Ушни заболявания 

Физиологични системи на тялото.


Страница 1 от 3

мускулна дейностможе да причини значителни промени в тялото, в крайни случаи дори да доведе до смърт, и може много слабо да повлияе на процесите, протичащи в него. Зависи от интензивността и продължителността мускулна работа. Колкото по-интензивно и продължително е натоварването на мускулите, толкова повече промени причинява в тялото.

Ако натоварването е изключително интензивно или продължително, тогава всички структури на тялото започват да работят, за да осигурят такова високо ниво на жизнена активност. При тези условия няма нито една система, нито един орган, който да е безразличен към физическата активност. Някои системи увеличават активността си, осигурявайки мускулна контракция, докато други забавят, освобождавайки резервите на тялото.

Дори мускулната работа с ниска интензивност никога не е работа само на един мускул, тя е дейност на целия организъм.

Физиологични системи, които повишават активността си по време на мускулна работа и подпомагат нейното изпълнение, се наричат ​​системи за осигуряване на мускулна дейност. Те включват:

Нервна система.Той изпраща изпълнителни команди към мускулите и вътрешните органи, получава и анализира информация от тях и от околната среда и осигурява координирано взаимодействие на мускулите с други органи. Дейността на нервната система се влияе от системата на жлезите с вътрешна секреция (строго погледнато, във физиологията нервната система не се класифицира като система за осигуряване на мускулната дейност, а се счита за система за контрол на мускулната дейност, но в този случай основното е да знаете, че нервната система участва пряко в мускулната работа) .

кръвоносна система,който извършва преноса на кислород, хормони и химикали, необходими за осигуряване на свиващи се мускули с енергия, както и отстраняването на продуктите от повишената жизнена активност на мускулните клетки.

Съдова система, с които тялото регулира притока на кръв към работещите мускули. Съдовете на работещите мускули, както и органите, които осигуряват мускулна контракция, се разширяват, така че към тях тече повече кръв. Съдовете на неработещите мускули и неработещите органи се стесняват и към тях тече значително по-малко кръв. Тези промени настъпват под контрола на нервната система и системата на ендокринните жлези. Вазоконстрикцията и дилатацията също се влияят от метаболитни продукти, образувани в резултат на мускулна контракция.

Сърдечна системакоето увеличава скоростта на кръвния поток през съдовете. Благодарение на това кръвта има време да достави повече кислород и хранителни вещества на работещите мускули за единица време. Промените в дейността на сърцето се регулират от нервната система, нейните собствени механизми и хормоните на ендокринните жлези (системите на сърцето и кръвоносните съдове са толкова взаимосвързани, че често се обединяват в едно - сърдечно-съдовата система).

Дихателната система, което осигурява по-голямо насищане на кръвта с кислород за единица време. Дейността на дихателната система се регулира от нервната система, нейните собствени механизми и системата на жлезите с вътрешна секреция.

Система на ендокринните жлези, които осигуряват хормонална подкрепа за извършваната работа. Работата на жлезите с вътрешна секреция се регулира от собствените им механизми и нервната система. Хормоните са високоактивни биологични вещества. Без повечето от тях организмът на човека и бозайника не може да съществува повече от няколко часа, след което настъпва смърт. Високото съдържание на определени хормони в кръвта ви позволява да увеличите ефективността на тялото няколко пъти.

система за подбор,които включват бъбреците, кожата и белите дробове. Отделителната система премахва огромно количество продукти на разпадане, получени в резултат на мускулната дейност. Работата на отделителната система се регулира от собствени механизми, хормони на жлезите с вътрешна секреция и нервната система.

система за терморегулация,които включват кожата и белите дробове. Системата за терморегулация осигурява връщането във външната среда на голямо количество топлина, генерирана в резултат на мускулното съкращение. Така тялото е защитено от прегряване. Дейността на системата за терморегулация се контролира от собствени механизми, хормони на жлезите с вътрешна секреция и нервната система.

Дейността на други системи на тялото, които не участват в осигуряването на мускулна работа, е значително инхибирана по време на нейното изпълнение, до пълно спиране. Например дейността на храносмилателната система, висшите психични функции на нервната система, повечето сетивни органи и репродуктивната система са подложени на инхибиране. При продължителна интензивна мускулна дейност се инхибират процесите на регенерация (формиране) на тъканите, процесите на синтез в клетките, процесите на растеж в клетките и тъканите и много други процеси, които не са важни за мускулната контракция. Ето защо, наред с други причини, се препоръчва почивка на болен човек в острия период на заболяването. Инхибирането на процесите на растеж и развитие по време на мускулна работа влиза в противоречие с преобладаващите процеси в растящото детско тяло: децата не са в състояние да извършват твърде дълга или интензивна работа.

След прекратяване на мускулната работа тялото трябва да приведе дейността на системите в съответствие със състоянието на покой, да възстанови запасите от консумирани хранителни вещества, да окисли и отстрани натрупаните продукти на разпадане, да забави дейността на работещите преди това мускули, нерви и др. клетки, като по този начин започват възстановителни процеси в тях. В същото време тялото трябва да възобнови работата на преди това инхибирани функции.

Така както самата мускулна дейност, така и нейното спиране за тялото е сложен процес, който засяга всичките му структури.

Да се задвижваща системавключват скелета (пасивната част на двигателната система) и мускулите (активната част на двигателната система). Скелетът включва кости и техните връзки (например стави).

Скелетслужи като опора за вътрешните органи, място за закрепване на мускулите, предпазва вътрешните органи от външни механични повреди.

В костите на скелета се намира костният мозък - хемопоетичният орган. Съставът на костите включва голямо количество минерали (най-известните са калций, натрий, магнезий, фосфор, хлор). Минералите се отлагат в костите в резерв, когато са в излишък в тялото и напускат костите, когато са в дефицит в тялото. Следователно костите играят важна роля в един от видовете метаболизъм - минералния метаболизъм.

мускулипоради способността да се свиват, те привеждат в движение отделни части на тялото, осигуряват поддържането на дадена поза. Мускулната контракция е придружена от производството на голямо количество топлина, което означава, че работещите мускули участват в генерирането на топлина. Добре развитите мускули са отлична защита за вътрешните органи, кръвоносните съдове и нервите.

Костите и мускулите, както по маса, така и по обем, съставляват значителна част от целия организъм. Мускулната маса на възрастен мъж е от 35 до 50% (в зависимост от това колко са развити мускулите) от общото телесно тегло, жените - около 32-36%. Костите съставляват 18% от телесното тегло при мъжете и 16% при жените. Следователно промените, настъпващи в такава значителна част от тялото, неизбежно се отразяват във всички други органи и системи. Това означава, че чрез въздействие върху двигателната система е възможно да се повлияе и на други системи на тялото.

мускулна дейносте резултат от мускулна контракция. Природата е дала на тези клетки способността да намаляват по размер, като същевременно преодоляват външната съпротива. За да направите това, във всяка мускулна клетка има специални структури, наречени контрактилни елементи. По химическа природа контрактилните елементи са протеини.

Процесът на свиване не се ограничава до промени в мускулите по време на работа. Мускулната контракция изисква енергия, а тя се образува в резултат на разграждането на АТФ (аденозинтрифосфорна киселина). Намаляването на АТФ изисква енергия за разпадане на други вещества. Следователно, по време на мускулна работа, скоростта и интензивността на метаболизма в мускулните клетки се увеличават (скоростта и интензивността на разпадането и синтеза на вещества).

Интензивните процеси на разграждане на веществата в мускулните клетки по време на работа са придружени от образуването на голям брой разпадни продукти. Концентрацията на разпадните продукти в клетката е един от регулаторите на интензивността на мускулната контракция. С увеличаване на концентрацията интензивността на контракцията намалява и при достигане на определено ниво контракцията става невъзможна. По този начин клетката се предпазва от извършването на твърде много работа.

Свиващите се мускули се нуждаят от повишено снабдяване с кислород и хранителни вещества от кръвта и отстраняване на продуктите от разпадане. Хранителните вещества, разграждайки се, осигуряват енергия за мускулна контракция, а кислородът участва в това разграждане. За да се осигури повишена доставка на кислород и хранителни вещества, както и бързо отстраняване на продуктите от разпадане, скоростта на кръвния поток в работещите мускули се увеличава и кръвоносните съдове се разширяват. Тези промени не изчезват веднага след прекратяване на мускулната работа, но продължават известно време. Следователно, поради по-голямото кръвоснабдяване след тренировка, обемът на мускула, измерен в сантиметри, е по-голям, отколкото преди тренировка.

Енергията на разпадането на химикалите се използва за синтез АТФпо-малко от 50% (само разграждането на АТФ може да осигури енергия за мускулна контракция). Основната част от тази енергия се разсейва под формата на топлина. Топлината се генерира и от триенето на контрактилните елементи на мускулните клетки. Следователно по време на работа температурата на свиващите се мускули се повишава. Повишаването на температурата може да бъде до няколко градуса, в зависимост от продължителността на работа и нейния интензитет. Кръвта, протичаща през работещите мускули, се нагрява и пренася тази топлина в други части на тялото, като по този начин осигурява тяхното затопляне и относително равномерно разпределение на топлината в тялото.

