Budowa i funkcja nerwowego układu regulacyjnego organizmu człowieka. Układy nerwowe i hormonalne – główne układy regulacyjne organizmu człowieka

Rok emisji: 2003

Gatunek muzyczny: Biologia

Format: DjVu

Jakość: Zeskanowane strony

Opis: Ostatnie lata charakteryzowały się znacznym wzrostem zainteresowania psychologią i naukami pokrewnymi. Rezultatem tego jest organizacja duża liczba uczelnie i wydziały kształcące zawodowych psychologów, w tym w tak specyficznych dziedzinach jak psychoterapia, psychologia pedagogiczna, psychologii klinicznej itp. Wszystko to stwarza warunki do rozwoju podręczników i pomocy dydaktycznych nowej generacji, uwzględniających współczesny dorobek naukowy i koncepcje.
V przewodnik do nauki„Systemy regulacyjne organizmu ludzkiego” bada fakty przyrodnicze (przede wszystkim anatomiczne i fizjologiczne) istotne dla dyscyplin psychologicznych. Jest to kurs holistyczny, w którym dane dotyczące wyższych funkcji mózgu są prezentowane w oparciu o koncepcje neuromorfologiczne, neurocytologiczne, biochemiczne i biologii molekularnej. Dużo uwagi poświęca się informacjom o mechanizmach działania leków psychotropowych, a także o genezie głównych zaburzeń czynności system nerwowy.
Autorzy mają nadzieję, że książka „Systemy regulacyjne organizmu ludzkiego” pomoże uczniom zdobyć solidną podstawową wiedzę z zakresu: szkolenia poświęcony anatomii i fizjologii układu nerwowego, fizjologii wyższych aktywność nerwowa(zachowanie), fizjologia układu hormonalnego.

„Systemy regulacyjne ludzkiego ciała”

PODSTAWY STRUKTURY KOMÓRKOWEJ ŻYWYCH ORGANIZMÓW

Teoria komórki
Chemiczna organizacja komórki
Struktura komórkowa
Synteza białek w komórce
Tkaniny: struktura i funkcja

STRUKTURA UKŁADU NERWOWEGO

Odruchowa zasada mózgu
Rozwój embrionalny układu nerwowego
Ogólne zrozumienie budowy układu nerwowego
Błony i jamy ośrodkowego układu nerwowego
Rdzeń kręgowy
Ogólna struktura mózgu
Rdzeń
Móżdżek
Śródmózgowie
Międzymózgowie
Ostateczny mózg
Drogi w mózgu i rdzeniu kręgowym
Lokalizacja funkcji w korze mózgowej
Nerwy czaszkowe
Nerwy rdzeniowe
Autonomiczny (autonomiczny) układ nerwowy

FIZJOLOGIA OGÓLNA UKŁADU NERWOWEGO

Kontakty synaptyczne komórek nerwowych
Potencjał spoczynkowy komórki nerwowej
Potencjał czynnościowy komórki nerwowej
Potencjały postsynaptyczne. Propagacja potencjału czynnościowego wzdłuż neuronu
Cykl życiowy neuroprzekaźników
Acetylocholina
Noradrenalina
Dopamina
serotonina
Kwas glutaminowy (glutaminian)
Kwas gamma-aminomasłowy
Inne mediatory niepeptydowe: histamina, kwas asparaginowy, glicyna, puryny
Mediatory peptydowe

FIZJOLOGIA WYŻSZEJ AKTYWNOŚCI NERWOWEJ

Ogólne koncepcje dotyczące zasad organizowania zachowań. Komputerowa analogia ośrodkowego układu nerwowego
Pojawienie się doktryny wyższej aktywności nerwowej. Podstawowe pojęcia z fizjologii wyższej aktywności nerwowej
Różnorodność odruchów bezwarunkowych
Różnorodność odruchów warunkowych
Uczenie się nieskojarzone. Mechanizmy pamięci krótkotrwałej i długotrwałej
Bezwarunkowa i warunkowa inhibicja
System usypiania i budzenia
Rodzaje wyższej aktywności nerwowej (temperamenty)
Złożone typy asocjacyjnego uczenia się zwierząt
Cechy wyższej aktywności nerwowej człowieka. Drugi system sygnalizacji
Ontogeneza wyższej aktywności nerwowej człowieka
System potrzeb, motywacji, emocji

REGULACJA WEWNĘTRZNA FUNKCJI FIZJOLOGICZNYCH

Ogólna charakterystyka układu hormonalnego
Układ podwzgórzowo-przysadkowy
Tarczyca
Gruczoły przytarczyczne
Nadnercza
Trzustka
Endokrynologia rozrodu
Nasada lub szyszynka
grasica
Prostaglandyny
Peptydy regulacyjne

W wyniku przestudiowania tego rozdziału studenci powinni:

wiedzieć

rodzaje komunikacji międzykomórkowej;
właściwości hormonów i substancji hormonopodobnych;
budowa receptorów hormonalnych;
mechanizmy realizacji efektów hormonalnych;

być w stanie

scharakteryzować główne grupy hormonów i główne typy receptorów metabotropowych;
zrozumieć lokalizację receptorów hormonalnych i mechanizmy wydalania hormonów;

własny

Metody przewidywania możliwych skutków fizjologicznych na podstawie budowy chemicznej hormonu i rodzaju receptora.

Systemy regulacyjne organizmu. Rodzaje regulacji humoralnej a miejsce układu hormonalnego

Ciało ludzkie składa się z około 10 13 komórek, a wszystkie te komórki muszą działać wspólnie, aby zapewnić mu przetrwanie, a ponadto optymalną egzystencję w ciągle zmieniającym się środowisku. Aby z miliardów komórek stworzyć integralny, zintegrowany organizm, zdolny do samoleczenia, samoreprodukcji i adaptacji, niezbędny jest stale działający system komunikacji międzykomórkowej, bez którego niezawodny system kontroli funkcji jest niemożliwy.

Kontroluj poziomy w organizmie Można podzielić na wewnątrzkomórkowy(zapewniający kontrolę na poziomie komórki) i międzykomórkowy(zapewnienie skoordynowanej pracy różnych tkanek, narządów i układów narządowych całego organizmu). W każdym przypadku systemy sterowania mogą być: niewyspecjalizowani oraz specjalistyczne. W przypadku związków stosowanych w niespecjalistycznych układach sterowania funkcja przekazywania informacji nie jest najważniejsza, a nacisk położony jest na ich wykorzystanie jako źródła tworzywa sztucznego lub materiału energetycznego. Taką substancją może być np. glukoza. W wyspecjalizowanym zarządzaniu zaangażowane są połączenia, których główną funkcją jest przekazywanie informacji, dlatego nazywa się je sygnalizacja.

Podczas proces ewolucyjny uformowany trzy systemy, w taki czy inny sposób odpowiadający nazwie „sygnał”: nerwowy, wewnątrzwydzielniczy oraz odporny. Są one bardzo silnie ze sobą powiązane, co daje powód, by mówić o jednym układzie neuroimmunologiczno-endokrynnym, choć najpierw trzeba je opisać osobno. Wszystkie te systemy są w stanie zdalnie sterować procesami życiowymi, ale osiągają to na różne sposoby.

Rozróżnia się sterowanie lokalne i systemowe w zależności od odległości połączenia sygnału.

DO samorząd lokalny (regionalny) obejmują systemy kontroli wewnątrzkomórkowej (wewnątrzwydzielniczej), autokrynnej, jukstakrynowej i parakrynnej (ryc. 1.1).

