1. регуляция по возмущению возможна только в открытых системах, которой является организм человека. Этот тип регуляции включает в себя те случаи регуляции, когда на биологичекую систему оказывается воздействие внешних для нее (системы) факторов, меняющих условия ее существования, жизнедеятельности, вызывающих регуляцию по типу возмущения.
Под биологическими системами здесь, в данном случае, понимаются организм в целом, различные анатомофизиологические системы, система кровообращения, система дыхания.
Пример - процесс дыхания. Цель дыхания - обеспечение тканей и клеток кислородом, удаление из тканей и клеток углекислого газа. Процесс этот имеет свою регуляцию. Вы решили пробежаться и примерно на пятом шагу замечаете, что стали дышать чаще, глубже, изменился характер дыхания, т.е. произошла регуляция по возмущению.
Здесь физическая нагрузка включила регуляторную систему, являющуюся внешней по отношению к системе дыхания.
С помощью регуляции по возмущению реализуются все воздействия на человека из внешней среды. С помощью регуляции по возмущению мы даже можем отвечать, опережая реальные события (классическим примером являются условные рефлексы). Большинство реакций регуляции по возмущению обеспечивает нам адекватное приспособление к изменяющимся условиям.
2. Регуляция по отклонению - это такая регуляция, которая обеспечивается при отклонении от исходных параметров постоянства (гомеостаза) внутренней среды организма.
Итак, пусковым моментом для начала регуляции по отклонению является отклонение показателей внутренней среды от нормальных величин. Как это происходит?
Информация о состоянии внутренней среды, об отклонениях в состоянии внутренней среды организма, поступающая в аппарат управления, называется обратной связью. Вся регуляция по отклонению строится на обратной связи.
Обратная связь бывает: отрицательная; положительная.
Отрицательная обратная связь - это такая обратная связь, которая обеспечивает включение механизма, действие которого стабилизирует (нормализует), состояние внутренней среды, возвращает отклоненный параметр к норме.
Положительная обратная связь - это такая обратная связь, приход информации по которой приводит к тому, что отклонение, возникшее в системе гомеостаза, на какой-то период времени усиливается в ещѐ большей степени.
Два правила регуляции для всех видов регуляции:
1.Правило исходного состояния - величина и направленность ответной реакции зависит от исходного уровня функции. Это касается не только функции на уровне организма, но и регуляции любой функции (отдельной клетки).
2.Правило минимизации (этот принцип заложен в биологии человека генетически) - достижение max физиологического результата с min энергетическими затратами. К этому организм стремится всегда.
23. Системные регуляторные реакции и процессы…
На уровне целостного организма важнейшую роль в регуляции играют системные реакции.
1. Стресс (в переводе на русский язык - "реакция напряжения") - это важный фундамент биологической регуляции организма. Стресс направлен на повышение устойчивости организма к различным воздействиям. Стресс - это универсальная реакция организма, которая не зависит от характера раздражителя.
Существует три фазы стресса:
а) фаза тревоги - это неспецифическая реакция организма, т.к. она возникает при действии раздражителей любой природы. Она возникает только при действии сильных раздражителей и обеспечивается выбросом гормона адреналина и активацией симпатической нервной системы.
б) фаза резистентности - "фаза повышенной устойчивости". В этот период организм устойчив к раздражителям различной природы, он реагирует устойчиво даже на сверхсильные раздражители и не срывается при этом. Эта фаза обеспечивается выделением в кровь больших количеств гормона передней доли гипофиза - адренокортикотропного гормона и гормона коры надпочечников - кортизола.
в) фаза истощения (срыва).
2. Адаптация (приспособление) - механизмы, которые обеспечивают приспособление организма к действию раздражителей. Они всеобщие.
Адаптация бывает двух видов:
а) срочная адаптация, б) долговременная адаптация Срочная адаптация - очень энергозатратна. При действии очень сильных раздражителей началом срочной
адаптации является стресс. При умеренных раздражителях тоже возникает срочная адаптация, но явных признаков стресса нет.
При срочной адаптации организм делает все, чтобы ответить на раздражитель. Если организму не хватает энергии, то он начинает разрушать важнейшие белковые и углеводные структуры. Он нарушает структуру ткани, чтобы срочно приспособиться.
Но если раздражитель действует повторно/многократно, то возникает долговременная адаптация.
Долговременная адаптация формирует специальные дополнительные механизмы, которые обеспечивают нормальную реакцию организма на раздражитель. Она становится энергоприемлемой, не требует срочного структурного разрушения каких-либо систем. Все механизмы, обеспечивающие долговременную адаптацию, обозначаются как структурный след. Он возникает на 10-ое -12-ое действие раздражителя и формируется на разных уровнях, в разных системах.
