Что изучает наука физиология кратко

Что изучает физиология в биологии кратко

Физиология

Физиология (греч. physis — природа) — это наука, изучающая функции организма человека, его органов и систем, а также механизмы регуляции этих функций.

Вместе с анатомией физиология является основным разделом биологии.

Современная физиология представляет собой сложный комплекс общих и специальных научных дисциплин, таких как:

Физиология изучает процессы жизнедеятельности, протекающие в организме на всех его структурных уровнях:

Она тесно связана с дисциплинами морфологического профиля: анатомией, цитологией, гистологией, эмбриологией, так как структура и функция взаимно обусловливают друг друга. Физиология широко использует данные биохимии и биофизики для изучения функциональных изменений, происходящих в организме, и механизма их регуляции. Физиология также опирается на общую биологию и эволюционное учение, как основы для понимания общих закономерностей.

Для специалистов-психологов изучение физиологии имеет важное теоретическое и практическое значение. Работа их не может быть полноценной, если они не будут хорошо знать функциональные особенности нервной системы и закономерности высшей нервной деятельности человека.

Физиология как наука неразрывно связана с другими дисциплинами. Она базируется на знаниях физики, биофизики и биомеханики, химии и биохимии, обшей биологии, генетики, гистологии, кибернетики, анатомии. В свою очередь, физиология является основой медицины, психологии, педагогики, социологии, теории и методики физического воспитания. В процессе развития физиологической науки из общей физиологии выделились различные ее частные разделы: физиология труда, физиология спорта, авиакосмическая физиология, физиология подводного труда, возрастная физиология, психофизиология и др.

Общая физиология представляет собой теоретическую основу физиологии спорта. Она описывает основные закономерности деятельности организма людей разного возраста и пола, различные функциональные состояния, механизмы работы отдельных органов и систем организма и их взаимодействия.

Ее практическое значение состоит научном обосновании возрастных этапов развития организма человека, индивидуальных особенностях отдельных людей, механизмов проявления их физических и умственных способностей, особенностей контроля и возможностей управления функциональным состоянием организма. Физиология вскрывает последствия вредных привычек у человека, обосновывает пути профилактики функциональных нарушений и сохранение здоровья.

Что изучает наука физиология? Физиология человека и микроорганизмов

Физиология — это наука о том, как функционируют органы и системы живых организмов.

Что изучает наука физиология? Больше, чем любая другая биологическая наука, она изучает биологические процессы на элементарном уровне для того, чтобы объяснить, как работает каждый отдельный орган и весь организм в целом.

Понятие «физиология»

Как сказал один знаменитый физиолог Эрнест Старлинг, физиология сегодня — это медицина завтрашнего дня.

Физиология человека — это наука о механических, физических и биохимических функциях человека. Это наука, которая служит основой для современной медицины. Как дисциплина, она имеет отношение к таким областям, как медицина и здравоохранение, и создает основу для понимания того, как человеческий организм адаптируется к стрессам, болезням и физической активности.

Современные исследования в области физиологии человека способствуют появлению новых способов обеспечения и повышения качества жизни, развитию новых медицинских методов лечения.

Основным принципом, который является основой для изучения физиологии человека, является поддержание гомеостаза посредством функционирования сложных систем управления, охватывающих все уровни иерархии человеческой структуры и функций (клеток, тканей, органов и систем органов).

Физиология человека

Физиология человека как наука занимается изучением механических, физических и биохимических функций человека в добром здравии, его органы и клетки, из которых они состоят.

Основной уровень внимания физиологии — это функциональный уровень всех органов и систем. В конечном счете наука дает представление о комплексных функциях организма в целом.

Анатомия и физиология являются тесно связанными между собой областями исследования, анатомия изучает формы, а физиология — функции. Что изучает наука физиология человека? Эта биологическая дисциплина занимается изучением того, как тело функционирует в нормальном состоянии, а также исследует возможные дисфункции организма и различные заболевания.

Что изучает наука физиология?

