Физиологията е наука. Физиология. Мускулна умора

Физиологията като наука. Предмет, задачи, методи, история на физиологията

Физиологията (физика - природа) е наука за нормалните процеси в организма, съставните му физиологични системи, отделни органи, тъкани, клетки и субклетъчни структури, механизмите на регулиране на тези процеси и влиянието на природните фактори на околната среда върху функциите на тялото.

Въз основа на това, като цяло, предметът на физиологията е здрав организъм. Задачите на физиологията са включени в нейното определение. Основният метод на физиологията е експериментът върху животни. Има 2 основни типа експерименти или експерименти:

1. Остър опит или вивисекция (разрез на живо). По време на процеса се извършва хирургична интервенция и се изследват функциите на отворен или изолиран орган. След това не се постига оцеляване на животното. Продължителността на острия експеримент е от няколко десетки минути до няколко часа (пример).

2. Хроничен опит. В процеса на хронични експерименти се извършва хирургична интервенция за достъп до органа. След това постигат заздравяване на оперативните рани и едва след това започват изследвания. Продължителността на хроничните експерименти може да бъде много години (пример).

Понякога се разграничава подостър експеримент (пример).

В същото време медицината изисква информация за механизмите на функциониране на човешкото тяло. Поради това И.П. Павлов пише: „Експерименталните данни могат да се прилагат към хора само с повишено внимание, постоянно проверявайки фактическото сходство с дейностите на тези органи при хора и животни.“ Следователно, без да се правят специални наблюдения и експерименти върху хора, изучаването на неговата физиология е безсмислено , Следователно се обособява специална физиологична наука - физиология на човека, Физиологията на човека има предмет, задачи, методи и история.Предметът на физиологията на човека е здравото човешко тяло.

Нейните задачи:

1. Изследване на механизмите на функциониране на клетките, тъканите, органите, системите на човешкото тяло като цяло

2. Изследване на механизмите за регулиране на функциите на органите и системите на тялото.

3. Идентифициране на реакциите на човешкото тяло и неговите системи към промени във външната и вътрешната среда.

Тъй като физиологията като цяло е експериментална наука, основният метод на човешката физиология също е експериментът. Експериментите върху хора обаче са коренно различни от експериментите върху животни. Първо, по-голямата част от изследванията върху хора се извършват с помощта на неинвазивни методи, т.е. без да се засягат органите и тъканите (например ЕКГ, ЕЕГ, ЕМГ, кръвни изследвания и др.). Второ, опити върху хора се извършват само когато не причиняват вреда на здравето и със съгласието на субекта. Понякога се провеждат тежки експерименти върху хора в клиниката, когато диагностичните задачи го изискват (пример). Все пак трябва да се отбележи, че без данните на класическата физиология възникването и развитието на човешката физиология би било невъзможно (паметници на жабата и кучето). Още I.P. Павлов, оценявайки ролята на физиологията за медицината, пише: „Разбрани в грубия смисъл на думата, физиологията и медицината са неразделни; познаването на физиологията е необходимо за лекар от всякаква специалност. И също така, че „Медицината само като непрекъснато се обогатява ден след ден с нови физиологични факти, най-накрая ще стане това, което трябва да бъде в идеалния случай, т.е. способността да се поправи увреден човешки механизъм и да се прилагат знанията на физиологията“ (примери от клиниката). Друг известен руски физиолог, проф. В.Я. Данилевски отбеляза: „Колкото по-точно и пълно са определени признаците на нормата за физическия и психическия живот на човека, толкова по-правилна ще бъде диагнозата на лекаря за неговите патологични отклонения.“

Физиологията, като фундаментална биологична наука, е тясно свързана с други фундаментални и биологични науки. По-специално, без познаване на законите на физиката е невъзможно да се обяснят биоелектричните явления и механизмите на възприемане на светлина и звук. Без използването на данни от химията е невъзможно да се опишат процесите на обмяната на веществата, храносмилането, дишането и т.н. Следователно, на границата на тези науки с физиологията, се появяват спомагателните науки биофизика и биохимия.

Тъй като структурата и функцията са неделими и функцията е тази, която определя формирането на структурата, физиологията е тясно свързана с морфологичните науки: цитология, хистология, анатомия.

В резултат на изучаването на ефектите на различни химикали върху тялото, фармакологията и токсикологията се отделят от физиологията в независими науки. Натрупването на данни за нарушенията на механизмите на функциониране на тялото при различни заболявания послужи като основа за появата на патологична физиология.

Има обща и специфична физиология. Общата физиология изучава основните модели на живота на тялото, механизмите на такива основни процеси като метаболизъм и енергия, възпроизводство, процеси на възбуждане и др. Специалната физиология изучава функциите на специфични клетки, тъкани, органи и физиологични системи. Следователно той съдържа раздели като физиология на мускулната тъкан, сърцето, бъбреците, храносмилането, дишането и др. Освен това във физиологията има раздели, които имат специфичен предмет на изследване или специални подходи към изследването на функциите. Те включват еволюционна физиология (обяснение), сравнителна физиология и физиология на развитието.

Физиологията има редица приложни раздели. Това е например физиологията на селскостопанските животни. Във физиологията на човека се разграничават следните приложни раздели:

1. Възрастова физиология. Изследва свързаните с възрастта характеристики на функциите на тялото.

2. Физиология на труда.

3. Клинична физиология. Това е наука, която използва физиологични техники и подходи за диагностика и анализ на патологични аномалии.

4. Авиационна и космическа физиология.

5. Физиология на спорта.

Човешката физиология е тясно свързана с такива клинични дисциплини като терапия, хирургия, акушерство, ендокринология, психиатрия, офталмология и др. Например, тези науки използват множество техники, разработени от физиолози за диагностика. Отклоненията от нормалните параметри на тялото са основата за идентифициране на патологията.

Някои раздели от човешката физиология са в основата на психологията. Това е физиологията на централната нервна система, висшата нервна дейност, сетивните системи, психофизиологията.

Историята на физиологията е описана подробно в учебника изд. Ткаченко

МЕХАНИЗМИ ЗА РЕГУЛИРАНЕ НА ФУНКЦИИТЕ НА ТЯЛОТО

Принципи на саморегулация на тялото. Концепцията за хомеостаза

И хомеокинеза

Способността за саморегулация е основното свойство на живите системи.Необходимо е да се създадат оптимални условия за взаимодействие на всички елементи, които изграждат тялото и осигуряват неговата цялост. Има четири основни принципа на саморегулацията:

1. Принципът на неравновесието или градиента. Биологичната същност на живота се състои в способността на живите организми да поддържат динамично неравновесно състояние спрямо околната среда. Например телесната температура на топлокръвните животни е по-висока или по-ниска от околната среда. В клетката има повече калиеви катиони, а извън нея натрий и т.н. Поддържането на необходимото ниво на асиметрия спрямо околната среда се осигурява от регулаторни процеси.

2. Принципът на затворения контур на управление. Всяка жива система не само реагира на стимулация, но също така оценява съответствието на реакцията с текущата стимулация. Тези. колкото по-силно е раздразнението, толкова по-голяма е реакцията и обратно. Тази саморегулация се осъществява благодарение на положителна и отрицателна обратна връзка в нервната и хуморалната регулаторна система. Тези. управляващата верига е затворена в пръстен. Пример за такава връзка е обратен аферентационен неврон в моторните рефлексни дъги.

3. Принципът на прогнозиране. Биологичните системи са способни да предвидят резултата от отговорите въз основа на минал опит. Пример е избягването на болезнени стимули след предишни.

4. Принципът на почтеността. За нормалното функциониране на живата система е необходима нейната структурна цялост.