24. Функциональные системы… Функциональная система - это временная, динамическая, саморегулирующаяся организация, все составные
компоненты которой, взаимодействуя, обеспечивают достижение полезных приспособительных результатов.
В функциональной системе есть периферические и центральные составляющие:
Периферические составляющие:
А) Исполнительные соматические, вегетативные и эндокринные компоненты, в том числе и поведенческие/, включающие механизмы формирование результата.
Б) Полезный приспособительный результат.
В) Рецепторы, воспринимающие параметры результата действия. Г) Обратная афферентация.
Центральная составляющая:
Центральная архитектоника функциональной системы имеет три важнейшие составные части:
1.Афферентный синтез (в него входит - мотивация, память, пусковой и обстановочный раздражители).
2.На основании афферентного синтеза мозгом вырабатывается решение и формируется аппарат действия и программа действия /эфферентный синтез/.
3.Параллельно формируется аппарат прогноза. Аппарат действия формирует результат действия.
Полезный приспособительный результат является системообразующим фактором, т.е. он образует из этих
отдельных элементов систему. Им может быть:
1.Показатель внутренней среды.
2.Результат поведенческой деятельности, удовлетворяющий основные биологические потребности организма.
3.Результат стадной деятельности животных, удовлетворяющий потребности сообществ.
4.Результат социальной деятельности человека.
Он всегда направлен на удовлетворение той потребности, которая породила эту реакцию. С помощью
обратной афферентации мозг сравнивает свой прогноз с тем, что реально получилось.
25. Рефлекторная регуляция…
В основе нервной регуляции функций лежат рефлексы.
Рефлекс - это стериотипная (однообразная, повторяющаяся одинаково), ответная реакция организма на действие раздражителей при обязательном участии ЦНС.
Принципы рефлекторной теории по Павлову
1Принцип детерминизма.Каждый рефлекс имеет причину.
2Принцип структурности. У каждого рефлекса есть свой морфологический субстрат, своя рефлекторная дуга.
3.Принцип анализа и синтеза. Анализ - расщепление на части, синтез - объединение частей в целое с получением нового качества. В основе реализации рефлекса лежит морфологическая субстанция -
рефлекторная дуга.
Рефлекторная дуга состоит из 3-х основных частей:
1.афферентная часть рефлекторной дуги,
2.2. центранльная часть рефлекторной дуги,
3.3. эфферентная часть рефлекторной дуги
Афферентная часть - наиболее простой организацией афферентной части рефлекторной дуги является чувствительные нейрон (расположенный вне центральной нервной системы), при этом аксон чувствительного нейрона соединяет его с центральной нервной системой, а дендриты чувствительного нейрона (представляют собой чувствительные нервы) несут информацию от периферии к телу нейрона. Главное в деятельности афферентного нейрона в рефлекторной дуге это рецепция. Именно за счет рецепции афферентные нейроны осуществляют мониторинг внешней среды, внутренней среды, и несут информацию об этом в ЦНС. Некоторые рецепторные клекти выделяются в отдельные образования-органы чувств. Главная задача афферентной части рефлекторной дуги - воспринять информацию, т.е. воспринять действие раздражителя, и передать эту информацию в ЦНС.
Эфферентная часть представлена соматической и вегетативной нервной системой. Сами нейроны, с которых начинается соматическая и вегетативная нервная система, лежат в пределах ЦНС. Начиная с подкорковых образований и кончая крестцовым отделом позвоночника. Все нейроны коры НЕ ИМЕЮТ связи с периферической системой.
Для соматичекой нервной системы нейрон, который лежит в пределах ЦНС, отдает свой аксон, который достигает иннервируемой нервной системы (периферического органа).
Вегетативная нервная система - у нее 1-й нейрон лежит в пределах ЦНС и его аксон никогда не достигает периферического органа. 2-е нейроны есть всегда.Они образуют вегетативные ганглии и только аксоны 2-х
нейронов достигают периферических органов. Свойства эфферентной части (соматической, вегетативной нервной системы) см. "Нервы. Проведение нервных возбуждений по нервам. Синапс. Передача возбуждения в синапсе".
У соматической и вегетативной нервных систем, как эфферентов, общая афферентная система. Центральная часть (см. в книге)- вставочные нейроны в пределах ЦНС объединяются в нервные центры.
Существует анатомическое и физиологическое понятие нервного центра.
