Что такое физиология Место физиологии в медицине Проф

Что такое физиология? Место физиологии в медицине Проф. Н. П. Ерофеев

Физиология – фундаментальная наука о жизнедеятельности организма человека в его взаимосвязи с внешней средой. • Изучает функции органов, систем и целого организма в покое и активном состоянии. • Изучает системы регуляции (управления) всеми функциями тела.

Физиологи исследуют функции различных уровней - от молекул до систем тела - ради познания интегративных механизмов совместной деятельности всех частей целого организма человека

Основатель медицинского факультета и первый руководитель кафедры физиологии – академик РАН Юрий Викторович Наточин

Кафедра физиологии СПб. ГУ включает курс физиологии, биохимии, микробиологии и т. д. Заведующий кафедрой физиологии член-корреспондент Российской академии наук доктор медицинских наук, профессор Николай Петрович Веселкин

Курс физиологии медицинского факультета сегодня Л. Г. Магазаник Ю. В. Наточин В. А. Цырлин Н. П. Веселкин Л. Б. Захарова Руководитель курса Н. П. Ерофеев Е. Н. Парийская

Тело человека – это сложная многокомпонентная система. Поэтому для понимания природы жизненных процессов, происходящих в целом организме неизбежно требуется изучение функций всех уровней тела: субклеточных образований, мембран, клеток, тканей, органов, их систем. Это необходимо для выяснения механизмов передачи регуляторных сигналов между всеми элементами тела, их взаимодействия в конструкциях целостного организма. Вспомним организацию тела человека…

Зигота Клетки Ткани Дифференцировка Эпителиальная, Соединительная, Костная, Мышечная, Нервная Органы Кожа, Сердце, Сосуды, Почки, Желудок, Мозг, Мышцы Системы органов 60, 000, 000 клеток 200 типов клеток Организм

Уровни функциональной организации тела

Физиология – теоретическая основа практической медицины (кормилица всех клинических дисциплин) я ги ло ио из Ю. В. Наточин Ф . . . «Физиология строит фундамент для медицины, основанный на понимании механизмов функций и дисфункций организма человека» …

Физиология отвечает на вопрос: каким образом системные (нервная и эндокринная) и локальные (аутакоидная и квантовая) регуляторные механизмы управляют функциями организма, координируют и интегрируют деятельность систем в слаженно функционирующий целостный организм.

Физиология описывает приспособительные механизмы здорового (и больного) человека: например, получает ли он достаточно воды, чтобы выжить или предохраняет от избытка воды.

Физиология изучает функции целого организма и всех его частей. Функция – это деятельность, которая имеет определенный результат, например: • Функция скелетной мышцы – сокращение для передвижения скелета. • Функция желудка – депо для пищи.

Физиология дает понятие нормы • Норма – это адекватные для возраста и пола показатели жизнедеятельности функциональных систем тела человека в покое и при нагрузках. • Индивидуальная. • Средняя, возрастная, половая.

Основные проявления жизнедеятельности • Физиологический покой • Физиологическая активность (профессиональная, бытовая, спортивная…) • Резервы физиологических функций • Компенсация физиологических функций

Движение – основа функции, например, в нейронах имеются удивительные внутриклеточные моторы: • Кинезин – молекулярная машина (белок) транспортирует органеллы нейронов от центра к периферии. • Динеин – молекулярная машина (белок) «перевозит» органеллы нейронов от периферии в центр.

Работа молекулярных машин

Внутриклеточные молекулярные моторы

Так двигаются кинезин и динеин

Первый базисный принцип в физиологии • Тело человека – единая целостная система, хотя и состоит из атомов, молекул… органов. Организм объединяет «эгоистические» клетки, органы и системы в единое целое тело. • Интеграцию осуществляют нервная система(нейроны, нервные волокна) путем передачи электрических сигналов (ПД) и эндокринная система (гормоны, молекулы химических веществ) с передачей сигналов через жидкости внутренней среды. Иммунная система формирует локальные и системные ответы на антигенную агрессию.