Доктрината за хомеостазата е разработена от К. Бернар. През 1878 г. той формулира хипотеза за относителното постоянство на вътрешната среда на живите организми. През 1929 г. W. Cannon показва, че способността на тялото да поддържа хомеостаза е следствие от регулаторните системи в тялото. Той също така предложи термина "хомеостаза". Постоянността на вътрешната среда на тялото (кръв, лимфа, тъканна течност, цитоплазма) и стабилността на физиологичните функции са резултат от действието на хомеостатичните механизми. Когато хомеостазата, като клетъчната хомеостаза, е нарушена, настъпва клетъчна дегенерация или смърт. Клетъчната, тъканната, органната и други форми на хомеостаза се регулират и координират от хуморална, нервна регулация, както и от нивото на метаболизма.

Параметрите на хомеостазата са динамични и се променят в определени граници под въздействието на фактори на околната среда (например рН на кръвта, съдържанието на дихателни газове и глюкоза в нея и др.). Това се дължи на факта, че живите системи не само балансират външните въздействия, но и активно им противодействат. Способността да се поддържа постоянството на вътрешната среда при промяна на външната среда е основното свойство, което отличава живите организми от неживата природа. Следователно те са много независими от външната среда. Колкото по-висока е организацията на едно живо същество, толкова по-независимо е то от външната среда (пример).

Съвкупността от процеси, които осигуряват хомеостазата, се нарича хомеокинеза. Осъществява се от всички тъкани, органи и системи на тялото. Най-важни обаче са функционалните системи.

C LET O C

И потенциал за действие.

Първата стъпка в изучаването на причините за възбудимостта на клетките е направена в труда му „Теория на мембранното равновесие“ през 1924 г. от английския физиолог Донан. Той теоретично установява, че потенциалната разлика вътре и извън клетката, т.е. потенциал на покой или MP, е близък до калиевия равновесен потенциал. Това е потенциалът, образуван върху полупропусклива мембрана, която разделя разтвори с различни концентрации на калиеви йони, един от които съдържа големи непропускливи аниони. Неговите изчисления бяха изяснени от Нернст. Той изведе уравнението на дифузионния потенциал. За калий ще бъде равно на:

Ek=58 lg -------- = 58 lg ----- = - 75 mV,

Това е теоретично изчислената стойност на MP.

Експериментално механизмите за възникване на потенциална разлика между извънклетъчната течност и цитоплазмата, както и възбуждането на клетките са установени през 1939 г. в Кеймбридж от Ходжкин и Хъксли. Те изследвали гигантско нервно влакно на калмар (аксон) и установили, че вътреклетъчната течност на неврона съдържа 400 mM калий, 50 mM натрий, 100 mM хлорид и много малко калций. Извънклетъчната течност съдържа само 10 mM калий, 440 mM натрий, 560 mM хлор и 10 mM калций. Така вътре в клетките има излишен калий, а извън тях - натрий и калций. Това се дължи на факта, че в клетъчната мембрана са вградени йонни канали, които регулират пропускливостта на мембраната за натриеви, калиеви, калциеви и хлорни йони.

Всички йонни канали са разделени на следните групи:

1. По селективност:

а) Селективно, т.е. специфичен. Тези канали са пропускливи за строго определени йони.

б) Нискоселективни, неспецифични, без специфична йонна селективност. Има малък брой от тях в мембраната.

2. По естеството на йоните, преминаващи през:

а) калий

б) натрий

в) калций

г) хлор

3. Според скоростта на инактивиране, т.е. затваряне:

а) бързо инактивиращ, т.е. бързо се превръща в затворено състояние. Те осигуряват бързо нарастващо намаляване на MP и също толкова бързо възстановяване.

б) бавнодействащи. Отварянето им води до бавно намаляване на MP и бавното му възстановяване.

4. Според механизмите на отваряне:

а) потенциално зависим, т.е. тези, които се отварят при определено ниво на мембранен потенциал.

б) хемозависими, отварящи се, когато хеморецепторите на клетъчната мембрана са изложени на физиологично активни вещества (невротрансмитери, хормони и др.).

Сега е установено, че йонните канали имат следната структура:

1. Селективен филтър, разположен в устието на канала. Осигурява преминаването на строго определени йони през канала.

2. Активационни порти, които се отварят при определено ниво на мембранния потенциал или действието на съответната PAS. Вратите за активиране на потенциално зависимите канали имат сензор, който ги отваря при определено MP ниво.

3. Инактивираща врата, осигуряваща затварянето на канала и спирането на йонния поток през канала при определено ниво на MP (Фигура).

Неспецифичните йонни канали нямат порта.

Селективните йонни канали могат да бъдат в три състояния, които се определят от позицията на вратите за активиране (m) и инактивиране (h) (фиг.):

1.Затворен, когато активиращите са затворени, а деактивиращите отворени.

2. Активирано, двете врати са отворени.

3. Дезактивиран, вратата за активиране е отворена и вратата за деактивиране е затворена.

Общата проводимост за конкретен йон се определя от броя на едновременно отворените съответни канали. В покой са отворени само калиевите канали, които осигуряват поддържането на определен мембранен потенциал, а натриевите канали са затворени. Следователно, мембраната е селективно пропусклива за калиеви и много малко за натриеви и калциеви йони, поради наличието на неспецифични канали. Коефициентът на пропускливост на мембраната за калий и натрий в покой е 1:0,04. Калиевите йони навлизат в цитоплазмата и се натрупват в нея. Когато техният брой достигне определена граница, те започват да излизат от клетката през отворени калиеви канали по концентрационен градиент. Те обаче не могат да избягат от външната повърхност на клетъчната мембрана. Те се задържат там от електрическото поле на отрицателно заредени аниони, разположени на вътрешната повърхност. Това са сулфатни, фосфатни и нитратни аниони, анионни групи от аминокиселини, за които мембраната е непропусклива. Следователно положително заредените калиеви катиони се натрупват върху външната повърхност на мембраната, а отрицателно заредените аниони - върху вътрешната повърхност. Възниква трансмембранна потенциална разлика. Ориз.

Освобождаването на калиеви йони от клетката става, докато възникващият потенциал с положителен знак отвън балансира градиента на концентрация на калий, насочен извън клетката. Тези. Калиеви йони, натрупани от външната страна на мембраната, няма да отблъснат същите йони вътре. Възниква определен мембранен потенциал, чието ниво се определя от проводимостта на мембраната за калиеви и натриеви йони в покой. Средно потенциалът на покой е близък до равновесния калиев потенциал на Нернст. Например MP на нервните клетки е 55-70 mV, на набраздените клетки - 90-100 mV, на гладката мускулатура - 40-60 mV, на жлезистите клетки - 20-45 mV. По-ниската действителна стойност на клетъчния MP се обяснява с факта, че стойността му се намалява от натриевите йони, за които мембраната е слабо пропусклива и те могат да навлязат в цитоплазмата. От друга страна, отрицателните хлорни йони, влизащи в клетката, леко увеличават MP.

Тъй като мембраната в покой е леко пропусклива за натриевите йони, е необходим механизъм за отстраняване на тези йони от клетката. Това се дължи на факта, че постепенното натрупване на натрий в клетката би довело до неутрализиране на мембранния потенциал и изчезване на възбудимостта. Този механизъм се нарича натриево-калиева помпа. Той гарантира, че разликата в концентрациите на калий и натрий се поддържа от двете страни на мембраната. Натриево-калиевата помпа е ензим, наречен натриево-калиева АТФаза. Неговите протеинови молекули са вградени в мембраната. Той разгражда АТФ и използва освободената енергия за противоградиентно отстраняване на натрий от клетката и изпомпване на калий в нея. В един цикъл всяка молекула натриево-калиева АТФаза премахва 3 натриеви йона и внася 2 калиеви йона. Тъй като в клетката влизат по-малко положително заредени йони, отколкото се отстраняват от нея, натриево-калиевата АТФ-аза повишава мембранния потенциал с 5-10 mV.

