Помощь по Теле2, тарифы, вопросы

При физиологической регуляции организма функции осуществляются на оптимальном уровне для нормальной работоспособности, поддержки гомеостатических условий с процессами метаболизма. Её цель заключается в том, чтобы организм всегда был приспособлен к изменяющимся внешнесредовым условиям.

У организма человека регуляционная деятельность представлена следующими механизмами:

• нервная регуляция;

Работа нервной и гуморальной регуляции совместная, между собой они тесно связаны. Химические соединения, осуществляющие регуляцию организма, осуществляют воздействие на нейроны с полным изменением их состояния. Гормональные соединения, секретирующиеся в соответствующих железах, также влияют на НС. А функции желез, продуцирующих гормоны, управляются НС, значение которой при поддержке регуляторной функции для организма огромно. Гуморальный фактор является частью нервно-гуморальной регуляции.

Примеры регуляций

Наглядность регуляции покажет пример того, как изменяется осмотическое давление крови при состоянии, когда человек хочет пить. Данный тип давления увеличивается из-за дефицита влаги внутри организма. Это приводит к раздражённости осмотических рецепторов. Появившаяся возбуждённость через нервные пути передаётся в ЦНС. Из неё множество импульсов попадают к гипофизарной железе, происходит стимуляция с выделением в кровоток антидиуретического гипофизарного гормона. В кровотоке гормон проникает к изогнутым почечным каналам, происходит усиление обратного всасывания влаги из клубочкового ультрафильтрата (первичной мочи) в кровоток. Результат этого ─ наблюдается снижение выделяемой с водой мочи, происходит восстановление отклонившегося от нормальных показателей осмотического давления организма.

При избыточном глюкозном уровне кровотока нервной системой осуществляется стимуляция функций интросекреторной области эндокринного органа, вырабатывающего инсулиновывй гормон. Уже в кровотоке поступление инсулинового гормона увеличилось, ненужная глюкоза вследствие его влияния переходит к печени, мышцам в гликогеновом виде. Усиленная физическая работа способствует увеличению потребления глюкозы, в кровотоке её объём уменьшается, осуществляется усиление функций надпочечников. Адреналиновым гормоном осуществляется переход гликогена в глюкозу. Таким образом, нервная регуляция, воздействующая на внутрисекреторные железы, осуществляет стимуляцию либо торможение функций важных активных биологических соединений.

Гуморальная регуляция жизненных функций организма в отличие от нервной регуляции при переносе информации применяет разную жидкостную среду организма. Передача сигналов осуществляется с помощью химических соединений:

• гормональных;
• медиаторных;
• электролитных и многих других.

Гуморальная регуляция, также, как и нервная регуляция содержит некоторые отличия.

• отсутствует конкретный адресат. Течение биовеществ доставляется к разным клеткам организма;
• информация доставляется с небольшой скоростью, которая сопоставима скорости течения биоактивных сред: от 0.5-0.6 до 4.5-5 м/с;
• действие длинное.

Нервная регуляция жизненных функций в теле человека осуществляется с помощью ЦНС и ПНС. Передача сигналов осуществляется с помощью многочисленных импульсов.

Данная регуляция характерна своими отличиями.

• существует конкретный адрес доставки сигнала к конкретному органу, ткани;
• доставка информации осуществляется с большой скоростью. Скорость импульса ─ до 115-119 м/с;
• действие кратковременное.

Гуморальное регулирование

Гуморальный механизм ─ это древняя форма взаимодействия, которая со временем совершенствовалась. У человека существуют несколько разных вариантов реализации данного механизма. Неспецифическим вариантом регуляции является местным.

Местная клеточная регуляция осуществляется тремя методами, их основание составляет перенос сигналов соединениями в границе единственного органа либо ткани при помощи:

• креаторной клеточной связи;
• простых видов метаболита;
• активных биологических соединений.

Благодаря креаторной связи происходит межклеточный информационный обмен, необходимый для направленной настройки внутриклеточного синтезировния белковых молекул с другими процессами для преобразования клеток в ткани, дифференцирования, развитием с ростом, а в итоге выполнения функций клеток, содержащихся в ткани, как целостной многоклеточной системы.