Ryż. 1.1.

Nakontrola wewnątrzkomórkowasubstancja regulatorowa jest wytwarzana w komórce i działa na jej pracę poprzez receptory wewnątrzkomórkowe. Naautokryna, tkstakrynaorazkontrola parakrynnasubstancja regulatorowa opuszcza komórkę i działa na nią lub na sąsiednie komórki.

Zarządzanie systemem różni się dużą odległością oddziaływania i dzieli się na endokrynny, neuroendokrynny i neurokrynny (ryc. 1.2).

Ryż. 1.2.

a- endokrynologiczny;b -nsyrokryna;v- neuroendokrynny

Naregulacja hormonalna komórki gruczołu lub innej komórki wydzielają hormon (z greckiego Orraso - podniecam), który dostaje się do krążenia ogólnoustrojowego i jest w stanie oddziaływać na wszystkie struktury organizmu, w których znajdują się receptory dla tego hormonu. Forma odpowiedzi hormonalnej zależy od rodzaju tkanki i gatunku receptora, który reaguje na ten hormon.

Na neuroendokrynna forma regulacji neurohormon jest rozdzielany przez zakończenia aksonów w wyspecjalizowaną sieć naczyń włosowatych, a stamtąd wchodzi do krążenia ogólnoustrojowego. Ponadto zachodzą te same zjawiska, co w przypadku endokrynnej metody regulacji systemowej.

Na neurokrynna forma regulacji neurony wytwarzają neuroprzekaźniki, które działają na pobliskie struktury komórkowe poprzez wyspecjalizowane receptory. W konsekwencji istnieje rodzaj regulacji parakrynnej, w której odległość działania osiąga się poprzez długość aksonów i liczbę przełączeń synaptycznych.

Substancje, które pełnią określone funkcje przenoszenia informacji z jednej komórki do drugiej, nazywane są informacje. Informony zazwyczaj nie pełnią funkcji energetycznych czy plastycznych, lecz działają na komórki poprzez specjalne cząsteczki rozpoznające – receptory. Zawartość informonów we krwi jest bardzo mała (106 -10" 12 mol), a ich czas życia jest zwykle bardzo krótki, chociaż mogą wyzwalać długotrwałe kaskady regulacyjne zarówno w poszczególnych komórkach, jak i w całym organizmie.

Wśród informacji, z pewną dozą konwencjonalności, znajdują się: grupa hormonów tkankowych(histohormony), które biorą udział głównie w procesach regulacji miejscowej. Jednak histohormony mogą być również uwzględnione w sumie system regulacyjny organizm. Zazwyczaj histohormony są wydzielane z poszczególnych komórek. różne systemy narządy bez tworzenia wyspecjalizowanych gruczołów. Przykłady obejmują prostaglandyny i tromboksany. Histohormony zwykle działają Krótki czas i w pobliżu miejsca wydzieliny.

Druga grupa informatorów - hormony. Hormony zwykle powstają w specjalnych komórkach wydzielniczych, które albo tworzą zwarte narządy - gruczoły, albo są zlokalizowane pojedynczo lub w grupach w narządach. Niektóre cechy morfologiczne są charakterystyczne dla komórek wydzielniczych. Zwykle synteza i "pakowanie" hormonów zachodzi w jednej części komórek, a ich uwalnianie do krwiobiegu - w innej. Najczęściej syntetyzowane hormony gromadzą się w kompleksie Golgiego - głównym „magazynu” komórki. Tam, w razie potrzeby, hormony są pakowane w małe pęcherzyki wydzielnicze - granulki, które wyrastają z kompleksu Golgiego i przemieszczają się wzdłuż cytoplazmy do zewnętrznej błony komórki, przez którą hormon jest uwalniany do krwi. Niektóre hormony, takie jak hormony płciowe, nie gromadzą się w granulkach i opuszczają komórkę wydzielającą jako oddzielne molekuły. Uwalnianie hormonu do krwi nie następuje w sposób ciągły, ale tylko wtedy, gdy do komórki wydzielającej dochodzi specjalny sygnał, pod wpływem którego bąbelki uwalniają hormon do środowiska zewnątrzkomórkowego.

Jednak w ostatnie lata stało się oczywiste, że hormony mogą być uwalniane nie tylko z komórek wyspecjalizowanych gruczołów dokrewnych, ale także z komórek wielu innych narządów i tkanek. Zatem neurony podwzgórza są zdolne do wytwarzania całego zestawu czynników hormonalnych, takich jak liberyny, statyny i inne hormony, komórki mięśnia sercowego wydzielają do krwi peptyd natriuretyczny, limfocyty wydzielają szereg hormonów stymulujących odporność i wreszcie wiele hormonów peptydowych są syntetyzowane w błonie śluzowej jelit.

A. Niezawodność mechanizmów regulacyjnych... W przypadku braku patologii narządy i układy organizmu zapewniają taki poziom procesów i stałych, że organizm potrzebuje zgodnie ze swoimi potrzebami różne warunki aktywność życiowa. Osiąga się to dzięki wysokiej niezawodności działania mechanizmów regulacyjnych, którą z kolei zapewnia szereg czynników.

1. Istnieje kilka mechanizmów regulacyjnych, które wzajemnie się uzupełniają (nerwowe, humoralne: hormony, metabolity, hormony tkankowe, mediatory - i miogenne).

2. Każdy mechanizm może mieć wielokierunkowy wpływ na narząd. Na przykład nerw współczulny hamuje skurcz żołądka, podczas gdy nerw przywspółczulny go wzmacnia. Wiele substancji chemicznych pobudza lub hamuje aktywność różnych narządów: na przykład adrenalina hamuje, a serotonina wzmaga skurcze żołądka i jelit.

3. Każdy nerw (współczulny i przywspółczulny) i każda substancja krążąca we krwi może również wywierać wielokierunkowy wpływ na ten sam narząd. Na przykład nerw współczulny i angiotensyna zwężają naczynia krwionośne; naturalnie, wraz ze spadkiem ich aktywności, naczynia rozszerzają się.

4. Nerwowe i humoralne mechanizmy regulacji oddziałują na siebie. Na przykład acetylocholina uwalniana z zakończeń przywspółczulnych działa nie tylko na komórki efektorowe narządu, ale także hamuje uwalnianie norepinefryny z pobliskich zakończeń współczulnych. Te ostatnie mają taki sam efekt przy pomocy noradrenaliny na uwalnianie acetylocholiny przez terminale przywspółczulne. To dramatycznie zwiększa efekt działania samej acetalcholiny lub norepinefryny na narząd. Hormon adrenokortykotropowy (ACTH) stymuluje produkcję hormonów w korze nadnerczy, jednak ich nadmierny poziom poprzez ujemne sprzężenie zwrotne (patrz rozdział 1.6, B-1) hamuje produkcję samego ACTH, co prowadzi do zmniejszenia wydzielania kortykoidów.

5. Kontynuując łańcuch tej analizy, mając na uwadze wynik adaptacyjny (utrzymanie stałych organizmu na optymalnym poziomie) oraz pracę efektorów, znajdziemy kilka sposobów ich systemowej regulacji. Tak więc poziom niezbędny dla organizmu ciśnienie krwi(BP) utrzymuje się poprzez zmianę intensywności serca; regulacja światła naczyń krwionośnych; ilość krążącego płynu, która realizowana jest poprzez przenoszenie płynu z naczyń do tkanek iz powrotem oraz poprzez zmianę jego objętości wydalanej z moczem, odkładanie krwi lub opuszczanie jej z magazynu i krążenie w naczyniach organizmu.