Актуализирано: 07 ноември 2011 г. Преглеждания: 27281

Орган – това е отделна част от тялото, която има определена форма, структура, местоположение и изпълнява определени специфични функции. Органът се образува от система от тъкани, в която преобладава една (две) от тях. Група от органи, които са анатомично свързани помежду си, имат общ структурен план, единство на произход и изпълняват определена физиологична функция, образуват система от органи.

В човешкото тяло обикновено се разграничават следните органи: нервна, ендокринна, мускулно-скелетна, кръвоносна (сърдечно-съдова), дихателна, храносмилателна, отделителна, покривна, полова. Понякога лимфната система е изолирана отделно от сърдечно-съдовата система.

Мускулно-скелетна система. Състои се от пасивна част (скелет) и активна част (мускули). В допълнение към поддържащата и двигателната система, тази система изпълнява защитна функция (предпазва централната нервна система и вътрешните органи от външни механични въздействия) и хемопоетична функция (хемопоетичният орган е червеният костен мозък).

Кръвоносна системасе състои от сърце и кръвоносни съдове. Функцията на тази система е да осигури движението на кръвта през съдовете. Това се извършва предимно чрез контракции на сърцето.

Съдовете, които пренасят кръвта от сърцето, се наричат ​​артерии, а тези, които пренасят кръв към сърцето, се наричат ​​вени. От сърцето излизат големи артерии, които се разделят на все по-малки и преминават в капиляри, а тези от своя страна преминават в малки вени, които се обединяват във все по-големи, които се вливат в сърцето.

Кръвта (течна съединителна тъкан) изпълнява транспортни и защитни функции. Транспортната функция е, че кръвта, на първо място, пренася към тъканите кислород, хранителни вещества, биологично активни вещества, различни йони и др. и, второ, премахва метаболитните отпадъчни продукти, като въглероден диоксид, от тъканите. Защитната функция се състои, първо, в осигуряване на имунитет (борба с чужди вещества, които влизат в тялото, както и бактерии, вируси и т.н.) и, второ, в осигуряване на съсирването на кръвта, което спира кървенето в случай на съдови наранявания.

лимфна система, състоящ се от лимфни съдове и лимфни възли, осигурява движението на лимфата. За разлика от кръвоносната система, лимфната система започва с малки затворени капиляри, които се събират във все по-големи. Двата най-големи лимфни канала се вливат във вените на кръвоносната система. Лимфата, както и кръвта, участват в създаването на имунитета. В допълнение, главно през лимфата има изтичане на тъканна течност.

Кръвта, лимфата и тъканната течност образуват вътрешната среда на тялото, чието основно свойство е да поддържа постоянството на собствените си физически и химични характеристики (хомеостаза). Тъканната (междуклетъчната) течност се екскретира главно от кръвта, след това навлиза в лимфната система и от нея отново в кръвта.


Дихателната система. Състои се от дихателни пътища (носна кухина, назофаринкс, ларинкс, трахея, бронхи) и бели дробове. Основната функция е да доставя кислород в кръвоносната система и да премахва въглеродния диоксид от тялото. Кислородът се транспортира с кръв до тъканите, където участва в клетъчното дишане (виж по-горе). По този начин дихателната система е необходима, за да може енергията да се освобождава и съхранява в клетките.

Храносмилателната система. Състои се от устна кухина, фаринкс, хранопровод, стомах и черва, както и храносмилателни жлези (слюнчени, чревни, панкреас, черен дроб). Основните функции са механичната и химичната обработка на храната, усвояването на продуктите от нейното смилане в кръвта и лимфата и отстраняването на неразградените остатъци от тялото.

Хранителните вещества (мазнини, протеини, въглехидрати) са необходими за синтеза на органични молекули по време на растежа и обновяването на тялото, както и за получаване на енергия в процеса на клетъчното дишане. Тези вещества обаче обикновено са много големи молекули, които не могат да преминат през чревната стена в кръвта. Следователно в процеса на храносмилането с помощта на ензими големите молекули се разделят на по-малки, които навлизат в кръвта и лимфата. След това се пренасят в тъканите и се използват в процесите на асимилация и дисимилация. В допълнение към мазнините, протеините и въглехидратите, витамините и минералите влизат в тялото с храната. Витамините са органични съединения с различен химичен характер, които не се синтезират в организма, но са необходими за изпълнението на редица важни функции. Витамините имат висока биологична активност, така че са необходими в много малки количества.

отделителна система. В процеса на обмяната на веществата в организма се образуват редица метаболитни отпадни продукти (вече ненужни и дори вредни съединения). Всички те се отстраняват от тялото чрез различни органи. Въглеродният диоксид се отстранява през дихателната система, неразградените хранителни остатъци се отделят от червата, крайните продукти на протеиновия метаболизъм (урея, пикочна киселина, амоняк) се отстраняват чрез потните жлези в кожата заедно с водата.

В тесен смисъл отделителната система се отнася до бъбреците и свързаните с тях органи (уретери, пикочен мехур, уретра). В бъбреците се образува урина, която представлява воден разтвор на различни соли, крайни продукти от белтъчната обмяна, чужди вещества, хормони и витамини. Бъбречният епител извлича всички тези вещества от кръвта, движейки се през кръвоносните съдове, плътно проникващи в бъбреците.

покривна системапредставена от кожата. Функциите на кожата са многобройни. Предпазва организма от вредното влияние на околната среда, участва в терморегулацията, освобождава крайните метаболитни продукти и вода. Освен това в кожата има много чувствителни образувания - рецептори, които възприемат тактилни, температурни и болкови дразнения.

репродуктивна системаосигурява възпроизводството на организма. В половите жлези узряват яйцеклетки (в яйчниците) и сперматозоиди (в тестисите). Половите жлези също са жлези с вътрешна секреция, в които се синтезират полови хормони.

Нервна и ендокринна системиизпълнява контролни функции, т.е. стоят над всички други системи на тялото. В същото време нервната система осигурява комуникация с външната среда, регулиране и координиране на дейността на вътрешните органи. Висшите части на централната нервна система (ЦНС) са анатомичната основа за осъществяването на най-сложните психични функции. Ендокринната система извършва хуморална (с помощта на хормони) регулация на функциите на тялото (виж следващия раздел).

Обичайно е да се разграничават следните физиологични системи на тялото: кост (човешки скелет), мускулна, кръвоносна, дихателна, храносмилателна, нервна, кръвоносна система, ендокринни жлези, анализатори и др.

Кръвта като физиологиченкръв -течна тъкан, циркулираща в система, течна тъкан кръвоносна система и осигуряване на жизнената дейност на клетките и тъканите на тялото като орган и физиологична система. Състои се от плазма(55-60%) и суспендирани в него фасонни елементи:еритроцити, левкоцити, тромбоцити и други вещества (40-45%) (фиг. 2.8); има леко алкална реакция (7,36 pH).

еритроцити -червените кръвни клетки, имащи формата на кръгла вдлъбната пластина с диаметър 8 и дебелина 2-3 микрона, са пълни със специален протеин - хемоглобин, който е в състояние да образува съединение с кислород (оксихемоглобин) и да го транспортира от белите дробове към тъканите и от тъканите за пренос на въглероден диоксид към белите дробове, като по този начин изпълнява дихателната функция. Продължителността на живота на един еритроцит в тялото е 100-120 дни. Червеният костен мозък произвежда до 300 милиарда млади червени кръвни клетки, като ги доставя ежедневно на кръвта. 1 ml човешка кръв обикновено съдържа 4,5-5 милиона червени кръвни клетки. За хората, които активно се занимават с двигателна дейност, този брой може да се увеличи значително (6 милиона или повече). левкоцити -белите кръвни клетки изпълняват защитна функция, унищожавайки чужди тела и патогенни микроби (фагоцитоза). 1 ml кръв съдържа 6-8 хиляди левкоцити. тромбоцити(а те се съдържат в 1 ml от 100 до 300 хиляди) играят важна роля в сложния процес на кръвосъсирването. Хормони, минерални соли, хранителни вещества и други вещества, с които доставя тъканите, се разтварят в кръвната плазма, а също така съдържа продукти на разпадане, отстранени от тъканите.



В кръвната плазма има и антитела, които създават имунитет (имунитет) на организма към токсични вещества от инфекциозен или друг произход, микроорганизми и вируси. Кръвната плазма участва в транспортирането на въглероден диоксид до белите дробове.

Постоянността на състава на кръвта се поддържа както от химичните механизми на самата кръв, така и от специалните регулаторни механизми на нервната система.

Когато кръвта се движи през капилярите, проникващи във всички тъкани, част от кръвната плазма непрекъснато се просмуква през стените им в интерстициалното пространство, което образува интерстициална течност,обграждащи всички клетки на тялото. От тази течност клетките абсорбират хранителни вещества и кислород и отделят въглероден диоксид и други метаболитни продукти в нея. По този начин кръвта непрекъснато предава хранителните вещества, използвани от клетките, в интерстициалната течност и абсорбира веществата, освободени от тях. Тук се намират и най-малките лимфни съдове. Някои вещества от интерстициалната течност се просмукват в тях и се образуват лимфа,който изпълнява следните функции: връща протеини от интерстициалното пространство в кръвта, участва в преразпределението на течности в тялото, доставя мазнини в клетките на тъканите, поддържа нормалното протичане на метаболитните процеси в тъканите, унищожава и премахва патогените от тялото. Лимфата през лимфните съдове се връща в кръвта, във венозната част на съдовата система.