Второй базисный принцип в физиологии • Тело человека обладает выраженными механизмами саморегуляции. Саморегуляция – это уникальный живой врач внутри каждого из нас. • Помните! Любое лечение направлено на восстановление саморегуляции, утраченной в результате заболевания.

Третий базисный принцип в физиологии • Тело человека представляет собой постоянное совершенное взаимодействие структуры и функции. У мертвых структура сохраняется, но эти структуры не могут осуществлять функции. Взаимосвязь структуры и функции имеет место только в живом организме и составляет основу физиологических процессов.

Четыре вида тканей человека

Системы органов человека

Системы органов человека

Функциональные системы тела Название системы Главные структуры Функции Покровная Кожа, волосы, ногти, сальные и потовые железы, меланин Защищает от проникновения внутрь тела патогенных веществ, регулирует температуру Костная Кости, хрящи, связки, суставы Обеспечивает структуру тела, поддерживает и защищает внутренние органы Мышечная Поперечно-полосатые, гладкие мышцы, миокард Обеспечивает структуру организма, передвижения скелета, внутренних органов, кровообращение

Кровообращения Миокард(сердце), кровеносные сосуды, кровь Транспорт нутриентов (питательных веществ), газов, метаболитов Дыхательная Воздухоносные пути, легкие Транспорт и диффузия газов, газообмен Пищеварительная Рот, пищевод, желудок, кишечник, печень, поджелудочная железа Захват и переработка пищи, всасывание нутриентов, воды, солей, витаминов, удаление отходов Выделительная Почки, мочеточники, мочевой пузырь, кожа, легкие Поддержание водносолевого баланса, удаление отходов

Крови Плазма, клетки, Воспроизводство клеток крови печень, селезенка, лимфатические узлы, кости Лимфатическая (иммунная) Лимф. узлы, сосуды, лимфа, белые кровяные клетки, тимус, селезенка Возврат жидкости в кровоток, уничтожение патогенных продуктов, защита от инфекций Нервная Головной и спинной мозг, нервные стволы, рецепторы Контроль движений, чувствительности, сознания, творчества, всех систем тела Эндокринная Эндокринные железы Поддержание и контроль и гормоны гомеостаза, регуляция роста, развития, метаболизма, водного и минерального баланса, репродукции Репродуктивная Яички, яичники, матка, наружные половые органы Производство гамет и воспроизводство

Организм человека имеет внутреннюю среду

Внутренняя среда отделена от внешней и имеет динамичное постоянство своих функциональных показателей. • Жесткие константы: р. Н, осмоляльность, ионный состав плазмы, концентрация глюкозы. • Мягкие константы: частота дыхания, пульса, температура тела.

Клод Бернар (1813 -1878) «Постоянство внутренней среды является условием свободной и независимой жизни. » Гомеостаз Уолтер Кеннон (1929)

Гомеостаз • Это процесс включения механизмов, исключающих значительные флюктуации внутренней среды организма в ответ на резкие колебания внешней среды.

Как работает гомеостатический механизм? Существуют регулирующие механизмы поддержания жестких и мягких показателей внутренней среды. Например, в норме в крови концентрация глюкозы 4 -5 ммоль/л-1 ☻ если концентрация глюкозы >> 5 ммоль/л-1 секреция инсулина концентрация глюкозы ☻ если концентрация глюкозы << 4 ммоль/л-1 секреция инсулина концентрация глюкозы ☻ значит, инсулин регулирует нормальную концентрацию глюкозы в крови. • Регуляторный механизм – обратная связь (feedback ). • Гомеостатический механизм приводит к норме изменяющиеся (стресс, болезнь) показатели внутренней среды.

Гомеостатический механизм поддерживается обратными связями. Прямая связь -feedback

Обратная связь – механизм управления (контроля) функциями организма. • С помощью обратной связи оценивается степень отклонения показателей внутренней среды от нормы и возврат к норме. • Существуют 2 системы обратной связи: положительная (positive feedback) и отрицательная (negative feedback).