Jeśli więc pomnożymy wszystkie pięć wymienionych opcji regulacji stałych ciała, biorąc pod uwagę fakt, że każda ma ich kilka, a nawet kilkadziesiąt (np. substancje humoralne), to Łączna będą setki tych opcji! Zapewnia to bardzo wysoki stopień niezawodności systemowej regulacji procesów i stałych, nawet w ekstremalne warunki oraz z patologicznymi procesami w ciele.

I wreszcie, niezawodność systemowej regulacji funkcji organizmu jest również wysoka, ponieważ istnieją dwa rodzaje regulacji.

B. Rodzaje regulacji. W literaturze istnieje kilka terminów, które nakładają się na siebie, a nawet są ze sobą sprzeczne. W szczególności

Uważamy jednak, że podział regulacji na typy według odchylenia i perturbacji jest błędny. W obu przypadkach pojawia się czynnik niepokojący. Na przykład czynnikiem zakłócającym jest odchylenie regulowanej stałej od normy (regulacja przez odchylenie), tj. rodzaj regulacji przez odchylenie bez czynnika zakłócającego nie jest realizowany. W zależności od momentu włączenia mechanizmów regulacyjnych w odniesieniu do zmiany stałej ciała od wartości normalnej należy ją odróżnić regulacja przez odchylenie oraz wcześniejsza regulacja. Te dwa pojęcia obejmują wszystkie inne i pozwalają uniknąć zamieszania terminologicznego.

1, Regulacja odchyleń - mechanizm cykliczny, w którym każde odchylenie od optymalnego poziomu regulowanej stałej mobilizuje wszystkie urządzenia układu funkcjonalnego do przywrócenia go do poprzedniego poziomu. Regulacja przez odchylenie zakłada obecność w składzie kompleksu systemu kanał negatywny sprzężenie zwrotne, zapewnienie wielokierunkowego oddziaływania: wzmocnienie mechanizmów kontroli motywacji w przypadku osłabienia wskaźników procesu, a także osłabienie mechanizmów motywacji w przypadku nadmiernego wzmocnienia wskaźników i stałych procesu. W przeciwieństwie do negatywnej opinii pozytywne opinie, występujący w organizmie rzadko, działa tylko jednokierunkowo i stymuluje rozwój procesu pod kontrolą kompleksu kontrolnego. Dodatnie sprzężenie zwrotne sprawia więc, że system jest niestabilny, niezdolny do zapewnienia stabilności regulowanego procesu w granicach optimum fizjologicznego. Na przykład, gdyby ciśnienie krwi regulowane było na zasadzie dodatniego sprzężenia zwrotnego, to w przypadku jego spadku działanie mechanizmów regulacyjnych prowadziłoby do jeszcze większego spadku, a w przypadku wzrostu do jeszcze większego wzrostu . Przykładem pozytywnego sprzężenia zwrotnego jest wzrost wydzielania soków trawiennych w żołądku po posiłku, który odbywa się za pomocą produktów hydrolizy wchłanianych do krwi.

W ten sposób układy funkcjonalne, z ich mechanizmami samoregulacji, wspierają główne wskaźniki środowiska wewnętrznego w zakresie wahań, które nie zakłócają optymalnego przebiegu życiowej aktywności organizmu. Wynika z tego, że pojęcie stałych środowisko wewnętrzne organizmu jako stabilne wskaźniki homeostazy względnie. Jednocześnie wyróżnia się „twarde” stałe, które są utrzymywane przez odpowiednie układy funkcjonalne na stosunkowo stałym poziomie i których odchylenie od tego poziomu jest minimalne, ponieważ jest obarczone poważnymi zaburzeniami metabolicznymi. Istnieje również „Plastikowy”, „miękki” stałe, których odchylenie od optymalnego poziomu jest dozwolone w szerokim zakresie fizjologicznym. Przykładami stałych „twardych” są poziom ciśnienia osmotycznego, wartość pH. Stałe „plastikowe” to wartość ciśnienia krwi. temperatura ciała, koncentracja składniki odżywcze we krwi.

W szkoleniu i literatura naukowa istnieją również pojęcia „wartości zadanej” i „wartości zadanej” tego lub innego parametru. Te koncepcje są zapożyczone z dyscyplin technicznych. Odchylenie parametru od zadanej wartości w urządzeniu technicznym natychmiast uruchamia mechanizmy regulacyjne, które przywracają jego parametry do „wartości zadanej”. W technice takie sformułowanie pytania o „wartość zadaną” jest całkiem słuszne. Ten „punkt wyjścia” jest ustalany przez konstruktora. W ciele nie ma „wartości zadanej” lub „wartości zadanej”, ale pewna wartość jego stałych, w tym stała temperatura ciała wyższych zwierząt i ludzi. Pewien poziom stałych organizmu zapewnia względnie niezależny (wolny) styl życia. Ten poziom stałych ukształtował się w toku ewolucji. Pojawiły się również mechanizmy regulacji tych stałych. Dlatego pojęcia „wartość zadana” i „wartość zadana” należy uznać za niepoprawne w fizjologii. Istnieje ogólnie przyjęta koncepcja „homeostazy”, tj. stałość środowiska wewnętrznego organizmu, co implikuje stałość różnych stałych organizmu. Utrzymanie tej dynamicznej stałości (wszystkie stałe ulegają wahaniom) - niektóre więcej, inne mniej) zapewniają wszystkie mechanizmy regulacyjne.

2. Regulacja zaawansowana polega na tym, że mechanizmy regulacyjne są uruchamiane przed rzeczywistą zmianą parametru regulowanego procesu (stałą) na podstawie informacji docierających do centrum nerwowego układu funkcjonalnego i sygnalizujących możliwą zmianę regulowanego procesu (stałą). w przyszłości. Na przykład termoreceptory (detektory temperatury) umieszczone wewnątrz ciała zapewniają kontrolę nad stałą temperatury wewnętrznych obszarów ciała. Termoreceptory skóry działają głównie jako detektory temperatury środowisko(czynnik niepokojący). Przy znacznych odchyleniach temperatury otoczenia powstają warunki do ewentualnej zmiany temperatury wewnętrznego środowiska ciała. Normalnie jednak tak się nie dzieje, gdyż impulsy z termoreceptorów skóry, wchodzące w sposób ciągły do ośrodka termoregulacji podwzgórza, pozwalają na dokonanie przez ośrodek termoregulacji kompensacyjnych zmian w pracy efektorów układu, aż do momentu rzeczywistej zmiany temperatury wewnętrznej środowisko ciała. Zwiększona wentylacja płuc podczas wysiłku zaczyna się przed wzrostem zużycia tlenu i akumulacją kwasu węglowego we krwi. Odbywa się to dzięki aferentnym impulsom z proprioceptorów aktywnie pracujących mięśni. W konsekwencji impuls proprioceptorów działa jako czynnik organizujący restrukturyzację funkcjonowania układu funkcjonalnego, który przed terminem utrzymuje optymalny dla metabolizmu poziom Po 2 - Pco 2 i pH środowiska wewnętrznego.

Zaawansowana regulacja można zaimplementować za pomocą mechanizmu odruch warunkowy. Wykazano, że produkcja ciepła konduktorów pociągów towarowych w okresie zimowym gwałtownie wzrasta w miarę oddalania się od stacji odjazdów, gdzie konduktor przebywał w ciepłym pomieszczeniu. W drodze powrotnej, gdy zbliżamy się do stacji, produkcja ciepła w ciele wyraźnie spada, choć w obu przypadkach przewodnik został poddany równie intensywnemu chłodzeniu i nie zmieniły się wszystkie fizyczne warunki wydzielania ciepła (A.D. Słonim).