Мембраната съдържа следните механизми за трансмембранен транспорт на йони и други вещества:

1.Активен транспорт. Осъществява се с помощта на енергията на АТФ. Тази група транспортни системи включва натриево-калиевата помпа, калциевата помпа и хлорната помпа.

2.Пасивен транспорт. Движението на йони става по концентрационен градиент без разход на енергия. Например, калият влиза и излиза от клетката през калиеви канали.

3. Съпътстващ транспорт. Контраградиентен транспорт на йони без консумация на енергия. Например, така се осъществява йонният обмен на натрий-натрий, натрий-калций, калий-калий. Това се дължи на разликата в концентрацията на други йони.

Мембранният потенциал се записва с помощта на микроелектродния метод. За да направите това, тънък, по-малко от 1 μM стъклен микроелектрод се въвежда през мембраната в цитоплазмата на клетката. Пълни се с физиологичен разтвор. Вторият електрод се поставя в течността, която измива клетките. От електродите сигналът отива към биопотенциалния усилвател, а от него към осцилоскопа и записващото устройство (фиг.).

Допълнителни изследвания на Ходжкин и Хъксли показаха, че когато аксонът на калмари е възбуден, възниква бързо колебание на мембранния потенциал, което има формата на пик (шип) на екрана на осцилоскопа. Те нарекоха това колебание потенциал за действие (AP). Тъй като електрическият ток е адекватен стимул за възбудимите мембрани, АП може да бъде причинено чрез поставяне на отрицателен електрод, катод, върху външната повърхност на мембраната и анод върху вътрешната положителна повърхност. Това ще доведе до намаляване на заряда на мембраната - нейната деполяризация. Под действието на слаб подпрагов ток настъпва пасивна деполяризация, т.е. появява се кателектротон (фиг.). Ако силата на тока се увеличи до определена граница, тогава в края на периода на неговото влияние върху платото на кателектротона ще се появи малко спонтанно покачване - локален или локален отговор. То е следствие от отварянето на малка част от натриевите канали, разположени под катода. При ток с прагова сила MP намалява до критичното ниво на деполяризация (CLD), при което започва генерирането на потенциал за действие. За невроните е приблизително на ниво -50 mV.

Кривата на потенциала на действие има следните фази:

1. Локален отговор (локална деполяризация), предшестващ развитието на АП.

2. Фаза на деполяризация. По време на тази фаза MP бързо намалява и достига нулево ниво. Нивото на деполяризация нараства над 0. Поради това мембраната придобива обратен заряд – става положителен отвътре и отрицателен отвън. Феноменът на промяна на заряда на мембраната се нарича обръщане на мембранния потенциал. Продължителността на тази фаза в нервните и мускулните клетки е 1-2 ms.

3. Фаза на реполяризация. Започва, когато се достигне определено ниво на MP (приблизително +20 mV). Мембранният потенциал започва бързо да се връща към потенциала на покой. Продължителността на фазата е 3-5 ms.

4. Фаза на следова деполяризация или следов негативен потенциал. Периодът, през който връщането на MP към състояние на покой е временно забавено. Продължава 15-30 ms.

5. Фаза на следа хиперполяризация или следа положителен потенциал. По време на тази фаза MP за известно време става по-висока от първоначалното ниво на PP. Продължителността му е 250-300 ms.

Амплитудата на потенциала на действие на скелетните мускули е средно 120-130 mV, невроните 80-90 mV, гладкомускулните клетки 40-50 mV. Когато невроните са възбудени, AP възниква в началния сегмент на аксона - хълма на аксона.

Появата на PD се дължи на промяна в йонната пропускливост на мембраната при възбуждане. По време на периода на локален отговор бавните натриеви канали се отварят, докато бързите остават затворени и настъпва временна спонтанна деполяризация. Когато MP достигне критично ниво, затворената врата за активиране на натриевите канали се отваря и натриевите йони се втурват в клетката като лавина, причинявайки нарастваща деполяризация. По време на тази фаза се отварят както бързите, така и бавните натриеви канали. Тези. рязко се повишава натриевата пропускливост на мембраната. Освен това стойността на критичното ниво на деполяризация зависи от чувствителността на активиращите, колкото по-висока е, толкова по-ниска е CUD и обратно.

Когато величината на деполяризацията се доближи до равновесния потенциал за натриеви йони (+20 mV). силата на градиента на концентрация на натрий е значително намалена. В същото време започва процесът на инактивиране на бързите натриеви канали и намаляване на натриевата проводимост на мембраната. Деполяризацията спира. Изходът на калиеви йони рязко се увеличава, т.е. калиев изходящ ток. В някои клетки това се случва поради активирането на специални калиеви изходящи канали. Този ток, насочен извън клетката, служи за бързо изместване на МП до нивото на потенциала на покой. Тези. започва фазата на реполяризация. Увеличаването на MP води до затваряне на активиращите врати на натриевите канали, което допълнително намалява натриевия пермеабилитет на мембраната и ускорява реполяризацията.

Появата на фазата на следова деполяризация се обяснява с факта, че малка част от бавните натриеви канали остават отворени.

Следата от хиперполяризация е свързана с повишена, след PD, калиева проводимост на мембраната и факта, че натриево-калиевата помпа е по-активна, пренасяйки натриевите йони, които са влезли в клетката по време на PD.

Чрез промяна на проводимостта на бързите натриеви и калиеви канали може да се повлияе на генерирането на AP и следователно на възбуждането на клетките. Когато натриевите канали са напълно блокирани, например от отровата за тетродонтна риба - тетродотоксин, клетката става невъзбудима. Това се използва клинично. Местни анестетици като новокаин, дикаин, лидокаин инхибират прехода на натриевите канали на нервните влакна в отворено състояние. Поради това спира провеждането на нервните импулси по сетивните нерви и настъпва анестезия на органа. При блокиране на калиевите канали се затруднява освобождаването на калиеви йони от цитоплазмата към външната повърхност на мембраната, т.е. възстановяване на МП. Следователно фазата на реполяризация се удължава. Този ефект на блокерите на калиеви канали се използва и в клиничната практика. Например, един от тях, хинидин, чрез удължаване на фазата на реполяризация на кардиомиоцитите, забавя сърдечните контракции и нормализира сърдечния ритъм.

Трябва също да се отбележи, че колкото по-висока е скоростта на разпространение на PD по протежение на мембраната на клетка или тъкан, толкова по-висока е нейната проводимост.

МУСКУЛНА ФИЗИОЛОГИЯ

В тялото има 3 вида мускули: скелетни или напречно набраздени, гладки и сърдечни. Скелетните мускули осигуряват движението на тялото в пространството, поддържайки позата на тялото поради тонуса на мускулите на крайниците и тялото. Гладките мускули са необходими за перисталтиката на стомашно-чревния тракт, отделителната система, регулирането на съдовия тонус, бронхите и др. Сърдечният мускул служи за свиване на сърцето и изпомпване на кръвта. Всички мускули имат възбудимост, проводимост и контрактилност, а сърдечните и много гладки мускули автоматично имат способността да се подлагат на спонтанни контракции.

