Физиология
Физиология- часть биологии, наука, которая изучает основные процессы происходящие в здоровом организме во взаимосвязи их друг с другом, с окружающей средой и регулируемых ЦНС. Физиология делится на нормальную и патологическую. Нормальная физиология подразделяется на: 1)общая- изучает физиологические процессы, свойственные всем живым организмам. 2) эволюционная- изучает естественную историю возникновения и преобразования всех функций организма в процессе эволюции. 3) экологическая- изучает процессы и функции организмов, обитающих в различных экологических условиях. 4) сравнительная- изучает процессы и функции организма животных разных видов. 5) частная- изучает функции отдельных органов. 6) возрастная- изучает особенности и становление процессов у животных в различные периоды онтогенеза. 7) отраслевая- изучает процессы, связанные с той или иной продуктивностью животных. Физиология служит базой для этологии- науки о поведении животных.
История развития физиологии • Физиология возникла в глубокой древности из потребностей медицины, так как для предупреждения болезней и лечения людей необходимо было знать строение организма и функции органов. Поэтому анатомию и физиологию изучали врачи древней Греции и Рима. Физиологические познания древних ученых основывались главным образом на догадках, вивисекции производились очень редко и поэтому многие заключения о функциях тела были неточными или ошибочными. • А. Везалий (1514 -1564) был не только основателем современной анатомии человека, но и проводил вивисекции на собаках, позволившие установить важные факты. М. Сервет (1509 или 1511 -1553) подробно изучил малый круг кровообращения, изменение крови в легких и предположил существование в них капилляров. Анатом Фабриций (1537 -1619) обнаружил клапаны в венах. Английский врач Уильям Гарвей (1578 -1657) открыл большой круг кровообращения в острых опытах на животных и Путем наблюдений на людях. Он строил свои выводы на результатах вивисекции животных, поэтому его научный труд является физиологическим и считается началом современной экспериментальной физиологии. •
• • В первой половине XVII в. естествоиспытатель и философ Рене Декарт (1596 -1650), проводя вивисекции на животных и наблюдения на людях, изучал роль сердца и пищеварение. Главное его открытие в физиологии - схема безусловного рефлекса ни основе изучения акта мигания прикосновении к роговице. Идея Декарта о рефлексе получила дальнейшее развитие и трудах чешского ученого И. Прохаски (1749 -1820). Важный вклад в физиологию внес итальянский физиолог и физик Л. Гальвани (1737 -1798) - один из основателей теории электричества. Он открыл возникновение электрического тока и нервах и мышцах лягушки при одновременном соприкосновении их с двумя разнородными металлами (железом и медью), что вызывало сокращение мышц, а затем доказал существование электричества в нервах. Итальянский физик и физиолог А. Вольта (1745 -1827) разъяснил, что при одновременном соприкосновении нервов и мышц с двумя разнородными металлами действует внешний электрический ток, а не собственное электричество. Он показал, что электрический ток возбуждает органы чувств, нервы и мышцы. Таким образом, Гальвани и Вольта стали основателями электрофизиологии, получившей дальнейшее развитие в трудах немецкого физиолога Дюбуа-Реймона (18181896) и др.
• • • Большое значение для физиологии имели биохимические исследования пищеварительных ферментов и роли ферментов в синтезе белков, проведенные А. Я. Данилевским (1838 -1923). Прогресс физиологии в XIX в. был основан на успехах физики и химии, приложенных к исследованию функций организма и его химического состава и сочетавшихся с вивисекцией. Это направление получило большое развитие. Ч. Белл (1774 -1842) и Ф. Мажанди (1783 -1855) доказали, что центростремительные (чувствительные) и центробежные нервные волокна существуют раздельно. Ч. Белл обнаружил чувствительность мышц и утверждал существование нервного, рефлекторного кольца между мозгом и скелетной мышцей. Ф. Мажанди доказал влияние нервной системы на регуляцию обмена веществ в органах и тканях - трофическую функцию нервной системы. Ученик Мажанди Клод Бернар (1813 -1878) сделал много важных физиологических открытий: им показано пищеварительное значение слюны и поджелудочного сока, обнаружены синтез углеводов в печени и роль ее в поддержании уровня сахара в крови, роль нервной системы в углеводном обмене и в регуляции просвета кровеносных сосудов, открыты функции многих нервов, изучены давление крови, газы крови, электрические токи нервов и мышц и многие другие вопросы. К. Бернар считал, что большинство важнейших функций организма регулируется нервной системой.