Dzięki dynamicznej organizacji mechanizmów regulacyjnych układy funkcjonalne zapewniają homeostazę organizmu zarówno w spoczynku, jak iw stanie jego wzmożonej aktywności w środowisku.

HOMEOSTAZA

Koncepcje

Homeostaza(homeostaza) - z greckiego. homois - podobny, podobny + 513515 - stojący, nieruchomy.

Koncepcja ta została wprowadzona do fizjologii przez W. Cannona (1929) i zdefiniowała ją jako zespół skoordynowanych reakcji, które utrzymują lub przywracają wewnętrzne środowisko organizmu. W tłumaczeniu na język rosyjski nie oznacza to reakcji, ale stan wewnętrznego środowiska organizmu. Obecnie (z naszego punktu widzenia całkiem słusznie) przez homeostazę rozumie się dynamiczną stałość środowiska wewnętrznego organizmu i parametrów czynności narządu.

Środowisko wewnętrzne organizmu to zbiór krwi, limfy, płynu międzykomórkowego i mózgowo-rdzeniowego. Przez stałość środowiska wewnętrznego organizmu rozumie się jego skład biochemiczny, objętość, skład formowanych pierwiastków oraz temperaturę. Skład środowiska wewnętrznego określają jego stałe: na przykład pH krwi (tętnicze - 7,4; żylne - 7,34), ciśnienie osmotyczne krwi (7,6 atm), lepkość wszystkich płynów ustrojowych (we krwi jest to 4,5-5 razy więcej niż woda) itp. „Utrzymanie stałości warunków życia w naszym środowisku wewnętrznym jest niezbędnym elementem wolnego i niezależnego życia” – zauważył K. Bsrnar (1878). Dzięki tej konsekwencji jesteśmy w dużej mierze niezależni od otoczenia.

Stałość środowiska wewnętrznego zależy od stabilnego funkcjonowania narządy wewnętrzne(parametry ich działalności). Na przykład, jeśli funkcja wymiany gazowej płuc jest osłabiona, zawartość O2 i CO2 we krwi i płynie międzykomórkowym, pH krwi i innych płynów ustrojowych jest osłabiona. Stabilna aktywność nerek determinuje również wiele stałych środowiska wewnętrznego: pH, ciśnienie osmotyczne, ilość płynów w organizmie itp.

Sytuacje są możliwe, gdy środowisko wewnętrzne nie jest zaburzone i nie obserwuje się homeostazy. Na przykład podwyższone ciśnienie krwi spowodowane skurczem naczyń krwionośnych (w ciężkich przypadkach jest to choroba hipertoniczna) jest naruszeniem homeostazy, prowadzącym do pogorszenia aktywność zawodowa, ale wzrostowi ciśnienia krwi nie mogą towarzyszyć odchylenia od normy wewnętrznego środowiska organizmu. W konsekwencji możliwe jest poważne odchylenie parametrów czynności narządów wewnętrznych bez zmian w środowisku wewnętrznym organizmu. Na przykład tachykardia (wysoka częstość akcji serca) jako kompensacyjna reakcja odruchowa przy niskim ciśnieniu krwi z powodu zmniejszenia napięcia naczyń krwionośnych. W tym przypadku parametry czynności narządów wewnętrznych są również silnie odbiegające od normy, zaburzona jest homeostaza, zmniejszona jest zdolność do pracy, ale stan środowiska wewnętrznego organizmu może mieścić się w normalnym zakresie.

Dynamiczna stałość środowiska wewnętrznego i parametry czynności narządów. Oznacza to, że stałe fizjologiczne i biochemiczne oraz intensywność czynności narządów są zmienne i odpowiadają potrzebom organizmu w różnych warunkach jego aktywności życiowej. Na przykład podczas aktywność fizyczna częstość i siła skurczów serca czasami wzrastają dwu-, a nawet trzykrotnie, podczas gdy maksymalne (skurczowe) ciśnienie krwi znacznie wzrasta (czasami rozkurczowe); we krwi gromadzą się metabolity (kwas mlekowy, CO2, kwas adenylowy, zakwasza się środowisko wewnętrzne organizmu), obserwuje się nadciśnienie - wzrost intensywności oddychania zewnętrznego, ale zmiany te nie są patologiczne, tj. homeostaza pozostaje dynamiczna. Gdyby parametry funkcjonowania narządów i układów organizmu nie uległy zmianie ze względu na zmianę intensywności ich aktywności, to organizm nie byłby w stanie wytrzymać zwiększonych obciążeń. Należy zauważyć, że podczas aktywności fizycznej funkcje nie wszystkich narządów i układów są aktywowane: na przykład aktywność układu pokarmowego jest zahamowana. W spoczynku obserwuje się odwrotne zmiany: zmniejsza się zużycie O2, zmniejsza się metabolizm, słabnie aktywność serca i oddychania, zanikają odchylenia parametrów biochemicznych i gazometrii. Stopniowo wszystkie wartości wracają do normy w spoczynku.

Norma to średnia wartość statystyczna stałych środowiska wewnętrznego oraz parametrów czynności narządów i układów organizmu. Dla każdej osoby mogą one znacznie odbiegać od średniej stawki, zwłaszcza od wskaźników dla osób. Dlatego dla wskaźników normalnych wartości istnieją granice tej normy, a dla różnych stałych rozpiętość parametrów jest bardzo różna. Na przykład maksymalne ciśnienie krwi u młodego mężczyzny w spoczynku wynosi 110-120 mm Hg. Sztuka. (rozpiętość 10 Mm Hg), a wahania pH krwi w spoczynku wynoszą kilka setnych. Rozróżnij stałe „sztywne” i „plastyczne” (P.K. Anokhin; patrz rozdział 1.6, B1). Wartość ciśnienia tętniczego różni się w różnych okresach ontogenezy. Tak więc pod koniec 1. roku życia skurczowe ciśnienie krwi wynosi = 95 mmHg Art., w wieku 5 lat<= 100 мм,в 10 лет- 105 мм рт. ст., т.е. норма вариабельна в антогенезе. «Жесткими» константами являются те параметры внутренней среды, которые определяют оптимальную активность ферментов и тем самым возможность оптимального для организма протекания обменных процессов.

Homeostaza, odpowiadająca potrzebom organizmu w różnych warunkach jego życia, jest utrzymywana dzięki wysokiej niezawodności w pracy różnych narządów i układów organizmu.