Метаболит является продуктом процессов метаболизма, может действовать аутокринно, то есть изменять клеточную работоспособность, посредством которой он выделяется, или паракринно, то есть изменять клеточную работу, где клетка располагается в границе той же ткани, достигая её через внутриклеточную жидкость. К примеру, при накоплении молочной кислоты во время физической работы сосуды, приносящие к мышцам кровь, расширяются, кислородное насыщение мышцы увеличивается, однако, сила мышечной сокращаемости снижается. Так проявляется гуморальная регуляция.

Гормоны, расположенные в тканях, также являются биологическими активными соединениями - продуктами метаболизма клеток, но имеют более сложное химическое строение. Они представлены:

• биогенными аминами;
• кининами;
• ангиотензинами;
• простогландинами;
• эндотелиями и другими соединениями.

Данные соединения изменяют следующие биофизические клеточные свойства:

• мембранная проницаемость;
• настройку энергетических обменных процессов;
• мембранный потенциал;
• ферментные реакции.

Ещё они способствуют образованию второстепенных посредников и изменяют тканевое кровоснабжение.

БАВ (биологически активные вещества) исполняют регуляцию клеток с помощью специальных клеточно-мембранных рецепторов. БАВ также модулируют регуляторные влияния, поскольку меняют клеточную чувствительность к нервным и гормональным воздействиям путём изменённого числа клеточных рецепторов и их сходства к различным молекулам, несущих информацию.

БАВ, образовываясь в разных тканях, воздействуют аутокринно и паракринно, но способны проникать в кровь и действовать системно. Одни из них (кинины) образуются из предшественников в крови плазмы, поэтому эти вещества, при местном действии, даже вызывают распространённый результат, подобный гормональному.

Физиологическая настройка функций организма осуществляется путём слаженного взаимодействия НС и гуморальной системы. Нервная регуляция и гуморальная осуществляют объединение функций организма для его полноценной функциональности, а человеческий организм работает как одно целое.

Взаимодействие организма человека с внешнесредовыми условиями осуществляется с помощью активной НС, работоспособность которой определяется рефлексами.

Цель: формирование понятия о регуляции организма человека, ее видах и роли установления связи между организмом и окружающей средой.

I. Организационный момент.

II. Опрос домашнего задания: работа по таблице. составленной на прошлом уроке

II. Изучение нового материала.

Мир вокруг нас постоянно меняется. Летом и зимой, осенью и весной температура нашего тела постоянна – 36, 6 0 С. Как бы мы не питались, содержание сахара в крови тоже постоянна. Как поддерживается такое постоянство внутренней среды нашего организма?

Поддержание организмом постоянства внутреннего состав называется гомеостаз, а механизм гомеостаза обеспечивают нервная и гуморальная регуляции.

На протяжении многих веков люди пытались обнаружить «верховного главнокомандующего» организмом. Того, кто управляет всеми жизненно важными функциями и согласует работу отдельных клеток, органов и систем с единым «производственным графиком», в котором каждому действующему лицу отведено свое место и четко очерчен круг обязанностей и в повседневных условиях и чрезвычайных ситуациях. В конце концов, титул правителя в суверенном королевстве организма отошел к мозгу. Именно он контролирует нервную регуляцию. Но при каждом короле, как правило, существует тайный советник, власть которого очень велика. Этим серым кардиналом, предпочитающим держаться в тени, является эндокринная система. Она отвечает за гуморальную регуляцию

1. Нервная регуляция.

Эксперимент. Резкий хлопок в ладоши или удар ладонью по столу. Что произошло? Это результат чего? (ответная реакция организма). Какая система организма задействована в данном случае? (нервная).

Следовательно на любое раздражение окружающей среды организм реагирует моментально, чисто индивидуально и при помощи нервной системы.

Как мы назовем такую регуляцию? (нервная регуляция). Могли бы вы привести примеры нервной регуляции организма используя жизненный опыт?

Какой общий принцип работы нервной системы? (Рефлекторный) Как устроена рефлекторная дуга поддержания постоянной температуры тела? Ответ выстраивается совместно: Рецепторы кожи, чувствительный путь, участок ЦНС (гипоталамус), двигательный (исполнительный путь), орган – мишень (кровеносные сосуды).

2. Гуморальная регуляция.

Известно, кроме нервной регуляции существует более древняя регуляция внутренних процессов организма – химические вещества, вырабатываются в железах и разносятся по организму через жидкую среду – гуморальная регуляция.