• Значительный вклад в физиологию внесли в прошлом веке также И. Мюллер (1801 -1858) и его школа. Ему принадлежат многочисленные исследования по анатомии, сравнительной анатомии, гистологии, эмбриологии, по физиологии органов чувств, голосового аппарата и рефлексам. Его ученик Г. Гельмгольц (1821 -1894) сделал важные открытия в области физики, физиологии зрения и слуха, нервной и мышечной систем. • Для развития современной физиологии большое значение имеют исследования о природе нервного процесса (А. Ходжкин, А. Хаксли и др. ), о закономерностях функционирования нервной системы (Ч. Шеррингтон, Р. Магнус, Д. Экклс и др. ) и органов чувств (Р. Гранит), об активных веществах, участвующих в передаче нервного процесса (Г. Дейл, Д. Нахмансон, М. Бакк и др. ), о функциях мозгового ствола (Г. Мэгун, Г. Моруцци и др. ), головного мозга (Ю. Конорский), сердечнососудистой системы (В. Старлинг, К. Уиггерс, К. Гейманс и др. ), о пищеварении (И. М. Бэйлисс, А. Айви и др. ), деятельности ночек (А. Кешни, A. Ричардс и др. ).
Русская физиологическая школа • В России физиология зародилась в XVIII в. Физиологические эксперименты производили B. Ф. Зуев (1754 -1794), А. М. Филомафитский (1807 -1849) и др. Первый отечественный учебник физиологии написал Д. М. Велланский (1773 -1847). Вначале изучались физиология дыхания, крови и кровообращения, движения, а затем основным направлением стало исследование функций разных отделов нервной системы (Д. Н. Орловский, 1821 - 1856; А. А. Соколовский, 1822 -1891 и др. ). Рефлекторная теория И. М. Сеченова получила развитие в трудах И. П. Павлова (18491936), а также его непосредственных учеников - Н. Е. Введенского (1852 -1922), А. Ф. Самойлова (1867 -1930) и др. Выдающиеся открытия в физиологии нервной системы сделали учителя И. П. Павлова, И. Ф. Цион (1842 -1912) и Ф. В. Овсянников (1827 -1906).
И. Ф. Цион совместно с К. Людвигом открыл центростремительный нерв, вызывающий замедление работы сердца и расширение кровеносных сосудов. Он обнаружил нервы, ускоряющие работу сердца; сосудосуживающее действие чревного нерва; окончательно доказал, что симпатические нервные волокна выходят из спинного мозга по передним корешкам, и впервые указал на взаимосвязь возбуждения и торможения в нервной системе. Он сформулировал гипотезу о торможении как интерференции двух сталкивающихся волн возбуждения. Ф. В. Овсянников исследовал регуляцию кровообращения центральной нервной системой. Первые работы И. П. Павлова также были посвящены регуляции нервной системой работы сердца и кровообращения и изучению трофической функции нервной системы, а затем И. П. Павлов и его ученики впервые детально изучили роль нервной системы в работе пищеварительных желез. Развивая идею И. М. Сеченова о рефлексах головного мозга, И. П. Павлов открыл условные рефлексы. Школа И. П. Павлова вскрыла основные физиологические закономерности работы головного мозга как органа, обеспечивающего соответствие функций организма изменяющимся условиям его существования. И. П. Павлов исходил из ведущей роли нервной системы во взаимодействии целостного животного организма с внешней средой и в регуляции деятельности всех сто органов. Он экспериментально развил принцип нервизма, состоящий в исследовании влияния нервной системы на все функции организма. Школа И. П. Павлова занимает ведущее место в отечественной физиологии.
