположения и концентрации ионных каналов в мембране нервного или мышечного волокна имеются два варианта проведения ПД: непрерывный и сальтаторный (скачкообразный).

Непрерывное проведение ПД происходит в мышечных волокнах и в безмиелиновых нервных волокнах, имеющих равномерное распределение потенциалзависимых ионных каналов по всей длине волокна.

Сальтаторное проведение ПД является эволюционно более поздним механизмом, возникшим впервые у позвоночных. Оно происходит в миелинизированных волокнах, для которых характерна концентрация потенциалзависимых ионных каналов только в небольших участках мембраны (в перехватах Ранвье). волн.

Нервные волокна могут проводить возбуждение в двух направлениях.

Если в эксперименте нанести раздражение в любом участке нерва, то ПД будет распространяться в обе стороны от места раздражения.

Возбуждение проводится изолированно в каждом нервном волокне.

Изолированное проведение импульсов по нервным волокнам обеспечивает точное афферентное и эфферентное влияния функционально разнородных волокон нерва. Однако при одновременном раздражении большого числа нервных волокон возможно возбуждение других — прилежащих волокон и усиление нервных влияний.

Большая скорость проведения возбуждения достигающая 120 м/с. Передача возбуждения по нервным волокнам является наиболее скоростным из известных способов передачи информации на значительные расстояния в организме.

Основная масса веществ, образующихся в теле нейрона (ферментов, структурных белков, полисахаридов, липидов), используется в различных его отделах. Для транспорта веществ, путем диффузии на расстояние, равное максимальной длине аксона (около 1 м), потребовалось бы 50 лет. С помощью аксонного транспорта осуществляется трофическое влияние на различные участки нейрона и на иннервируемые клетки. Различают быстрый и медленный аксонный транспорт. Транспорт веществ в дендритах осуществляется из тела клетки со скоростью около 3 мм в сутки.

3. Синапсы. Проведение возбуждения в синапсах Синапс (от греч. соединение) — это специализированные структурные соединения между клетками, обеспечивающие взаимные влияния между ними. Через синапсы передаются возбуждающие или тормозные влияния между двумя возбудимыми клетками, осуществляется трофическое влияние, синапсы играют важную роль в реализации механизмов памяти.

Передача сигнала в химических синапсах. Потенциал действия (ПД), поступивший в пресинаптическое окончание химического синапса, вызывает деполяризацию его мембраны, открывающую потенциалзависимые Са2+каналы. Ионы Са2+ входят внутрь нервного окончания согласно электрохимическому градиенту и обеспечивают выделение медиатора в синаптическую щель посредством экзоцитоза. Медиатор образуется либо в теле нейрона, попадая в нервное окончание, пройдя через весь аксон, либо в самом нервном окончании. Выделение молекул медиатора из пресинаптического окончания пропорционально количеству поступившего туда Са2+. Следовательно, химическое звено пресинаптического окончания работает как усилитель.

Молекулы медиатора, поступившие в синаптическую щель, диффундируют к постсинаптической мембране и вступают во взаимодействие с ее рецепторами. Действие молекул медиатора ведет к открытию ионных каналов и перемещению ионов Na+ и К+ согласно электрохимическому градиенту.

Однако ток ионов Na+ в клетку преобладает над током ионов К+ из клетки. Преобладающий ток ионов Na+ в клетку ведет к ее деполяризации. Эта деполяризация называется возбуждающим постсинаптинеским потенциалом (ВПСП).

Электрические возбуждающие синапсы обнаружены в головном мозге млекопитающих. Контактирующие мембраны клеток в составе электрического синапса связаны друг с другом полуканалами белковой природы — коннексонами (от англ. соппеспоп — связь). Электрические синапсы характерны для сердца, гладких мышц, секреторных клеток. Через электрические синапсы клетки обмениваются некоторыми компонентами цитоплазмы: аминокислотами, пептидами, РНК, метаболитами, циклическими нуклеотидами.

Электрохимические синапсы обнаружены между нейронами латерального вестибулярного ядра.

Передача возбуждения в электрическом синапсе: ПД, возникающий на пресинаптической мембране непосредственно, т.е. электрически, раздражает постсинаптическую мембрану и обеспечивает ее возбуждение.

Роль дендритов в возникновении возбуждения. Дендритные синапсы получили название модуляторных, это связано с тем, что они удалены на значительное расстояние от генераторного пункта — аксонного холмика, поэтому их ВПСП не может вызвать достаточную деполяризацию и обеспечить возникновение ПД. Синаптический аппарат дендритов проявляет себя при одновременном поступлении возбуждения к значительному числу дендритных синапсов. При этом дендритные ВПСП изменяют потенциал мембраны сомы и аксонного холмика за счет электрического поля и модулируют возбудимость нейрона, делая ее большей или меньшей в зависимости от потока импульсов, активирующих тормозные и возбуждающие синапсы.

4. Проведение возбуждения в нервном центре Рассматриваемые ниже свойства нервных центров связаны с некоторыми особенностями распространения возбуждения в ЦНС, специфическими свойствами химических синапсов и мембран нервных клеток. Основными свойствами нервных центров являются следующие.

Суммация возбуждения в ЦНС. Это явление было открыто великим русским физиологом И.М.Сеченовым в 1868 г. в опыте на лягушке. Раздражение конечности лягушки слабыми редкими импульсами не вызывало реакцию, а более частые раздражения такими же слабыми импульсами сопровождались ответной реакцией — лягушка совершала прыжок.

Различают временную (последовательную) и пространственную суммацию.

Временная суммация. Если ВПСП быстро следуют друг за другом, то они суммируются благодаря своему относительно медленному временному ходу (несколько миллисекунд), достигая в конце концов порогового уровня.

Пространственная суммация. Раздельная стимуляция каждого из двух аксонов вызывает подпороговый ВПСП, тогда как при одновременной стимуляции обоих аксонов возникает ПД - процесс, который не может быть обеспечен одиночным ВПСП.

Последействие — это продолжение возбуждения нервного центра после прекращения поступления к нему импульсов по афферентным нервным путям. Последействие вызывает ряд причин: а) длительное существование ВПСП (полисинаптического или высокоамплитудного), когда при одном ВПСП возникает несколько ПД; б) многократные появления следовой деполяризации, что свойственно нейронам ЦНС; в) циркуляция возбуждения по замкнутым нейронным цепям. Существование ВПСП и многократные появления следовой деполяризации действуют десятки — сотни миллисекунд, циркуляция возбуждения может продолжаться минуты и даже часы. Последействие играет важнейшую роль в процессах обучения (кратковременная память).

Большая чувствительность ЦНС к изменениям внутренней среды, например к изменению содержания глюкозы в крови, газового состава крови, температуры, к вводимым с лечебной целью различным фармакологическим препаратам.