Все вы смотрели фильмы ужасов и наиболее запоминающимися являются сцены ужаса. Вспомните ваши ощущения при просмотре этих сцен? (страх, крик, закрытие глаз, хватание за руку соседа и т.д.). Почему это происходит? (ответная реакция организма на раздражение). То есть в ответной реакции организма участвует нервная система.

А теперь вспомните ваши ощущения после просмотра такого фильма (боязнь заходить в темноту, страх). Почему вы себя так чувствуете, ведь внешний раздражитель уже отсутствует? Что же является причиной такого вашего состояния? Значит кроме нервной системы есть еще что-то в организме человека, что участвует в его регуляции.

Пользуясь текстом учебника дать определение гуморальной регуляции и сформулировать ее основные особенности, дать характеристику гормонов.

Подводим итог: регуляция организма осуществляется с помощью нервной и гуморальной регуляции. В тетради рисуется схема регуляции организма человека.

Регуляция

Гуморальная

4. Железы внешней секреции.

Как вы только что сказали гормоны выделяются железами внутренней секреции. Но у человека есть и железы внешней секреции. Представьте себе жаркий солнечный день.

Чем покрывается ваша кожа? (потом). А чем выделяет пот? (потовыми железами).
Куда выделяется пот? (на поверхность тела).

Так какая же отличительная черта желез внешней секреции? (наличие выводного протока и выделение секрета в полость тела или на его поверхность в результате нервной регуляции организма.. При этом в регуляции организма никакого участия не принимает, так в секрете желез внешней секреции отсутствуют гормоны.

5. Взаимосвязь нервной и гуморальной регуляции.

Вспомните ситуацию. Произошла длительная ссора между друзьями. Ссора прошла, но неприятное состояние остается некоторое время.

Что происходит во время ссоры? (под действием нервного раздражителя ответная реакция организма, одновременно под действием внешнего раздражителя железы внутренней секреции выделяют гормоны).

Что же происходит после ссоры? Ведь раздражителя нет? (раздражителя нет, но гормоны попали в кровь и разносятся током крови, а гормоны разрушаются медленно, и для устранения их действия нужно время).

Следовательно нервная и гуморальная регуляция организма взаимосвязаны. На нервную систему оказывают влияние приносимые с током крови гормоны, однако само образование гормонов находится под постоянным контролем нервной системы.

В тетради на схеме показывается стрелками взаимное влияние друг на друга нервной и гуморальной регуляции.

6. Нарушение взаимосвязи нервной и гуморальной регуляции.

Между нервной и гуморальной регуляцией существует равновесие в организме. Ещё Пифагор говорил о равновесии качеств, присущих живому: “Жди беды, если нарушаться пропорции. В устройстве человеческого тела всякое нарушение порядка ведет к расстройству равновесия, опрокидывающее незримую гармонию”.

Что может привести к этому нарушению? (образ жизни и роль среды). Особо подчеркивал значение образа жизни и роли внешней среды в развитии заболеваний Гиппократ. Он утверждал, что большинство болезней зависит от действий, поступков, мыслей человека, условий его жизни и природных факторов.

Экология тоже сказывается на регуляции организма. Большое количество вредных раздражителей, которые ведут к повышенной нервной возбудимости, и следовательно нарушение работы желез внутренней секреции..

IV. Закрепление материала.

Тестирование.

1 вариант - нервная регуляция;
2 вариант - гуморальная регуляция.

А. Определите к каким способам регуляции функций организма относятся следующие физиологические явления:

1. Горячая вода, воздействуя на кожу, расширяет ее сосуды;
2. Адреналин способствует усилению кровообращения;
3. Солнечные лучи в жаркий день усиливает сердцебиение;
4. Гормон роста влияет на рост человека.

Б. Выберите правильный ответ.

1. Действует быстро, но кратковременно;
2. Действует медленно, но продолжительно.

V. Подведение итогов урока.

VI. Домашнее задание. § 5

Организм человека является саморегулирующееся системой. Деятельность всех без исключения систем и органов подвержена влиянию системной регуляции: нервной и гуморальной. Специально для читателей «Популярно о здоровье» рассмотрю, что представляют собой основные механизмы, лежащие в основе функционирования нервной и гуморальной регуляции функций организма человека.