Схема обратной связи Negative Positive

Простой пример обратной связи для управлени я кораблем

Положительная обратная связь • Выходной сигнал системы регуляции усиливает входной - активирует ответные реакции. • При родах головка плода постоянно раздражает механорецепторы матки – результат - усиление родовых схваток. • Чаще «поддерживает» патологические процессы, например, кровотечение без других видов контроля приводит к снижению артериального давления и смерти (порочный круг).

Положительная обратная связь

Отрицательная обратная связь • Выходной сигнал уменьшает входной изменившиеся показатели функций возвращаются к норме. • Поддерживает исходные уровни жизнедеятельности. • Функционально выгодна, является основным механизмом саморегуляции.

Отрицательная обратная связь и пример

Функции воды тела человека • Входит в состав внутренней среды. • Составляет около 60% массы тела. • Является универсальным растворителем.

Количество воды в организме можно измерить

Распределение воды

Клетки тела человека понимают друга, так как связаны с помощью химических и электрических сигналов

Имеется несколько видов межклеточных взаимодействий • Механическое • Химическое • Электрическое

Механические соединения 1. Десмосома – межклеточный контакт шириной 10 -20 нм, напоминающий по форме круглую заклепку. Десмосомы встречаются в тонком кишечнике, эпителии кожи, миокарде и матке.

Механические соединения 2. Плотный контакт образован плотно соприкасающимися наружными поверхностями плазматических мембран различных клеток для формирования барьера проницаемости, например, для того, чтобы разделить разные по химическому составу среды (внеклеточную и внутриклеточную). С помощью плотных контактов соединены эпителиальные клетки мочевого пузыря, пищеварительного тракта.

Плотный контакт

Механические соединения 3. Щелевые контакты получили такое название потому, что в местах их расположения мембраны соседних клеток не соприкасаются вплотную друг с другом, в этих местах между мембранами имеется «щель» - пространство (30 нм) заполненное жидким веществом. Щелевые контакты представляют собой белковые каналы между плазматическими мембранами диаметром 2 -4 нм. Белок, образующий канал, имеет цилиндрическую форму и называется коннексон.

Щелевые контакты

Химическое взаимодействие (химический сигналинг) • Различают четыре типа химической сигнализации: • Локальная сигнализация – 1. -аутокринный и 2. -паракринный механизмы. • Дистантная сигнализация: 3. -эндокринный и 4. -нервный механизмы

Локальная химическая регуляция

Дистантная сигнализация 3. Эндокринная регуляция Специализированные эндокринные клетки секретируют гормоны, которые разносятся кровью и влияют на клеткимишени, которые могут находиться в самых различных частях организма. Такое взаимодействие клеток называется гормональной регуляцией. Каналом передачи гормонов является локальный и системный кровоток.

Схема гормональной регуляции

Дистантная сигнализация 4. Нервная регуляция

Особенности нервной регуляции • Произвольная (по своей воле) – ЦНС (соматическая). • Непроизвольная (автономная) – ВНС. • ЦНС – осуществляет пусковые функции(инициация), интеграция, координация, модуляция, энцефализация (иерархия) всех функций организма.

Нейрогуморальная регуляция

Электрическое взаимодействие • Осуществляется с помощью щелевых контактов, например, в миокарде.

Физиологи применяют аппарат измерений • Измерение – это способ оценки любой функции. • Всегда следует сравнить измеренные показатели с нормой и оценить их соответствие возрасту, полу, виду деятельности, а также их функциональную взаимосвязь.

Прилежное изучение физиологии позволит студентам: • Узнать все о функциях тела. • Понять механизмы работы организма. • Научится управлять функциями здорового и больного человека. • Выработать физиологическое мышление – предтечу клинического мышления.

Спасибо за внимание! Мы Вас любим!