Общото количество кръв е 7-8% от телесното тегло на човека. В покой 40-50% от кръвта е изключена от циркулацията и се намира в "кръвните депа": черния дроб, далака, кожните съдове, мускулите и белите дробове. Ако е необходимо (например по време на мускулна работа), резервният обем кръв се включва в кръвообращението и рефлексивно се насочва към работния орган. Освобождаването на кръвта от "депото" и нейното преразпределение в тялото се регулира от централната нервна система.

Животозастрашаваща е загубата на повече от 1/3 от количеството кръв. В същото време намаляването на количеството кръв с 200-400 ml (дарение) е безвредно за здрави хора и дори стимулира процесите на хемопоеза. Има четири кръвни групи (I, II, III, IV) .. При спасяване на живота на хора, които са загубили много кръв, или при някои заболявания, кръвопреливането се извършва, като се вземе предвид групата. Всеки човек трябва да знае своята кръвна група.

Сърдечно-съдовата система.Кръвоносната система се състои от сърце и кръвоносни съдове. сърце -основният орган на кръвоносната система - е кух мускулен орган, който извършва ритмични контракции, поради което протича процесът на кръвообращението в тялото. Сърцето е автономно, автоматично устройство. Работата му обаче се коригира от множество директни и обратни връзки, идващи от различни органи и системи на тялото. Сърцето е свързано с централната нервна система, която има регулаторен ефект върху работата му.

Сърдечно-съдовата система се състои от големи и малки кръгове на кръвообращението(фиг. 2.9). Лявата половина на сърцето служи на големия кръг

кръвообращение, дясно - малко. Системното кръвообращение започва от лявата камера на сърцето, преминава през тъканите на всички органи и се връща в дясното предсърдие. От дясното предсърдие кръвта преминава в дясната камера, откъдето започва белодробното кръвообращение, което преминава през белите дробове, където венозната кръв, отделяйки въглероден диоксид и насищайки се с кислород, се превръща в артериална кръв и отива в лявото предсърдие. От лявото предсърдие кръвта навлиза в лявата камера и оттам отново в системното кръвообращение.

Дейността на сърцето се състои в ритмична промяна на сърдечните цикли, състоящи се от три фази: предсърдно свиване, камерно свиване и обща релаксация на сърцето.

пулс -вълна от трептения, разпространяваща се по еластичните стени на артериите в резултат на хидродинамичното въздействие на част от кръвта, изхвърлена в аортата под високо налягане по време на свиването на лявата камера. Честотата на пулса съответства на сърдечната честота. Сърдечната честота в покой (сутрин, в легнало положение, на гладно) е по-ниска поради увеличаване на силата на всяка контракция. Намаляването на честотата на пулса увеличава абсолютната пауза за почивка на сърцето и за възстановителните процеси в сърдечния мускул. В покой пулсът на здрав човек е 60-70 удара / мин.

Кръвно наляганесе създава от силата на свиване на вентрикулите на сърцето и еластичността на стените на съдовете. Измерва се в брахиалната артерия. Разграничете максималното (или систолично) налягане, което се създава по време на свиването на лявата камера (систола), и минималното (или диастолично) налягане, което се отбелязва по време на отпускането на лявата камера (диастола). Налягането се поддържа от еластичността на стените на разширената аорта и други големи артерии. Нормално здрав човек на възраст 18-40 години в покой има кръвно налягане 120/70 mm Hg. Изкуство. (120 mm систолно налягане, 70 mm диастолно). Най-голяма стойност на кръвното налягане се наблюдава в аортата.

Колкото по-далеч от сърцето, кръвното налягане пада. Най-ниското налягане се наблюдава във вените, когато се вливат в дясното предсърдие. Постоянната разлика в налягането осигурява непрекъснат поток на кръвта през кръвоносните съдове (в посока на намаленото налягане).

Дихателна система Дихателна системавключва носна кухина, ларинкс, трахея, бронхии бели дробове.В процеса на дишане кислородът непрекъснато се доставя от атмосферния въздух през алвеолите на белите дробове и въглеродният диоксид се отделя от тялото (фиг. 2.10 и 2.11).

Трахеята в долната си част е разделена на два бронха, всеки от които, навлизайки в белите дробове, се разклонява дървовидно. Крайните най-малки клонове на бронхите (бронхиолите) преминават в затворени алвеоларни години, в стените на които има голям брой сферични образувания - белодробни везикули (алвеоли). Всяка алвеола е заобиколена от гъста мрежа от капиляри. Общата повърхност на всички белодробни везикули е много голяма, тя е 50 пъти по-голяма от повърхността на човешката кожа и е повече от 100 m 2.

Белите дробове са разположени в херметически затворена гръдна кухина. Те са покрити с тънка гладка обвивка - плеврата, същата черупка покрива вътрешността на гръдната кухина. Пространството, образувано между тези листове на плеврата, се нарича плеврална кухина. Налягането в плевралната кухина винаги е по-ниско от атмосферното при издишване с 3-4 mm Hg. чл., при вдишване - със 7-9.

Процесът на дишане е цял комплекс от физиологични и биохимични процеси, в осъществяването на които участва не само дихателният апарат, но и кръвоносната система.

Дихателен механизъмима рефлексен (автоматичен) характер. В покой обменът на въздух в белите дробове се осъществява в резултат на дихателни ритмични движения на гръдния кош. С намаляване на налягането в гръдната кухина, част от въздуха се всмуква в белите дробове достатъчно пасивно поради разликата в налягането - възниква вдишване. След това гръдната кухина намалява и въздухът се изтласква от белите дробове - настъпва издишване. Разширяването на гръдната кухина се осъществява в резултат на дейността на дихателните мускули. В покой, при вдишване, гръдната кухина разширява специален дихателен мускул - диафрагмата, както и външните междуребрени мускули; при интензивна физическа работа се включват и други (скелетни) мускули. Издишването в покой се изразява пасивно, с отпускане на мускулите, които извършват вдишването, гръдният кош намалява под въздействието на гравитацията и атмосферното налягане. При интензивна физическа работа в издишването участват коремните мускули, вътрешните интеркостални и други скелетни мускули. Систематичните физически упражнения и спорт укрепват дихателната мускулатура и увеличават обема и подвижността (екскурзиите) на гръдния кош.

Етапът на дишане, при който кислородът от атмосферния въздух преминава в кръвта, а въглеродният диоксид от кръвта в атмосферния въздух, се нарича външен дъх;прехвърлянето на газове от кръвта е следващият етап и накрая, тъкан(или вътрешно) дишане - консумацията на кислород от клетките и отделянето на въглероден диоксид от тях в резултат на биохимични реакции, свързани с образуването на енергия, за да се осигурят жизнените процеси на тялото.

Външен(белодробното) дишане се извършва в алвеолите на белите дробове. Тук, през полупропускливите стени на алвеолите и капилярите, кислородът преминава от алвеоларния въздух, който изпълва кухините на алвеолите. Молекулите на кислорода и въглеродния диоксид извършват този преход за стотни от секундата. След преноса на кислород от кръвта към тъканите, тъкан(вътреклетъчно) дишане. Кислородът преминава от кръвта в интерстициалната течност и оттам в тъканните клетки, където се използва за осигуряване на метаболитни процеси. Въглеродният диоксид, интензивно образуван в клетките, преминава в интерстициалната течност и след това в кръвта. С помощта на кръвта се транспортира до белите дробове и след това се екскретира от тялото. Преходът на кислород и въглероден диоксид през полупропускливите стени на алвеолите, капилярите и мембраните на еритроцитите чрез дифузия (преход) се дължи на разликата в парциалното налягане на всеки от тези газове. Така например при атмосферно налягане от 760 mm Hg. Изкуство. парциалното налягане на кислорода (p0a) в него е 159 mm Hg. Чл., И в алвеоларната - 102, в артериалната кръв - 100, във венозната - 40 mm Hg. Изкуство. В работеща мускулна тъкан p0a може да падне до нула. Поради разликата в парциалното налягане на кислорода, той постепенно преминава в белите дробове, след това през стените на капилярите в кръвта и от кръвта в тъканните клетки.

Въглеродният диоксид от тъканните клетки навлиза в кръвта, от кръвта към белите дробове, от белите дробове към атмосферния въздух, тъй като градиентът на парциалното налягане на въглеродния диоксид (CO 2) е насочен в обратна посока спрямо p0a (в клетките CO 2 е 50-60, в кръвта - 47, в алвеоларния въздух - 40, в атмосферния въздух - 0,2 mm Hg).

Храносмилателна и отделителна система.Храносмилателната системавключва устна кухина, слюнчени жлези, фаринкс, хранопровод, стомах, тънки и дебели черва, черен дроби панкреас.В тези органи храната се обработва механично и химично, хранителните вещества, постъпили в тялото, се усвояват и продуктите от храносмилането се усвояват.

отделителна системаформа бъбреци, уретерии пикочен мехур,които осигуряват отделяне на вредни метаболитни продукти от тялото с урината (до 75%). В допълнение, някои метаболитни продукти се екскретират през кожата (със секрецията на потните и мастните жлези), белите дробове (с издишания въздух) и през стомашно-чревния тракт. С помощта на бъбреците тялото поддържа киселинно-алкалния баланс (pH), необходимото количество вода и соли и стабилно осмотично налягане (т.е. хомеостаза).