Особенности сложных биологических систем

Подобно любому многоклеточному организму, тело человека обладает крайне-крайне сложным строением. Всё в организме взаимосвязано и полностью интегрировано в единую систему. Очевидно, что в этой сложнейшей системе должен существовать чёткий механизм саморегулирования.

Регулирование функций организма осуществляется двумя путями. Первый способ - нервная регуляция. В его основе лежит стимулирующее или ингибирующее влияние центральной нервной системы. Он является самым быстрым.

Второй регуляторный механизм называется гуморальной регуляцией. Название его основано на латинском слове humor, что в переводе означает жидкость. Следовательно, эта часть единой системы регуляции осуществляется посредствам синтезирования биологически активных жидкостей.

Деятельность обеих систем регуляции тесно переплетена. Подавляющее большинство тканей и органов подвержены влиянию каждой их них. Более того, они сами подвержены воздействию друг друга.

Нервная регуляция

Этот вид регуляторного влияния, как это было упомянуто выше, является самым быстрым, поскольку нервная система воздействует на ткани и органы при помощи электрических импульсов.

Следует также упомянуть, что с эволюционной точки зрения нервная регуляция организма является ещё и самой молодой. Степень регуляторного влияния центральной нервной системы является более точной. Функционирование этого механизма требует большего количества затрат энергии, чем гуморальная регуляция.

Принято различать соматические функции нервной системы и вегетативные. Суть первых заключается в поддержании адекватного взаимодействия организма человека и внешней среды.

Соматическое регулирование заключается в изменении тонуса скелетной мускулатуры при передвижении, получении электрических импульсов с многочисленных рецепторов, распложенных как в кожных покровах, так и в более глубоких слоях. В основе этого регуляторного механизма лежат рефлексы, а их главной структурной единицей является рефлекторная дуга.

Вегетативное регулирование направлено на изменение функциональной активности внутренних органов нашего тела. Так, например, при попадании пищи в кишечник запускаются механизмы перераспределения сосудистого тонуса, что приводит к притоку крови к кишечнику и стимулированию работы печени и поджелудочной железы.

Безусловно, пример с работой кишечника, является лишь малой толикой того многообразия регуляторных функций, которые осуществляются в рамках деятельности вегетативной части нервной системы.

Гуморальная регуляция

Как было сказано выше, в основе функционирования гуморальной регуляции функций лежит синтезирование биологически активных жидкостей, химическая природа да и способ образования которых крайне многообразны.

Особенностью деятельности гуморальной системы, отличающей её от нервных механизмов регулирования, является отсутствие явного адресата. Например, гормоны оказывают своё влияние на все органы нашего тела.

Информация, доставляемая гуморальной системой, достигает адресатов с очень малой скоростью, не более полуметра в секунду, что обусловлено динамикой течения биологических сред. Для сравнения скорость передачи нервного импульса составляет что-то около 100 метров в секунду.

Наиболее мощной частью гуморальной системы регуляции функций является эндокринная система. В контексте этого следует обозначить такое понятие как гормоны. Это биологически активные вещества, способные даже в мизерных концентрациях, измеряемых микрограммами, воздействовать на многие функции нашего тела.

Эндокринная система человека представлена железами внутренней секреции. Название их происходит от того, что они полностью лишены протоков. Синтезируемые ими гормоны выделяются непосредственно в кровь или другие жидкости организма.

В число наиболее известны органов эндокринной системы входят следующие анатомические образования: щитовидная железа, гипофиз, надпочечники, поджелудочная железа (точнее её островковый аппарат, сама она является железой смешенной секреции).

Гормоны и гормоноподобные вещества могут синтезироваться и в прочих биологических тканях. Так, например, большинство тканей способны синтезировать простагландины, оказывающих значительнее влияние на клеточном уровне.

Медиаторные механизмы гуморальной регуляции у человека заключаются в синтезировании особых веществ, также обладающих биологической активностью. К примеру, посредниками передачи электрического импульса в нервной системе являются нейромедиаторы - вещества, регулирующие электрическую активность синаптических мембран.

Большее количество нейромедиатора в синаптической щели повышает возбудимость нервной системы, меньшее, наоборот - угнетает. Этот регуляторный принцип является основой функционирования нервной системы.