Анатомическое - пространственное объединение отдельных нейронов в единое целое есть нервный центр. Физиологическое - ансамбль единства неронов, объединенных ответственностью за выпроление одной и той же функции-нервный центр. С анатомической точки зрения нерв это всегда точечка, это всегда точечное пространство, с физиологической - различные части нервных центров могут располагаться на разных этажах ЦНС.
Нейроны в нервных центрах объединяются в нервные цепи, цепи создают нервные сети. Существует два типа нервных сетей:
1.локальные нервные сети,
2.иерархарические нервные сети.
Локальные нервные сети - большая часть неройнов обладают коротеньким аксоном и сеть образуется из нейронов одного уровня. Для локальых сетей характерна реверберация - нередко образуются замкнутые цепочки нейронов, по которым циркулирует возбуждение с постепенным затуханием.
Иерархарические сети - это нейроны, объединенные вместе, большая часть из них имеет длинные аксоны, которые позволяют объединить нейроны, находящиеся на различных этажах ЦНС в цепи нейронов. С помощью этих сетей выстраиваются соподчиненные отношение в этих разветвленных цепочках нейронов. Иерархические нервные сети организуют свою деятельность по двум принципам: дивергенции, конвергенции. Дивергенция - это когда вход информации один в нервный центр, а выход многоканален. Конвергенция - когда входов информации много, а выход один.
Свойства нервных центров:
1.нервные центры обладают выраженной способностю к суммации возбуждений. Суммация может быть: временной, пространственной/см. "Синапс"/,
2.иррадиация возникшего возбуждения-распространение возбуждения на рядом лежащие нейроны.
3.концентрация возбуждения-стягивание возбуждения на один или несколько нейронов.
4.индукция - наведение противоположного процесса. Индукция бывает: положительная (когда наводится процесс возбуждения), отрицательная (когда наводится процесс торможения). Индукция делится на: одновременую, последовательную. Одновременная - в ней задействованы как минимум два нервных центра. В первом - первично возникает процесс торможения или возбуждения, вторично наводит на соседний центр процесс противоположный. Последовательная - всегда развивается в одном и том же центре. Это такое явление, когда один процесс в центре наводит прямо противоположный процесс (в этом же центре).
5.трансформация - способность нервных центров преобразовывать частоту и силу пришедшего возбуждения. Причем нервные центры могут работать в понижающем и повышающем режиме.
6.окклюзия (закупорка) - избыточность пришедшей информации может привести к закупорке выходных ворот из нервного центра.
7.мультипликация - нервные центры способны умножить эффект.
8.спонтанная электрическая активность.
9.последействие.
10.реверберация.
11. задержка во времени - происходит при прохождении возбуждения через нервный центр. Это называется центральная задержка рефлекса, на нее приходится 1/3 часть всего времени латентного периода.
12.принцип единого конечного пути - афференты могут быть разные, внутренняя информация в мозге может приходить с разных участков, но ответ будет всегда один и тот же.
13.тонус нервных центров - некоторый постоянный уровень возбуждения. Большая часть нервов имееют выраженный тонус в состоянии покоя, т.е. они возбуждены частично в состояни покоя.
14.пластичность нервных центров - их способность перестраиваться при изменении условий существования,
15.Высокая утомляемость НЦ,
16.Высокая чувствительность к нейротропным ядам.
17.Доминанта. Способность за счет сильного возбуждения преоблодать над другими нервными центрами. Свои функции центральная часть рефлекторной дуги осуществляет за счет постоянного взаимодействия процессов торможения и возбуждения.
26. Рефлексы… Рефлексы делятся на безусловные и условные.
I. Безусловные рефлексы
Это врожденные рефлексы, которые не требуют предварительной выработки, при действии раздражителя реализуются однотипно, без особых предварительных условий.
Каждый безусловный рефлекс имеет свою рефлексогенную зону, реализуется по генетически закрепленным рефлекторным дугам при действии натуральных специфических раздражителей.
Безусловные рефлексы являются видовыми, т.е. присущи всем особям данного вида.
К безусловным рефлексам относятся.
1.Рефлексы, направленные на сохранение вида.
Они: наиболее биологически значимые, преобладают над другими рефлексами, являются доминирующими в конкурентной ситуации. К ним относятся: половой, родительский, территориальный (это - охрана своей территории), иерархарический (принцип соподчинения) рефлексы.
2.Рефлексы самосохранения.
Они направлены на сохранение особи, личности, ин-дивидума: питьевой, пищевой, оборонительный рефлексы, рефлекс агрессивности.
3.Рефлексы саморазвития.
