Скачать презентацию Лекция 26 марта 2008 г Регуляция висцеральных функций Скачать презентацию Лекция 26 марта 2008 г Регуляция висцеральных функций

лекц регуляция 803260555.ppt

  • Количество слайдов: 87

Лекция 26 марта 2008 г. Регуляция висцеральных функций: общие вопросы Лекция 26 марта 2008 г. Регуляция висцеральных функций: общие вопросы

В условиях многоклеточного организма без согласования функции различных клеток, органов и систем существование организма В условиях многоклеточного организма без согласования функции различных клеток, органов и систем существование организма невозможно

Вопрос 1 Понятия «регуляция» , «система управления» в физиологической кибернетике Вопрос 1 Понятия «регуляция» , «система управления» в физиологической кибернетике

Регуляция (управление) – воздействие на кибернетическую систему в соответствии с имеющейся программой или целью Регуляция (управление) – воздействие на кибернетическую систему в соответствии с имеющейся программой или целью её функционирования

Синонимы Регуляция = управление = регулирование Синонимы Регуляция = управление = регулирование

• Управление – предмет (объект) исследования кибернетики • Управление – предмет (объект) исследования кибернетики

Кибернетика – наука об управлении, связи и переработке информации. Кибернетика – наука об управлении, связи и переработке информации.

Начало кибернетики • Книга американского ученого Норберта Винера «Кибернетика или управление и связь в Начало кибернетики • Книга американского ученого Норберта Винера «Кибернетика или управление и связь в животном и машине» 1948 г.

Начало кибернетики • Кибернетика от греческого «кормчий» • Собственно, Винер употребляет это слово в Начало кибернетики • Кибернетика от греческого «кормчий» • Собственно, Винер употребляет это слово в латинизированной форме «cybernetics» , т. е. «цибернетика»

Системы управления Синонимы: • Управляемые системы • Кибернетические системы Системы управления Синонимы: • Управляемые системы • Кибернетические системы

Управляемая система - упорядоченная совокупность объектов (элементов), взаимодействующих и взаимосвязанных между собой, которые способны Управляемая система - упорядоченная совокупность объектов (элементов), взаимодействующих и взаимосвязанных между собой, которые способны воспринимать, запоминать и перерабатывать информацию, а также обмениваться информацией

Общая методология кибернетики основана на теории системном анализе Общая методология кибернетики основана на теории системном анализе

• Кибернетика занимается абстрактными системами управления, отвлекаясь от конкретных систем и выделяя общие • Кибернетика занимается абстрактными системами управления, отвлекаясь от конкретных систем и выделяя общие для некоторого множества систем закономерностей.

• Наша задача состоит в том, чтобы применить знание этих закономерностей при анализе • Наша задача состоит в том, чтобы применить знание этих закономерностей при анализе конкретных (функциональных) систем организма.

Управляемые системы • Одна из характерных особенностей управляемых систем – возможность переходить в различные Управляемые системы • Одна из характерных особенностей управляемых систем – возможность переходить в различные состояния под влиянием различных управляющих воздействий

Управляемые системы (продолжение) • Всегда существует некое множество состояний системы, из которых производится выбор Управляемые системы (продолжение) • Всегда существует некое множество состояний системы, из которых производится выбор предпочтительного состояния

Управляемые системы (продолжение) • Чтобы происходило целенаправленное изменение поведения кибернетической системы, необходимо управление Управляемые системы (продолжение) • Чтобы происходило целенаправленное изменение поведения кибернетической системы, необходимо управление

Вопрос 2 Общий план строения системы управления Вопрос 2 Общий план строения системы управления

Общий план строения (структура) системы управления • Управляющая часть • Управляемая часть • Каналы Общий план строения (структура) системы управления • Управляющая часть • Управляемая часть • Каналы связи

Общий план строения (структура) системы управления Общий план строения (структура) системы управления

Управляющая часть: синонимы • Управляющая система • Орган управления • Управляющий орган Управляющая часть: синонимы • Управляющая система • Орган управления • Управляющий орган

Управляемая часть: синонимы • • Управляемый объект (система) Исполнительная часть Объект регуляции Объект управления Управляемая часть: синонимы • • Управляемый объект (система) Исполнительная часть Объект регуляции Объект управления