Электролитные регуляторные механизмы также крайне важны. Синтезируемые в организме или попадающие извне вещества, могут усиливать или замедлять работу многих органов. Так, например, электрический потенциал сердечной мышцы зависит от количества калия, магния и некоторых прочих электролитов.

Заключение

Функционирование регуляторных механизмов человеческого тела можно заметить во всём, что в нем происходит. Влияние механизмов регуляции должно быть согласованным, от чего зависит слаженность деятельности биологической системы.

У простейших одноклеточных животных одна единственная клетка осуществляет разнообразные функции. Усложнение же дея­тельности организма в процессе эволюции привело к разделению функций различных клеток - их специализации. Для управления такими сложными многоклеточными системами уже было недоста­точно древнего способа-переноса регулирующих жизнедеятель­ность веществ жидкими средами организма.

Регуляция различных функций у высокоорганизованных животных и человека осуществляется двумя путями: гуморальным (лат. гумор -жидкость) - через кровь, лимфу и тканевую жидкость и не­рвны м.

Возможности гуморальной регуляции функций ограничены тем, что она действует сравнительно медленно и не может обеспе­чить срочных ответов организма (быстрых движений, мгновен­ной реакции на экстренные раздражители). Кроме того, гумо­ральным путем происходит широкое вовлечение различных ор­ганов и тканей в реакцию (по принципу «Всем, всем, всем!»). В отличие от этого, с помощью нервной системы возможно быстрое и точное управление различными отделами целостного организма, доставка сообщений точному адресату. Оба эти механизма тесно свя­заны, однако ведущую роль в регуляции функций играет нервная система.

В регуляции функционального состояния органов и тканей прини­мают участие особые вещества - нейропептиды, выделяемые

железой внутренней секреции гипофизом и нервными клетками спинного и головного мозга. В настоящее время известно около сот­ни подобных веществ, которые являются осколками белков и, не вызывая сами возбуждения клеток, могут заметно изменять их функциональное состояние. Они влияют на сон, процессы обучения и памяти, на мышечный тонус (в частности, на позную асиммет­рию), вызывают обездвижение или обширные судороги мышц, об­ладают обезболивающим и наркотическим эффектом. Оказалось, что концентрация нейропептидов в плазме крови у спортсменов может превышать средний уровень у нетренированных лиц в 6-8 раз, повышая эффективность соревновательной деятельности. В условиях чрезмерных тренировочных занятий происходит истоще­ние нейропептидов и срыв адаптации спортсмена к физическим на­грузкам.

РЕФЛЕКТОРНЫЙ МЕХАНИЗМ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ

В деятельности нервной системы основным является рефлектор­ный механизм. Рефлекс - это ответная реакция организма на внешнее раздражение, осуществляемая с участием нервной сис­темы.

Нервный путь рефлекса называется рефлекторной дугой. В состав рефлекторной дуги входят: 1) воспринимающее образова­ние - рецептор, 2) чувствительный или афферентный нейрон, свя­зывающий рецепторе нервными центрами, 3) промежуточные (или вставочные) нейроны нервных центров, 4) эфферентный нейрон, связывающий нервные центры с периферией, 5) рабочий орган, от­вечающий на раздражение - мышца или железа.

Наиболее простые рефлекторные дуги включают всего две не­рвные клетки, однако множество рефлекторных дуг в организме состоят из значительного количества разнообразных нейронов, рас­положенных в различных отделах центральной нервной системы. Выполняя ответные реакции, нервные центры посылают команды к рабочему органу (например, скелетной мышце) через эфферент­ные пути, которые выполняют роль так называемых к а н а л о в прямой связи. В свою очередь, в ходе осуществления рефлек­торного ответа или после него рецепторы, находящиеся в рабочем органе, и другие рецепторы тела посылают в центральную нервную систему информацию о результате действия. Афферентные пути этих сообщений - каналы обратной связи. Полученная информация используется нервными центрами для управления дальнейшими действиями, т. е. прекращением рефлекторной реак­ции, ее продолжением или изменением. Следовательно, основу

целостной рефлекторной деятельности составляет не отдельная реф­лекторная дуга, а замкнутое рефлекторное кольцо, образованное прямыми и обратными связями нервных центров с пе­риферией.