Мускулна умора

Умората е временно намаляване на мускулната производителност в резултат на работа. Умората на изолиран мускул може да бъде причинена от неговата ритмична стимулация. В резултат на това силата на контракциите прогресивно намалява (фиг. 1). Колкото по-високи са честотата, силата на дразнене и големината на натоварването, толкова по-бързо се развива умората. При умора кривата на единичната контракция се променя значително. Продължителността на латентния период, периода на съкращаване и особено периода на релаксация се увеличава, но амплитудата намалява (фиг.). Колкото по-силна е мускулната умора, толкова по-продължителни са тези периоди. В някои случаи не настъпва пълно отпускане. Развива се контрактура. Това е състояние на продължително неволно свиване на мускулите. Мускулната работа и умората се изследват с помощта на ергография.

През миналия век, въз основа на експерименти с изолирани мускули, бяха предложени 3 теории за мускулна умора.

1. Теория на Шиф: умората е следствие от изчерпване на енергийните резерви в мускула.

2. Теория на Pflueger: умората се причинява от натрупването на метаболитни продукти в мускула.

3. Теория на Verworn: умората се обяснява с липсата на кислород в мускулите.

Наистина, тези фактори допринасят за умората при експерименти върху изолирани мускули. В тях се нарушава ресинтезата на АТФ, натрупват се млечна и пирогроздена киселина, съдържанието на кислород е недостатъчно. Въпреки това, в тялото интензивно работещите мускули получават необходимия кислород, хранителни вещества и се освобождават от метаболити поради повишено общо и регионално кръвообращение. Поради това са предложени други теории за умората. По-специално, невромускулните синапси играят определена роля при умората. Умората в синапса се развива поради изчерпване на запасите от невротрансмитери. Основната роля в умората на опорно-двигателния апарат обаче принадлежи на двигателните центрове на централната нервна система. През миналия век И. М. Сеченов установи, че ако мускулите на едната ръка се уморят, тяхната работоспособност се възстановява по-бързо при работа с другата ръка или крак. Той смята, че това се дължи на превключването на процесите на възбуждане от един двигателен център към друг. Активна нарече почивката с включване на други мускулни групи. Сега е установено, че двигателната умора е свързана с инхибиране на съответните нервни центрове в резултат на метаболитни процеси в невроните, влошаване на синтеза на невротрансмитери и инхибиране на синаптичната трансмисия.

Моторни агрегати

Основният морфо-функционален елемент на нервно-мускулния апарат на скелетните мускули е двигателната единица (MU). Той включва моторния неврон на гръбначния мозък с мускулните влакна, инервирани от неговия аксон. Вътре в мускула този аксон образува няколко крайни разклонения. Всеки такъв клон образува контакт - нервно-мускулен синапс върху отделно мускулно влакно. Нервните импулси, идващи от моторния неврон, предизвикват контракции на определена група мускулни влакна. Двигателните единици на малките мускули, които извършват фини движения (мускулите на окото, ръката), съдържат малък брой мускулни влакна. В големите има стотици пъти повече от тях. Всички MU, в зависимост от техните функционални характеристики, се разделят на 3 групи:

I. Бавен и неуморен. Те се образуват от "червени" мускулни влакна, които имат по-малко миофибрили. Скоростта и силата на свиване на тези влакна са относително малки, но те не се уморяват лесно. Поради това те се класифицират като тонизиращи. Регулирането на контракциите на такива влакна се извършва от малък брой моторни неврони, чиито аксони имат малко крайни разклонения. Пример за това е солеусният мускул.

IIБ. Бързо, лесно се уморява. Мускулните влакна съдържат много миофибрили и се наричат "бели". Те се свиват бързо и развиват голяма сила, но се уморяват бързо. Затова се наричат фазови. Моторните неврони на тези двигателни единици са най-големите и имат дебел аксон с множество крайни разклонения. Те генерират високочестотни нервни импулси. Мускули на окото.

IIA. Бързо, устойчиво на умора. Те заемат междинно положение.

Физиология на гладката мускулатура

Гладките мускули присъстват в стените на повечето храносмилателни органи, кръвоносните съдове, отделителните канали на различни жлези и пикочната система. Те са неволеви и осигуряват перисталтиката на храносмилателната и пикочната система, поддържайки съдовия тонус. За разлика от скелетните мускули, гладките мускули се образуват от клетки, които често имат вретеновидна форма и малки по размер, без напречни ивици. Последното се дължи на факта, че контрактилният апарат няма подредена структура. Миофибрилите се състоят от тънки нишки от актин, които се движат в различни посоки и се прикрепят към различни части на сарколемата. Миозиновите протофибрили са разположени до актиновите. Елементите на саркоплазмения ретикулум не образуват система от тръби. Отделните мускулни клетки са свързани помежду си чрез контакти с ниско електрическо съпротивление - нексуси, което осигурява разпространението на възбуждането в структурата на гладката мускулатура. Възбудимостта и проводимостта на гладката мускулатура е по-ниска от тази на скелетната мускулатура.

Мембранният потенциал е 40-60 mV, тъй като SMC мембраната има относително висока пропускливост за натриеви йони. Освен това, в много гладки мускули MP не е постоянен. Периодично намалява и отново се връща на първоначалното си ниво. Такива трептения се наричат бавни вълни (SW). Когато пикът на бавната вълна достигне критично ниво на деполяризация, върху нея започват да се генерират акционни потенциали, придружени от контракции (фиг.). MV и PD се провеждат през гладките мускули със скорост само от 5 до 50 cm/sec. Такива гладки мускули се наричат спонтанно активни, т.е. те са автоматични. Например, поради такава дейност, възниква чревна перисталтика. Пейсмейкърите на чревната перисталтика са разположени в началните отдели на съответните черва.

Генерирането на AP в SMCs се дължи на навлизането на калциеви йони в тях. Различни са и електромеханичните съединителни механизми. Контракцията се развива поради навлизането на калций в клетката по време на AP.Връзката на калция със скъсяването на миофибрилите се медиира от най-важния клетъчен протеин - калмодулин.

Кривата на свиване също е различна. Латентният период, периодът на скъсяване и особено на релаксация, е много по-дълъг от този на скелетните мускули. Контракцията продължава няколко секунди. Гладките мускули, за разлика от скелетните, се характеризират с феномена на пластичния тонус. Тази способност е в състояние на свиване за дълго време без значителна консумация на енергия и умора. Благодарение на това свойство се поддържа формата на вътрешните органи и съдовият тонус. В допълнение, самите гладкомускулни клетки са рецептори за разтягане. При тяхното опъване започват да се генерират PDs, което води до свиване на SMC. Това явление се нарича миогенен механизъм за регулиране на контрактилната активност.

ПРЕДАВАНЕ НА ВЪЗБУЖДАНЕ

Синаптично предаване

Н Е Р В НОЙ СИСТЕМА

Свойства на нервните центрове

Нервният център (NC) е колекция от неврони в различни части на централната нервна система, които осигуряват регулиране на всяка функция на тялото. Например, булбарния дихателен център.

За провеждането на възбуждане през нервните центрове са характерни следните особености:

1. Едностранна проводимост. Той преминава от аферентния, през интеркаларния до еферентния неврон. Това се дължи на наличието на интерневронни синапси.

2. Централно забавяне на провеждането на възбуждането. Тези. Възбуждането по NC е много по-бавно, отколкото по нервното влакно. Това се обяснява със синаптично забавяне. Тъй като в централната връзка на рефлексната дъга има най-много синапси, скоростта на провеждане там е най-ниска. Въз основа на това рефлексното време е времето от началото на излагането на стимула до появата на отговора. Колкото по-дълго е централното забавяне, толкова по-дълго е времето за рефлекс. Зависи обаче от силата на стимула. Колкото по-голямо е то, толкова по-кратко е времето на рефлекса и обратно. Това се обяснява с феномена на сумиране на възбужданията в синапсите. Освен това се определя от функционалното състояние на централната нервна система. Например, когато NC е уморен, продължителността на рефлексната реакция се увеличава.