Нервна системаНервна системавключва централен(главен и гръбначен мозък) w. периференотдели (нерви, простиращи се от главния и гръбначния мозък и разположени на

периферията на нервните възли). Централната нервна система координира дейността на различни органи и системи на тялото и регулира тази дейност в променяща се външна среда според рефлексния механизъм. Процесите, протичащи в централната нервна система, са в основата на цялата умствена дейност на човека.

лекция номер 4: външната среда и нейното въздействие върху

човешкото тяло и жизнена дейност.функционална дейност на човека

Човек се влияе от различни фактори на околната среда. При изучаването на различните видове дейности не е така

игнорирайте въздействието природни фактори(барометрично налягане, газов състав и влажност на въздуха, температура на околната среда, слънчева радиация - така наречената физическа среда), биологични факторирастителна и животинска среда и фактори на социалната среда съсрезултатите от ежедневната, икономическата, индустриалната и творческата човешка дейност.

От външната среда тялото получава вещества, необходими за неговия живот и развитие, както и дразнители (полезни и вредни), които нарушават постоянството на вътрешната среда. Организмът, чрез взаимодействието на функционалните системи, се стреми по всякакъв начин да поддържа необходимото постоянство на вътрешната си среда.

Дейността на всички органи и техните системи в целия организъм се характеризира с определени показатели, които имат определени диапазони на колебания. Някои константи са стабилни и доста твърди (например pH на кръвта е 7,36-7,40, телесната температура е в диапазона 35-42 ° C), докато други обикновено се различават със значителни колебания (например ударният обем на сърцето - количество кръв, изхвърлено за една контракция - 50-200 cm *). По-ниските гръбначни животни, при които регулирането на показателите, характеризиращи състоянието на вътрешната среда, е несъвършено, са на милостта на факторите на околната среда. Например, жаба, която не притежава механизъм, който регулира постоянството на телесната температура, дублира температурата на външната среда толкова много, че през зимата всички жизнени процеси се забавят в нея, а през лятото, когато е далеч от водата, изсъхва става и умира. В процеса на филогенетично развитие висшите животни, включително хората, са се настанили в оранжерия, създавайки собствена стабилна вътрешна среда и по този начин осигурявайки относителна независимост от външната среда.

Природни социално-екологични фактори и тяхното въздействие върху организма.Природните и социално-биологичните фактори, влияещи върху човешкия организъм, са неразривно свързани с проблемите на околната среда. Екология(Гръцки oikos - къща, жилище, родина + logos - понятие, учение) - това е и област на знанието, и част от биологията, и академична дисциплина, и комплексна наука. Екологията разглежда връзката на организмите помежду си и с неживите компоненти на природата на Земята (нейната биосфера). Човешката екология изучава моделите на взаимодействие на човека с природата, проблемите на поддържането и укрепването на здравето. Човек зависи от условията на своята среда по същия начин, както природата зависи от човека. Междувременно въздействието на производствените дейности върху околната среда (замърсяване на атмосферата, почвата, водните тела с производствени отпадъци, обезлесяване, повишена радиация в резултат на аварии и нарушения на технологиите) заплашва съществуването на самия човек. Например в големите градове естественото местообитание значително се влошава, ритъмът на живот, психо-емоционалната ситуация на работа, живот, почивка се нарушават, климатът се променя. В градовете интензивността на слънчевата радиация е с 15-20% по-ниска, отколкото в околностите, но средната годишна температура е с 1-2 "C по-висока, дневните и сезонните колебания са по-слаби, атмосферното налягане е по-ниско, въздухът е замърсен. Всички тези промени имат изключително неблагоприятно въздействие върху физическото и психическото здраве на човека. Около 80% от заболяванията на съвременния човек са резултат от влошаването на екологичната ситуация на планетата. Екологичните проблеми са пряко свързани с процеса на организиране и провеждане на системни физически упражнения и спорт, както и на условията, при които се провеждат.

Функционална дейност на човек.Функционалната активност на човек се характеризира с различни двигателни действия: свиване на сърдечния мускул, движение на тялото в пространството, движение на очните ябълки, преглъщане, дишане, както и двигателния компонент на речта и изражението на лицето.

Развитието на мускулните функции е силно повлияно от силите на гравитацията и инерцията, които мускулът е принуден постоянно да преодолява. Важна роля играе времето, през което се развива мускулната контракция, и пространството, в което се случва.

Приема се и редица научни трудове доказват, че трудът е създал човека. Понятието "труд" включва различните му видове. Междувременно има два основни вида човешка трудова дейност - физически и умствен труд и техните междинни комбинации.

Физически труд- това е вид човешка дейност, характеристиките на която се определят от комплекс от фактори, които отличават един вид дейност от друг, свързан с наличието на всякакви климатични, промишлени, физически, информационни и други подобни фактори. Извършването на физическа работа винаги е свързано с определена тежест на труда, която се определя от степента на участие на скелетните мускули в работата и отразява физиологичната цена на предимно физическата активност. Според степента на тежест се разграничават физически лек труд, умерен труд, тежък труд и много труден труд. Критериите за оценка на тежестта на труда са ергометрични показатели (стойности на външната работа, изместени стоки и др.) И физиологични (нива на консумация на енергия, сърдечна честота, други функционални промени).

мозъчна работа -това е дейността на човек да преобразува формирания в съзнанието му концептуален модел на реалността чрез създаване на нови концепции, съждения, заключения и на тяхна основа - хипотези и теории. Резултатът от умствения труд са научни и духовни ценности или решения, които се използват за задоволяване на социални или лични нужди чрез контролни действия върху инструментите на труда. Умственият труд се проявява в различни форми в зависимост от вида на концептуалния модел и целите, пред които е изправен човек (тези условия определят спецификата на умствения труд). Неспецифичните характеристики на умствената работа включват получаване и обработка на информация, сравняване на получената информация с тази, съхранявана в паметта на човека, нейното трансформиране, дефиниране на проблемна ситуация, начини за решаване на проблема и оформяне на целта на умствената работа в зависимост от вида и методите за преобразуване на информация и разработване на решение, те разграничават репродуктивни и продуктивни (творчески) видове умствен труд. В репродуктивните видове труд се използват предварително известни трансформации с фиксирани алгоритми на действия (например операции за броене), в творческия труд алгоритмите са или обикновено неизвестни, или са дадени в неясна форма. Оценката на човек за себе си като субект на умствения труд, мотивите на дейността, значението на целта и самия трудов процес е емоционалният компонент на умствения труд. Неговата ефективност се определя от нивото на знанията и способността за тяхното прилагане, способностите на човек и неговите волеви характеристики. При висока интензивност на умствената работа, особено ако е свързана с липса на време, могат да възникнат явления на умствена блокада (временно инхибиране на процеса на умствена работа), които предпазват функционалните системи на централната нервна система от дисоциация.

Връзката на физическата и умствената дейност на човек.Една от най-важните черти на личността е интелигентност.Условието на интелектуалната дейност и нейните характеристики са умствените способности, които се формират и развиват през целия живот. Интелигентността се проявява в познавателна и творческа дейност, включва процеса на придобиване на знания, опит и способността да се използват на практика.

Друга, не по-малко важна страна на личността е емоционално-волевата сфера, темпераментът и характерът. Способността за регулиране на формирането на личността се постига чрез обучение, упражнения и образование. И системните физически упражнения и още повече тренировките по спорт имат положителен ефект върху психичните функции, формират умствена и емоционална устойчивост на усилена дейност от детството. Многобройни изследвания за изследване на параметрите на мисленето, паметта, стабилността на вниманието, динамиката на умствената дейност в процеса на производствена дейност при индивиди, адаптирани (обучени) към системна физическа активност и при неадаптирани (необучени) индивиди, показват, че параметрите на умствената дейност представянето пряко зависи от нивото на обща и специална физическа подготовка. Умствената дейност ще бъде по-малко засегната от неблагоприятни фактори, ако средствата и методите на физическата култура се прилагат целенасочено (например паузи за физическа култура, дейности на открито и др.).

Учебният ден на учениците е изпълнен със значително психическо и емоционално напрежение. Принудителна работна поза, когато мускулите, които поддържат тялото в определено състояние, са напрегнати за дълго време, чести нарушения на режима на работа и почивка, недостатъчна физическа активност - всичко това може да причини умора, която се натрупва и се превръща в преумора. За да не се случи това, е необходимо да замените един вид дейност с друг. Най-ефективната форма на почивка по време на умствена работа е активната почивка под формата на умерен физически труд или физически упражнения.

В теорията и методиката на физическото възпитание се разработват методи за насочено въздействие върху отделни мускулни групи и цели системи на тялото. Проблемът е в средствата за физическа култура, които пряко биха повлияли върху запазването на активната дейност на човешкия мозък по време на интензивна умствена работа.

Физическите упражнения значително влияят върху промяната в умствената дейност и сензомоториката при студентите от първа година, в по-малка степен при студентите от втора и трета година. Първокурсниците се уморяват повече в процеса на обучение в условията на адаптация към университетското образование. Затова за тях часовете по физическо възпитание са едно от най-важните средства за адаптиране към условията на живот и обучение в университета. Часовете по физическа култура повишават умственото представяне на студентите от тези факултети, където преобладават теоретичните обучения, и по-малко - тези, в чиято учебна програма се редуват практически и теоретични обучения.