Пластичность нервных центров — способность нервных элементов к перестройке функциональных свойств. Основные проявления этого свойства следующие. Синаптическое облегчение — это улучшение проведения в синапсах после короткого раздражения афферентных путей. Кратковременная активация увеличивает амплитуду постсинаптических потенциалов. Облегчение возрастает с увеличением частоты импульсов и достигает максимума, когда импульсы поступают с интервалом в несколько миллисекунд.

Образование временных связей, обеспечивающих формирование условных рефлексов, чему способствует синаптическое облегчение и доминантное состояние двух центров.

Доминанта — стойкий господствующий очаг возбуждения в ЦНС, подчиняющий себе в данный момент функции других нервных центров.

Синаптическая депрессия (утомление центра) развивается при длительной посылке импульсов к центру.

Иррадиация (дивергенция) возбуждения в ЦНС объясняется ветвлением аксонов нейронов, их способностью устанавливать многочисленные связи с другими нейронами, наличием вставочных нейронов, аксоны которых также ветвятся. Один нейрон, посылая импульсы в кору большого мозга, может участвовать в возбуждении до 5000 нейронов, в других отделах ЦНС — до 1000 нейронов.

Конвергенция возбуждения (принцип общего конечного пути) — поступление возбуждения различного происхождения по нескольким путям к одному и тому же нейрону или нейронному пулу (принцип «воронки Шеррингтона»).

Торможение — это активный нервный процесс, результатом которого является прекращение или ослабление возбуждения. Торможение вторично относительно процесса возбуждения, так как всегда возникает как его следствие.

Постсинаптическое торможение ТПСП возникает под влиянием аминокислоты глицина, а также гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК). Действуя на рецептор постсинаптической мембраны, глицин увеличивает ее проницаемость для Сl-, при этом Сl- поступает в клетку согласно концентрационному градиенту и вопреки электрическому градиенту, в результате чего развивается гиперполяризация, в связи с чем в зоне аксонного холмика не происходит возбуждения, мембранный потенциал не достигает критического уровня. При действии ГАМК на постсинаптическую мембрану ТПСП развивается в результате входа С1- в клетку или выхода К+ из клетки.

Разновидности постсинаптического торможения. Обычно выделяют возвратное, латеральное, параллельное и прямое (реципрокноё) постсинаптическое торможение. В реальности вариантов торможения больше: они определяются множеством связей различных нейронов, в частности их коллатералей.

Возвратное постсинаптическое торможение — самоторможение нейрона, осуществляемое по возвратным коллатералям к тормозным клеткам. Возвратоное торможение известно как торможение Реншоу, наблюдается в моттонейронах спинного мозга. Это торможение обеспечивает, например, поочередное сокращение и расслабление скелетных мышц — сгибателей и разгибателей, что необходимо для координации движений конечностей при ходьбе.

Подобную роль может выполнять и параллельное торможение, когда возбуждение блокирует само себя за счет дивергенции по коллатерали с включением тормозной клетки на своем пути и возвратом импульсов к нейрону, который активировался этим же возбуждением. Латеральное постсинаптическое торможение. Тормозные вставочные нейроны соединены таким образом, что они активируются импульсами от возбужденного центра и влияют на соседние клетки с такими же функциями. В результате в этих соседних клетках развивается очень глубокое торможение, называемое латеральным, так как образующаяся зона торможения находится «сбоку» по отношению к возбужденному нейрону и инициируется им.

Механизм пресинаптического торможения. Электрофизиологическое изучение процессов на уровне пресинаптических окончаний показало, что здесь регистрируется выраженная и продолжительная деполяризация, которая ведет к развитию торможения. В очаге деполяризации нарушается процесс распространения возбуждения.

Оба известных вида торможения со всеми их разновидностями выполняют охранительную роль. Отсутствие торможения привело бы к истощению медиаторов в аксонах нейронов и прекращению деятельности ЦНС. Торможение играет важную роль в обработке поступающей в ЦНС информации.

Торможение является важным фактором обеспечения координационной деятельности ЦНС.

6. Координационная и интегративная деятельность ЦНС Координационная деятельность ЦНС — это согласование деятельности различных отделов ЦНС с помощью упорядочения распространения возбуждения между ними. Важную роль в координационной деятельности ЦНС играет фактор субординации — подчинение нижележащих отделов ЦНС вышележащим. Фактор силы процесса возбуждения также проявляется в согласовании деятельности нервных центров. При поступлении импульсов к одному и тому же центру от различных рефлексогенных зон (принцип общего конечного пути) центр реагирует на более сильное возбуждение. Одним из факторов координационной деятельности ЦНС является одностороннее проведение возбуждения в химических синапсах ЦНС, так как это обеспечивает упорядоченное распространение возбуждения. В случае двустороннего проведения в синапсах наблюдалась бы иррадиация возбуждения в различных направлениях.

Синаптическое облегчение участвует в процессах обеспечения координационной деятельности ЦНС при выработке навыков, поскольку возбуждение распространяется в ЦНС быстрее и точнее по проторенным путям, возбудимость которых повышена.

Доминанта также играет важную роль в координационной деятельности ЦНС, так как доминантное состояние двигательных центров обеспечивает автоматизированное выполнение двигательных актов, например в процессе трудовой деятельности человека, при выполнении гимнастических элементов. Интегративная роль ЦНС — это соподчинение и объединение тканей и органов в центрально-периферическую систему, деятельность которой направлена на достижение полезного для организма приспособительного результата.

ОТДЕЛЫ МОЗГА И ИХ ФУНКЦИИ

План 1. Спинной мозг. Рефлекторная функция спинного мозга.

2. Физиология головного мозга.

3. Вегетативная нервная система и её функции.

1. Спинной мозг. Рефлекторная функция спинного мозга Спинной мозг представляет собой тяж длиной около 45 см у мужчин и около 42 см у женъщин, имеет сегментарное строение. Каждый его сегмент связан с определённой частью тела. Спинной мозг включает пять отделов:

шейный С1-С8, грудной Th1-Th12, поясничный L1 – L5, крестцовый S1-S5, копчиковый Co1 – Co3.

В процессе эволюции сформировалось два утолщения: шейное – сегменты иннервирующие верхние конечности и пояснично-крестцовое - сегменты иннервирующие нижние конечности. Общее количество нейронов спинного мозга около 13 млн.

Эфферентные нейроны спинного мозга, относящиеся к соматической нервной системе являются эффекторными, поскольку они иннервируют непосредственно рабочие органы их ещё называют мотонейроны.

Афферентные нейроны соматической нервной системы локализуются в спинальных ганглиях и ганглиях черепных нервов. Их отростки, проводящие афферентную импульсацию от мышечных, сухожильных и кожных рецепторов, вступают в соответствующие сегменты спинного мозга и образуют синаптические контакты на альфа нейронах или на вставочных нейронах.

Вставочные нейроны устанавливают связь с мотонейронами спинного мозга, с чувствительными нейронами, а также обеспечивают связь спинного мозга с ядрами ствола мозга.