Связи: прямые и обратные • Прямая связь предусматривает выработку управляющих воздействий • Обратная связь Связи: прямые и обратные • Прямая связь предусматривает выработку управляющих воздействий • Обратная связь заключаются в том, что выходной, регулируемый сигнал о состоянии объекта управления передается на управляющий орган

Системы управления Разомкнутая Замкнутая Системы управления Разомкнутая Замкнутая

Отечественный ученый М. М. Завадовский в 1941 году, изучая закономерности в регуляции деятельности эндокринных Отечественный ученый М. М. Завадовский в 1941 году, изучая закономерности в регуляции деятельности эндокринных желез, впервые сформулировал принцип «плюс-минус взаимодействие» , получивший в дальнейшем название «принцип обратной связи» .

Обратные связи • положительные • отрицательные Обратные связи • положительные • отрицательные

Положительная обратная связь Положительная обратная связь

Положительная обратная связь • Усиливает управляющее воздействие • Позволяет управлять значительными потоками энергии, потребляя Положительная обратная связь • Усиливает управляющее воздействие • Позволяет управлять значительными потоками энергии, потребляя незначительные энергетические ресурсы.

Отрицательная обратная связь Отрицательная обратная связь

Отрицательная обратная связь • Ослабляет управляющее воздействие • Способствует возвращению измененного показателя к стационарному Отрицательная обратная связь • Ослабляет управляющее воздействие • Способствует возвращению измененного показателя к стационарному уровню • Уменьшает влияние возмущающих факторов на работу управляющих объектов • Повышают устойчивость системы — способность возвращаться к первоначальному состоянию после прекращения возмущающего воздействия.

Положительная обратная связь Пример: Положительная обратная связь Пример:

Отрицательная обратная связь Отрицательная обратная связь

Канал связи Канал связи

Вопрос 3 Основные принципы управления (регуляции) Вопрос 3 Основные принципы управления (регуляции)

Основные принципы управления 1. По отклонению (рассогласованию) 2. По возмущению 3. По прогнозированию Основные принципы управления 1. По отклонению (рассогласованию) 2. По возмущению 3. По прогнозированию

Сравнение принципов регуляции по отклонению по возмущению Действие стимула (фактора) (на управляемую часть СУ) Сравнение принципов регуляции по отклонению по возмущению Действие стимула (фактора) (на управляемую часть СУ) Действие стимула (фактора) (на управляющую часть СУ рецепторы) Отклонение значения регулируемой величины или функции - Определение разности между задаваемым и фактическим значением регулируемой величины или функции Определение возможного отклонения значения регулируемой величины или функции Воздействие управляющей части СУ на управляемую часть СУ Устранение отклонения (уменьшение значения отклонения) регулируемой величины или функции Изменение регулируемой величины (функции) или включение механизмов предупреждающих её изменение СУ - система управления

Сравнение принципов регуляции (начало таблицы) по отклонению Действие стимула (фактора) на управляемую часть СУ Сравнение принципов регуляции (начало таблицы) по отклонению Действие стимула (фактора) на управляемую часть СУ по возмущению … на управляющую часть СУ рецепторы СУ - система управления

Сравнение принципов регуляции (продолжение таблицы) по отклонению Отклонение значения регулируемой величины или функции по Сравнение принципов регуляции (продолжение таблицы) по отклонению Отклонение значения регулируемой величины или функции по возмущению Нет … СУ - система управления

Сравнение принципов регуляции (продолжение таблицы) по отклонению по возмущению Определение разности между задаваемым и Сравнение принципов регуляции (продолжение таблицы) по отклонению по возмущению Определение разности между задаваемым и фактическим значением … возможного отклонения значения … регулируемой величины или функции СУ - система управления

Сравнение принципов регуляции (продолжение таблицы) по отклонению Воздействие управляемой части СУ на управляющую часть Сравнение принципов регуляции (продолжение таблицы) по отклонению Воздействие управляемой части СУ на управляющую часть СУ по возмущению … управляющей … на управляемую … СУ - система управления

Сравнение принципов регуляции (продолжение таблицы) по отклонению по возмущению Устранение Изменение отклонения регулируемой (уменьшение Сравнение принципов регуляции (продолжение таблицы) по отклонению по возмущению Устранение Изменение отклонения регулируемой (уменьшение величины (функции) значения отклонения) или включение регулируемой механизмов величины или предупреждающих её функции изменение СУ - система управления

Пример управления по отклонению Охлаждение крови Ю раздражение центральных терморецепторов Ю увеличение процессов теплопродукции. Пример управления по отклонению Охлаждение крови Ю раздражение центральных терморецепторов Ю увеличение процессов теплопродукции.