3. Пространствено и времево сумиране. Временното сумиране възниква, както в синапсите, поради факта, че колкото повече нервни импулси пристигат, толкова повече невротрансмитер се освобождава в тях, толкова по-висока е амплитудата на EPSP. Следователно, рефлексна реакция може да възникне на няколко последователни подпрагови стимула. Пространственото сумиране се наблюдава, когато импулси от няколко невронни рецептора отиват към нервния център. Когато подпраговите стимули действат върху тях, получените постсинаптични потенциали се сумират и в невронната мембрана се генерира разпространяваща се АР.

4. Трансформация на ритъма на възбуждане - промяна в честотата на нервните импулси при преминаване през нервния център. Честотата може да намалее или да се увеличи. Например нарастващата трансформация (увеличаване на честотата) се дължи на дисперсията и умножаването на възбуждането в невроните. Първият феномен възниква в резултат на разделянето на нервните импулси на няколко неврона, чиито аксони след това образуват синапси на един неврон (Фигура). Второ, генерирането на няколко нервни импулса по време на развитието на възбуждащ постсинаптичен потенциал върху мембраната на един неврон. Низходящата трансформация се обяснява със сумирането на няколко EPSP и появата на един AP в неврона.

5. Посттетаничното потенциране е повишаване на рефлексния отговор в резултат на продължително възбуждане на невроните на центъра. Под въздействието на много серии от нервни импулси, преминаващи с висока честота през синапсите. Голямо количество невротрансмитер се освобождава в интерневронните синапси. Това води до прогресивно увеличаване на амплитудата на възбуждащия постсинаптичен потенциал и дълготрайно (няколко часа) възбуждане на невроните.

6. Последействието е забавяне на края на рефлексния отговор след прекратяване на дразнителя. Свързва се с циркулацията на нервни импулси по протежение на затворени вериги на неврони.

7. Тонусът на нервните центрове е състояние на постоянна повишена активност. Причинява се от постоянното доставяне на нервни импулси към NC от периферните рецептори, стимулиращото влияние на метаболитни продукти и други хуморални фактори върху невроните. Например, проява на тонуса на съответните центрове е тонусът на определена мускулна група.

8. Автоматичност или спонтанна активност на нервните центрове. Периодично или постоянно генериране на нервни импулси от неврони, които възникват спонтанно в тях, т.е. при липса на сигнали от други неврони или рецептори. Причинява се от колебания в метаболитните процеси в невроните и ефекта на хуморалните фактори върху тях.

9. Пластичност на нервните центрове. Това е способността им да променят функционалните свойства. В този случай центърът придобива способността да изпълнява нови функции или да възстановява стари след повреда. Основата на пластичността N.Ts. се крие пластичността на синапсите и мембраните на невроните, които могат да променят тяхната молекулярна структура.

10. Ниска физиологична лабилност и умора. Н.Ц. може да провежда импулси само с ограничена честота. Тяхната умора се обяснява с умората на синапсите и влошаването на метаболизма на невроните.

Спиране в C.N.S.

Феноменът на централното инхибиране е открит от I.M. Сеченов през 1862 г. Той отстранява мозъчните полукълба на жабата и определя времето на гръбначния рефлекс до дразнене на лапата със сярна киселина. След това към таламуса, т.е. визуални туберкули нанесе кристал от готварска сол и установи, че времето за рефлекс се увеличава значително. Това показва инхибиране на рефлекса. Сеченов заключава, че надлежащият N.Ts. когато са развълнувани, те инхибират основните. Инхибирането в централната нервна система предотвратява развитието на възбуда или отслабва продължаващото възбуждане. Пример за инхибиране може да бъде спирането на рефлексна реакция на фона на действието на друг, по-силен стимул.

Първоначално беше предложена унитарно-химическа теория на инхибирането. Тя се основава на принципа на Дейл: един неврон - един предавател. Според него инхибирането се осигурява от същите неврони и синапси като възбуждането. Впоследствие се доказва правилността на бинарната химическа теория. В съответствие с последното, инхибирането се осигурява от специални инхибиторни неврони, които са интеркаларни. Това са клетки на Реншоу от гръбначния мозък и неврони на Пуркиние. Инхибирането в централната нервна система е необходимо за интегрирането на невроните в един нервен център.

В централната нервна система се разграничават следните инхибиторни механизми.

Физиологията е наука за това как функционират органите и системите на живите организми. Какво изучава науката физиология? Повече от всеки друг, той изучава биологичните процеси на елементарно ниво, за да обясни как функционира всеки отделен орган и цялото тяло.

Понятието "физиология"

Както каза един известен физиолог Ърнест Старлинг, физиологията днес е лекарството на утрешния ден. е наука за механичните, физичните и биохимичните функции на хората. което служи като основа на съвременната медицина. Като дисциплина, тя е от значение за области като медицина и обществено здраве и предоставя основа за разбиране как човешкото тяло се адаптира към стрес, болести и физическа активност.

Съвременните изследвания в областта на човешката физиология допринасят за появата на нови начини за осигуряване и подобряване на качеството на живот и разработването на нови методи за лечение. Основният принцип, който е в основата на изучаването на човешката физиология, е поддържането на хомеостазата чрез функционирането на сложни контролни системи, обхващащи всички нива на йерархията на човешката структура и функция (клетки, тъкани, органи и системи от органи).

Човешка физиология

Като наука ние изучаваме механичните, физическите и биохимичните функции на човек в добро здраве, неговите органи и клетките, от които са съставени. Основното ниво на внимание на физиологията е функционалното ниво на всички органи и системи. В крайна сметка науката дава представа за сложните функции на тялото като цяло.

Анатомията и физиологията са тясно свързани области на изследване, анатомията е изследване на формата, а физиологията е изследване на функцията. Какво изучава науката човешка физиология? Тази биологична дисциплина се занимава с изучаването на това как тялото функционира нормално и също така изследва възможни дисфункции на тялото и различни заболявания.

Какво изучава науката физиология? Физиологията дава отговори на въпроси за това как функционира тялото, какво се случва, когато човек се ражда и развива, как системите на тялото се адаптират при стрес, като например упражнения или екстремни условия на околната среда, и как се променят функциите на тялото при болезнени състояния. Физиологията засяга функции на всички нива, от нервите до мускулите, от мозъка до хормоните, от молекулите и клетките до органите и системите.

Системи на човешкото тяло

Физиологията на човека като наука изучава функциите на органите на човешкото тяло. Телосложението включва няколко системи, които работят заедно за нормалното функциониране на цялото тяло. Някои системи са взаимосвързани и един или повече елементи от една система могат да бъдат част или да обслужват друга.

Има 10 основни системи на тялото:

1) Сърдечно-съдовата система е отговорна за изпомпването на кръв през вените и артериите. Кръвта трябва да тече в тялото, като непрекъснато произвежда гориво и газ за органи, кожа и мускули.

2) Стомашно-чревният тракт е отговорен за обработката на храната, смилането й и превръщането й в енергия за тялото.

3) отговаря за размножаването.

4) се състои от всички ключови жлези, отговорни за производството на секрети.

5) е така нареченият „контейнер“ за тялото за защита на вътрешните органи. Основният му орган, кожата, е покрит с голям брой сензори, които предават външни сензорни сигнали към мозъка.