В спинном мозге находятся центры регуляции большинства внутренних органов и скелетной мускулатуры. Центры симпатического отдела центральной нервной системы регулирующие зрачковый рефлекс находятся в 8 шейном сегменте – 12 грудном, регуляции деятельности сердца 1-5 грудном, слюноотделения 2-4 грудном, регуляция функции почек 5 грудном -3 поясничном, сегментарно расположены центры регулирующие функции потовых желез и сосудов.

Парасимпатическую иннервацию получают из спинного мозга все органы малого таза.

Центры управления скелетной мускулатурой находятся во всех отделах спинного мозга и иннервируют скелетную мускулатуру шеи, диафрагмы, верхних конечностей, туловища, нижних конечностей.

Спинной мозг выполняет две основные функции проводниковую и рефлекторную.

Ствол головного мозга. В стволе выделяют три отдела: продолговатый мозг, мост и средний мозг.

Ствол головного мозга отвечает за реализацию сложных цепных рефлексов, регуляцию мышечного тонуса и позы, воздействует на ретикулярную формацию.

Ретикулярная формация ствола мозга.

Афферентные входы – от температурных, и болевых рецепторов по волокнам по волокнам спиноретикулярного пути и тройничного нерва. От зон коры головного мозга по кортико – ретикулярным путям импульсация поступает в ядра дающим начало ретикулоспинальным путям. От ядер мозжечка по мозжечковоретикулярному пути.

Эфферентные выходы – В спинной мозг. К верхним отделам головного мозга к таламусу, гипоталамусу, полосатому телу от моста и продолговатого мозга. К мозжечку идут пути которые начинаются в покрышке моста.

Функции ретикулярной формации ствола мозга заключаются в следующем: координирующее влияние, нисходящее влияние, восходящее влияние, вегетативные функции, сосудодвигательные.

Промежуточный мозг.

Таламус – массивное парное образование, занимающее основную часть промежуточного мозга. Состоит из 120 пар ядер. Таламус имеет двусторонние связи со спинным мозгом, ретикулярной фармацией, гипоталамусом, подкорковыми ядрами и корой головного мозга. Зрительные бугры таламуса – коллектор афферентной информации. Специфические ядра таламуса могут изменять уровень активности коры головного мозга. Они играют большую роль в возникновении болевых ощущений, обеспечении эмоциональных реакций человека.

Гипоталамус – часть промежуточного мозга, лежащая под зрительными буграми и над средним звеном. В процессе развития различные ядра гипоталамуса претерпевают различные изменения. Гипоталамус имеет мощный гуморальный путь реализации своих эффектов через гипоталамогипофизарную систему. Гипоталамус играет роль в терморегуляции в нём есть два центра теплоотдачи и теплопродукции. Он играет роль в регуляции поведения (пищевое, половое, питьевое), есть центры сна и бодрствования.

Эпифиз участвует в антистрессорной защите организма. Вырабатывает гормоно мелатонин 80% - ночью.

Мозжечок – выполняет двигательные функции: регуляции позы, мышечного тонуса и равновесия, а также целенаправленного движения.

Кора головного мозга. В коре выделяют древнюю, старую и новую кору.

Древняя и старая кора с некоторыми ядрами образуют лимбическую систему.

Новая кора включает в себя много извилин.

Кора головного мозга – высший распорядитель и распределитель функций организма животного и человека.

Функции коры головного мозга состоят в следующем:

1. Совершенная взаимосвязь между органами и тканями внутри организма.

2. Обеспечивает сложные отношения организма с внешней средой.

3. Обеспечивает процессы мышления и сознания 4. Является субстратом высшей нервной деятельности.

В коре головного мозга локализуются зоны в которых локализуются различные функции: двигательная, чувствительная, зрительная, слуховая, обонятельная, вкусовая, речедвигательная.

Кора головного мозга – это совокупность мозговых отделов анализаторов.

Вегетативная нервная система - совокупность центральных и периферических образований, обеспечивающих работу внутри организма. Она обладает выраженной способностью функционировать при повреждении ЦНС, что обеспечивается за счёт вегетативных ганглиев.

Вегетативная нервная система включает 3 отдела: симпатическая нервная система, парасимпатическая нервная система, метасимпатическая нервная систем.

Функции вегетативной нервной системы состоят в следующем: симпатическая - обеспечивает гомеостаз, адаптационно-трофическая; парасимпатическая-гомеостаз, защитные реакции, опорожнение полых органов; метасимпатическая- для неё характерна двигательная активность, включает в себя все компоненты рефлекторных дуг, обеспечивает передачу возбуждение.

ЭНДОКРИННАЯ СИСТЕМА

Гормональная регуляция функций организма 1. Гормональная регуляция функций организма В регуляции функций организма кроме нервной системы принимает участие комплекс биологически активных соединений, образующих эндокринную систему. Взаимодействие нервной и эндокринной систем позволяет говорить о единой нейроэндокринной систем регуляции функций организма.

Биологически активные соединения действуют: поступая в жидкие среды и доставляясь ими к отдаленно расположенным клеткам-мишеням (телекринный эффект); местно, на соседние клетки (паракринно); на саму клетку (аутокринно).

Гормоны (от греч. hormao – привожу в действие) являются химическими посредниками, которые секретируются и выделяются клетками в ответ на различные сигналы систем регуляции. Влияние гормонов на клетки обусловлено тем, что на мембране клеток имеются рецепторы к конкретному гормону. Можно выделить 4 основных механизма направленности влияния гормона: метаболическое действие (действие на обмен веществ); морфогенетическое (стимулируется формообразование, дифференцировка, рост); кинетическое (включение определенной деятельности); корректирующее (изменяющее интенсивность функций органов и тканей).

По химической природе большинство гормонов является пептидами (белками). Кроме того, есть гормоны стероиды и производные аминокислот.

Различают самостоятельные железы: гипофиз, эпифиз, щитовидная и паращитовидные железы, надпочечники, половые железы, поджелудочная железа. Кроме того, гормоны могут вырабатываться клетками, расположенными в головном мозгу, сердце, почках, желудочно-кишечном тракте (тканевые гормоны). Различают железы смешанной секрецией (поджелудочная железа, половые железы), которые имеют выводные протоки для выделения ферментов пищеварительного сока, половых клеток, а также могут выделять гормоны в русло крови или лимфу.

Методы исследования. Экспериментальные методы заключаются в проведении различных опытов на животных. Чаще всего применяется метод удаления эндокринной железы (или ее части) и наблюдения за изменением функций организма – симптом недостаточности). Затем исследуется заместительная терапия путем введения гормона. Можно получать результаты и путем передозировки – введение гормона на фоне уже имеющейся в организме нормально функционирующей железы. Можно исследовать сравнительное содержание гормона в притекающей и оттекающей крови (как на уровне железы, так и любого органа, где гормон используется). У человека функция железы исследуется путем определения концентрации гормона в крови, скорости выведения его. Большую роль играют и исследования больных людей с гипофункцией или гиперфункцией железы.