Пример управления по возмущению Рраздражение терморецепторов кожи холодным воздухом Ю увеличение процессов теплопродукции. Пример управления по возмущению Рраздражение терморецепторов кожи холодным воздухом Ю увеличение процессов теплопродукции.

Вопрос 4 Основные способы управления в организме: запуск, коррекция, координация Вопрос 4 Основные способы управления в организме: запуск, коррекция, координация

Основные способы управления в организме Подробно прочитать : • Физиология человека: Учебник / В Основные способы управления в организме Подробно прочитать : • Физиология человека: Учебник / В двух томах. Т. I / В. М. Покровский, Г. Ф. Коротько, В. И. Кобрин и др. ; Под ред. В. М. Покровского, Г. Ф. Коротько. — М. : Медицина, 1998. — 448 с. С. 99

Запуск (инициация) физиологических процессов вызывает • переход функции органа от состояния относительного покоя к Запуск (инициация) физиологических процессов вызывает • переход функции органа от состояния относительного покоя к деятельному состоянию • или от активной деятельности к состоянию покоя.

Запуск (инициация) физиологических процессов Пример: ЦНС инициирует • фазные сокращения скелетной мускулатуры, • мочеиспускание, Запуск (инициация) физиологических процессов Пример: ЦНС инициирует • фазные сокращения скелетной мускулатуры, • мочеиспускание, • дефекацию ЦНС - центральная нервная система

Коррекция физиологических процессов • Изменение деятельности органа, осуществляющего физиологическую функцию в автоматическом режиме или Коррекция физиологических процессов • Изменение деятельности органа, осуществляющего физиологическую функцию в автоматическом режиме или инициированную поступлением управляющих сигналов для получения полезного приспособительного результата.

Коррекция физиологических процессов Пример: • коррекция работы сердца ЦНС посредством влияний, передаваемых по блуждающим Коррекция физиологических процессов Пример: • коррекция работы сердца ЦНС посредством влияний, передаваемых по блуждающим и симпатическим нервам. ЦНС - центральная нервная система

Координация физиологических процессов • согласование работы нескольких органов или систем одновременно для получения полезного Координация физиологических процессов • согласование работы нескольких органов или систем одновременно для получения полезного приспособительного результата

Координация физиологических процессов Пример для осуществления пищеварения необходима координация моторики, секреции многих экзокринных желёз Координация физиологических процессов Пример для осуществления пищеварения необходима координация моторики, секреции многих экзокринных желёз

Вопрос 5 Механизмы управления: гуморальный, нервногуморальный Вопрос 5 Механизмы управления: гуморальный, нервногуморальный

Гуморальный механизм управления под влиянием продуктов обмена веществ. Учебник, С. 100 Плохой пример: • Гуморальный механизм управления под влиянием продуктов обмена веществ. Учебник, С. 100 Плохой пример: • «Под влиянием адреналина, выделяемого в кровь из надпочечников, изменяются частота и сила сердечных сокращений, тонус периферических сосудов, ряд функций центральной нервной системы, интенсивность обменных процессов в скелетных мышцах, увеличиваются коагуляционные свойства крови»

Сравнение механизмов управления Гуморальный более древний продукт эволюции Нервный … поздний … менее сложен Сравнение механизмов управления Гуморальный более древний продукт эволюции Нервный … поздний … менее сложен более сложен менее совершенен более совершенен

Сравнение механизмов управления (главные критерии) Критерий Гуморальный Нервный Скорость меньше больше Надёжность меньше больше Сравнение механизмов управления (главные критерии) Критерий Гуморальный Нервный Скорость меньше больше Надёжность меньше больше Адресность диффузный характер управляющих воздействий точная передача объекту регулирования