1.7.2. Niezawodność układów fizjologicznych zapewniających homeostazę

Organizm w procesie życia często doświadcza silnego stresu emocjonalnego i fizycznego, narażony jest na wpływy geofizyczne: wysokie i niskie temperatury, pole geomagnetyczne, promieniowanie słoneczne. W toku ewolucji powstały różne mechanizmy, które zapewniają optymalne reakcje adaptacyjne. W spoczynku wiele narządów i układów

Funkcjonują przy minimalnym stresie, przy stresie fizycznym intensywność ich aktywności może wzrosnąć dziesięciokrotnie. Główne sposoby i mechanizmy zapewniające niezawodność systemów fizjologicznych, a tym samym funkcjonalnych, to:

1. Rezerwa cementów strukturalnych w narządzie i ich ruchliwość funkcjonalna. Ilość komórek i elementów strukturalnych w różnych narządach i tkankach jest znacznie większa niż jest to konieczne do wystarczającego zaopatrzenia organizmu w spoczynek. Tak więc podczas spoczynku w spoczynku człowieka funkcjonuje niewielka liczba naczyń włosowatych - około 30 otwartych naczyń włosowatych na 1 mm 2 przekroju mięśnia (naczynia włosowate obciążone), przy maksymalnej pracy mięśni ich liczba sięga 3000 na 1 mm 2 . W sercu 50% naczyń włosowatych działa jednocześnie, 50% nie działa. W ciemności pole receptywne komórek zwojowych siatkówki rozszerza się - odbierają one informacje z większej liczby fotoreceptorów. Obecność rezerwy elementów konstrukcyjnych zapewnia ich funkcjonalną mobilność - zmiana funkcjonujących elementów: jedne pracują, inne odpoczywają (na przemian funkcjonujące i odpoczynkowe). Organem, który ma duży zapas elementów strukturalnych jest wątroba. Jeśli wątroba jest uszkodzona, pozostałe komórki mogą zapewnić jej normalne funkcjonowanie. W fizjologii pojęcie „mobilności funkcjonalnej” wprowadził G. Snyakin.

2. Duplikacja w układach fizjologicznych występuje bardzo często, co również zwiększa ich niezawodność: organizm ma dwa płuca, dwie nerki, dwoje oczu, dwoje uszu, sparowane pnie nerwowe, które funkcjonalnie w dużej mierze nakładają się na siebie: na przykład lewy i prawy nerw błędny i współczulny. Unerwienie narządów wewnętrznych, ciało ludzkie odbywa się z kilku odcinków rdzenia kręgowego. Każdy metamer ciała jest unerwiony przez trzy korzenie czuciowe i ruchowe rdzenia kręgowego, nerwy z pięciu segmentów piersiowych rdzenia kręgowego zbliżają się do serca. Neurony ośrodków regulujących różne funkcje znajdują się w różnych częściach mózgu, co również zwiększa niezawodność w regulacji funkcji organizmu. Obróbka enzymatyczna pokarmu dostającego się do przewodu pokarmowego jest również powielana: po usunięciu żołądka ze względów medycznych trawienie przebiega w sposób zadowalający.

Trzy mechanizmy regulacji funkcji organizmu (nerwowy, humoralny i miogenny) zapewniają precyzyjną, adaptacyjną regulację funkcji narządów i układów zgodnie z potrzebami organizmu w różnych warunkach życia. Przykładem duplikacji są wieloobwodowe mechanizmy regulacji szeregu stałych fizjologicznych. Na przykład regulacja ciśnienia krwi odbywa się za pomocą mechanizmów szybkiej odpowiedzi (regulacja odruchów), mechanizmów powolnej odpowiedzi (regulacja hormonalna i miogenna napięcia naczyniowego, zmiana objętości wody we krwi z powodu jej przejścia z naczyń włosowatych do tkanki i vice versa), powolne mechanizmy odpowiedzi (zmiana ilości wydalanej wody z organizmu za pomocą regulatorowych wpływów na nerki). Stałość pH pożywki jest utrzymywana przez układy buforowe płuc, nerek i krwi.

3. Adaptacja - zespół reakcji i mechanizmów ich realizacji, zapewniający przystosowanie organizmu do zmian warunków geospołecznych (przyrodniczych, społecznych i przemysłowych). Reakcje adaptacyjne mogą być wrodzone lub nabyte; są przeprowadzane na poziomie komórkowym, narządowym, ogólnoustrojowym i organizmów. Mechanizmy adaptacyjne są bardzo zróżnicowane. Na przykład przy systematycznie zwiększonej aktywności fizycznej rozwija się przerost mięśni, podczas oddychania powietrzem o niskiej zawartości tlenu wzrasta poziom hemoglobiny we krwi, zwiększa się liczba naczyń włosowatych w tkankach i wentylacja płuc; pod wpływem niskiej temperatury wzrasta metabolizm, zmniejsza się przenoszenie ciepła; zmiany w oświetleniu (dzień - noc) utworzyły dobowe (dobowe) rytmy biologiczne: większość narządów i układów organizmu działa intensywniej w ciągu dnia niż w nocy, ponieważ człowiek zwykle odpoczywa w nocy; pod wpływem czynników zakaźnych powstaje odporność; z uszkodzeniem płuc, erytropoezą i wzrostem ilości hemoglobiny we krwi.

4. Regeneracja uszkodzonej części narządu lub tkanki w wyniku reprodukcji zachowanych komórek i syntezy nowych elementów strukturalnych po dysymilacji (katabolizmie) zwiększają również niezawodność układów fizjologicznych. Tak więc białka organizmu odnawiają się o 50% w ciągu 80 dni, wątroba - w ciągu 10 dni całe ciało odnawia się o 5% dziennie. Włókna nerwowe uszkodzonego i odbudowanego (zszytego) nerwu regenerują się (rosną), przywracana jest ich funkcja regulacyjna, uszkodzony nabłonek regeneruje się, przecięta i zszyta skóra rośnie razem; obszar skóry przeszczepiony na oparzoną powierzchnię ciała wszczepia się, naczynia krwionośne zszyte po operacji zrastają się, kości złamane w wyniku urazu również zrastają się; uszkodzona wątroba zostaje częściowo przywrócona z powodu rozmnażania pozostałych komórek.

5. Ekonomiczne funkcjonowanie wszystkich narządów i układów poprawia również ich niezawodność. Realizuje się to za pomocą wielu mechanizmów, z których głównym jest umiejętność dostosowania czynności dowolnego narządu i układu do: aktualne potrzeby organizmu. Tak więc tętno w spoczynku wynosi 60-80 na minutę, a podczas szybkiego biegu - 150-200; w spoczynku, w warunkach komfortowej temperatury i na czczo organizm zużywa około 70 kcal przez 1 godzinę, a przy ciężkiej pracy fizycznej - 600 kcal i więcej, tj. zużycie energii wzrasta 8-10 razy. Hormony wydzielane są w niewielkich ilościach, ale wywierają silny i długotrwały efekt regulacyjny na narządy i tkanki. W organizmie przy bezpośrednim wydatku energii tylko kilka jonów jest przenoszonych (transportowanych przez błonę komórkową), główne z nich to N3*, Ca 2+, podobno C1- i kilka innych, ale zapewnia to wchłanianie w przewód pokarmowy, tworzenie ładunków elektrycznych organizmu komórkowego, przepływ wody do komórki iz powrotem, proces oddawania moczu, regulacja ciśnienia osmotycznego. pH środowiska wewnętrznego organizmu. Ponadto transport samych jonów do iz komórki, pomimo stężenia i gradientów elektrycznych, odbywa się również bardzo ekonomicznie. Na przykład jony N3 + są usuwane z komórki z wydatkiem energii, a powrót jonów K + do komórki następuje bez wydatku energii. Ciało nabywa dużą liczbę odruchów warunkowych, z których każdy może zostać zahamowany, jeśli nie jest potrzebny. Odruchy bezwarunkowe w ogóle nie powstają bez zmiany zewnętrznego lub wewnętrznego środowiska ciała. W procesie pracy i w sporcie (praca na taśmociągu, obróbka części przez pracowników, zestaw ćwiczeń gimnastycznych), na początku (przy opanowaniu umiejętności) wkłada się duże wysiłki, włącza się nadmiar grup mięśniowych , zużywana jest duża ilość energii i pojawia się stres emocjonalny. Gdy umiejętności zostaną wzmocnione, wiele ruchów zostaje zautomatyzowanych - eliminowane są ekonomiczne, zbędne,

6. Dopływ tlenu do organizmu wystarcza nawet przy znacznym spadku jego ciśnienia parcjalnego w powietrzu atmosferycznym, ponieważ hemoglobina bardzo łatwo nasyca się tlenem. Na przykład ze spadkiem Po 2 w płucach od 100 do 60 mm Hg. Sztuka. nasycenie hemoglobiny tlenem spada tylko z 97 do 90%. co nie wpływa negatywnie na stan organizmu.