Голямо превантивно значение имат самостоятелните физически упражнения на учениците в дневния режим. Ежедневните сутрешни упражнения, ходене или джогинг на чист въздух имат положителен ефект върху тялото, повишават мускулния тонус, подобряват кръвообращението и газообмена, а това има положителен ефект върху повишаването на умствената работоспособност на учениците. Активната почивка по време на ваканциите е важна: учениците след почивка в спортен и здравен лагер започват учебната година с по-висока работоспособност.

В човешкото тяло има следните физиологични системи (скелетна система, мускулна, кръвоносна, дихателна, храносмилателна, нервна, кръвоносна система и др.).

Кръвта е течна тъкан, която циркулира в кръвоносната система и осигурява жизнената дейност на клетките и тъканите на тялото като физиологична система. Състои се от плазмени и ензимни елементи:

еритроцити - червени кръвни клетки, пълни с хемоглобин, който е в състояние да образува съединение с кислорода и да го транспортира от белите дробове до тъканите, а от тъканите да пренася въглероден диоксид към белите дробове, като по този начин изпълнява дихателната функция. Продължителността на живота в тялото е 100-120 дни. 1 ml кръв съдържа 4,5-5 милиона еритроцити. Спортистите достигат 6 милиона или повече.

Левкоцитите са бели кръвни клетки, които изпълняват защитна функция, унищожавайки кислородните тела. В 1 ml - 6-8 хиляди.

Тромбоцитите участват в коагулацията на кръвта, в 1 ml - от 100-300 хиляди.

Константността на кръвта се поддържа от химичните механизми на самата кръв и се контролира от регулаторните механизми на ЦНС. Кръвната лимфа изпълнява следните функции: връща протеини от интерстициалното пространство в кръвта, доставя мазнини в тъканните клетки, а също така участва в метаболизма и премахва патогените. Общото количество кръв е 7-8% от телесното тегло, в покой 40-50%.

Загубата на 1/3 от кръвта е опасна за човешкия живот. Има 4 кръвни групи (I-II-III-IV).

Сърдечно-съдовата система

Сърдечно-съдовата система се състои от голям и малък кръг на кръвообращението. Лявата половина на сърцето обслужва голям кръг на кръвообращението, дясната - малка. Системното кръвообращение започва от лявата камера на сърцето, преминава през тъканите на всички органи и се връща в дясната камера. Откъде започва белодробната циркулация, която минава през белите дробове, където венозната кръв, отделяща въглероден диоксид и наситена с кислород, се превръща в артериална и отива в лявото предсърдие. От лявото предсърдие кръвта навлиза в лявата камера и оттам отново в системното кръвообращение. Дейността на сърцето се състои в ритмична промяна на сърдечните цикли, които се състоят от три фази: свиване на предсърдията, вентрикулите и обща релаксация.

Пулсът е вълна от трептения, когато кръвта се изхвърля в аортата. Средно пулсът е 60-70 удара / мин. Има 2 вида кръвно налягане. Измерва се в брахиалната артерия. Максимална (систолна) и минимална (дистолна). При здрав човек на възраст от 18 до 40 години в покой е 120/70 mm Hg. Изкуство.

Дихателната система включва носната кухина, ларинкса, трахеята, бронхите и белите дробове. Процесът на дишане е цял комплекс от физиологични и биохимични процеси, кръвоносната система също участва в процеса на дишане. Етапът на дишане, при който кислородът от атмосферния въздух преминава в кръвта и въглеродният диоксид от кръвта в атмосферния въздух, се нарича външен. Преносът на газове чрез кръв е следващият етап и накрая тъканното (или вътрешно) дишане: консумацията на кислород от клетките и отделянето на въглероден диоксид от тях в резултат на биохимични реакции, свързани с образуването на енергия.



Храносмилателната система се състои от устна кухина, слюнчени жлези, фаринкс, хранопровод, вентрикул, тънки и дебели черва, черен дроб и панкреас. В тези органи храната се обработва механично и химично, смила се и се образуват продукти от храносмилането.

Отделителната система се формира от бъбреците, уретерите и пикочния мехур, които осигуряват отделянето на вредни метаболитни продукти от тялото с урината. Метаболитните продукти се екскретират през кожата, белите дробове, стомашно-чревния тракт. С помощта на бъбреците се поддържа киселинно-алкалното равновесие, т.е. процеса на хомеостаза.

Нервната система се състои от централни (главен и гръбначен мозък) и периферни части (нерви, излизащи от главния и гръбначния мозък и разположени по периферията на нервните възли). Централната нервна система регулира дейността на човека, както и неговото психическо състояние.

Гръбначният мозък лежи в гръбначния мозък, образуван от прешлените. Първият шиен прешлен е границата на горния отдел, вторият лумбален - долният отдел на гръбначния мозък. Гръбначният мозък е разделен на 5 отдела: шиен, гръден, лумбален, сакрален, кокцигеален. В гръбначния мозък има 2 вещества. Сивото вещество се образува от клъстер от тела на нервни клетки (неврони), които достигат до различни рецептори в кожата, сухожилията и лигавиците. Бялото вещество заобикаля сивото вещество, което свързва нервните клетки на гръбначния мозък.

Гръбначният мозък изпълнява рефлексни и проводими функции за нервните импулси. Увреждането на гръбначния мозък води до различни нарушения, свързани с недостатъчност на проводната функция.

Мозъкът е огромен брой нервни клетки. Състои се от предна, междинна, средна и задна част.

Кората на главния мозък е най-високата част на централната нервна система, мозъчната тъкан консумира 5 пъти повече кислород от мускулите. Съставлява 2% от човешкото телесно тегло.

Вегетативната нервна система е специализирана част от нервната система, регулирана от кората на главния мозък. За разлика от соматичната нервна система, която регулира скелетната мускулатура, автономната нервна система регулира дишането, кръвообращението, отделянето, размножаването, ендокринните жлези. Вегетативната система се дели на симпатикова, която контролира дейността на сърцето, кръвоносните съдове, храносмилателните органи и др., участва във формирането на емоционални реакции (страх, гняв, радост), и парасимпатикова нервна система и е под. контрол на висшата част на централната нервна система. Способността на тялото да се адаптира към променящите се условия на околната среда се реализира от специални рецептори. Рецепторите се делят на 2 групи: външни и вътрешни. Най-високият отдел на анализатора е кортикалния отдел. Има следните анализатори (кожен, двигателен, вестибуларен, зрителен, слухов, вкусов, висцерален - вътрешни органи). Ендокринните жлези или жлезите с вътрешна секреция произвеждат специални биологични вещества - хормони. Хормоните осигуряват хуморална регулация чрез кръвта на физиологичните процеси в организма. Те могат да ускорят растежа, физическото и умственото развитие, да участват в метаболизма. Жлезите с вътрешна секреция включват: щитовидна, паращитовидни, надбъбречни жлези, панкреас, хипофиза, полови жлези и други, като функцията на ендокринната система се регулира от централната нервна система.

2.4 Външна среда и нейното въздействие върху организма

и човешки живот

Околната среда влияе на човека в процеса на живот. При изучаването на многообразието от неговите дейности не може да се мине без да се вземе предвид влиянието на природните фактори (налягане, влажност, слънчева радиация - тоест физическата среда), биологичните фактори на растителната и животинската среда, както и факторите на социалната среда. От външната среда необходимите вещества за живота му, както и дразнители (полезни и вредни) влизат в човешкото тяло. Екологията е област на знанието и част от биологията, и академична дисциплина, и комплексна наука. Например в големите градове околната среда е силно замърсена. Около 70-80% от болестите на съвременния човек са резултат от влошаване на околната среда.

2.5 Функционална дейност на човек и връзката на физическата и умствената дейност

Функционалната активност на човек е свързана с различни двигателни действия: свиване на мускулите, сърце, движение на дъха, реч, изражение на лицето, дъвчене и преглъщане.

Има 2 основни вида труд: физически и умствен. Физическият труд е вид човешка дейност, която се определя от комплекс от фактори. Извършване на тежка работа. Работата е лесна, средна, тежка и много тежка. Критериите за оценка на труда са показатели за количеството работа, движение на стоки и др. Физиологични критерии - нивото на потребление на енергия, функционалното състояние.

Умственият труд е начин за създаване на концепции и преценки, заключения и на тяхна основа - хипотези и теории. Умственият труд се предлага в различни форми. Неспецифичните характеристики на умствения труд включват: получаване и обработка на информация, сравнение, съхранение в човешката памет, както и начини за тяхното прилагане. При висока интензивност на труда могат да възникнат негативни последици, ако няма достатъчно време за изпълнението му, всичко това защитава централната нервна система. Една от най-важните черти на личността е интелигентността. Условието на интелектуалната дейност е умствената способност. Интелигентността включва когнитивна дейност. Учебният ден на ученика е изпълнен със значително психическо и емоционално претоварване.

2.6 Умора при физическа и умствена работа. Възстановяване.

Всяка мускулна дейност е насочена към извършване на определен вид дейност. С увеличаване на физическото или умственото натоварване на голямо количество информация се развива състояние на умора в тялото.

Умората е функционално състояние, което временно възниква под влияние на положителна или интензивна работа и води до намаляване на нейната ефективност. Умората е свързана с умората. Умората се появява при физическа и умствена активност. Тя може да бъде остра, хронична, обща, локална, компенсирана, некомпенсирана. Систематичното недостатъчно възстановяване води до преумора и пренапрежение на нервната система. Процесът на възстановяване настъпва след прекратяване на работата и връща човешкото тяло на първоначалното му ниво (супервъзстановяване, суперкомпенсация). Схематично може да се представи по следния начин:

1. Елиминиране на промени и нарушения в системата на неврохуморалната регулация.