ГОМЕОСТАЗ

Внутренняя среда организма, в которой живут все его клетки, - это кровь, лимфа, межтканевая жидкость. Ее характеризует от­носительное постоянство - гомеостаз различных показателей, так как любые ее изменения приводят к нарушению функций кле­ток и тканей организма, особенно высокоспециализированных клеток центральной нервной системы. К таким постоянным пока­зателям гомеостаза относятся температура внутренних отделов тела, сохраняемая в пределах 36-37° С, кислотно-основное равновесие крови, характеризуемое величиной рН = 7.4-7.35, осмотическое дав­ление крови (7.6-7.8 атм.), концентрация гемоглобина в крови - 130-160 г. ּлֿ¹ и др.

Гомеостаз представляет собой не статическое явление, а динами­ческое равновесие. Способность сохранять гомеостаз в условиях по­стоянного обмена веществ и значительных колебаний факторов внешней среды обеспечивается комплексом регуляторных функ­ций организма. Эти регуляторные процессы поддержания динами­ческого равновесия получили название гомеокинеза.

Степень сдвига показателей гомеостаза при существенных ко­лебаниях условий внешней среды или при тяжелой работе у боль­шинства людей очень невелика. Например, длительное изменение рН крови всего на 0.1 -0.2 может привести к смертельному исходу. Однако, в общей популяции имеются отдельные индивиды, обла­дающие способностью переносить гораздо большие сдвиги показа­телей внутренней среды. У высококвалифицированных спортсме­нов-бегунов в результате большого поступления молочной кисло­ты из скелетных мышц в кровь во время бега на средние и длинные дистанции рН крови может снижаться до величин 7.0 и даже 6.9. Лишь несколько человек в мире оказались способными подняться на высоту порядка 8800 м над уровнем моря (на вершину Эвереста) без кислородного прибора, т. е. существовать и двигаться в услови­ях крайнего недостатка кислорода в воздухе и, соответственно, в тканях организма. Эта способность определяется врожденными особенностями человека - так называемой его генетической нор­мой реакции, которая даже для достаточно постоянных функцио­нальных показателей организма имеет широкие индивидуальные различия.

2.5. ВОЗНИКНОВЕНИЕ ВОЗБУЖДЕНИЯ И ЕГО ПРОВЕДЕНИЕ 2.5.1. МЕМБРАННЫЕ ПОТЕНЦИАЛЫ

Мембрана клетки состоит из двойного слоя молекул липидов, по­вернутых «головками» наружу, а «хвостами» друг к другу. Между ними свободно плавают глыбы белковых молекул. Некоторые из них пронизывают мембрану насквозь. В части таких белков имеются, особые по­ры или ионные каналы, через которые могут проходить ионы, участвующие в образовании мембранных потенциалов (рис. I -А).

В возникновении и поддержании мембранного потенциала покоя основную роль играют два специальных белка. Один из них выполняет роль особогонатрий- калиевого насоса, который за счет энергии АТФ активно перекачивает натрий из клетки наружу, а калий внутрь клетки. В результате концентрация ионов калия стано­вится внутри клетки выше, чем в омывающей клетку жидкости, а ионов натрия - выше снаружи.

Рис. 1. Мембрана возбудимых клеток в покое (А) и при возбуждении (Б).

(По: Б.Альберте и др., 1986)

а - двойной слой липидов, б - белки мембраны.

На А: каналы «утечки калия» (1), «натрий-калиевый насос» (2)

и закрытый в покое натриевый канал (3).

На Б: открытый при возбуждении натриевый канал (1), вхождение ионов натрия в клетку и смена зарядов на наружной и внутренней стороне

мембраны.

Второй белок служит каналом утечки калия, через который ионы калия в силу диффузии стремятся выйти из клетки, где они содержатся в избытке. Ионы калия, выходя из клетки, созда­ют положительный заряд на наружной поверхности мембраны. В ре­зультате внутренняя поверхность мембраны оказывается заряжен­ной отрицательно по отношению к наружной. Таким образом, мемб­рана в состоянии покоя поляризована, т. е. имеется определенная раз­ность потенциалов по обе стороны мембраны, называемая потен­циалом покоя. Она равна для нейрона примерно минус 70 м В, для мышечного волокна - минус 90 мВ. Измеряют мембранный потен­циал покоя, вводя тонкий кончик микроэлектрода внутрь клетки, а второй электрод помещая в окружающую жидкость. В момент про­кола мембраны и вхождения микроэлектрода внутрь клетки на экра­не осциллографа наблюдают смещение луча, пропорциональное ве­личине потенциала покоя.