7. Poprawa struktury narządów w procesie ewolucji wiąże się ze wzrostem intensywności ich funkcjonowania, co również działa jako czynnik niezawodności. Aktywność funkcjonalna jest wiodącym czynnikiem w rozwoju elementów konstrukcyjnych. Aktywne funkcjonowanie narządu lub układu zapewnia doskonalszy rozwój ich struktury w filo- i ontogenezie. Na przykład duża aktywność fizyczna zapewniała rozwój silnych mięśni szkieletowych, ośrodkowego układu nerwowego i układu sercowo-naczyniowego. Z kolei doskonała budowa narządu lub układu jest podstawą ich wysokich możliwości funkcjonalnych, co obserwuje się zarówno w filo-, jak i ontogenezie. Organ, który nie funkcjonuje lub funkcjonuje niewystarczająco zaczyna zanikać, zanikać. Dotyczy to również aktywności umysłowej, jeśli nie ma odpowiedniego obciążenia intelektualnego. Zwiększenie intensywności aktywności

mózg w filogenezie (wzrost aktywności ruchowej, powikłanie reakcji behawioralnych) przyczynił się do szybkiego powikłania budowy mózgu i układu mięśniowo-szkieletowego. Aktywna aktywność umysłowa i fizyczna naczelnych i ludzi zapewniała szybki rozwój kory mózgowej. W procesie ewolucji narząd, na który warunki aktywności życiowej nakładają duże obciążenie, ulega lepszemu rozwojowi, co zwiększa niezawodność funkcjonowania różnych narządów i tkanek oraz organizmu jako całości.

8. Wysoki stopień niezawodności w pracy ośrodkowego układu nerwowego zapewnia takie jej właściwości jak plastyczność - zdolność elementów nerwowych i ich związków do restrukturyzacji właściwości funkcjonalnych. Przykładami ilustrującymi tę właściwość ośrodkowego układu nerwowego są zjawisko ulgi (poprawa przewodzenia impulsów nerwowych, które wielokrotnie podążają tą samą drogą); tworzenie nowych tymczasowych połączeń podczas rozwoju odruchów warunkowych; tworzenie dominującego ogniska wzbudzenia w ośrodkowym układzie nerwowym. stymulujący wpływ na procesy osiągania niezbędnego celu; kompensacja funkcji ze znacznym uszkodzeniem ośrodkowego układu nerwowego, a w szczególności kory mózgowej.

Procesy fizjologiczne w ludzkim ciele są skoordynowane ze względu na istnienie pewnych mechanizmów ich regulacji.

Regulacja różnych procesów w ciele odbywa się za pomocą mechanizmów nerwowych i humoralnych.

Regulacja humoralna przeprowadzone z wykorzystaniem czynników humoralnych ( hormony), które są przenoszone przez krew i limfę w całym ciele.

Nerwowy regulacja odbywa się za pomocą system nerwowy.

Nerwowy i humoralny tryb regulacji funkcji są ze sobą ściśle powiązane. Na aktywność układu nerwowego stale wpływają chemikalia wnoszone z krwią, a powstawanie większości chemikaliów i ich uwalnianie do krwi jest pod stałą kontrolą układu nerwowego.

Regulacja funkcji fizjologicznych w organizmie nie może odbywać się za pomocą jedynie regulacji nerwowej lub tylko humoralnej - jest to pojedynczy kompleks regulacja neurohumoralna Funkcje.

Ostatnio zasugerowano, że nie istnieją dwa systemy regulacji (nerwowy i humoralny), ale trzy (nerwowy, humoralny i immunologiczny).

Regulacja nerwowa

Regulacja nerwowa- To koordynujący wpływ układu nerwowego na komórki, tkanki i narządy, jeden z głównych mechanizmów samoregulacji funkcji całego organizmu. Regulacja nerwowa odbywa się za pomocą impulsów nerwowych. Regulacja nerwowa jest szybka i lokalna, co jest szczególnie ważne w regulacji ruchów i dotyczy wszystkich (!) układów organizmu.

U podstaw regulacji nerwowej leży zasada odruchu. Odruch jest uniwersalną formą interakcji organizmu z otoczeniem, jest odpowiedzią organizmu na podrażnienia, która odbywa się przez ośrodkowy układ nerwowy i jest przez niego kontrolowana.

Strukturalną i funkcjonalną podstawą odruchu jest łuk odruchowy - połączony szeregowo łańcuch komórek nerwowych, który zapewnia odpowiedź na stymulację. Wszystkie odruchy są wykonywane dzięki aktywności ośrodkowego układu nerwowego - mózgu i rdzenia kręgowego.

Regulacja humoralna

Regulacja humoralna to koordynacja procesów fizjologicznych i biochemicznych przeprowadzanych przez płynne media organizmu (krew, limfa, płyn tkankowy) za pomocą substancji biologicznie czynnych (hormonów) wydzielanych przez komórki, narządy i tkanki podczas ich życia.

W toku ewolucji regulacja humoralna pojawiła się wcześniej niż regulacja nerwowa. Stało się bardziej skomplikowane w procesie ewolucji, w wyniku czego powstał układ hormonalny (gruczoły dokrewne).

Regulacja humoralna jest podporządkowana regulacji nerwowej i tworzy wraz z nią jeden system neurohumoralnej regulacji funkcji organizmu, który odgrywa ważną rolę w utrzymaniu względnej stałości składu i właściwości środowiska wewnętrznego organizmu (homeostazy) oraz jego adaptacja do zmieniających się warunków egzystencji.

Regulacja odporności

Odporność jest funkcją fizjologiczną, która zapewnia odporność organizmu na działanie obcych antygenów. Odporność człowieka uodparnia ją na wiele bakterii, wirusów, grzybów, robaków, pierwotniaków, różne trucizny zwierzęce oraz chroni organizm przed komórkami rakowymi. Zadaniem układu odpornościowego jest rozpoznanie i zniszczenie wszystkich obcych struktur.

Układ odpornościowy jest regulatorem homeostazy. Ta funkcja jest realizowana przez generowanie autoprzeciwciała, który na przykład może wiązać nadmiar hormonów.

Reakcja immunologiczna z jednej strony jest integralną częścią reakcji humoralnej, ponieważ większość procesów fizjologicznych i biochemicznych zachodzi przy bezpośrednim udziale mediatorów humoralnych. Jednak reakcja immunologiczna często ma charakter ukierunkowany i dlatego przypomina regulację nerwową.