Некоторые участки нервной системы функционируют как эндокринные железы: они вырабатывают гормоны и выделяют их в кровь для доставки к органу-мишени. Одной из таких структур является гипофиз. Он расположен внутри черепа в костной ямке турецкого седла, хорошо защищающей его от повреждения. Гипофиз – сложный орган, состоящий из 3 разных частей. Заднюю долю, богато снабженную нервными волокнами, связывающими ее с гипоталамусом, называют нейрогипофизом. Переднюю чисто железистую – аденогипофизом. Передняя и задняя доли гипофиза разделены тонким слоем клеток, образующих промежуточную долю, которая иннервируется нервами, идущими из гипоталамуса. Промежуточная доля имеет большое значение у низших позвоночных и значительно меньше у млекопитающих. Какие-либо патологические проявления, связанные с промежуточной долей гипофиза, неизвестны.

Передняя доля гипофиза, или аденогипофиз состоит из ацидофильных:

хромофобных (55-60%), хромофильных (30-35%); базофильных (5-10%).

Хромофобные клетки являются предшественниками хромофильных клеток (гормонов не продуцируют). Ацидофильные продуцируют соматотропный гормон (СТГ) и пролактин. Базофильные – адренокортикотропный гормон (АКТГ), тиреотропный гормон (ТТГ), гонадотропный гормон (ГТГ), фолликуллостимулирующий (ФСГ), лютеинизирующий (ЛТГ). Кроме того, в аденогипофизе образуются меланоцитстимулирующий (МСГ) и пролактин.

Секреция всех семи указанных гормонов аденогипофиза регулируется гормонами гипоталамуса. Стимуляторы называются рилизинг-гормонами (либеринами), ингибиторы – статинами.

Регуляция гормональной активности большинства желез внутренней секреции осуществляется по принципу отрицательной обратной связи: сам гормон, его количество в крови, регулирует свое образование.

СТГ. Гормон роста стимулирует синтез белка в органах и тканях, рост молодого организма. Обладает анаболитическим действием, оказывает влияние на обмен жиров и углеводов. Он участвует в липолизе (расщеплении жира), при длительном действии гормона роста (ГР) повышает устойчивость клеток к гормону поджелудочной железы – инсулину, тем самым препятствуя снижению уровня глюкозы в крови.

Меланоцитстимулирующий гормон (интермедин). МСГ повышает секрецию меланина из тирозина (он стимулирует активность тирозиназы) в клетках кожи и потемнение ее. Этот эффект, как и образование МСГ в средней доле гипофиза, хорошо выражен у земноводных. У рыб и амфибий интермедин вызывает потемнение кожи вследствие расширения ее пигментных клеток – меланофоров и более широкого распределения находящихся в их протоплазме пигментных зернышек. Значение интермедина состоит в приспособлении окраски покровов тела к цвету окружающей среды. У взрослого человека промежуточная доля гипофиза практически отсутствует, а сам МСГ в гипофизе обнаружен в очень незначительном количестве. У человека эта часть железы определяется лишь в эмбриональном развитии.

У млекопитающих и человека интермедин имеет значение в регуляции движений клеток черного пигментного слоя в глазу. При ярком свете клетки пигментного слоя выпускают псевдоподии благодаря чему избыток световых лучей поглощается пигментом и сетчатка не подвергается интенсивному раздражению.

ТТГ(тиреотропный гормон, тиротропин) стимулирует функцию щитовидной железы. ТТГ усиливает выделение гормонов щитовидной железы тироксина и трийодтиронина в кровь, способствует накоплению йода в щитовидной железе, повышает активность ее клеток и увеличивает их число. Введение ТТГ в кровь вызывает разрастание щитовидной железы, а удаление гипофиза у молодых животных ведет к ее недоразвитию, у взрослых – к ее уменьшению и частичной атрофии. Если длительно вводить ТТГ, то появляются симптомы, напоминающие базедову болезнь. Стимуляция секреции ТТГ осуществляется гипоталамусом с помощью гормона тиреолиберина (ТТГ-рилизинг-гормона). Уровень секреции ТТГ зависит от количества гормонов щитовидной железы в крови. При достаточном количестве гормонов щитовидной железы секреция ТТГ угнетается. Недостаточное содержание в крови гормонов щитовидной железы, наоборот, стимулирует секрецию ТТГ (принцип отрицательной обратной связи).

АКТГ вызывает разрастание пучковой и сетчатой зон коры надпочечников и усиливает синтез их гормонов. АКТГ секретируется эпизодически по 7-9 раз в час. У здоровых людей наименьший уровень гормона наблюдается в конце дня и непосредственно перед сном, наибольший – в 6-8 часов утра.

При некоторых условиях (стрессе, интенсивных физических тренировках и т.п.) образование этого пептида увеличивается. Такие раздражители рефлекторно, а также вследствие повышенного выделения адреналина мозговым слоем надпочечников действуют на ядра гипоталамуса, в которых усиливается образование кортикотропинвысвобождающего фактора (АКТГ-рилизинггормона).

ГТГ (гонадотропный гормон, гонадотропины) действуют на половые железы. Они стимулируют развитие пубертатной железы и фолликулов в период полового созревания. Под влиянием этих гормонов происходит секреция эстрогенов и андрогенов половыми железами. При введении ГТГ гипофиза кастратам характерных физиологических изменений не наблюдается.

Если вводить ГТГ до наступления периода полового созревания будут наблюдаться признаки раннего полового развития. Это доказывает возможность функционирования половых желез только под влиянием ГТГ.

Пролактин (лютеотропный гормон) усиливает выработку молока молочными железами и стимулирует развитие желтого тела. Пролактин уменьшает потребление глюкозы тканями, что вызывает повышение ее количества в крови, т.е. действует в этом отношении подобно СТГ Нейрогипофиз. Нейрогипофиз является железой, гормоны которой имеют прямое влияния на организм, а не через другие железы. По сути дела, нейрогипофиз это не железа, а вырост нервной системы – нервные окончания нейронов, тела которых расположены в передней области гипоталамуса.

Именно здесь синтезируются гормоны пептидной природы – вазопрессин (антидиуретический гормон – АДГ) и окситоцин, которые затем транспортируются в гипофиз.

Антидиуретический гормон. АДГ влияет на клетки трех типов: клетки почечных канальцев, гладкомышечные клетки кровеносных сосудов, клетки печени. В норме этот гормон обычно регулирует содержание воды в крови и выделение ее почками (гормон, сохраняющий воду). В очень большой концентрации проявляет еще и сосудосуживающий эффект, отсюда второе название гормона – вазопрессин.

Окситоцин влияет на матку, способствуя ее сокращению, и на молочную железу, обеспечивая секрецию молока при кормлении.

Основной структурной и функциональной единицей щитовидной железы является фолликул. Стенка фолликула образована тиреоидным эпителием, в полости фолликула находится так называемый коллоид, в котором содержатся тиреоидные гормоны. Фолликулы окружены соединительной тканью с кровеносными сосудами. Щитовидная железа обильно снабжена кровеносными сосудами. Особенностью щитовидной железы является способность активно извлекать из плазмы крови против химического и электрического градиентов, накапливать его и преобразовывать в органически связанный йод и физиологически активные тиреоидные гормоны.