К ним относятся исследовательский, игровой (выражен у детей; взрослые - деловые игры), имитационный (подражание отдельным личностям, событиям), рефлекс преодоления (свободы).
Дополнительные классификации безусловных рефлексов:
1.По расположению рецепторов - экстеро-, проприо-, интероцептивные рефлексы.
2.От вида ощущения - болевые, тактильные рефлексы.
3.От уровня замыкания в ЦНС - спинальные, бульбарные рефлексы.
4.По биологическому значению - половые, пищевые, защитные рефлексы.
Сложнейшие безусловные рефлексы (инстинкты) представляют собой видовые стереотипы поведения, организующиеся на базе интегративных рефлексов по генетически заданной программе. В качестве запускающих стереотипные поведенческие реакции раздражений выступают стимулы, имеющие отношение к питанию, защите, размножению и другим биологически важным потребностям организма.
Сложнейшие безусловные рефлексы образованы последовательными интегративными реакциями, построенными таким образом, что завершение одной реакции становится началом следующей. Адаптивность инстинктов усиливается благодаря наслоению на сложнейшие безусловные рефлексы условных, приобретаемых на ранних этапах онтогенеза. Нервный субстрат, ответственный за физиологические механизмы инстинктивного поведения, представляет иерархическую систему соподчиненных центров интегративных, координационных и элементарных безусловных рефлексов. Жесткая предопределенность инстинктивных реакций обусловлена этапной последовательностью актов инстинктивного поведения, ограничивающей сферу функционирования обратной связи от последующего этапа к предыдущему, уже реализованному. Инстинктивные реакции отражают исторический опыт вида. В субъективной сфере человека сложнейшие безусловные рефлексы проявляются в виде последовательных влечений и желаний, в сложной игре эмоций.
II. Условные рефлексы - это рефлексы, приобретенные в течение жизни.
Они индивидуальны и не передаются по наследству, формируются только на базе безусловных.
Условные рефлексы обеспечивают более тонкое приспособление к условиям окружающей среды, так как именно они позволяют осуществлять человеку опережающее отражение действительности (за счет выработанных условных рефлексов человек предуготовлен к воздействию реальных раздражителей).
Условные раздражители, на которые формируется условный рефлекс, всегда носят сигнальный характер, т.е. они сигнализируют о том, что скоро будет действовать безусловный раздражитель.
Условный раздражитель после выработки условного рефлекса при предъявлении вызывает реакцию, которую ранее вызывал безусловный раздражитель.
29. Вегетативная нервная система… Вегетативная нервная система - отдел нервной системы, обеспечивающий регуляцию деятельности внутренних
органов ("вегетативна - нем. термин ) Это - эфферентная нервная система, в различных рефлекторных дугах являются их эфферентной частью. ВНС обладает выраженной автономией (не только от коры БП, но зачастую и от ЦНС. Не случайно второе еѐ название - "автономная" (англ. термин.).
Вегетативная нервная система работает по тем же законам, что и нервная система в целом. Морфологические и функциональные особенности вегетативной нервной системы:
1. Очаговое представительство нервных центров СНС и ПСНС в ЦНС и.
Тела первых нейронов располагаются
А/. СНС - боковые рога торако-люмбального отдела спинного мозга. Б/. ПСНС - три зоны, где лежат еѐ центры:а) мезенцефальный отдел (ветви в составе глазодвигательного нерва - зрачок, некоторые слюнные железы);б) бульбарный отдел - лицевой, языкоглоточный нерв и n. vagus;в) сакральный отдел - центры ПС иннервации органов малого таза. И как следствие очаговый выход за пределы ЦНС
2.Несегментарная иннервация. Иннервируют не сегменты (как соматическая НС), а большие зоны, нет определенного упорядочения (одни зоны иннервации наслаиваются на другие).
3.Двухнейронность - содержит два класса нейронов ( 1-ый и 2-ой нейроны ВНС). Для обоих нейронов характерна более низкая возбудимость по сравнению с нейронами соматической нервной системой. Первый нейрон располагается в пределах ЦНС, второй - в вегетативных ганглиях.
4.Наличие ганглиев - часть ЦНС, вынесенная в ходе эволюции на периферию. Двухнейронность и наличие ганглия позволяет выделить преганглионарное волокно (аксон 1-го нейрона, не доходит до исполнительного органа) и посганглионарное (аксон 2-го нейрона).
5. Низкая скорость проведения возбуждения. Наличие медленного преганглионарного волокна (представленного типом В), ещѐ более медленного постганглионарного волокна (типа С) и дополнительного синапса с синаптической задержкой обуславливают низкую скорость проведения возбуждения.