2. Отстраняване на гниещи продукти, образувани в тъканите и клетките.

3. Елиминиране на разпадните продукти от вътрешната среда на тялото.

Има ранни и късни фази на възстановяване. Средствата за възстановяване са хигиена, хранене, масаж, витамини, както и положително адекватно натоварване.

2.7 Биологични ритми и производителност

Биологичните ритми са редовно, периодично повторение във времето на характера и интензивността на жизнените процеси на отделни състояния и събития. Според характеристиките си ритмите се разделят на физиологични - работни цикли, свързани с дейността на отделните системи и екологични и адаптивни. Биологичният ритъм може да се промени в зависимост от извършваното натоварване (от 60 удара / мин на сърцето в покой до 180-200 удара / мин). Пример за биологичен часовник са "сови" и "чучулиги". В съвременните условия специалните ритми са придобили голямо значение и до известна степен преобладават над биологичните. Биологичните ритми са свързани с природни и социални фактори: смяната на сезоните, дните, въртенето на Луната около Земята.

2.8 Хипокинезия и хиподинамия

Хипокинезия - намаляване, намаляване, недостатъчност - движението е специално състояние на човешкото тяло. В някои случаи това води до развитие на липса на физическа активност - намаляване на функционирането на системите на човешкото тяло. До голяма степен това се дължи на професионалната дейност на човек (умствен труд).

2.9 Средства за физическа култура, осигуряващи устойчивост на умствена и физическа работоспособност

Основното средство за физическа култура са физическите упражнения. Съществува физиологична класификация на упражненията, в която всички разнообразни дейности се обединяват в отделни групи според физиологичните характеристики.

Сред основните физически качества, които осигуряват високо ниво на работоспособност на човека, включват сила, скорост, издръжливост. Физиологичната класификация на физическите упражнения според естеството на мускулните контракции може да бъде статична и динамична. Статично - активността на мускулите в неподвижно положение на тялото. Динамиката се свързва с движението на тялото в пространството.

Значителна група физически упражнения се изпълняват при стандартни условия (лека атлетика). Нестандартни - бойни изкуства, спортни игри.

Две големи групи физически упражнения, свързани със стандартни и нестандартни движения, се разделят на циклични (ходене, бягане, плуване и др.) И ациклични (гимнастика, акробатика, вдигане на тежести). Общото за движенията с цикличен характер е, че всички те представляват работа на постоянна и променлива мощност с различна продължителност. По време на циклична работа се разграничават следните зони на мощност:

максимум - 20-30 сек - 100м-200м

субмаксимални - 20-30 до 3-5 м (400-1500 м)

голям - (от 5 до 50м (1500-10000м))

умерено - (50 или повече (10000m - 42000m))

А цикличните движения не се повтарят от активността на движенията и са упражнения от спортно-силов характер (вдигане на тежести, акробатика и др.). Средствата за физическа култура включват не само физически упражнения, но и лечебните сили на природата (слънце, въздух и вода), хигиенни фактори (работа, сън, хранене), санитарни и хигиенни условия.

Част две

2.10 Физиологични механизми и модели на усъвършенстване на отделните телесни системи под влияние

насочена физическа подготовка

1. Какво е нормална физиология?

Нормалната физиология е биологична дисциплина, която изучава:

1) функциите на целия организъм и отделните физиологични системи (например сърдечно-съдови, дихателни);

2) функциите на отделните клетки и клетъчните структури, които изграждат органи и тъкани (например ролята на миоцитите и миофибрилите в механизма на мускулна контракция);

3) взаимодействие между отделните органи на отделните физиологични системи (например образуването на еритроцити в червения костен мозък);

4) регулиране на дейността на вътрешните органи и физиологичните системи на тялото (например нервна и хуморална).

Физиологията е експериментална наука. Разграничава два метода на изследване – опит и наблюдение. Наблюдението е изследване на поведението на животно при определени условия, обикновено за дълъг период от време. Това дава възможност да се опише всяка функция на тялото, но затруднява обяснението на механизмите на нейното възникване. Преживяването е остро и хронично. Острият експеримент се провежда само за кратко време, а животното е в състояние на анестезия. Поради голямата кръвозагуба практически няма обективност. Хроничният експеримент е въведен за първи път от I. P. Pavlov, който предлага да се оперират животни (например фистула на стомаха на куче).

Голяма част от науката е посветена на изучаването на функционалните и физиологичните системи. Физиологичната система е постоянна съвкупност от различни органи, обединени от някаква обща функция.

Образуването на такива комплекси в тялото зависи от три фактора:

1) метаболизъм;

2) енергиен обмен;

3) обмен на информация.

Функционалната система е временна съвкупност от органи, принадлежащи към различни анатомични и физиологични структури, но осигуряващи изпълнението на специални форми на физиологична дейност и определени функции. Той има редица свойства като:

1) саморегулиране;

2) динамичност (разпада се само след постигане на желания резултат);

3) наличието на обратна връзка.

Поради наличието на такива системи в тялото, то може да работи като едно цяло.

Специално място в нормалната физиология се отделя на хомеостазата. Хомеостазата е набор от биологични реакции, които осигуряват постоянството на вътрешната среда на тялото. Това е течна среда, която се състои от кръв, лимфа, цереброспинална течност, тъканна течност.

2. Основни характеристики и закономерности на възбудимите тъкани

Основното свойство на всяка тъкан е раздразнителността, т.е. способността на тъканта да променя своите физиологични свойства и да проявява функционални функции в отговор на действието на стимули.

Дразнителите са фактори на външната или вътрешната среда, които действат върху възбудимите структури. Има две групи дразнители:

1) естествен;

2) изкуствени: физически. Класификация на стимулите според биологичния принцип:

1) адекватни, които с минимални енергийни разходи предизвикват възбуждане на тъканите в естествените условия на съществуване на организма;

2) неадекватни, които предизвикват възбуждане в тъканите с достатъчна сила и продължителна експозиция.

Общите физиологични свойства на тъканите включват:

1) възбудимост - способността на живата тъкан да реагира на действието на достатъчно силен, бърз и дългодействащ стимул чрез промяна на физиологичните свойства и възникване на процес на възбуждане.

Мярката за възбудимост е прагът на дразнене. Прагът на дразнене е минималната сила на стимула, който първо предизвиква видими реакции;

2) проводимост - способността на тъканта да предава полученото възбуждане поради електрическия сигнал от мястото на дразнене по дължината на възбудимата тъкан;

3) рефрактерност - временно намаляване на възбудимостта едновременно с възбуждането, възникнало в тъканта. Рефрактерността е абсолютна;

4) лабилност - способността на възбудимата тъкан да реагира на дразнене с определена скорост.

Законите установяват зависимостта на реакцията на тъканта от параметрите на стимула. Има три закона за дразнене на възбудимите тъкани:

1) законът за силата на дразнене;

2) законът за продължителността на дразненето;

3) законът за градиента на възбуждането.

Законът за силата на дразнене установява зависимостта на реакцията от силата на стимула. Тази зависимост не е еднаква за отделните клетки и за цялата тъкан. За единичните клетки пристрастяването се нарича „всичко или нищо“. Характерът на реакцията зависи от достатъчната прагова стойност на стимула.

Законът за продължителността на стимулите. Отговорът на тъканта зависи от продължителността на стимулацията, но се осъществява в определени граници и е правопропорционален.

Законът за градиента на възбуждането. Градиентът е стръмността на увеличаването на дразненето. Тъканният отговор зависи до известна граница от градиента на стимулация.

3. Концепцията за състоянието на покой О и активността на възбудимите тъкани

Състоянието на покой в ​​възбудимите тъкани се нарича в случай, че тъканта не е засегната от дразнител от външната или вътрешната среда. В същото време се наблюдава относително постоянна скорост на метаболизма.

Основните форми на активно състояние на възбудимата тъкан са възбуждане и инхибиране.

Възбуждането е активен физиологичен процес, който протича в тъканта под въздействието на дразнител, като същевременно се променят физиологичните свойства на тъканта. Възбудата се характеризира с редица признаци:

1) специфични характеристики, характерни за определен тип тъкан;

2) неспецифични характеристики, характерни за всички видове тъкани (пропускливостта на клетъчните мембрани, съотношението на йонните потоци, промяната на заряда на клетъчната мембрана, възниква потенциал на действие, който променя нивото на метаболизма, увеличава се консумацията на кислород и въглероден диоксид емисиите се увеличават).

Според естеството на електрическия отговор има две форми на възбуждане:

1) локално, неразпространяващо се възбуждане (локален отговор). Характеризира се с:

а) няма латентен период на възбуждане;

б) възниква под действието на някакъв стимул;

в) няма рефрактерност;

г) затихва в пространството и се разпространява на къси разстояния;

2) импулс, разпространяващо се възбуждане.

Характеризира се с:

а) наличие на латентен период на възбуждане;

б) наличие на праг на дразнене;

в) липсата на постепенен характер;

г) разпределение без декремент;

д) рефрактерност (възбудимостта на тъканта намалява).

Инхибирането е активен процес, възниква, когато стимулите действат върху тъканта, проявява се в потискане на друго възбуждане.