• Н. Е. Введенский создал теорию единства возбуждения и торможения, их взаимных переходов, провел важные электрофизиологические работы по изучению функций нервов и мышц. Его ученик А. А. Ухтомский (1875 -1942) обосновал принцип работы нервных центров - теорию доминанты, которая является дальнейшим развитием концепций И. П. Павлова и Н. Е. Введенского о взаимоотношениях нервных центров, а также создал представление об усвоении нервной системой ритма раздражений. А. Ф. Самойлов (1867 -1930) сделал большой вклад в электрофизиологию и успешно развивал теорию о химических передатчиках нервного процесса.
• • • В исследовании функций животных организмов И. М. Сеченов и И. П. Павлов и их ученики руководствовались идеями Ч. Дарвина. Для отечественной физиологии характерно исследование функции в эволюции, в их фило- и онтогенетическом развитии. Ученик И. П. Павлова Л. А. Орбели (1882 -1958) создал современную отечественную эволюционную физиологию, глубоко изучил роль вегетативной нервной системы в деятельности головного мозга, органов чувств и скелетной мускулатуры. В. М. Бехтерев (1857 -1927) развил теорию условных рефлексов в патологии нервной системы людей и в психиатрии и глубоко изучил строение и функции нервной системы. Пользуясь методом условных (сочетательных) рефлексов на людях и животных и операциями на животных, он исследовал влияние внутренних органов на деятельность головного мозга и регуляцию работы внутренних органов головным мозгом. В изучении влияния головного мозга на внутренние органы первые важные исследования принадлежат В. Я. Данилевскому (1852 -1939). Он же один из первых изучил электрические явления в головном мозге.
• Физиология – это медико-биологическая наука, которая изучает: • 1 - функции живого организма, физиологических систем, органов, клеток и отдельных клеточных структур • 2 - механизмы их регуляции • 3 - закономерности жизнедеятельности организма • 4 - взаимодействие его с окружающей средой. • «Задача физиологии состоит в том, чтобы понять работу машины человеческого организма, определить значение каждой его части, понять, как эти части связаны, как они взаимодействуют и каким образом из их взаимодействия получается результат – общая работа организма» (Павлов). • Физиология, как наука, тесно связана: – с морфологическими науками (анатомией, цитологией, гистологией); – физикой и химией, т. к. все явления, происходящие в организме, связаны с процессами, основанными на законах этих наук; – с общей биологией – с эмбриологией – с конца ХХ в. - с электроникой, информатикой.
Методы исследования в физиологии. 2 основных метода: наблюдение и эксперимент. Эксперимент может быть острым и хроническим: 1 – острый опыт осуществляется в условиях вивисекции (резать по живому) и позволяет изучить какую-то функцию за короткий промежуток времени. Недостатки: наркоз, травма, кровопотеря могут извратить нормальную функцию организма. • 2 – хронический эксперимент позволяет в течение длительного времени изучать функции организма в условиях нормального взаимодействия его с окружающей средой. • •
• Функции органов могут быть изучены не только в целостном организме, но и вне его, при искусственной их изоляции. Объектом исследования могут быть мышечные, нервные и другие клетки. По изменению биоэлектрической активности клетки судят о ее функции. • Физиология и медицина неотделимы друг от друга. Знание физиологии необходимо для распознавания заболевания, выбора и проведения правильного лечения, для разработки научно обоснованных профилактических мероприятий. • Организм – это целостная, динамичная система. Клетки образуют ткани, из тканей формируются органы, из органов на функциональной основе – системы органов, а из них – целостный организм.