6) Мускулно-скелетна система: Скелетът и мускулите са отговорни за цялостната структура и форма на човешкото тяло.

7) Дихателната система е представена от носа, трахеята и белите дробове и е отговорна за дишането.

8) помага на тялото да се отърве от нежеланите отпадъци.

9) Нервна система: Мрежа от нерви свързва мозъка с останалата част от тялото. Тази система отговаря за човешките сетива: зрение, обоняние, вкус, допир и слух.

10) Имунната система защитава или се опитва да защити тялото от болести и болести. Ако чужди тела попаднат в тялото, системата започва да произвежда антитела, за да защити тялото и да унищожи нежеланите гости.

Кой трябва да познава човешката физиология и защо?

Какво изучава науката за човешката физиология, може да бъде очарователна тема за лекари и хирурзи. Освен медицината се обхващат и други области на знанието. Данните за човешката физиология са важни за спортните професионалисти като треньори и физиотерапевти. Освен това в рамките на световната медицинска практика се използват различни видове терапия, например масаж, където също е важно да се знае как работи тялото, така че предоставеното лечение да е възможно най-ефективно и да носи само полза, а не вреда.

Ролята на микроорганизмите

Микроорганизмите играят ключова роля в природата. Те позволяват рециклирането на материали и енергия, могат да се използват като клетъчни „фабрики“ за производство на антибиотици, ензими и храна, а също така могат да причинят инфекциозни заболявания при хора (например болести, причинени от храна), животни и растения. Тяхното съществуване зависи пряко от способността за адаптиране към променящата се среда, наличието на хранителни вещества и светлина, pH факторът, категории като налягане, температура и много други също играят важна роля.

Физиология на микроорганизмите

В основата на жизнената дейност на микроорганизмите и всички други живи същества е обменът на вещества с околната среда (метаболизъм). Когато изучавате дисциплина като физиологията на микроорганизмите, метаболизмът играе важна роля. Това е процес на изграждане на химични съединения в клетката и разрушаването им по време на дейност, за да се получи необходимата енергия и градивни елементи.

Метаболизмът включва анаболизъм (асимилация) и катаболизъм (дисимилация). Физиологията на микроорганизмите изучава процесите на растеж, развитие, хранене, методите за получаване на енергия за осъществяване на тези процеси, както и тяхното взаимодействие с околната среда.

Понякога се разграничава подостър експеримент (пример).

В същото време медицината изисква информация за механизмите на функциониране на човешкото тяло. Поради това И.П. Павлов пише: „Експерименталните данни могат да се прилагат към хора само с повишено внимание, постоянно проверявайки фактическото сходство с дейностите на тези органи при хора и животни.“ Следователно, без да се правят специални наблюдения и експерименти върху хора, изучаването на неговата физиология е безсмислено Поради това се обособява специална физиологична наука - физиологията на човека.Физиологията на човека има предмет, задачи, методи и история.Предметът на физиологията на човека е здравото човешко тяло.

Нейните задачи:

1. Изследване на механизмите на функциониране на клетките, тъканите, органите, системите, човешкото тяло като цяло

2. Изследване на механизмите за регулиране на функциите на органите и системите на тялото

3. Идентифициране на реакциите на човешкото тяло и неговите системи към промени във външната и вътрешната среда

Физиологията, като фундаментална биологична наука, е тясно свързана с други фундаментални и биологични науки. По-специално, без познаване на законите на физиката е невъзможно да се обяснят биоелектричните явления и механизмите на възприемане на светлина и звук. Без използването на данни от химията е невъзможно да се опишат процесите на метаболизъм, храносмилане, дишане и др. Следователно на границата на тези науки с физиологията възникват спомагателните науки биофизика и биохимия.

Физиологията има редица приложни раздели. Това е например физиологията на селскостопанските животни.

Във физиологията на човека се разграничават следните приложни раздели:

1. Възрастова физиология. Изследва свързаните с възрастта характеристики на функциите на тялото.

2. Физиология на труда

3. Клинична физиология. Това е наука, която използва физиологични методи и подходи за диагностика и анализ на патологични аномалии.

4. Авиационна и космическа физиология

5. Физиология на спорта

Някои раздели на човешката физиология са основата на психологията (физиология на централната нервна система, БНД, сензорни системи, психофизиология).

Предметфизиология, нейното съдържание е изучаването на общите и частни механизми на дейност на целия организъм и всички негови органи и системи.

Ultimate задачафизиология - такова дълбоко познаване на функциите на тялото, което би осигурило възможност за активно въздействие върху тях в желаната посока.

Според И.П. Павлов, медицината, само като се обогатява непрекъснато, ден след ден, с нови физиологични факти, тя най-накрая ще стане това, което в идеалния случай трябва да бъде, т.е. способността да се възстанови повреден механизъм на човешкото тяло въз основа на точното му познаване, да бъде приложно знание по физиология. Неслучайно физиологията започва да се развива първо като медицинска наука. Според дефиницията на К. Бернар, физиологията е научното ядро, върху което почиват всички науки; По същество има само една наука в медицината: науката за живота или физиологията. На съвременния етап физиологията поставя следните задачи: функция за учене:

здраво тяло като цяло;
различни системи, органи, тъкани, клетки; изследване на механизмите:
взаимодействие на различни органи и системи в целия организъм;
регулиране на функционирането на органи и системи;
взаимодействието на организма с околната среда.

Според И.П. Павлов, задачата на физиологията е да разбере работата на човешкото тяло, да определи значението на всяка негова част, да разбере как тези части са свързани, как си взаимодействат и как в резултат на тяхното взаимодействие се получава груб резултат. се получава – цялостната работа на организма.

Най-първият , използвани във физиологията бяха наблюдението и умозаключението, които обаче не са загубили значението си на съвременния етап. Но физиологът не може да се задоволи само с наблюдението, тъй като то отговаря само на въпроса: какво се случвав организма. Също така е важно да разберете как и защопротичат физиологични процеси. За това трябва експерименти, експерименти,тези. влияния, които се създават изкуствено от самия изследовател.

Експериментите могат да бъдат остри (вивисекция или рязане на живо) или хронични; основните им предимства и недостатъци са представени в табл. 1.

Изследванията, проведени върху хора, като правило, се извършват по различни начини, което позволява да се оценят различни аспекти на функционирането на тялото:

в състояние на физиологичен покой - нормално функциониране;
реакция на оптимални натоварвания - норма на реакция;
реакция при максимални натоварвания - оценка на резервните възможности.

В този случай биологичният оптимум на жизнените процеси се счита за физиологична норма.

Таблица 1. Сравнение на остър и хроничен експеримент

Основните етапи в развитието на физиологията като наука, свързани с промените в използваните методи:

предексперименталния период (древност и средновековие), когато основните методи са били наблюденията и изводите, които често са водили до погрешни заключения (сърцето е органът на душата, духът се смесва през артериите, а кръвта през вените );
1628 У. Харви. „Изследване на движението на сърцето и кръвта в тялото“ - въвеждане на остри експерименти във физиологичните изследвания;
1883 I.P. Павлов. “Центробежни нерви на сърцето” - въвеждане на техника за хроничен експеримент;
съвременният етап е интегрирането на изследванията на молекулярно-клетъчно и системно (органично) ниво, което ни позволява да комбинираме идеи за клетъчните процеси и тяхното регулиране на нивото на целия организъм.