Инхибирането може да се развие само под формата на локален отговор.

Има два вида спирачки:

1) първичен, за появата на който е необходимо наличието на специални инхибиторни неврони;

2) вторичен, който не изисква специални спирачни конструкции. Възниква в резултат на промяна във функционалната активност на обикновените възбудими структури.

Процесите на възбуждане и инхибиране са тясно свързани, протичат едновременно и са различни прояви на един процес.

4. Физични и химични механизми на възникване на потенциала на покой

Мембранният потенциал (или потенциал на покой) е потенциалната разлика между външната и вътрешната повърхност на мембраната в състояние на относителна физиологична почивка. Потенциалът на покой възниква в резултат на две причини:

1) неравномерно разпределение на йони от двете страни на мембраната;

2) селективна пропускливост на мембраната за йони. В покой мембраната не е еднакво пропусклива за различните йони. Клетъчната мембрана е пропусклива за K йони, слабо пропусклива за Na йони и непропусклива за органични вещества.

Тези два фактора създават условия за движение на йони. Това движение се осъществява без разход на енергия чрез пасивен транспорт - дифузия в резултат на разликата в концентрацията на йони. K йони напускат клетката и увеличават положителния заряд на външната повърхност на мембраната, Cl йони пасивно преминават в клетката, което води до увеличаване на положителния заряд на външната повърхност на клетката. Натриевите йони се натрупват върху външната повърхност на мембраната и увеличават нейния положителен заряд. Органичните съединения остават вътре в клетката. В резултат на това движение външната повърхност на мембраната се зарежда положително, докато вътрешната повърхност се зарежда отрицателно. Вътрешната повърхност на мембраната може да не е абсолютно отрицателно заредена, но винаги е отрицателно заредена по отношение на външната. Това състояние на клетъчната мембрана се нарича състояние на поляризация. Движението на йони продължава, докато потенциалната разлика през мембраната се балансира, т.е. настъпи електрохимично равновесие. Моментът на равновесие зависи от две сили:

1) сили на дифузия;

2) сили на електростатично взаимодействие. Стойността на електрохимичното равновесие:

1) поддържане на йонна асиметрия;

2) поддържане на стойността на мембранния потенциал на постоянно ниво.

Силата на дифузия (разликата в концентрацията на йони) и силата на електростатичното взаимодействие участват в възникването на мембранния потенциал, поради което мембранният потенциал се нарича концентрационно-електрохимичен.

За да се поддържа йонна асиметрия, електрохимичното равновесие не е достатъчно. Клетката има друг механизъм – натриево-калиевата помпа. Натриево-калиевата помпа е механизъм за осигуряване на активен транспорт на йони. Клетъчната мембрана има система от носители, всеки от които свързва трите Na йона, които са вътре в клетката и ги извежда навън. Отвън носителят се свързва с два К йона, разположени извън клетката и ги пренася в цитоплазмата. Енергията се взема от разграждането на АТФ.

5. Физико-химични механизми на възникване на акционния потенциал

Потенциалът на действие е промяна в мембранния потенциал, която възниква в тъканта под действието на прагов и надпрагов стимул, който е придружен от презареждане на клетъчната мембрана.

Под действието на прагов или надпрагов стимул пропускливостта на клетъчната мембрана за йони се променя в различна степен. За Na йони той се увеличава и градиентът се развива бавно. В резултат на това движението на Na йони става вътре в клетката, K йони излизат извън клетката, което води до презареждане на клетъчната мембрана. Външната повърхност на мембраната е отрицателно заредена, докато вътрешната е положителна.

Компоненти с потенциал за действие:

1) локален отговор;

2) пиков потенциал на високо напрежение (пик);

3) следи от вибрации.

Na йоните влизат в клетката чрез проста дифузия без разход на енергия. След достигане на праговата сила, мембранният потенциал намалява до критично ниво на деполяризация (приблизително 50 mV). Критичното ниво на деполяризация е броят миливолта, с който мембранният потенциал трябва да намалее, за да се появи лавинообразен поток от Na йони в клетката.

Пиков потенциал на високо напрежение (пик).

Пикът на акционния потенциал е постоянен компонент на акционния потенциал. Състои се от две фази:

1) възходяща част - фази на деполяризация;

2) низходяща част - фази на реполяризация.

Лавинообразен поток от Na йони в клетката води до промяна в потенциала на клетъчната мембрана. Колкото повече Na йони навлизат в клетката, толкова повече мембраната се деполяризира, толкова повече врати за активиране се отварят. Появата на заряд с противоположен знак се нарича инверсия на мембранния потенциал. Движението на Na йони в клетката продължава до момента на електрохимично равновесие за Na йон.Амплитудата на акционния потенциал не зависи от силата на стимула, зависи от концентрацията на Na йони и от степента на пропускливост на мембраната към Na йони. Низходящата фаза (фаза на реполяризация) връща заряда на мембраната към първоначалния знак. Когато се достигне електрохимичното равновесие за Na йони, вратата за активиране се инактивира, пропускливостта за Na йони намалява и пропускливостта за K йони се увеличава. Мембранният потенциал не се възстановява напълно.

В процеса на редукционни реакции върху клетъчната мембрана се записват следи от потенциали - положителни и отрицателни.

6. Физиология на нервите и нервните влакна. Видове нервни влакна

Физиологични свойства на нервните влакна:

1) възбудимост - способността да се изпадне в състояние на възбуда в отговор на дразнене;

2) проводимост - способността за предаване на нервно възбуждане под формата на потенциал за действие от мястото на дразнене по цялата дължина;

3) рефрактерност (стабилност) - свойството за временно рязко намаляване на възбудимостта в процеса на възбуждане.

Нервната тъкан има най-кратък рефрактерен период. Стойността на рефрактерността е да предпази тъканта от превъзбуждане, да извърши отговор на биологично значим стимул;

4) лабилност - способността да се реагира на дразнене с определена скорост. Лабилността се характеризира с максимален брой импулси на възбуждане за определен период от време (1 s) в точно съответствие с ритъма на прилаганите стимули.

Нервните влакна не са независими структурни елементи на нервната тъкан, те са сложна формация, включваща следните елементи:

1) процеси на нервните клетки - аксиални цилиндри;

2) глиални клетки;

3) съединителнотъканна (базална) плоча. Основната функция на нервните влакна е провеждането

нервни импулси. Според структурните особености и функции нервните влакна се делят на два вида: немиелинизирани и миелинизирани.

Немиелинизираните нервни влакна нямат миелинова обвивка. Диаметърът им е 5–7 µm, скоростта на провеждане на импулса е 1–2 m/s. Миелиновите влакна се състоят от аксиален цилиндър, покрит с миелинова обвивка, образувана от Schwann клетки. Аксиалният цилиндър има мембрана и оксоплазма. Миелиновата обвивка се състои от 80% липиди с високо омично съпротивление и 20% протеин. Миелиновата обвивка не покрива изцяло аксиалния цилиндър, но е прекъсната и оставя отворени области на аксиалния цилиндър, които се наричат ​​възлови интерцепции (интерцепции на Ran-Vier). Дължината на участъците между прехващанията е различна и зависи от дебелината на нервното влакно: колкото по-дебело е то, толкова по-голямо е разстоянието между прехващанията.

В зависимост от скоростта на провеждане на възбуждането, нервните влакна се разделят на три вида: А, В, С.

Влакната от тип А имат най-висока скорост на провеждане на възбуждане, чиято скорост на провеждане на възбуждане достига 120 m / s, B има скорост от 3 до 14 m / s, C - от 0,5 до 2 m / s.

Не трябва да се бъркат понятията "нервно влакно" и "нерв". Нервът е сложно образувание, състоящо се от нервно влакно (миелинизирано или немиелинизирано), рехава влакнеста съединителна тъкан, която образува обвивката на нерва.

7. Закони за провеждане на възбуждането по нервното влакно

Механизмът на провеждане на възбуждането по нервните влакна зависи от техния тип. Има два вида нервни влакна: миелинизирани и немиелинизирани.

Метаболитните процеси в немиелинизираните влакна не осигуряват бърза компенсация за енергийните разходи. Разпространението на възбуждането ще върви с постепенно затихване - с намаляване. Декременталното поведение на възбуждането е характерно за слабо организирана нервна система. Възбуждането се разпространява от малки кръгови токове, които възникват във влакното или в течността около него. Възниква потенциална разлика между възбудените и невъзбудените зони, което допринася за възникването на кръгови токове. Токът ще се разпространи от заряда "+" до "-". В изходната точка на кръговия ток пропускливостта на плазмената мембрана за Na йони се увеличава, което води до деполяризация на мембраната. Между нововъзбудената област и съседната невъзбудена отново възниква потенциална разлика, което води до възникване на кръгови токове. Възбуждането постепенно обхваща съседните участъци на аксиалния цилиндър и по този начин се разпространява до края на аксона.

В миелиновите влакна, благодарение на съвършенството на метаболизма, възбуждането преминава без избледняване, без намаляване. Поради големия радиус на нервното влакно, поради миелиновата обвивка, електрическият ток може да влезе и да напусне влакното само в зоната на прихващане. Когато се приложи дразнене, настъпва деполяризация в зоната на пресичане A, съседното пресичане B е поляризирано в този момент. Между прихващанията възниква потенциална разлика и се появяват кръгови токове. Благодарение на кръговите токове се възбуждат други захващания, докато възбуждането се разпространява рязко от едно захващане към друго.