Необходимыми условиями и свойствами организма являются: обмен веществ раздражимость и возбудимость адаптация саморегуляция изменчивость и наследственность репродуктивная функция рост, развитие, старение, смерть движение – одно из основных отличий животного организма от растительного. • Адаптация – способность организма приспосабливаться к воздействиям окружающей среды. • • •
• Адаптация бывает физиологической и патологической. • Физиологическая адаптация - это приспособительные реакции здорового организма. Главными из них являются: • акклиматизация • температурная адаптация • адаптация к условиям гипоксии и высоте • зрительная адаптация, слуховая и пр. адаптации, связанные с органами чувств • социальная адаптация и др. • В адаптации организма принимают участие все органы и системы, но прежде всего ЦНС и эндокринная система. Для развития адаптации нужно время – от нескольких секунд (зрительная адаптация) до недель и даже месяцев (климатическая или социальная адаптация).
• Патологическая адаптация – это приспособительные реакции к хроническим болезням, болезненным состояниям или отдельным симптомам и синдромам.
• В зависимости от силы раздражителя, все адаптационные реакции можно разделить на три группы: • слабый раздражитель – реакция тренировки, которая характеризуется небольшим напряжением иммунной системы. Со стороны ЦНС – состояние охранительного торможения (сонливость, усталость) • более сильный раздражитель – реакция активации, характерно усиление иммунного ответа. Со стороны ЦНС – бодрое состояние, даже некоторая эйфория. • Сильный, сверхсильный, а тем более неадекватный раздражитель – стресс-реакция, в которой в свою очередь различают 3 этапа: – состояние тревоги – максимальная мобилизация защитных сил организма →возбуждение мозгового вещества надпочечников →выработка адреналина, норадреналина; – состояние повышенной резистентности (невосприимчивости, сопротивляемости) к данному раздражителю – собственно стрессреакция, которая приводит к снижению иммунитета и сопротивляемости организма; – состояние истощения – срыв устойчивости организма.
• Для нормального функционирования организма необходимо постоянство состава его внутренней среды. Понятие о внутренней среде организма было введено в ХIХ веке французским физиологом Клодом Бернаром. Под внутренней средой организма понимают совокупность жидкостей (кровь, лимфа, тканевая и цереброспинальная жидкость), принимающих участие в процессах обмена веществ и поддержании гомеостаза организма. • Гомеостаз – это относительное постоянство состава и свойств внутренней среды и устойчивость основных физиологических функций. Гомеостаз характеризуется рядом биологических констант. Биологические константы – это устойчивые количественные показатели, которые характеризуют нормальную жизнедеятельность организма (р. Н крови, содержание сахара в крови, величина осмотического, артериального давления, температура тела и т. д. ).
Общая физиология возбудимых тканей Раздражение-общая биологическая способность любой клетки организма реагировать на действие раздражителя процессом раздражения. Возбуждение-способность нервных и мышечных клеток отвечать на действие раздражителя процессом возбуждения(генерацию потенциалов действия). Мерой возбуждения является порог раздражения(наименшая сила раздражителя вызывающая возбуждение). Чем возбудительней ткань , тем меньше порог возбуждения, и тем слабее раздражитель может вызвать возбуждение. Торможение- состояние, характеризующееся ослаблением, прекращением какой -либо функции, это активный нервный процесс, результатом которого служит срочное ограничение или задержка возбуждения. Для возникновения возбуждения необходимо минимальное время действия раздражителя. Наименьшее время действия раздражителя подвоенной пороговой силы называют хронаксией. Чим менше хронаксия, тем выше возбуждение ткани.
• Раздражители - все самые разнообразные воздействия, вызывающие изменения состояния живых объектов. Влияние раздражителей на организм называется раздражением. • По энергетической природе раздражители делят на физиологические (механические, температурные, электрические), химические, биологические и др. По биологическому значению все раздражители могут быть адекватными и неадекватными. • Адекватные - это раздражители, способные при минимальной энергии раздражения вызывать возбуждение рецепторных аппаратов и клеток, специально приспособленных для восприятия данного вида раздражителя. К таким раздражителям ткань или орган приспособились в процессе эволюции.
