Физиологические функции, уровни их организации и регуляции. Основные составляющие замкнутого контура регулирования. Прямая и обратная связь. Регуляции по отклонению и по возмущению
НАВИГАЦИЯ ПО СТРАНИЦЕ
легко понять и запомнить
Основные понятия
Физиология (от греческого, physis — природа; logos — учение) — наука о жизненных функциях организма и его структурах, механизмах осуществления этих функций и закономерностях их регуляции.
Функция — проявление жизнедеятельности клетки, органа, системы, имеющие приспособительный характер.
Процесс — совокупность последовательных действий или событий, направленных на достижение определенного результата.
Механизм — способ регулирования процесса или функции.
Регуляция — это минимизация отклонений функций, либо их приспособительное изменение.
Сигнал — это разнообразные виды вещества и энергии, передающие информацию.
Информация — это обозначение содержания сигналов (сообщений), полученных из внешнего мира в процессе приспособления к нему нас и наших органов чувств.
Физиологическая реакция — изменение (усиление или ослабление) деятельности живого и ответ на внешнее или внутреннее воздействие.
Физиологическая норма — это биологический оптимум жизнедеятельности.
Физиологическая система — наследственно закрепленная совокупность органов и тканей, выполняющая общую функцию, иногда несколько функций. Их число ограничено: 1) мышечная; 2) костная; 3) суставная; 4) нервная; 5) эндокринная; 6) иммунная; 7) ССС; 8) крови; 9) дыхания; 10) пищеварения; 11) выделения; 12) воспроизведения; 13) покровная система.
Функциональная система — динамическая, саморегулирующаяся организация, избирательно объединяющая различные органы и уровни нервной и гуморальной регуляции для достижения определенных, полезных для организма результатов.
Функция – проявление деятельности клеток, тканей, органов, систем органов по обеспечению как собственной жизнедеятельности, так и жизнедеятельности организма в целом.
Физиологическая регуляция – это активное управление функциями организма и его поведением для поддержания оптимального уровня жизнедеятельности, постоянства внутренней среды и обменных процессов с целью приспособления организма к меняющимся условиям среды.
Механизмы физиологической регуляции:
нервный
гуморальный
Гуморальная физиологическая регуляция для передачи информации использует жидкие среды организма (кровь, лимфу, цереброспинальную жидкость и т.д.) Сигналы передаются посредством химических веществ: гормонов, медиаторов, биологически активных веществ (БАВ), электролитов и т.д.
Особенности гуморальной регуляции:
не имеет точного адресата – с током биологических жидкостей вещества могут доставляться к любым клеткам организма;
скорость доставки информации небольшая – определяется скоростью тока биологических жидкостей – 0,5-5 м/с;
продолжительность действия.
Нервная физиологическая регуляция для переработки и передачи информации опосредуется через центральную и периферическую нервную систему. Сигналы передаются с помощью нервных импульсов.
имеет точного адресата – сигналы доставляются к строго определенным органам и тканям;
большая скорость доставки информации – скорость передачи нервного импульса – до 120 м/с;
кратковременность действия.
Для нормальной регуляции функций организма необходимо взаимодействие нервной и гуморальной систем. Нейрогуморальная регуляция объединяет все функции организма для достижения цели, при этом организм функционирует как единое целое. Организм находится в неразрывном единстве с внешней средой благодаря активности нервной системы, деятельность которой осуществляется на основе рефлексов.
Замкнутый контур регулирования
Контур биологической регуляции имеет следующие элементы:
Регулируемые параметры (РП) — это параметры, характеризующие приспособительную реакцию организма (например, концентрация глюкозы в крови, величина артериального давления в сосудах, pH среды и другие).
Следящее устройство (CУ) — это элемент контура биологической регуляции, воспринимает информацию об изменении регулируемых параметров. В организме эту функцию выполняют рецепторы.
Управляющее устройство (УУ) — это элемент контура биологической регуляции, который воспринимает информацию, сравнивает с заданными параметрами (установкой), формирует соответствующий сигнал (принимает решения) для достижения приспособительной реакции организма. Эти функции выполняет центральная нервная система (ЦНС).
Исполнительные органы (ИО) — это элементы контура биологической регуляции, выполняющих определенные функции, благодаря которым достигается приспособительная реакция организма с определенными регулируемыми параметрами. В организме эти функции выполняют различные органы-эффекторы.
Канал обратной связи — это путь передачи информации от следящего устройства (СП) до управляющего устройства об отклонении регулируемого параметра от заданного уровня. Он в основном работает по принципу отрицательной обратной связи, когда достаточно высокий или низкий регулируемый параметр необходимо вернуть в гомеостатического уровня. Положительная обратная связь направлена на усиление функции.
Канал прямой связи — это путь передачи информации от управляющего устройства к исполнительным структурам, направленный на обеспечение заданного уровня регулируемого параметра, благодаря изменению их функций.
Канал внешней связи — это путь передачи информации к управляющему устройству о внешних («возмущающие») воздействиях, требующих достижения приспособительной реакции организма с соответствующими характеристиками РП.
Обратную связь подразделяют на отрицательную и положительную. В организме подавляющее число обратных связей — отрицательные. Это значит, что под влиянием поступающей по их каналам информации регулирующая система возвращает отклонившийся параметр к исходному (нормальному) значению. Таким образом, отрицательная обратная связь необходима для сохранения устойчивости уровня регулируемого показателя. В противоположность этому положительная обратная связь способствует изменению величины регулируемого параметра, переводу его на новый уровень. Так, в начале интенсивной мышечной нагрузки импульсация от рецепторов скелетных мышц способствует развитию увеличения уровня артериального кровяного давления.
Регуляция по отклонению и по возмущению
Регуляция по отклонению действует в том случае, когда какой-либо регулируемый параметр отклоняется от заданной нормы (АД, объем циркулирующей крови, уровень глюкозы в крови, температура тела, осмотическое давление плазмы крови и т.п.). В данном случае возникает рассогласование между возникшим уровнем и генетически детерминированной нормой; такое отклонение параметра воспринимается регулирующими механизмами, и они нормализуют отклонившийся показатель гомеостаза.
Регуляция по возмущению обеспечивает предупреждение негативных воздействий на входе в систему при формировании возмущающего сигнала. Здесь происходит не нормализация уже отклонившегося показателя гомеостаза, а предупреждается возможность его отклонения.
Попадание в дыхательные пути раздражающего вещества немедленно формирует стоп-сигнал и остановку дыхания до того, как это вещество проникнет в альвеолы и поступит в кровь, изменив ее постоянство и включив механизмы регуляции по отклонению. Мигание и рефлекторное закрытие глаз предупреждают поступление пыли и изменение состава жидкости, омывающей глазные яблоки.