Основни принципи на физиологията:

тялото е единна система, която обединява различни органи в тяхното сложно взаимодействие помежду си;
принципът на структура (цялост) - физиологичните процеси могат да се извършват с анатомичната и функционална цялост на всички елементи, които осигуряват тези процеси;
„Организъм без външна среда, която поддържа съществуването му, е невъзможен. Следователно научното определение на организма трябва да включва и средата, която му влияе” (И. М. Сеченов, 1861 г.);
„всички физиологични механизми, колкото и различни да са те, имат само една цел - поддържане на постоянството на условията на живот във вътрешната фаза“ (C. Bernard, 1878) или хомеостаза (според Cannon);
принципът на детерминизма - всяка дейност на тялото и неговите органи и системи е причинно обусловена;
адаптацията е набор от механизми, които осигуряват адаптирането на тялото към постоянно променящите се условия на околната среда;
целостта на тялото и връзката му с външната среда, осигурена от нервно-хуморални механизми;
хомеостазата и адаптацията са основните механизми за осигуряване на живот;
принцип на надеждност на биологичните системи: тялото и неговите системи имат резерв от сила, който се осигурява от следните компоненти:
- излишък на функционални елементи (например 25% от белодробната тъкан е напълно достатъчно за външно дишане);
- резервиране на функцията (от 1 милион нефрони, налични в бъбрека, само част от тях функционират едновременно, останалите остават в резерв);
- честота на функциониране на всички елементи (например отваряне и затваряне, т.е. трептене, капиляри); дублиране на функции (сърдечната помпа има асистенти под формата на периферни сърца - скелетни мускули, чието свиване изтласква кръвта през венозните съдове).

Физиология на човека и животните

Физиология- науката за жизнените функции на тялото и неговите структури, механизмите на тяхното изпълнение и моделите на регулиране.

В най-общ вид определението на физиологията е следното: това е наука за природата, същността на жизнените процеси. Наименованието физиология произлиза от гръцките думи physis - природа и logos - учение.

Физиологията изучава проявите на жизнените функции, започвайки от молекулярно ниво и завършвайки с жизнената дейност на целия организъм, включително неговите поведенчески реакции, съзнание и мислене. Изследва източниците на енергия и ролята на различните вещества в живота, механизмите на взаимодействие на клетките, тяхното свързване в тъкани, органи, физиологични системи и целия организъм, както и начините, по които организмът взаимодейства с околната среда, реакция на влиянието на тази среда, механизми за адаптиране към неблагоприятни условия и поддържане на здравето.

Терминът "физиология", използван в широк смисъл, означава огромно количество знания за същността на жизнените процеси. Тъй като тези процеси са много различни в растителните и животинските организми, се разграничават физиологията на растенията и физиологията на човека и животните.

Физиологията и животните също са разделени. Наред с факта, че гръбначните животни и хората имат много прилики във функционирането на вътрешните органи, има и огромни разлики между тях, предимно в естеството и нивото на умствените функции. Тази основна разлика е отразена в името хомо сапиенс - мислещ човек. Обемът на предмета на изследване доведе до факта, че във физиологията нейните части започнаха да се обособяват като специални академични дисциплини: физиология на клетката, сърцето, кръвта, кръвообращението, дишането, нервната система (неврофизиология), сетивните системи и др. Някои раздели на физиологията, изучавани в биологичните и медицинските университети като отделни академични дисциплини, са дадени по-долу:

възрастова физиологияизучава свързаните с възрастта особености на човешкия живот, моделите на формиране, развитие и намаляване на функциите на тялото;
физиологияизследва влиянието на трудовата дейност на човека върху жизнените процеси, разработва методи и средства за осигуряване на труд, които спомагат за поддържане на способността на човек да работи на високо ниво;
авиационна и космическа физиологияизучава реакциите на човешкото тяло към влиянието на факторите на атмосферния и космическия полет с цел разработване на средства за осигуряване на живота и здравето на хората в условия на ниско атмосферно налягане и пространство;
екологична физиологияидентифицира особеностите на влиянието на климатичните и географските условия и конкретното местообитание върху тялото и начините за подобряване на качеството на адаптация към неблагоприятните влияния на околната среда;
еволюционна и сравнителна физиологияизследва закономерностите на еволюционното развитие на физиологичните процеси, механизми, регулации, както и техните прилики и разлики в организмите на различни нива на филогенеза.

В медицинските образователни институции само някои материали от горните специализирани курсове се разглеждат в един курс по физиология. Програмите на медицинските училища са фокусирани върху курсово обучение човешката физиология(те често използват общото наименование физиология).

От една наука човешката физиология в редица страни (бившия СССР, постсъветските републики, някои европейски страни) беше отделена като отделен предмет патологична физиология -наука, която изучава общите закономерности на възникването, протичането и изхода на патологичните процеси и заболявания. За разлика от това започва да се нарича изследването на жизнените процеси на здравия организъм нормална физиология.Във висшите медицински учебни заведения на Беларус тези предмети се изучават отделно в отделите по нормална и патологична физиология. В някои страни те се комбинират под името медицинска физиология.

Физиологията има тясна връзка с други фундаментални теоретични медицински науки: анатомия, хистология, биохимия. Физиологията като че ли обединява тези науки, използва техните знания и създава общност - основата на медицинските и биологични знания, без които е невъзможно да се овладее медицинската професия.

Например днес най-важният проблем в медицината е лечението и профилактиката на заболяванията на сърдечно-съдовата система. Какви знания предоставя физиологията за решаване на този проблем? Разделът по физиология на сърцето изучава основната функция на сърцето като помпа и регулатор на движението на кръвта; изясняват се механизмите за осъществяване на тази функция: процесите на автоматично генериране на възбуждане, провеждането му през специализирани структури, механизмът на свиване на сърцето и изтласкване на кръвта в съдовата система. Особено внимание се обръща на изучаването на механизмите на регулиране на сърцето, адаптирането му към променящите се нужди на кръвния поток в различни органи. Изследват се биофизичните и молекулярни механизми, които контролират възбудимостта, проводимостта и контрактилитета на сърдечния мускул. Въз основа на тези данни съвременната биохимия и фармакология синтезират лекарствени вещества, които дават възможност за лечение на сърдечни заболявания. Предмет на физиологията е и разработването и изучаването на методи за изследване на функциите и състоянието на сърцето. От горните материали става очевидно, че без познаване на физиологията е невъзможно не само да се лекуват, но и да се диагностицират заболявания.

Много важна задача на физиологията е също така да осигури усвояването на знания за взаимовръзките на жизнените процеси, органи и системи, формирането на цялостен отговор на тялото към различни влияния и общите принципи на регулиране на такива реакции. Всичко това трябва да постави основата на „функционалното мислене” на бъдещия лекар, способността му въз основа на индивидуалните симптоми мислено да моделира възможните връзки и механизми, които предизвикват появата на тези симптоми, да открие първопричината и начините за отстраняване на патологичните процеси.

Също така е важно да се научат бъдещите лекари да наблюдават и изследват показателите на физиологичните функции и да се внушават умения за извършване на диагностични и медицински манипулации.

Предметът на човешката физиология също е изправен пред задачата да определи резервите на физиологичните системи, да оцени нивото на човешкото здраве и да разработи начини за повишаване на неговата устойчивост към въздействието на неблагоприятните фактори, възникващи в трудовата сфера, природната и битовата среда.

Понятие и видове физиология

Физиология(от гръцки physis - природа, logos - учение) - наука за жизнените функции на тялото и неговите структури, механизмите за изпълнение на тези функции и моделите на тяхното регулиране.

Физиология на животнитее биологична наука, която изучава жизнените функции на организма, неговите съставни органи и тъкани във връзка с външната среда.