Сравнение механизмов управления по адресности передачи информации Гуморальный Нервный По химическому адресу По анатомическому Сравнение механизмов управления по адресности передачи информации Гуморальный Нервный По химическому адресу По анатомическому адресу , ,

Сравнение механизмов управления по средствам передачи информации (каналам связи) Гуморальный Нервный химические вещества Электрические Сравнение механизмов управления по средствам передачи информации (каналам связи) Гуморальный Нервный химические вещества Электрические — продукты обмена сигналы – ПД, веществ, объединённые в простагландины, паттерны (по частоте, регуляторные характеристикам пептиды, гормоны и межимпульсных др. интервалов)

• Большинство исследователей нервную регуляцию признают доминирующей, высшим этапом развития регуляции. Но при • Большинство исследователей нервную регуляцию признают доминирующей, высшим этапом развития регуляции. Но при этом гуморальный механизм не считают редуцированным. Почему? • Гуморальный механизм продолжает совершенствоваться: - Появляются специализированные органы гуморальной регуляции (эндокринные железы) - Появляются специализированные средства регуляции (гормоны)

Типы системного контроля Нейрокринный Эндокринный Нейроэндокринный Г Р Р Р Э 3 Э 1 Типы системного контроля Нейрокринный Эндокринный Нейроэндокринный Г Р Р Р Э 3 Э 1 Р Р Э 2 НГ Р Р Р Р Э 2 Э 1 НТ Рн. Т

Гуморальный механизм управления • «Гуморальная форма управления реализуется при выделении биологических веществ в кровь. Гуморальный механизм управления • «Гуморальная форма управления реализуется при выделении биологических веществ в кровь. С током крови эти вещества достигают всех органов и тканей» . Учебник, С. 101 Замечание: Не только в кровь !!! Имеется в виду «гормональная форма гуморального механизма» . Не путайте эти понятия ! NB!

Нервный механизм управления Учебник, С. 100 • «Нервный механизм управления предусматривает изменение физиологических функций Нервный механизм управления Учебник, С. 100 • «Нервный механизм управления предусматривает изменение физиологических функций под влиянием управляющих воздействий, передаваемых из центральной нервной системы по нервным волокнам к органам и системам организма» . Замечание: Не только из центральной нервной системы !!!

Смотрите также: • Физиология человека: Учебник / В двух томах. Т. I / В. Смотрите также: • Физиология человека: Учебник / В двух томах. Т. I / В. М. Покровский, Г. Ф. Коротько, В. И. Кобрин и др. ; Под ред. В. М. Покровского, Г. Ф. Коротько. — М. : Медицина, 1998. — 448 с. С. 98 -108

Вопрос 6 Теория функциональных систем П. К. Анохина Академик Петр Кузьмич Анохин (1898 -1974) Вопрос 6 Теория функциональных систем П. К. Анохина Академик Петр Кузьмич Анохин (1898 -1974)

Принципиальная схема функциональной системы (по Анохину, 1968). М – доминирующая мотивация; П – память; Принципиальная схема функциональной системы (по Анохину, 1968). М – доминирующая мотивация; П – память; ОА – обстановочная афферентация; ПА – пусковая афферентация; ПР – принятие решения; ПД – программа действия; АРД – акцептор результатов действия; ЭВ – эфферентное возбуждение; Д – действие; Рез. – результат, Пар. рез. – параметры результата; О. Афф. – обратная афферентация.

Функциональные системы (ФС) • динамически складывающийся саморегулирующийся комплекс центральных и периферических образований, обеспечивающий достижение Функциональные системы (ФС) • динамически складывающийся саморегулирующийся комплекс центральных и периферических образований, обеспечивающий достижение полезных приспособительных результатов.

ФС • Результат действия любой ФС представляет собой жизненно важный адаптивный показатель, необходимый для ФС • Результат действия любой ФС представляет собой жизненно важный адаптивный показатель, необходимый для нормального функционирования организма в биологическом и социальном плане. • Отсюда вытекает системообразующая роль результата действия. • Именно для достижения определенного адаптивного результата складываются ФС, сложность организации которых определяется характером этого результата.