Z kolei intensywność odpowiedzi immunologicznej jest regulowana droga neurofilna. Układ odpornościowy jest korygowany przez mózg i układ hormonalny. Taka regulacja nerwowa i humoralna odbywa się za pomocą neuroprzekaźników, neuropeptydów i hormonów. Promediatory i neuropeptydy docierają do narządów układu odpornościowego wzdłuż aksonów nerwów, a hormony wydzielane są przez gruczoły dokrewne w sposób niepowiązany do krwiobiegu i w ten sposób dostarczane do narządów układu odpornościowego. Fagocyt (komórka odpornościowa), niszczy komórki bakteryjne

Początek formularza

Ogólne zasady regulacji funkcji życiowych organizmu

W trakcie swojego rozwoju ciało jest nieustannie odnawiane, zachowując niektóre ze swoich właściwości, a inne zmieniając lub tracąc. Istnieją jednak właściwości podstawowe, wprawdzie częściowo zmieniające się, ale stale pozwalające na utrzymanie swojego istnienia i odpowiednie dostosowywanie się do zmieniających się warunków środowiska zewnętrznego. Są tylko trzy z nich:

Metabolizm i energia

Drażliwość,

Regulacja i samoregulacja.

Każdą z tych właściwości można prześledzić na poziomie komórkowym, tkankowym i ogólnoustrojowym, ale na każdym z tych poziomów mają one swoją własną charakterystykę.

Ciało ludzkie jest zbiorem hierarchicznie powiązanych (nie tylko powiązanych, ale i współzależnych, wzajemnie podporządkowanych) systemów, ale jednocześnie jest jednym złożonym, wieloelementowym systemem. Połączona i normalna aktywność życiowa wszystkich części składowych (narządów i układów) organizmu jest możliwa tylko pod warunkiem nieodzownego zachowania względnej fizycznej i chemicznej stałości jego środowiska wewnętrznego. Ta stałość ma charakter dynamiczny, gdyż nie jest utrzymywana na absolutnie stałym poziomie, ale w granicach dopuszczalnych wahań podstawowych funkcji fizjologicznych. Nazywa się to homeostazą.

Homeostaza jest możliwa dzięki mechanizmom regulacji i samoregulacji. Rozporządzenie - to realizacja reakcji organizmu i jego układów, zapewnienie adekwatności przebieg funkcji życiowych i czynności różnych charakterystyka środowiska zewnętrznego(fizyczne, chemiczne, informacyjne, semantyczne itp.). Regulacja pełni funkcję integrującą ciało ludzkie jako całość.

Regulacja funkcji narządów - jest to zmiana intensywności ich pracy w celu osiągnięcia pożytecznego rezultatu zgodnego z potrzebami organizmu w różnych warunkach jego życia.

Zmiany parametrów funkcji przy zachowaniu ich w granicach homeostazy zachodzą na każdym poziomie organizmu lub w dowolnym układzie hierarchicznym na skutek samoregulacja, lub wewnętrzny dla systemu mechanizmy kontroli życia. Lokalne mechanizmy samoregulacji tkwiące w narządach i układach można zaobserwować na przykładach pracy serca, żołądka, jelit czy automatyzmu naprzemiennego wdechu i wydechu w układzie oddechowym. Dla realizacji funkcji organizmu jako całości konieczne jest wzajemne powiązanie i współzależność funkcji jego systemów składowych. W tym sensie organizm można uznać za system samoorganizujący się i samoregulujący, a samoregulację za właściwość całego organizmu.

Aktywność organizmu jako całości odbywa się dzięki regulacji układu nerwowego i humoralnego. Te dwa systemy są ze sobą powiązane i mają na siebie wzajemny wpływ.

Regulacja funkcji w organizmie człowieka opiera się na oddziaływaniu na układ fizjologiczny, narząd lub zespół narządów poprzez sygnały sterujące, które mają postać impulsów nerwowych lub bezpośrednio czynnika humoralnego (chemicznego). Analizując mechanizmy regulacji, z reguły składniki odruchowe i humoralne są rozpatrywane osobno.

Humoralnymi (chemicznymi) regulatorami mogą być niektóre związki, które dostają się do organizmu z pożywieniem (na przykład witaminy), produkty przemiany materii (na przykład dwutlenek węgla), substancje fizjologicznie czynne syntetyzowane w tkankach i narządach (prostaglandyny, kininy itp.) itp. ), prohormony i hormony rozlanego układu dokrewnego i gruczołów dokrewnych. Te substancje chemiczne dostają się do płynu tkankowego, a następnie do krwioobiegu, są rozprowadzane po całym ciele i wpływają na komórki, tkanki i narządy, które są oddalone od komórek, w których powstają. Hormony są najważniejszymi specjalistycznymi regulatorami chemicznymi. Mogą powodować aktywność narządów (działanie wyzwalające), wzmacniać lub tłumić funkcje (działanie naprawcze), przyspieszać lub spowalniać procesy metaboliczne oraz wpływać na wzrost i rozwój organizmu.

Nerwowy mechanizm regulacji ma większą szybkość działania w porównaniu z mechanizmem humoralnym. W przeciwieństwie do sygnałów humoralnych, sygnały nerwowe kierowane są do ściśle określonych narządów. Wszystkie komórki, tkanki i narządy są regulowane przez układ nerwowy, który łączy i dostosowuje ich działanie do zmieniających się warunków środowiskowych. Regulacja nerwowa opiera się na odruchach nieuwarunkowanych i warunkowych.

Oba mechanizmy regulacyjne są ze sobą powiązane, trudno je rozróżnić, ponieważ reprezentują różne strony jednej regulacji neurohumoralnej. Istnieje wiele substancji biologicznie czynnych, które mogą wpływać na życiową aktywność komórek nerwowych i funkcje układu nerwowego. Natomiast syntezę i uwalnianie do krwi czynników humoralnych reguluje układ nerwowy. We współczesnym rozumieniu regulacja neurohumoralna to regulujący i koordynujący wpływ układu nerwowego i substancji biologicznie czynnych zawartych we krwi, limfie i płynie tkankowym na procesy życiowe organizmu.

Neurohumoralna regulacja funkcji organizmu- To regulacja aktywności organizmu, realizowana przez układ nerwowy i humoralny. Wiodącą rolę odgrywa układ nerwowy (szybsza reakcja organizmu na zmiany w środowisku zewnętrznym).

Regulacja odbywa się według zasad: 1) samoregulacji- organizm za pomocą własnych mechanizmów zmienia intensywność funkcjonowania narządów i układów zgodnie ze swoimi potrzebami w różnych warunkach życia. Np. podczas biegania aktywowana jest aktywność ośrodkowego układu nerwowego, mięśni, układu oddechowego i sercowo-naczyniowego, aw spoczynku ich aktywność jest znacznie zmniejszona. 2) zasada systemowa- systemy funkcjonalne wg P.K. Anokhin.

Znaczenie i ogólny plan budowy układu nerwowego. Główne wzorce ontogenezy układu nerwowego.

Funkcja układu nerwowego: reguluje aktywność wszystkich narządów i układów, powodując ich jedność, połączenie ze środowiskiem zewnętrznym za pomocą wysoce zróżnicowanych komórek, które odbierają i przekazują informacje.

Zgodnie z zasadą topograficzną układ nerwowy dzieli się na: centralny ( rdzeń kręgowy, mózg) i peryferyjny(somatyczny i wegetatywny) - reprezentowany przez włókna i nerwy 12 par czaszki i 31 par kręgosłupa. Układ somatyczny unerwia pracę mięśni szkieletowych, z kolei autonomiczny (autonomiczny) układ nerwowy dzieli się na współczulny i przywspółczulny oraz unerwia pracę narządów wewnętrznych.

Układ nerwowy reguluje: 1) zachowanie organizmu w środowisku zewnętrznym. Niniejsze rozporządzenie I.P. Pawłow o imieniu VND; 2) reguluje pracę narządów wewnętrznych - obniżona aktywność nerwowa.