Тироксин, трийодтиронин, трийодуксусная кислота и некоторые другие йодсодержащие соединения, образуемые щитовидной железой, резко усиливают окислительные процессы. В наибольшей мере активируются окислительные процессы в митохондриях, что ведет к усилению энергетического обмена клетки. Увеличивается основной обмен, теплообразование, усиливается расходование углеводов, жиров и белков, ускоряет развитие организма, оказывают стимулирующее влияние на центральную нервную систему (цнс).

Тирокальцитонин. Кроме йодсодержащих гормонов, в щитовидной железе образуется тирокальцитонин, снижающий содержание кальция в крови.

Под влиянием этого гормона угнетается функция остеокластов, разрушающих костную ткань, и активируется функция остеобластов, способствующих образованию костной ткани и поглощению ионов кальция из крови. Триокальцитонин – кальцийсберегающий гормон (гормон парафолликулярной ткани).

Околощитовидные железы.У человека имеется 4 околощитовидные железы, продуцирующие паратгормон. При избытке гормона повышается, а при недостатке понижается содержание кальция в крови. Паратгормон активирует функцию остеокластов, разрушающих костную ткань, увеличивая концентрацию кальция в крови. В норме уровень кальция в крови поддерживается на постоянном уровне. Падение уровня кальция в крови приводит к усилению секреции паратгормона. Повышение кальция угнетает выделение паратгормона (усиливает образование тирокальцитонина), в результате чего содержание кальция в крови снижается. Таким образом, между содержанием кальция в крови и секрецией около- и паращитовидных желез имеется двусторонняя связь.

Наряду с секреторным эпителием, выделяющим пищеварительные ферменты, существуют особые группы клеток – белые отросчатые клетки эпидермоциты (островки Лангерганса). Эти клетки не имеют выводных протоков и выделяют свой секрет непосредственно в кровь.

Инсулин. Это первый белок, который удалось синтезировать химическим путем. Инсулин повышает проницаемость мембраны мышечных и жировых клеток для глюкозы. Способствуя транспорту глюкозы внутрь клеток, инсулин тем самым обеспечивает ее утилизацию. В печени и мышцах глюкоза под действием инсулина преобразуется в гликоген. В клетках жировой ткани инсулин стимулирует образование жира из глюкозы. Кроме того, инсулин стимулирует синтез белков и информационной РНК. После введения больших доз инсулина резко возрастает утилизация глюкозы скелетной и сердечной мышцами, гладкой мускулатурой, молочными железами и др. органами, что приводит к недостаточному поступлению глюкозы в клетки нервной системы (на проницаемость которых инсулин не действует). В результате появляются судороги, падение мышечного тонуса, понижение температуры тела, потеря сознания.

Глюкагон. Усиливает расщепление гликогена в печени, стимулирует синтез гликогена из аминокислот, тормозит синтез жирных кислот в печени, но активирует печеночную липазы, способствуя расщеплению жиров, стимулирует расщепление жира в жировой ткани.

Регуляция внутренней секреции поджелудочной железы. Образование инсулина и глюкагона регулируется уровнем глюкозы в крови. Увеличение содержания глюкозы в крови после приема ее больших количеств, а также при гипергликемии, связанной с напряженной физической работой и эмоциями, повышает секрецию инсулина. Наоборот, понижение уровня глюкозы в крови тормозит секрецию инсулина, но повышает секрецию глюкагона.

Концентрация инсулина зависит не только от интенсивности образования этого гормона, но и от скорости его разрушения.

Надпочечник – это парный орган, лежащий над почкой и состоящий из двух частей – коры и мозгового вещества.

Мозговое вещество надпочечников состоит из хромаффинных клеток, эмбриогенетически сходных с симпатической нервной системой. Эти клетки встречаются и на аорте у места разделения сонных артерий, в ганглиях симпатической нервной системы. Все эти клетки относятся к адреналовой системы, так как они вырабатывают адреналин и близкие к нему физиологически активные вещества.

Адреналин усиливает расщепление гликогена в мышцах и влечет за собой использование гликогенного резерва мышц в качестве источника энергии. Из печени глюкоза поступает в кровь и также может быть использована мышцами при их активной деятельности. Адреналин вызывает усиление и учащение сердечных сокращений, улучшает проведение возбуждения в сердце, вместе с тем он может повышать тонус ядер блуждающих нервов и потому может вызвать замедление сердечных сокращений. Адреналин суживает артериолы кожи, брюшных органов и тех скелетных мышц, которые находятся в покое. Адреналин не суживает сосуды работающих мышц. Адреналин ослабляет сокращение желудка и тонкого кишечника. Бронхиальная мускулатура при действии адреналина расслабляется, вследствие чего просвет бронхиол расширяется. Адреналин вызывает сокращение радиальной мышцы радужной оболочки, в результате чего зрачки расширяются. Вследствие сокращения гладких мышц кожи, поднимающих волоски (пиломоторы), появляется так называемая гусиная кожа.

Таким образом, адреналин вызывает экстренную перестройку функций, направленную на улучшение взаимодействия организма с окружающей средой, повышение работоспособности в чрезвычайных условиях.

Регуляция функции хромаффинной ткани надпочечников. При всех состояниях, которые сопровождаются чрезмерной деятельностью организма и усилением обмена веществ, например при эмоциональном возбуждении, мышечной работе и т.д., секреция адреналина увеличивается. Это объясняется физиологическими изменениями при эмоциональных состояниях у человека. Так, при повышении уровня глюкозы в крови и выделении ее с мочой у студентов во время экзаменов и у спортсменов в предстартовый период, обусловлены выделением адреналина надпочечниками.

Кора надпочечников. В коре различают: наружную – клубочковую, среднюю – пучковую и внутреннюю – сетчатую зоны. Гормоны коры надпочечников делятся на три группы: 1) минералокортикоиды – альдостерон и дезоксикортикостерон, выделяемые клубочковой зоной и регулирующие минеральный обмен; 2) глюкокортикоиды - гидрокортизон, кортизон и кортикостерон, выделяемые пучковой зоной и влияющие на углеводный, белковый и жировой обмен; 3) половые гормоны - андрогены, эстрогены, прогестерон, выделяемые сетчатой зоной.

Минералокортикоиды участвуют в регуляции минерального обмена (натрия и калия). Глюкокортикоиды (кортизон, гидрокортизон, кортикостерон) оказывают влияние на углеводный, белковый и жировой обмен. Наиболее активен кортизон. Половые гормоны коры надпочечников. Андрогены и эстрогены надпочечников играют важную роль в развитии половых органов в детском возрасте, когда функция половых желез еще слабо выражена. У людей после достижения половой зрелости роль этих гормонов невелика. Однако в старости после прекращения внутрисекреторной функции половых желез, кора надпочечников вновь становится единственным источником секреции андрогенов и эстрогенов.