Предмет на физиологията са жизнените процеси на организма и отделните му органи във връзка с индивидуалното развитие и адаптация към условията на околната среда. Изследваните проблеми включват: модели на биологични процеси на различни структурни нива, формиране на физиологични функции в различни възрастови периоди, механизми на взаимодействие на отделните системи на тялото с околната среда, особености на механизмите за регулиране на жизнените процеси при различни видове, методи на целенасочено въздействие върху определени физиологични системи.

Под физиологична функцияразбират проявата на жизнената активност на клетка (например свиване на мускулна клетка), орган (например образуване на урина от бъбреците), система (например образуване и унищожаване на кръвни клетки от хемопоетичната система).

Физиологията изучава проявите на жизнените функции на различни нива на организация на живите същества: молекулярно, клетъчно, органно, системно и цялостно на организма, включително неговите поведенчески реакции, съзнание и мислене. Физиологичната наука дава отговори на въпросите: какъв е източникът на енергия, каква е ролята на различните вещества в живота, как клетките взаимодействат и се комбинират в тъкани, органи, физиологични системи и целия организъм. Физиологията изучава начините, по които организмът взаимодейства с околната среда, реакциите му към промени в околната среда, механизмите за адаптиране към неблагоприятни условия и запазване на здравето.

Терминът физиология, използван в широк смисъл, означава огромно количество знания за същността на жизнените процеси. Тъй като тези процеси са много различни в растителните и животинските организми, се разграничават физиологията на растенията и физиологията на човека и животните.

Човешката и животинската физиология също са разделени. Наред с факта, че гръбначните животни и хората имат много прилики във функционирането на вътрешните органи, има и огромни разлики между тях, предимно в естеството и нивото на умствените функции.

Огромният обем от знания в различни области на физиологичната наука доведе до факта, че във физиологията нейните части започнаха да се обособяват като специални академични дисциплини: клетъчна физиология, физиология на сърцето, кръвта, кръвообращението, дишането, нервната система (неврофизиология), физиология на сетивните системи и др. Във висшите учебни заведения с биологичен профил възрастовата физиология се изучава като отделна учебна дисциплина; физиология на труда, спорта; авиация, космос, еволюционна физиология и др.

Нормална фитология- наука, която изучава основните модели и механизми на регулиране на функционирането на организма като цяло и отделните му компоненти във взаимодействие с околната среда, организацията на жизнените процеси на различни структурни и функционални нива. Основната задача на физиологията е да проникне в логиката на живота на организма.

Обща физиология- раздел от дисциплината, който изучава основните модели на реакцията на организма към влиянията на околната среда, неговите основни процеси и механизми.

Частна физиология- раздел, който изучава закономерностите и механизмите на функциониране на отделните системи, органи и тъкани на тялото.

Клетъчна физиология- раздел, който изучава основните модели на функциониране на клетките.

Сравнителна и еволюционна физиология- раздел, който изследва особеностите на функционирането на различни видове и един и същ вид на различни етапи от индивидуалното развитие.

Екологична физиология- раздел, който изучава особеностите на функционирането на тялото в различни физико-географски зони, в различни периоди от време и физиологичните основи на адаптацията към природните фактори.

Физиология на трудовата дейност- раздел, който изучава моделите на функциониране на тялото при извършване на физическа и друга работа.

Спортна физиология- раздел, който изучава моделите на функциониране на тялото в процеса на практикуване на различни видове физическо възпитание на аматьорско или професионално ниво.

Патологична физиология -науката за общите закономерности на възникване, развитие и протичане на болестотворни процеси в организма.

1.1 ПРЕДМЕТ НА ФИЗИОЛОГИЯТА, НЕЙНАТА ВРЪЗКА С ДРУГИ ДИСЦИПЛИНИ И МЕТОДИ НА ФИЗИОЛОГИЯТА

ИЗСЛЕДВАНИЯ

Физиология - наука, която изучава функциите и процесите, протичащи в тялото, и механизмите на тяхното регулиране, осигуряващи жизнената дейност на животното във връзка с външната среда.

Физиологията се стреми да разбере нормалните функционални процеси на живот в здраво животно, да открие механизмите на регулиране и адаптиране на тялото към действието на непрекъснато променящите се условия на околната среда. По този начин тя посочва начини за нормализиране на физиологичните функции в случаите на тяхната патология с цел запазване на животните и повишаване на продуктивността им.

Съвременната физиология е широко развита в различни посоки, разделени на отделни курсове и дори дисциплини.

Обща физиология изучава общите модели на функции, явления, процеси, характерни за животни от различни видове, както и общите модели на реакциите на тялото към влиянието на външната среда.

Сравнителна физиология изследва приликите и разликите, специфичните особености на всеки физиологичен процес при животни от различни видове.

Еволюционна физиология изучава развитието на физиологичните функции и механизми при животните в техния исторически, еволюционен план (в онто- и филогенезата).

Възрастова физиология е изключително важен за ветеринарната медицина, тъй като изучава свързаните с възрастта характеристики на функциите на организма на различни етапи от неговото индивидуално (възрастово) развитие. Това позволява на лекарите и зооинженерите да оказват необходимото влияние върху поддържането на жизнените функции на организма в благоприятни физиологични параметри, като се вземат предвид неговите възрастови характеристики.

Частна физиология изучава физиологичните процеси на отделните животински видове или на отделните им органи и системи.

В процеса на развитие на физиологията се появиха редица нейни раздели, които имат голямо приложно значение. Един от тези раздели на селскостопанската физиология е физиологията на храненето на животните. Практическата му цел е да изследва особеностите на храносмилането при различни видове и възрастови групи селскостопански животни. От голямо практическо значение са разделите за физиологията на тяхното размножаване, лактация, метаболизъм и адаптиране на тялото към различни условия на околната среда.

Една от основните задачи на физиологията на селскостопанските животни е изучаването на регулаторната, обединяваща роля на централната нервна система (ЦНС) в организма, така че чрез въздействие върху нея да е възможно да се нормализират други функции на животното.

Физиологията, като основен клон на биологичните науки, е в тясна връзка с редица други дисциплини, по-специално химията и физиката, и използва техните изследователски методи. Познанията по физика и химия позволяват по-задълбочено разбиране на физиологичните процеси като дифузия, осмоза, абсорбция, възникване на електрически явления в тъканите и др.

Физиологията има изключително силна връзка с морфологичните дисциплини - цитология, хистология, анатомия, тъй като функцията на органите и тъканите е неразривно свързана с тяхната структура. Невъзможно е например да се разбере процесът на образуване на урина, без да се познава анатомичната и хистологичната структура на бъбреците.

Ветеринарният лекар посвещава значителна част от работата си на лечението на болни животни, поради което нормалната физиология е важна за последващото изучаване на патологичната физиология, клиничната диагноза, терапията и други дисциплини, които изучават моделите на възникване и развитие на патологични процеси, които могат могат да бъдат разбрани само чрез добро познаване на функциите на органите и системите на здраво тяло. Напредъкът на физиологията винаги е бил използван във ветеринарните клинични дисциплини, които от своя страна също имат положителна роля за по-задълбочено разбиране и обяснение на много физиологични процеси, протичащи в тялото. Физиологията, изучавайки процесите на храносмилане, метаболизъм, лактация, размножаване, създава теоретични предпоставки за организиране на рационално хранене, отглеждане на животните, тяхното размножаване и повишаване на продуктивността. Поради това тя има връзки с много зоотехнически науки.

Физиологията е близка до философията, което ни позволява да дадем материалистично обяснение на много физиологични процеси, протичащи в животните.

Във връзка с въвеждането на нови методи и производствени технологии в животновъдството, физиологията се сблъсква с все повече нови проблеми при изучаването на механизмите на адаптация на животните, за да им създаде по-благоприятни условия за продуктивен живот.