Centralny układ nerwowy (OUN) odgrywa wiodącą rolę w organizowaniu procesów adaptacyjnych w przebiegu indywidualnego rozwoju. Dlatego dynamika przemian morfo-funkcjonalnych w tym systemie jest wczytana do charakteru aktywności wszystkich układów ciała.

Liczba neuronów w ośrodkowym układzie nerwowym osiąga maksymalną liczbę u 24-tygodniowego płodu i pozostaje stała do późnej starości. Zróżnicowane neurony nie są już zdolne do podziału, a stała ich liczba odgrywa główną rolę w gromadzeniu i przechowywaniu informacji. Komórki glejowe pozostają niedojrzałe nawet po urodzeniu, co prowadzi do niedoboru ich funkcji ochronnych i wspierających tkankę mózgową, spowolnienia procesów metabolicznych w mózgu, jego niskiej aktywności elektrycznej i wysokiej przepuszczalności bariery krew-mózg.

W momencie narodzin mózg płodu charakteryzuje się niską wrażliwością na niedotlenienie, niskim poziomem procesów metabolicznych (metabolizmem) i przewagą mechanizmu wytwarzania energii beztlenowej w tym okresie. W związku z powolną syntezą mediatorów hamujących w ośrodkowym układzie nerwowym płodu i noworodka, uogólnione podniecenie łatwo pojawia się nawet przy niewielkiej sile podrażnienia. Wraz z dojrzewaniem mózgu wzrasta aktywność procesów hamujących. We wczesnych stadiach rozwoju wewnątrzmacicznego kontrola funkcji nerwów odbywa się głównie przez rdzeń kręgowy. Na początku okresu płodowego (od ósmego do dziesiątego tygodnia rozwoju) pojawia się kontrola rdzenia przedłużonego nad rdzeniem kręgowym. Od 13-14 tygodnia pojawiają się oznaki kontroli śródmózgowia leżących poniżej części ośrodkowego układu nerwowego. Działanie korygujące kory mózgowej na inne struktury ośrodkowego układu nerwowego, mechanizmy niezbędne do przeżycia po urodzeniu, są identyfikowane pod koniec okresu płodowego. Do tego czasu określa się główne rodzaje odruchów bezwarunkowych: orientację, ochronę (unikanie), chwytanie i jedzenie. Ten ostatni, w postaci ruchów ssania i połykania, jest najbardziej wyraźny.

Rozwój ośrodkowego układu nerwowego dziecka jest w dużej mierze wspomagany przez hormony tarczycy. Spadek produkcji hormonów tarczycy w okresie płodowym lub wczesnym okresie poporodowym prowadzi do kretynizmu z powodu zmniejszenia liczby i wielkości neuronów i ich procesów, upośledzenia metabolizmu białek i kwasów nukleinowych w mózgu, a także przekaźnictwa wzbudzenie w synapsach.

W porównaniu z dorosłymi dzieci mają wyższą pobudliwość komórek nerwowych, mniejszą specjalizację ośrodków nerwowych. We wczesnym dzieciństwie wiele włókien nerwowych nie posiada jeszcze osłonki mielinowej, która zapewnia izolowane przewodzenie impulsów nerwowych. W rezultacie proces wzbudzenia łatwo przechodzi z jednego włókna do drugiego, sąsiadującego. Mielinizacja większości włókien nerwowych u większości dzieci kończy się w wieku trzech lat, ale u niektórych trwa do 5-7 lat. Słaba „izolacja” włókien nerwowych wiąże się w dużej mierze z dużym napromieniowaniem procesów nerwowych, a to pociąga za sobą niedoskonałą koordynację reakcji odruchowych, nadmiar niepotrzebnych ruchów i nieekonomiczne wsparcie wegetatywne. Procesy mielinizacji normalnie przebiegają pod wpływem hormonów tarczycy i steroidów. Wraz z rozwojem, „dojrzewaniem” neuronów i połączeń międzyneuronalnych poprawia się koordynacja procesów nerwowych i osiąga doskonałość w wieku 18-20 lat.

Związane z wiekiem zmiany funkcji ośrodkowego układu nerwowego wynikają również z innych morfologicznych cech rozwoju. Pomimo tego, że rdzeń kręgowy noworodka jest najbardziej dojrzałą częścią ośrodkowego układu nerwowego, jego ostateczny rozwój kończy się wraz z ustaniem wzrostu. W tym czasie jego masa wzrasta 8-krotnie.

Główne części mózgu są uwalniane do trzeciego miesiąca okresu embrionalnego, a do piątego miesiąca embriogenezy mają czas na uformowanie się głównych rowków półkul mózgowych. Najintensywniej ludzki mózg rozwija się w ciągu pierwszych 2 lat po urodzeniu. Następnie tempo jego rozwoju nieznacznie spada, ale utrzymuje się na wysokim poziomie aż do wieku 6-7 lat, kiedy masa mózgu dziecka osiąga 80% masy mózgu osoby dorosłej.

Mózg rozwija się heterochronicznie. Najszybciej dojrzewają struktury pnia, podkorowe i korowe, które regulują autonomiczne funkcje organizmu. Już w wieku 2-4 lat te oddziały są podobne do mózgu osoby dorosłej. Ostateczna formacja pnia mózgu i międzymózgowia kończy się dopiero w wieku 13-16 lat. Sparowana aktywność półkul mózgowych w ontogenezie zmienia się od niestabilnej symetrii do niestabilnej asymetrii i wreszcie do stabilnej asymetrii funkcjonalnej. Struktura komórkowa, kształt i położenie rowków i zwojów stref projekcyjnych kory nabierają podobieństwa do mózgu dorosłego w wieku 7 lat. W rejonach czołowych osiąga się to dopiero w wieku 12 lat. Dojrzewanie półkul mózgowych jest w pełni zakończone dopiero w wieku 20-22 lat.

W wieku 40 lat w ośrodkowym układzie nerwowym zaczynają się procesy degeneracyjne. Możliwa jest demielinizacja w tylnych korzeniach i ścieżkach rdzenia kręgowego. Wraz z wiekiem zmniejsza się szybkość propagacji pobudzenia wzdłuż nerwów, spowalnia przewodnictwo synaptyczne i zmniejsza się labilność komórek nerwowych. Procesy hamujące są osłabione na różnych poziomach układu nerwowego. Nieregularne, wielokierunkowe zmiany w poszczególnych jądrach podwzgórza prowadzą do naruszenia koordynacji jego funkcji, zmian charakteru odruchów autonomicznych i, w związku z tym, do zmniejszenia niezawodności regulacji homeostatycznej. U osób starszych zmniejsza się reaktywność układu nerwowego, ograniczona jest zdolność organizmu do przystosowania się do stresu, chociaż u niektórych osób i w wieku 80 lat stan funkcjonalny ośrodkowego układu nerwowego i poziom procesów adaptacyjnych może pozostać tak samo jak w średniej dorosłości. Na tle ogólnych zmian w autonomicznym układzie nerwowym najbardziej zauważalne jest osłabienie wpływów przywspółczulnych.

Centralny układ nerwowy jest najbardziej stabilnym, intensywnie działającym i długowiecznym układem organizmu. Jego aktywność funkcjonalną zapewnia długotrwała konserwacja kwasów nukleinowych w komórkach nerwowych, optymalny przepływ krwi w naczyniach mózgowych oraz odpowiednie dotlenienie krwi. Jednak gdy te warunki są naruszone, funkcjonalność ośrodkowego układu nerwowego jest znacznie zmniejszona.