Биологическая регуляция Рефлекторный принцип деятельности ЦНС Лекция 3

Биологическая регуляция. Рефлекторный принцип деятельности ЦНС Лекция 3

I. Биологическая регуляция и ее виды. Живой организм – открытая равновесная система. В основе равновесия – процессы регуляции или управления физиологическими функциями

Виды управления в организме: 1. Инициация (от покоя к активности ‒ запуск активности скелетной мышцы); 2. Регуляция (управление органом, работающем в автоматическом режиме ‒ сердце); 3. Координация (согласование органов или систем ‒ прямохождение).

Уровни управления: клеточный, органный, системный и организменный. Принципы управления: По возмущению - использование входного возмущающего стимула для выработки компенсирующего воздействия (дыхание в высокогорье); По рассогласованию - сравнение задаваемой и фактической величины на выходе системы (уровень глюкозы в крови); По прогнозированию (подготовка к физической работе)

Механизмы управления 1. Гуморальный 2. Нервный В естественных условиях – едины, образуя нейрогуморальный механизм

Нервные и гуморальные механизмы управления

Постоянство внутренней среды гомеостаз. Для его поддержания необходима саморегуляция, которая использует: прямые связи ‒ включаются при отклонении константы или возмущающем воздействии на входе; обратные связи ‒ выходной сигнал подается на вход. Положительные ‒ свертывание крови, отрицательные ‒ ограничение напряжения мышцы

Представление о саморегуляции физиологических функций отражено в теории функциональных систем (П. К. Анохин)

Функциональная система направлена на полезный результат

II. Нервная регуляция функций. Нейрон

Структурной и функциональной единицей нервной системы является нейрон (нейронная концепция С. Рамон-и-Кахала). Нейроны – специализированные клетки, способные принимать, обрабатывать, хранить и генерировать новую информацию

Функционально в нейроне выделяют следующие части: воспринимающую – дендриты, мембрана сомы нейрона; интегративную – сома с аксонным холмиком; передающую – аксонный холмик с аксоном.

По строению нейроны делят на три типа: мультиполярные (а), биполярные (в) униполярные (с),

По медиаторной природе нейроны делят на группы на основе принципа Дейла: дофаминергические, ГАМКэргические, холинергические и др.

Функционально нейроны делят на три типа: 1. Афферентные 2. Интернейроны (возбуждающие или тормозящие). 3. Эфферентные. Они объединяются в нейронные цепи.

Афферентный нейрон, интернейрон, эфферентный нейрон

Нейроглия – вспомогательные клетки нервной ткани (90% клеток ЦНС).

Олигодендроциты, миелинизация аксонов в ЦНС. Шванновские клетки, миелинизация аксонов периферической нервной системы Микроглия – фагоцитоз Эпендимные клетки – выстилка полостей в ЦНС Астроциты – основная группа (60%), гематоэнцефалический барьер

III. Рефлекс. Рефлекторная дуга

В основе нервного механизма управления организмом лежит рефлекс Рефлекс − реакция организма на изменения внутренней и внешней среды, опосредованная нервной системой. Структурная основа рефлекса − рефлекторная дуга (состоит из афферентного, центрального и эфферентного звеньев).

Моно- и дисинаптическая рефлекторная дуга

Рефлекторная дуга замкнута обратной связью

По способу формирования различают безусловные и условные рефлексы. По виду рецепторов: экстеро-, интеро- и проприоцептивные. В зависимости от уровня активации мозга: спинномозговые, бульбарные и т. д. По биологическому назначению: пищевые, оборонительные и т. д.

IV. Синапсы ЦНС. Возбуждение и торможение в ЦНС

Общий вид холинергического синапса

Свойства синапсов зависят от их медиаторов и рецепторов. Нейромедиаторы (более 30 видов) – аминокислоты, моноамины, пептиды, жироподобные и газообразные вещества (NO). Эффект на нейрон-мишень наблюдается через 1 мс, продолжительность воздействия – от 100 мс до 1 с.

Нейромодуляторы (пептиды – эндорфины, моноамины и т. д. ) выделяются в межклеточное пространство и внесинаптически действуют на рецепторы удаленных нейронов Длительность действия – от 1 с до нескольких часов.

Дофаминергический нейрон с обычными синапсами и варикосайтами

Виды рецепторов: ионотропные, прямо объединены с ионным каналом; метаботропные, связаны с Gбелками, которые через внутриклеточные вторичные посредники (ц. АМФ и т. п. ) влияют на ионные каналы.

75% возбуждения в головном мозгу обеспечивают медиаторы глутаминовая и аспарагиновая кислота (открывают каналы для Na+)

Торможение обеспечивают в основном ГАМК и глицин (повышение проводимости мембраны для ионов Cl-)

Рецепторы ГАМК полисайтные

Пре- и постсинаптическое торможение

Тормозящие клетки Реншоу (спинной мозг, медиатор глицин) и Пуркинье (кора мозжечка, ГАМК)

Нейроны интегрируют возбуждающие и тормозные влияния. Выходной сигнал определяется следующими факторами: 1. Алгебраическая суммация ВПСП и ТПСП.

2. Взаимное расположение возбуждающих и тормозных синапсов. 3. Эффективность синапсов.

V. Нервные центры и их физиологические свойства

Нервный центр – совокупность структур ЦНС, регулирующих отдельные функции организма или определенный рефлекторный акт.

Особенности распространения возбуждения в нервных центрах Одностороннее проведение Замедленное проведение Суммация возбуждения (пространственная, временная) Окклюзия

Пространственная суммация

Феномен окклюзии: один сигнал блокирует другой

Особенности распространения возбуждения в нервных центрах (продолжение) Трансформация ритма (ядра таламуса). Последействие Утомление нервных центров

Нервные центры взаимодействуют на основе принципов координационной деятельности ЦНС: 1. Конвергенция (принцип общего конечного пути Ч. Шеррингтона) 2. Дивергенция (иррадиация) 3. Принцип реципрокной иннервации (согласованного антагонизма)

4. Обратная связь 5. Субординация (соподчинение) 6. Принцип доминанты Алексея Алексеевича Ухтомского (доминанта – временно господствующий очаг повышенной возбудимости)

Благодарю за внимание!