Уровни организации (группы) ФС • метаболический • гомеостатический • поведенческий • социальный ФС – Уровни организации (группы) ФС • метаболический • гомеостатический • поведенческий • социальный ФС – функциональная система

Метаболический уровень организации функциональных систем • контролирует обменные процессы на молекулярном (биохимическом) уровне, создающие Метаболический уровень организации функциональных систем • контролирует обменные процессы на молекулярном (биохимическом) уровне, создающие необходимые для жизнедеятельности субстраты или конечные продукты.

Метаболический уровень организации функциональных систем • Значение интегрирующих регулирующих систем (нервной, гормональной) ограничено Метаболический уровень организации функциональных систем • Значение интегрирующих регулирующих систем (нервной, гормональной) ограничено

Гомеостатический уровень организации функциональных систем – контролирует показатели жидких сред организма: крови, лимфы, интерстициальной Гомеостатический уровень организации функциональных систем – контролирует показатели жидких сред организма: крови, лимфы, интерстициальной жидкости (осмотическое давление, р. Н, содержание питательных веществ, кислорода, гормонов и т. д. ), обеспечивает различные стороны нормального обмена веществ.

Гомеостатический уровень организации функциональных систем • Значение интегрирующих регулирующих систем (нервной, гормональной) значительно Гомеостатический уровень организации функциональных систем • Значение интегрирующих регулирующих систем (нервной, гормональной) значительно

Поведенческий уровень организации функциональных систем – контролирует поведенческую деятельность животных и человека, удовлетворяющую основные Поведенческий уровень организации функциональных систем – контролирует поведенческую деятельность животных и человека, удовлетворяющую основные метаболические, биологические потребности: пищевые, питьевые, половые и др. ;

Поведенческий уровень организации функциональных систем • Включается внешний контур регуляции Поведенческий уровень организации функциональных систем • Включается внешний контур регуляции

Социальный уровень организации функциональных систем – контролирует результаты социальной деятельности человека, удовлетворяющие социальные (создание Социальный уровень организации функциональных систем – контролирует результаты социальной деятельности человека, удовлетворяющие социальные (создание общественного продукта труда, охрана окружающей среды, защита отечества, обустройство быта) и духовные (приобретение знаний, творчество) потребности.

Вопрос 7 Нервный механизмы управления: особенности распространения информации (возбуждения) в нервной системе Вопрос 7 Нервный механизмы управления: особенности распространения информации (возбуждения) в нервной системе

СВОЙСТВА НЕРВНЫХ ЦЕНТРОВ Нервные центры имеют ряд общих свойств, что во многом определяется структурой СВОЙСТВА НЕРВНЫХ ЦЕНТРОВ Нервные центры имеют ряд общих свойств, что во многом определяется структурой и функцией синаптических образований 77

• Особенности распространения возбуждения в ЦНС. Торможение в ЦНС. Роль различных отделов ЦНС • Особенности распространения возбуждения в ЦНС. Торможение в ЦНС. Роль различных отделов ЦНС в формировании мышечного тонуса и фазных движений.

Односторонность проведения возбуждения • В рефлекторной дуге, включающей нервные центры, процесс возбуждения распространяется в Односторонность проведения возбуждения • В рефлекторной дуге, включающей нервные центры, процесс возбуждения распространяется в одном направлении (от входа, афферентных путей к выходу, эфферентным путям).

Суммация возбуждения • Аналогично можно говорить и о суммации торможения. • Разделяют на пространственную Суммация возбуждения • Аналогично можно говорить и о суммации торможения. • Разделяют на пространственную и временную

ИРРАДИАЦИЯ и КОНЦЕНТРАЦИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ ПРОЦЕСС МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНОВА ИРРАДИАЦИЯ дивергенция КОНЦЕНТРАЦИЯ конвергенция ИРРАДИАЦИЯ и КОНЦЕНТРАЦИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ ПРОЦЕСС МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНОВА ИРРАДИАЦИЯ дивергенция КОНЦЕНТРАЦИЯ конвергенция

Ганглий автономной нервной системы (вегетативный ганглий) Ганглий автономной нервной системы (вегетативный ганглий)

Окклюзия, облегчение Окклюзия, облегчение

Последействие (I вариант) Последействие (I вариант)

Последействие (II вариант) Последействие (II вариант)

ТРАНСФОРМАЦИЯ РИТМА ВОЗБУЖДЕНИЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ РИТМА ВОЗБУЖДЕНИЯ