6. Наличие двух синапсов (центральный или преганглионарный и периферический или постганглионарный).
Особенности проведения возбуждения в вегетативных синапсах:
а). Значительная синаптическая задержка (в 5 раз больше, чем в центральных синапсах). б). Большая длительность ВПСП (возбуждающего постсинаптического потенциала).
в). Выраженная и продолжительная следовая гиперполяризация нейронов ганглия.
г). Понижающая трансформация ритма и очень низкая лабильность (не более 15 импульсов в сек.)
ВНС представлена двумя отделами: а) симпатическая нервная система (СНС), б) парасимпатическая нервная система (ПСНС).
Отличия в строении и функционировании отделов ВНС:
а. Центры: СНС - расположены компактно, пространственно объединены. ПСНС - резко выраженная очаговость.
б. Ганглии: СНС - близко к позвоночному столбу; формируют пара- и превертебральные цепочки, связаны между собой rami communicantes (т.е. отросток 1-го нейрона в ганглии замыкается на несколько 2-х нейронов - эффект мультипликации); - ПСНС - рядом с органом-исполнителем или интрамурально, не связаны между собой; в. Нервные волокна: СНС - преганглионарные волокна короткие, посганглионарные - длинные. ПСНС -
преганглионарные волокна - длиные, постганглионарные - короткие.
г. Реакция: СНС - генерализованная (т.к. взаимодействуют центры, на уровне ганглиев - ещѐ большая генерализация); ПСНС - локальная, регионарная.
Однако, в любом варианте, возбуждение одного первого нейрона вегетативной нервной системы дает гораздо
более распространенную реакцию, чем возбуждение одного нейрона соматической нервной системы.
Функции ВНС:
1.Триггерное влияние - явление запуска функции какого-либо органа
2.Корригирующее влияние - (регуляция активности пейсмейкера), Регуляция работы сердца
3.Адаптационно-трофическое влияние (характерно для симпатической нервной системы). Первично
изменяется трофика, обмен веществ и уже вторично - функция. Феномен Орбели - Гинецинского - раздражение симпатического нерва иннервирующего сосуды скелетной мышцы снимает утомление со скелетной мышцы даже при продолжающейся стимуляции через соматический нерв.
Влияние отделов вегетативной нервной системы на органы
Большинство внутренних органов имеет двойную иннервацию.
У ряда органов - только симпатическая иннервация (кровеносные сосуды кожи, органов брюшной полости и мышц, скелетная мускулатура, матка, органы чувств и мозговое вещество надпочечников (само - как огромный ганглий СНС)).
Внешне активация симпатической и парасимпатической нервной системы характеризуется антагонистическим воздействием на функцию органа. Однако при рассмотрении внутреннего смысла разнонаправленности этого влияния видно, что это противоборство лишь внешнее. Проявляется в принципе синергизма (взаимоусиление и взаимопомощь).
1.Активация СНС приводит к увеличению функциональной активности организма при борьбе, бегстве.
2.Активация ПСНС наблюдается при отдыхе, восстановлении сил, пищеварении.
Вегетативные рефлексы
1.Висцеро-висцеральные (изменение АД - изменение работы сердца).
2.Висцеро-кутанные (висцеро-дермальные) - при заболевании внутренних органов - изменения чувствительности, парэстезии, изменение потоотделения.
3.Кутано-висцеральные (дермовисцеральные) - горчичники, банки, массаж, иглорефлексотерапия.
4.Висцеро-соматические - раздражение хеморецепторов каротидного синуса СО2 стимулирует работу дыхательной мускулатуры(межреберные мышцы).
5.Сомато-висцеральные- физ. работаизменение деятельности ССС и системы дыхания.
Вегетативные рефлексы, наиболее часто оцениваемых в практической медицине:
1.Болевой рефлекс - активирует СНС (диагностика чувствительности).
2.Рефлекс Гольца - раздражение петель кишечника, брюшины приводит к урежению или остановке сердцебиений (активация ПСНС).
3.Рефлекс Даньини-Ашнера - (глазо-сердечный рефлекс) - надавливание на глазные яблоки (повышение внутриглазного давления) - урежение сердечных сокращений (тоже при пароксизмальной тахикардии).
4.Рефлекторная дыхательная аритмия (дыхательно-сердечный рефлекс) - урежение сердцебиений в конце выдоха.
5.Рефлекторная Ортостатическая реакция - повышение ЧСС и АД при переходе из горизонтального в вертикальное положение.