Има три закона за провеждане на дразнене по нервните влакна.

Законът за анатомичната и физиологичната цялост.

Провеждането на импулси по нервното влакно е възможно само ако неговата цялост не е нарушена.

Законът за изолирано провеждане на възбуждане.

Съществуват редица характеристики на разпространението на възбуждане в периферните, пулпични и небелодробни нервни влакна.

В периферните нервни влакна възбуждането се предава само по протежение на нервното влакно, но не се предава на съседни нервни влакна, които са в същия нервен ствол.

В пулпиозните нервни влакна ролята на изолатор се изпълнява от миелиновата обвивка. Благодарение на миелина, съпротивлението се увеличава и електрическият капацитет на черупката намалява.

В немесестите нервни влакна възбуждането се предава изолирано.

Законът за двустранното възбуждане.

Нервното влакно провежда нервните импулси в две посоки – центростремително и центробежно.

8. Физически и физиологични свойства на скелетната, сърдечната и гладката мускулатура

Според морфологичните характеристики се разграничават три групи мускули:

1) набраздени мускули (скелетни мускули);

2) гладка мускулатура;

3) сърдечен мускул (или миокард).

Функции на набраздените мускули:

1) двигател (динамичен и статичен);

2) осигуряване на дишане;

3) мимически;

4) рецептор;

5) вложител;

6) терморегулаторни. Функции на гладките мускули:

1) поддържане на налягане в кухи органи;

2) регулиране на налягането в кръвоносните съдове;

3) изпразване на кухи органи и насърчаване на тяхното съдържание.

Функцията на сърдечния мускул е изпомпване, осигуряване на движението на кръвта през съдовете.

Физиологични свойства на скелетните мускули:

1) възбудимост (по-ниска, отколкото в нервните влакна, което се обяснява с ниската стойност на мембранния потенциал);

2) ниска проводимост, около 10–13 m/s;

3) рефрактерност (отнема по-дълъг период от време от този на нервно влакно);

4) лабилност;

5) контрактилност (способност за съкращаване или развиване на напрежение).

Има два вида намаление:

а) изотонична контракция (дължината се променя, тонът не се променя); б) изометрична контракция (тонът се променя без промяна на дължината на влакното). Има единични и титанични контракции;

6) еластичност.

Физиологични особености на гладките мускули.

Гладките мускули имат същите физиологични свойства като скелетните мускули, но имат и свои собствени характеристики:

1) нестабилен мембранен потенциал, който поддържа мускулите в състояние на постоянна частична контракция - тонус;

2) спонтанна автоматична дейност;

3) свиване в отговор на разтягане;

4) пластичност (намаляване на разтягането с увеличаване на разтягането);

5) висока чувствителност към химикали. Физиологичната особеност на сърдечния мускул е неговият автоматизъм. Възбуждането възниква периодично под въздействието на процеси, протичащи в самия мускул.

9. Физиологични свойства на синапсите, тяхната класификация

Синапсът е структурна и функционална формация, която осигурява прехода на възбуждане или инхибиране от края на нервно влакно към инервираща клетка.

Структура на синапса:

1) пресинаптична мембрана (електрогенна мембрана в терминала на аксона, образува синапс върху мускулната клетка);

2) постсинаптична мембрана (електрогенна мембрана на инервираната клетка, върху която се образува синапсът);

3) синаптична цепнатина (пространството между пресинаптичната и постсинаптичната мембрана е изпълнено с течност, която по състав прилича на кръвна плазма).

Има няколко класификации на синапсите.

1. По локализация:

1) централни синапси;

2) периферни синапси.

Централните синапси се намират в централната нервна система и също са разположени в ганглиите на автономната нервна система.

Има няколко вида периферни синапси:

1) мионеврален;

2) невро-епителен.

2. Функционална класификация на синапсите:

1) възбудителни синапси;

2) инхибиторни синапси.

3. Според механизмите на предаване на възбуждане в синапсите:

1) химически;

2) електрически.

Прехвърлянето на възбуждане се осъществява с помощта на медиатори. Има няколко типа химически синапси:

1) холинергичен. При тях прехвърлянето на възбуждане става с помощта на ацетилхолин;

2) адренергични. При тях прехвърлянето на възбуждане става с помощта на три катехоламина;

3) допаминергичен. Те предават възбуждане с помощта на допамин;

4) хистаминергични. При тях прехвърлянето на възбуждане става с помощта на хистамин;

5) GABAergic. В тях възбуждането се предава с помощта на гама-аминомаслена киселина, т.е. развива се процесът на инхибиране.

Синапсите имат редица физиологични свойства:

1) клапното свойство на синапсите, т.е. способността за предаване на възбуждане само в една посока от пресинаптичната мембрана към постсинаптичната;

2) свойството на синаптично забавяне, поради факта, че скоростта на предаване на възбуждането е намалена;

3) свойството на потенциране (всеки следващ импулс ще се проведе с по-малко постсинаптично забавяне);

4) ниска лабилност на синапса (100–150 импулса в секунда).

10. Механизми на предаване на възбуждане в синапсите на примера на мионеврален синапс и неговата структура

Мионеврален (нервно-мускулен) синапс – образува се от аксона на двигателен неврон и мускулна клетка.

Нервният импулс възниква в тригерната зона на неврона, преминава по аксона до инервирания мускул, достига до края на аксона и в същото време деполяризира пресинаптичната мембрана.

След това натриевите и калциевите канали се отварят и Ca йони от околната среда около синапса влизат в терминала на аксона. В този процес брауновото движение на везикулите се насочва към пресинаптичната мембрана. Ca йони стимулират движението на везикулите. При достигане на пресинаптичната мембрана везикулите се разкъсват и освобождават ацетилхолин (4 Ca йона освобождават 1 квант ацетилхолин). Синаптичната цепнатина е изпълнена с течност, която прилича на кръвна плазма по състав, през нея се осъществява дифузия на ACh от пресинаптичната мембрана към постсинаптичната мембрана, но скоростта му е много ниска. Освен това е възможна и дифузия по фиброзните нишки, които се намират в синаптичната цепнатина. След дифузия ACh започва да взаимодейства с хеморецепторите (ChR) и холинестеразата (ChE), разположени върху постсинаптичната мембрана.

Холинергичният рецептор изпълнява рецепторна функция, а холинестеразата изпълнява ензимна функция. На постсинаптичната мембрана те са разположени, както следва:

XP-XE-XP-XE-XP-XE.

XP + AX ​​\u003d MECP - миниатюрни потенциали на крайната плоча.

След това MECP се сумира. В резултат на сумиране се образува EPSP - възбуден постсинаптичен потенциал. Постсинаптичната мембрана е заредена отрицателно поради EPSP, а в областта, където няма синапс (мускулни влакна), зарядът е положителен. Възниква потенциална разлика, образува се потенциал на действие, който се движи по проводящата система на мускулното влакно.

ChE + ACh = разрушаване на ACh до холин и оцетна киселина.

В състояние на относителна физиологична почивка синапсът е във фонова биоелектрична активност. Неговото значение се състои в това, че повишава готовността на синапса за провеждане на нервен импулс, като по този начин значително улеснява предаването на нервно възбуждане през синапса. В покой 1-2 везикули в терминала на аксона могат случайно да се приближат до пресинаптичната мембрана, в резултат на което ще влязат в контакт с нея. Везикулът се пука при контакт с пресинаптичната мембрана и съдържанието му под формата на 1 квант ACh навлиза в синаптичната цепнатина, попадайки върху постсинаптичната мембрана, където ще се образува MPN.

11. Класификация О и характеристики на медиаторите

Медиаторът е група от химикали, които участват в прехвърлянето на възбуждане или инхибиране в химически синапси от пресинаптичната към постсинаптичната мембрана. Критерии, по които едно вещество се класифицира като медиатор:

1) веществото трябва да се освободи върху пресинаптичната мембрана, терминала на аксона;

2) в структурите на синапса трябва да има ензими, които насърчават синтеза и разграждането на медиатора, а също така трябва да има рецептори на постсинаптичната мембрана;

3) вещество, което претендира да бъде медиатор, трябва да предаде възбуждане от пресинаптичната мембрана към постсинаптичната мембрана.

Класификация на медиаторите:

1) химически, въз основа на структурата на медиатора;

2) функционални, базирани на функцията на посредника. Химична класификация.

1. Естери - ацетилхолин (AH).

2. Биогенни амини:

1) катехоламини (допамин, норепинефрин (НА), адреналин (А));

2) серотонин;

3) хистамин.

3. Аминокиселини:

1) гама-аминомаслена киселина (GABA);

2) глутаминова киселина;

3) глицин;

4) аргинин.

4. Пептиди:

1) опиоидни пептиди: а) метенкефалин;

б) енкефалини;

в) левенкефалини;

2) вещество "Р";

3) вазоактивен интестинален пептид;

4) соматостатин.

5. Пуринови съединения: АТФ.

6. Вещества с минимално молекулно тегло:

Функционална класификация.

1. Възбуждащи медиатори:

2) глутаминова киселина;

3) аспарагинова киселина.

2. Инхибиторни медиатори, които причиняват хиперполяризация на постсинаптичната мембрана, след което възниква инхибиторен постсинаптичен потенциал, който генерира процеса на инхибиране:

2) глицин;

3) вещество "Р";