Мужские половые железы наряду с семевыносящими протоками, семенными пузырьками, предстательной железой, бульбоуртеральными железами относятся к внутренним половым органам. К женским внутренним половым органам относятся яичники, маточные трубы матка, влагалище. Половые железы являются местом образования половых клеток – сперматозоидов и яйцеклеток, а также местом образования половых гормонов – андрогенов и эстрогенов.

Мужские половые железы человека развиваются в брюшной полости в виде парных органов. В яичке имеется еще разновидность клеток – интерстициальные эндокриноциты (клетки Лейдига), синтезирующие андрогены.

Для синтеза половых гормонов нужны два гормона гипофиза – ФСГ и ЛГ.

Эти гормоны гипофиза выделяются под действие гонадолиберина, образующегося в гипоталамусе. Под действием ЛГ у мужчин в семенниках интерстициальными клетками (Лейдига) секретируются андрогены.

Метаболическими и функциональными эффектами тестостерона являются: 1) половая дифференцировка в эмбриогенезе; 2) развитие первичных и вторичных половых признаков; 3) формирование структур цнс, обеспечивающих половое поведение и функции; 4) генерализованное анаболическое действие, обеспечивающее рост скелета, мускулатуру, распределение подкожного жира; 5) регуляция сперматогенеза; 6) задержка в организме азота, калия, фосфата, кальция; 7) активация синтеза РНК; 8) стимуляция эритропоэза.

Яичники покрыты однослойным однорядным кубическим эпителием, который представляет собой продолжение на яичник мезотелия брюшины.

Под эпителием располагается соединительнотканная белочная оболочка. В яичнике различают внутренний слой, богатый кровеносными сосудами и нервами, и наружный, в котором расположены женские половые клетки – ооциты, находящиеся на стадии роста. Ооциты окружены одним или несколькими слоями фолликулярных клеток, которые входят в состав вторичной оболочки. Ооциты вместе с окружающими их фолликулярными клетками называются фолликулами. Фолликулярные клетки выполняют трофическую функцию.

В результате секреции ФСГ аденогипофизом происходит развитие в яичнике первичных фолликулов во вторичные. По неизвестным пока причинам только один из последних становится третичным и превращается в граафов пузырек. Созревающие фолликулы секретируют эстрогены.

Эстрогены необходимы для процессов половой дифференцировки в эмбриогенезе, полового созревания и развития женских половых признаков, установления женского полового цикла, роста мышцы и железистого эпителия матки, развития молочных желез. В итоге, эстрогены неразрывно связаны с реализацией полового поведения, с овогенезом, процессами оплодотворения и имплантации яйцеклетки развития и дифференцировки плода, нормального родового акта.

Прогестерон является гормоном сохранения беременности, т.к. ослабляет готовность мускулатуры матки к сокращению. Необходим гормон в малых концентрациях и для овуляции.

ВРОЖДЕННЫЕ И ПРИОБРЕТЕННЫЕ ФОРМЫ ПРОВЕДЕНИЯ

План 1. Рефлекс как основная форма нервной деятельности.

2. Врождённые формы поведения. Безусловные рефлексы и инстинкты.

3. Классификация безусловных и условных рефлексов.

4. Условные рефлексы.

5. Понятие о функциональных системах.

1. Рефлекс как основная форма нервной деятельности Основной формой нервной деятельности являются рефлекторные акты.

Рефлекс – ответная реакция организма на раздражение из внешней или внутренней среды, осуществляемая и контролируемая при помощи ЦНС.

Рефлекторная дуга. Во всех органах тела располагаются нервные окончания, чувствительные к раздражителям, - рецепторы.

Принцип обратной связи. Между ЦНС и рабочими, исполнительными органами существуют как прямые, так и обратные связи. При действии раздражителя на рецепторы возникает двигательная реакция. В результате этой реакции от эффекторных органов – мышц нервные импульсы поступают в ЦНС. Это вторичные афферентные (центростремительные) импульсы постоянно сигнализируют нервным центрам о состоянии двигательного аппарата, и в ответ на эти сигналы из ЦНС поступают новые импульсы, включающие следующую фазу движения или изменяющие движение в соответствии с условиями деятельности. Значит, имеется кольцевое взаимодействие между регуляторами (нервными центрами) и регулируемыми процессами, что даёт основание говорить не о рефлекторной дуге, а о рефлекторном кольце, или рефлекторной цепи.

Поведение животных состоит из 2х типов рефлексов – безусловных и условных.

Безусловные рефлексы – это врождённые, наследственно передающие реакции организма, т.к. уже к моменту рождения животных и человека готовы нервные пути, по которым они осуществляются. В названии «безусловный» отражена особенность, что они не требуют для своего возникновения особых условий, кроме целостности рефлекторной дуги. Условные рефлексы – реакции, приобретённые организмом в процессе индивидуального развития на основе «жизненного опыта».

3. Классификация условных и безусловных рефлексов Всю совокупность безусловных и образованных на их основе условных рефлексов по их биологическому значению принято разделять на пищевые, оборонительные, половые, статокинетические и локомоторные, ориентировочные, поддерживающие гомеостаз и некоторые другие. Особое место среди безусловных рефлексов занимает ориентировочный рефлекс. Это рефлекс на новизну. Он возникает в ответ на любое изменение окружающей среды и выражается в настораживании, прислушивании, обнюхивании, повороте глаз и головы, иногда и всего тела на появившееся раздражение. Реакция эта врождённая и не исчезает при полном удалении коры полушарий большого мозга.

Условные рефлексы составляют определённый фонд знаний, индивидуального опыта человека. Они накапливаются при определённых условиях жизни организма и исчезают при отсутствии соответствующих условий.

Условные рефлексы – это индивидуальная приспособительная деятельность высокоорганизованного организма, осуществляемая ЦНС путём образования временных связей, между сигнальным раздражителем и соответствующей ответной реакцией.

Биологическая роль условных рефлексов заключается в осуществлении ими индивидуального поведения, они возникают и изменяются в зависимости от внешних условий и лежат в основе психического поведения.

Условные рефлексы подразделяются по целому ряду следующих признаков: по биологическим признакам: пищевые, половые, оборонительные и.т.д.; по характеру условного сигнала: натуральные, искусственные; по виду раздражителя; по сочетанию условного сигнала и безусловного раздражителя.

Значение условных рефлексов заключается в следующем:

Более совершенное взаимодействие организма с окружающей Условные рефлексы уточняют, усложняют взаимодействие организма с окружающей средой.

Условные рефлексы лежат в основе поведения, воспитания, обучения.

Физиологическую основу условного рефлекса составляет процесс замыкания временной связи. Временная связь – это совокупность нейрофизиологических, биохимических и ультраструктурных изменений мозга, возникающих в процессе сочетания условного и безусловного раздражителей и формирующих определённые взаимоотношения между различными мозговыми образованиями.

Механизм образования условного рефлекса проходит следующие этапы:

1. Иррадиация возбуждения в ЦНС.

2. Период синаптического облегчения.

3. Формирование двух доминантных очагов возбуждения.