В основе возбуждения нервных и мышечных клеток лежит повыше­ние проницаемости мембраны для ионов натрия - открывание натриевых каналов. Внешнее раздражение вызывает перемещение заряженных частиц внутри мембраны и уменьшение исходной раз­ности потенциалов по обе стороны или деполяризацию мем­браны. Небольшие величины деполяризации приводят к открыва­нию части натриевых каналов и незначительному проникновению натрия внутрь клетки. Эти реакции являются подпороговыми и вы­зывают л и ш ь местные (локальные) изменения.

При увеличении раздражения изменения мембранного потенциала достигают порога возбудимости или критического уровня деполяризации - около 20 мВ, при этом величина потенциала покоя снижается примерно до минус 50 мВ. В результате открывается значительная часть натриевых каналов. Происходит ла­винообразное вхождение ионов натрия внутрь клетки, вызывающее резкое изменение мембранного потенциала, которое регистрируется в виде потенциала действия. Внутренняя сторона мембраны в месте возбуждения оказывается заряженной положительно, а вне­шняя - отрицательно (рис. 1 -Б).

Весь этот процесс чрезвычайно кратковременный. Он занимает всего около

1-2 мс, после чего ворота натриевых каналов закрываются. К этому моменту достигает большой величины медленно нараставшая при возбуждении проницаемость для ионов калия. Выходящие из клетки ионы калия вызывают быстрое снижение потенциала дей­ствия. Однако окончательное восстановление исходного заряда про­должается еще некоторое время. В связи с этим в потенциале действия различают кратковременную высоковольтную часть - пик (или с п а й к) и длительные малые колебания - следовые потенциалы. Потенциалы действия мотонейронов имеют амплитуду пика около

100 мВ и длительность около 1.5 мс, в скелетных мышцах - амплитуда потенциала действия 120-130 мВ, адлительность2-3 мс.

В процессе восстановления после потенциалайействия работа натрий-калиевого насоса обеспечивает «откачку» излишних ионов натрия наружу и «накачивание» потерянных ионов калия внутрь, т. е. возвращение к исходной асимметрии их концентрации по обе стороны мембраны. На работу этого механизма тратится около 70% всей необходимой клетке энергии.

Возникновение возбуждения (потенциаладействия) возможно лишь при сохранении достаточного количества ионов натрия в окру­жающей клетку среде. Большие потери натрия организмом (напри­мер, с потом при длительной мышечной работе в условиях высокой температуры воздуха) могут нарушить нормальную деятельность не­рвных и мышечных клеток, снизив работоспособность человека. В условиях кислородного голодания тканей (например, при наличии большого кислородного долга во время мышечной работы) процесс возбуждения также нарушается из-за поражения (инактивации) меха­низма вхождения в клетку ионов натрия, и клетка становится невозбу­димой. На процесс инактивации натриевого механизма влияет кон­центрация ионов Са в крови. При повышении содержания Са сни­жается клеточная возбудимость, а при дефиците Са возбудимость повышается, и появляются непроизвольные мышечные судороги.

Человеческий организм находится в постоянном взаимодействии с окружающей средой. В таком же взаимодействии находятся и процессы внутри него. Регуляция всех процессов в организме, функционирование клеток, тканей и органов контролируется нервным и гуморальным механизмами регуляции.

Зачем человеку нужны эти механизмы?

Прежде чем разобраться, как взаимодействуют нервная и гуморальная регуляции между собой, необходимо понять, а зачем они вообще нужны человеку. Неужели организм не может справиться без них?

Человек находится в постоянном взаимодействии с меняющимися факторами окружающей среды. И для нормальной жизнедеятельности ему необходимо приспосабливаться к ним. Например, при снижении температуры воздуха сосуды на периферии сужаются, чтобы уменьшить отдачу тепла через кожу. Вследствие этого предотвращается переохлаждение организма, устанавливается равновесие между продукцией и отдачей тепла.