• Неадекватными называются такие раздражители, к действию которых ткань в естественных условиях обычно не подвергается и ответную реакцию возбуждаемых структур можно вызвать лишь при значительной силе и длительности воздействия. Например, ощущение от вспышки света при надавливании на глазное яблоко. Сокращение мышцы можно вызвать механическим раздражением - удар, укол, электрический ток, кислота и другие химические вещества. Электрический ток считается адекватным раздражителем возбудимых тканей.
• По силе действия раздражители делят на допороговые, пороговые и сверхпороговые. • Раздражитель пороговой силы (порог раздражения) - это минимальная сила раздражителя, способная вызвать процесс возбуждения. • Раздражители большей или меньшей силы называются соответственно подпороговыми и свехпороговыми. Чем ниже порог возбуждения, тем выше возбудимость.
• 5 законов раздражения: • 1) закон силы- ткань отвечает на действие раздражителя пороговой силы • 2) закон времени- ткань отвечает на действие раздражителя пороговой силы если он действует определенное время. • 3) закон крутизны нарастания силы- сила раздражителя должна нарастать с определенной скоростью • 4) полярный закон Пфлюгера- Пфлюгер (1859) установил, что при раздражении постоянным электрическим током возбуждение возникает в момент его замыкания или при возрастании его силы в области приложения к раздражаемой ткани отрицательного полюса - катода, откуда оно распространяется вдоль по нерву или мышце. В момент размыкания тока или при его ослаблении возбуждение возникает в области приложения положительного полюса - анода. При одной и той же силе тока возбуждение больше при замыкании в области катода, чем при размыкании в области анода. При раздражении нервно-мышечного препарата постоянным электрическим током получаются различные результаты в зависимости от его силы и направления. Различают входящие направление тока, при котором ближе к мышце расположен анод, и нисходящее - если ближе к мышце расположен катод. • 5) закон все или ничего- ткань отвечает на раздражение пороговой силы максимальной силой возбуждения.
Зависимость пороговой силы раздражителя от времени его действия (закон силы - длительности). Р – реобаза, ПВ – полезное время, Х – хронаксия • Минимальную силу раздражителя, вызывающую возбуждение, называют реобазой. Наименьшее время, в течение которого должен действовать раздражитель силой в одну реобазу, чтобы вызвать возбуждение, называют полезным временем. Для более точной характеристики возбудимости используют параметр хронаксия. Хронаксия – минимальное время действия раздражителя в 2 реобазы, необходимое для того, чтобы вызвать возбуждение.
Приборы • Кимограф(от греч. kэma - волна и ) , прибор для графической регистрации физиологических процессов (например, сердцебиений, дыхания, мышечных сокращений и др. ). Механический К. впервые был использован немецким физиологом К. Людвигом (1847) для записи колебаний кровяного давления. Такой К. состоит из металлического барабана, покрытого закопченной бумагой и равномерно вращаемого часовым механизмом. Писчик, укрепленный на стержне и соединенный с сокращающимся сердцем, мышцей или другим функционирующим органом вычерчивает кривую на барабане К. Скорость вращения регулируется перемещением фрикционной муфты по оси и зависит от размеров воздушного тормоза (флюгерка). Для исследований, требующих большой точности, применяют электрокимографы, обеспечивающие постоянную, но легко регулируемую скорость движения. Ведущий барабан электрокимографа приводится в движение электродвигателем.
Приборы • Кимограф типа Цунтца (схема): 1 - станина; 2 - барабан; 3 - часовой механизм; 4 - валик; 5 - фрикционный ведущий диск; 6 - ведомый диск; воздушный тормоз; 8 - ключ; 9 - пусковой рычажок; 10 - писчик.
Скачать презентацию Физиология Физиология- часть биологии наука которая изучает
Физиология. Общее. Л1.pptx