Торможение условнорефлекторной деятельности. Выделяют безусловное и условное торможение условнорефлекторной деятельности. Безусловное торможение свойственно всем отделам нервной системы. Его не нужно вырабатывать, оно появляется одновременно с началом рефлекса, угнетая остальные рефлексы. Любой сильный раздражитель вызывает в коре образование сильного очага возбуждения, который тормозит деятельность других очагов. Выделяют следующие виды безусловного торможения: постоянный тормоз, гаснущий тормоз. Условное торможение называется внутренним, т.к.причина торможения условного рефлекса находится в пределах его рефлекторной дуги. Различают несколько видов условного торможения: угасательное, дифференцировочное, условный тормоз, торможение запаздывания.

Сон – особое состояние ВНД, широко разлившееся внутреннее торможение, выполняющее охранительную роль.

Функциональная система – совокупность органов и тканей, относящихся к различным анатомо-функциональным образованиям и временно объединяющихся для достижения полезного приспособительного результата.

Функциональная система состоит из 4 звеньев:

1. Центральное звено – нервные центры, которые возбуждаются для достижения полезного приспособительного результата;

2. Исполнительное звено – внутренние органы 3. Обратная связь 4. Полезная приспособительная реакция.

Выделяют следующие стадии формирования и деятельности функциональных системы:

1-я - афферентного синтеза;

2-я - принятия решения;

3-я – формирования акцептора результата действия;

4-я – действие;

5-я – результат действия;

6-я – обратной афферентации;

7-я – сопоставление полученного результата с эталоном Основные свойства функциональных систем состоят в следующем:

1. Динамичность – функциональная система временное образование, формируется в процессе жизнедеятельности в соответствии с преобладающими потребностями организма.

2. Саморегуляция – функциональная система обеспечивает поддержание на постоянном уровне констант организма.

ПСИХИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

План 1. Типы ВНД.

2. Асимметрия мозга. Понятие о первой и второй сигнальных системах.

3. Физиологические основы сознания у человека и животных.

4. Функциональные расстройства ВНД. Неврозы.

5. Память. Виды запоминания. Забывание. Гигиена памяти и методы её улучшения.

В повседневной жизни мы замечаем, что люди, попадая в одни и те же ситуации, ведут себя по разному. Однако за этим большим разнообразием поведенческих реакций и поступков проступают некоторые общие схемы или типы поведения. Это обстоятельство было отмечено ещё в древние времена и было положено в основу греческой медицины, испытавшей сильное влияние Гиппократа. Греко-арабско- персидско-таджикская медицина основана на признании четырёх элементов или стихий природы: воздуха, воды, огня и земли. Соответственно и в организме различаются четыре основные материи, каждая из которых соответствует одному из элементов или стихий природы (кровь, лимфа, желчь, чёрная желчь). Комбинации этих материй и определяет особенности, тип поведения человека. Эта идея легла в основу первой классификации темпераментов, изложенной в трудах Гиппократа. Он считал, что уровень жизнедеятельности человека зависит от соотношения четырёх жидкостей (материй), циркулирующих в организме – крови, желчи, чёрной желчи и слизи (лимфы, флегмы). Смесь этих жидкостей определяет индивидуальное своеобразие каждого организма. В переводе с греческого на латинский слово «смесь» звучит как «temperamentum». Отсюда классификация индивидов была названа классификацией темпераментов. Так, Гиппократ, исходя из учения о «соках тела», считал, что преобладание горячей крови (sangvis) делает человека энергичным и решительным сангвиником, избыток охлаждающей слизи (phlegma) предают ему черты хладнокровного и медлительного флегматика, едкая желчь (chole) обусловливает вспыльчивость и раздражительность холерика, а чёрная испорченная желчь (melan chole) определяет поведение вялого и унылого меланхолика Сейчас эта классификация известна как учение Гиппократа о четырёх видах темпераментов.

Для сангвиника характерны высокая психическая, эмоциональная активность, богатая жестикуляция. Он подвижен, впечатлителен, быстро отзывается на окружающие события, сравнительно легко переживает неудачи и неприятности.

Поведение холерика отличает высокий уровень активности, энергичность действий, резкость и стремительность движений, сильные, импульсивные и ярко выраженные эмоциональные переживания. Несдержанность, вспыльчивость в эмоциогенных ситуациях.

Темперамент меланхолика отличается низким уровнем нервнопсихической активности, высокой эмоциональной реактивностью; отсюда эмоциональная ранимость, сниженный уровень двигательной и речевой активности.

Меланхолик замкнут, склонен к тяжёлым внутренним переживаниям при отсутствии серьёзных причин.

Флегматика отличает низкий уровень поведенческой активности. Он медлителен, спокоен, ровен. Ему трудно переключаться с одной деятельности на другую. Характеризуется постоянством чувства и настроений.

Классификация Гиппократа относится к гуморальным теориям.

Позже эта линия была продолжена немецким философом И. Кантом, который также считал природной основой темперамента особенности крови.

Теория темперамента Э. Кречмера, получившая распространение в 30х годах нашего века, строилась на изучении связи психических особенностей человека с его конституцией. Он определяет темпераменты на основе выделенных им конституционных типов сложения. Им было замечено, что у большинства страдающих маниакально – депрессивным психозом часто встречается пикническое телосложение: широкая грудь, коренастая, широкая фигура, крупная голова, выступающий живот. У больных шизофренией чаще астеничесий тип конституции: длинная и узкая грудная клетка, длинные конечности, удлинённое лицо, слабая мускулатура. Пикническому конституционному типу, по Кречмеру, соответствует циклоидный темперамент, для которого характерна адекватная реакция на внешние стимулы, открытость, естественность, плавность движений. Настроение таких лиц изменяется от весёлого у маниакальных субъектов до сниженного, мрачного у депрессивных индивидов. Астеническому типу свойственен шизоидный темперамент:

замкнутость, уход в себя, неадекватность реакций внешним воздействиям.

Настроение меняется от раздражительности до бесчувствия, равнодушия. По мнению Кречмера, связь телосложения с психикой, отчётливо выступившая у больных, существует и у здоровых, но в скрытой форме.

К морфологическим теориям темперамента относится не только теория Кречмера, но и концепция американского психолога У.Шелдона, который выделил три основных типа соматической конституции: эндоморфный, мезоморфный и эктоморфный. Эндоморфный тип отличается мягкостью и округлостью внешнего облика, слабым развитием костной и мышечной систем.

Ему соответствует темперамент с чувственными устремлениями, любовь к комфорту, мышечная расслабленность, наслаждение едой, душевная теплота в общении с другими людьми. Мезоморфный тип характеризуется развитой костно-мышечной системой, атлетичностью, силой. Для него характерна резкость движений, склонность к риску, потребность в физических упражнениях, активность, смелость, властолюбие, безразличие к боли, агрессивность.

Экстроморфному типу свойственна хрупкость телосложения, отсутствие выраженной мускулатуры. Такие лица сдержанны, заторможены, скрытны, пугливы, склонностью к одиночеству.