Или, например, при употреблении пищи и раздражении вкусовых рецепторов на языке повышается слюноотделение и вырабатывается желудочный сок. Благодаря этому возможно переваривание пищи, что в свою очередь необходимо для обеспечения внутренних органов питательными веществами. И по такому же принципу регулируется функция всех внутренних органов. Поэтому нервная и гуморальная регуляции крайне важны для человеческого организма.

Особенности нервной регуляции

Чтобы понять, как нервная и гуморальная регуляция взаимодействуют между собой, нужно знать основные особенности каждой из них.

Нервная регуляция осуществляется за счет органов нервной системы: головного и спинного мозга, периферических нервов. Этот механизм осуществляется рефлекторно:

• Происходит раздражение окончания длинного отростка (аксона) нервной клетки - рецептора.
• Далее возбуждение по чувствительному аксону идет в центральную нервную систему (головной или спинной мозг).
• После обработки импульс доходит по двигательному нервному волокну до рабочего органа, который осуществляет свою функцию.

Этот механизм называется рефлексом, а цепь, по которой проходит импульс, - рефлекторной дугой. Осуществление рефлекторной деятельности не контролируется сознанием. Все рефлексы можно разделить на безусловные, или врожденные, и условные, то есть выработанные в течение жизни.

Особенности гуморальной регуляции

Вы правильно охарактеризуете действие нервной и гуморальной регуляции, зная особенности последней.

Гуморальная регуляция осуществляется посредством жидких сред организма (крови, спинномозговой жидкости, лимфы и прочее) при помощи специальных химических веществ. Эти вещества могут как поступать из внешней среды (витамины), так и вырабатываться в самом организме (гормоны). Характерно то, что каждый гормон регулирует строго отведенный для него процесс и взаимодействует только с конкретным типом рецепторов. Органы, функцию которых регулирует гормон, называют "органами-мишенями".

Основные отличия двух механизмов регуляции

Но более полно вы охарактеризуете действие нервной и гуморальной регуляции, только выделив ряд отличий между этими двумя механизмами:

• Во-первых, нервная система распространяет свой импульс по конкретным нервам к определенному органу. Именно на функционирование этого органа она и оказывает влияние. В то время как действие гуморальной регуляции генерализовано, гормоны разносятся по всему организму.
• Во-вторых, регуляция через нервную систему включается в работу быстрее, чем через гормоны, но гормональная, в свою очередь, действует дольше.

Кроме того, есть отличия и в диагностике состояния этих механизмов. В некоторых ситуациях, чтобы понять, как взаимодействуют нервная и гуморальная регуляции, проводится диагностика функционирования каждой из этих систем. Характерно то, что диагностика состояния нервной регуляции, осуществляемая при помощи электроэнцефалографии (ЭЭГ), чаще распространена, чем анализ крови для определения уровня гормонов.

Это связано с тем, что ЭЭГ абсолютно безопасна и безболезненна, и эмоции пациента не влияют на результат. А вот при анализе крови у многих пациентов появляется страх перед уколом, что вызывает повышение концентрации в крови гормонов стресса и в итоге искажает результат.

Нервная и гуморальная регуляция: таблица

Рассмотрим наглядно основные отличия.

В этой таблице поданы основные отличия при сравнении нервной и гуморальной регуляции, что должно упростить понимание этих двух процессов.

Пример взаимодействия

Несмотря на большой спектр различий между двумя описанными механизмами, они не работают изолированно друг от друга. Нервный механизм постоянно оказывает влияние на гуморальный, и наоборот. Чтобы лучше понять, как взаимодействуют нервная и гуморальная регуляции, приведем пример.

В головном мозге есть две структуры: гипоталамус и гипофиз. Каждая из них состоит из нервных клеток и при этом вырабатывает ряд гормонов. Между гипоталамусом и гипофизом есть прямая связь. Гипоталамус при помощи нервных импульсов, и нейрогормонов, меняет функцию гипофиза, заставляя его синтезировать биологически активные вещества. А гипофиз, в свою очередь, по механизму обратной связи меняет функцию гипоталамуса. Информация о том, что гипофиз синтезировал необходимые гормоны, поступает в гипоталамус и угнетает его функцию.

Надеемся, этот пример помог лучше понять, как взаимодействуют нервная и гуморальная регуляции, ведь эти два механизма являются основой жизнедеятельности человека.