Эти выводы во многом противоречивы. Однако в целом между телосложением и психическими качествами существует хотя и слабая, но статистически достоверная связь.

Заслугой Павлова явилось то, что он связал четыре типа темперамента, выделяемые античной классификацией, со свойствами нервной системы, выделив среди них силу, уравновешенность и подвижность возбудительного и тормозного процесса. Четыре основных типа комбинаций этих свойств Павлов описал как четыре типа высшей нервной деятельности.

Сильный, уравновешенный, подвижный тип нервной системы у сангвиников.

Сильный, уравновешенный, инертный тип нервной системы – у флегматиков.

Сильный, неуравновешенный тип н.с. – у холериков.

Слабые нервные процессы отличают меланхоликов.

Павлов проводил опыта на собаках, оказалось, что у одних собак условные рефлексы вырабатываются быстро и прочно, а у других – с трудом и легко угасают. В этом проявляется первый прямой показатель типологических различий – сила процесса условного возбуждения. В свою очередь собаки с сильным возбудительным процессом разделились на таких, которые хорошо вырабатывали дифференцировки, и не справляющихся с этой задачей. Так определился второй показатель типологических различий – сила процесса условного торможения. Наконец, при сильных возбудительных и тормозных процессах одни собаки лучше, а другие хуже могли переделывать сигнальное значение положительных и отрицательных условных раздражителей, т.е.

проявляли разную способность переучивания. Отсюда третий показатель типологических различий – подвижность нервных процессов.

2. Асимметрия мозга. Понятие о первой и второй сигнальных системах Формирование высших психических функций (язык, восприятие, память и др.) в онтогенезе проходит длинный путь. В раннем онтогенезе они проявляются в развернутой форме предметной деятельности. По мере созревании мозга эти операции «свертываются» и приобретают характер внутренних умственных действии. Как правило, они опираются на ряд внешних вспомогательных средств.

Остановимся на двух аспектах проблемы локализации психических функций в мозге человека, которые представляются наиболее важными. Первое, что следует отметить, — высшие формы психической деятельности человека всегда опираются на внешние средства.

Асимметрия функций полушарий головного мозга. В настоящее время функциональная асимметрия больших полушарий головного мозга человека стала одной из важнейших проблем физиологии высшей нервной деятельности.

Молодой нейрохирург Поль Брока сообщил на заседании «Общества антропологов» в Париже о том, что центр, контролирующий речь, находится в лобных долях. Однако сообщение П. Брока также не произвело на членов научного общества глубокого впечатления. Вскоре он представил еще несколько аналогичных препаратов мозга больных, страдавших потерей речи. Область мозга, разрушение которой приводило к потери речи, стали называть его именем — центр Брока. Концепция, развиваемая Брока, известна теперь как концепция доминантности полушарий.

Немецкий невропатолог Карл Вернике (1876) предположил на основании обширного клинического материала, что задняя треть первой височной извилины левого полушария является «центром сенсорных образов слов» или, как он тогда выражался, «центром понятия слова». Эта область была названа зоной Вернике. Оказалось, что у здорового человека правши правое полушарие обладает особыми зрительно-пространственными способностями. Применение различных тестов показало, что больные с поврежденным правым или левым полушарием выполняют их не одинаково. Применялись, в частности, тесты двух видов: назвать увиденное (вербализация) и правильно воспринять пространство. Теперь уже не вызвало удивления, что при повреждении левого полушария страдают вербальные способности.

Общими для животных и человека являются синтез непосредственных конкретных сигналов предметов или явлений окружающего мира, приходящих от зрительных, слуховых, и других рецепторов организма и составляющих первую сигнальную систему.

Вместе с тем у человека в процессе трудовой деятельности и социального развития проявилась, развилась и усовершенствовалась вторая сигнальная система, связанная со словесными сигналами, с речью. Эта система сигнализации состоит в восприятии слов – слышимых, произносимых и видимых при чтении. Способность понимать, а потом и произносить слова развивается у ребёнка в результате ассоциации определённых звуков со зрительными, тактильными и другими впечатлениями о внешних объектах.

Речь — форма общения людей друг с другом с помощью устных и письменных сигналов в виде слов, являющаяся элементом мышления человека.

Речь может быть внутренней — необходимой формой процесса мышления, и внешней, с помощью которой человек сообщает свои мысли другим людям.

Речь — это главная форма языка человека.

Язык человека — средство общения людей друг с другом, главной формой которого является письменная и устная речь, а также формулы и символы, рисунки, жесты, мимика. В антропогенезе язык возник как средство общения в процессе охоты на диких зверей, защиты при нападении их, сооружения жилища, в поисках пещеры и т.д. Вначале это были отдельные звуки в виде сигналов, например об опасности, как у животных. В процессе труда возникла необходимость обращения друг к другу. Отдельные звуки превращались в более сложные сигналы, из которых впоследствии сформировались слова, затем фразы, речь.

3.Физиологические основы сознания у человека и животных Сознание — это идеальное, субъективное, адекватное отражение реальной действительности при участии мозга. Сознание является высшей функцией мозга. Оно отражает реальную действительность в различных формах психической деятельности человека: ощущение, восприятие, представление, мышление, внимание, чувства (эмоции) и воля.

Подключение сознания обычно достигается активацией большого количества структур, где ведущее значение имеют кора большого мозга с ближайшей подкоркой, Лимбическая система, их взаимодействие. Важнейшую роль играют восходящие активирующие влияния ретикулярной формации.

Интуиция — источник гипотез, открытий, возможных благодаря трансформации и рекомбинации следов памяти (энграмм). Интуиция — это результат подсознательной (неосознаваемой) деятельности мозга: догадка, чутье на основании накопленных знаний и навыков, в любой сфере деятельности (интуитивный ход в шахматной игре, решение математической задачи и т.п.).

Осознаваемая деятельность мозга — это наиболее сложная форма психической деятельности человека, к этому виду деятельности относят следующие.

Все виды психической деятельности: ощущение, восприятие, мышление, внимание и др.

4.Функциональные расстройства ВНД. Неврозы Термин «невроз» ввел более 200 лет тому назад шотландский врач У.Куллен. С тех пор представление о неврозе многократно пересматривалось.

Вначале к этой группе заболеваний относили большое число болезней без явного патоморфологического дефекта. Определение невроза как «заболевания нервной системы без органических поражений» оказалось неудачным.

Современная физиология считает, что невроз — это заболевание, обусловленное психической травмой.

В школе И. П. Павлова все функциональные нарушения высшей нервной деятельности стали определять как эксперименталь ный невроз, однако такой подход затруднял сопоставление клинических и экспериментальных неврозов.

Интерес к экспериментальным неврозам в павловской лаборатории возник почти случайно. В опытах М.Н.Ерофеевой сотрудницы И. П. Павлова, была показана возможность выработки условного пищевого рефлекса на сильное электроболевое раздражение. Другая сотрудница лаборатории, Н. Р.