Физиология дает ответы на вопросы о том, как работает тело, что происходит, когда человек рождается и развивается, о том, как системы организма адаптируются в условиях стрессов, таких как физические упражнения или экстремальные условия окружающей среды, и о том, как изменяются функции организма при болезненных состояниях.

Физиология затрагивает функции на всех уровнях, от нервов — к мышцам, от головного мозга — к гормонам, от молекул и клеток — до органов и систем.

Системы человеческого тела

Физиология человека как наука изучает функции органов человеческого тела. Телосложение включает в себя нескольких систем, которые работают вместе для нормального функционирования всего организма.

Некоторые системы взаимосвязаны между собой, и один или несколько элементов одной системы могут быть частью или служить другой.

Выделяют 10 основных систем организма:

1) Сердечно-сосудистая система отвечает за перекачивание крови через вены и артерии. Кровь должна поступать в организм, постоянно вырабатывая топливо и газ для органов, кожи и мышц.

2) Желудочно-кишечный тракт отвечает за обработку пищи, ее переваривание и преобразование ее в энергию для организма.

3) Репродуктивная система отвечает за воспроизводство.

4) Эндокринная система состоит из всех ключевых желез, отвечающих за выработку секреций.

5) Покровная система — это так называемый «контейнер» для тела, для защиты внутренних органов.

Ее главный орган, кожа, покрыт большим количеством датчиков, которые передают внешние сенсорные сигналы в головной мозг.

6) Опорно-двигательная система: скелет и мышцы ответственны за общую структуру и форму человеческого тела.

7) Дыхательная система представлена носом, трахеями и легкими и отвечает за дыхание.

8) Мочевыделительная система помогает организму избавиться от нежелательных отходов.

9) Нервная система: сеть нервов соединяет мозг с остальным телом.

Эта система отвечает за чувства человека: зрение, обоняние, вкус, осязание и слух.

10) Иммунная система защищает или пытается защитить тело от болезни и недуга. Если в организм проникают инородные тела, то система начинает вырабатывать антитела для защиты организма и уничтожения нежелательных гостей.

Кому и для чего нужно знать физиологию человека?

То, что изучает наука физиология человека, может быть увлекательной темой для врачей и хирургов.

Кроме медицины, затрагиваются также другие области знаний. Данные физиологии человека имеют важное значение для спортивных специалистов, таких как тренер и физиотерапевт.

Кроме того, в рамках мировой практики медицины применяются различные виды терапии, например, массаж, где также важно знать, как устроено тело, чтобы проводимое лечение было максимально эффективно и приносило только пользу, а не вред.

Роль микроорганизмов

Микроорганизмы играют ключевую роль в природе.

Они делают возможным переработку материалов и энергии, они могут быть использованы как клеточные «фабрики» по производству антибиотиков, ферментов и пищевых продуктов, они также могут вызвать инфекционные заболевания у человека (например, заражение пищевым способом), животных и растений. Их существование напрямую зависит от способности к адаптации в переменчивой окружающей среде, наличия питательных веществ и света, важную роль играет также рН-фактор, такие категории, как давление, температура и многие другие.

Физиология микроорганизмов

Основу жизнедеятельности микроорганизмов и всех остальных живых существ составляет обмен веществ с окружающей средой (метаболизм).

При изучении такой дисциплины, как физиология микроорганизмов, важную роль играет метаболизм. Это процесс построения химических соединений в клетке и их разрушения в процессе деятельности для получения необходимой энергии и строительных элементов.

Метаболизм включает в себя анаболизм (ассимиляция) и катаболизм (диссимиляция).

Физиология микроорганизмов изучает процессы роста, развития, питания, способы получения энергии для осуществления этих процессов, а также их взаимодействие с окружающей средой.

Уровни организации живой материи

Разделы биологии.

1. Анатомия — изучает внутреннее строение живых организмов

2. Физиология — изучает процессы жизнедеятельности организмов

3. Гистология — раздел биологии, изучающий строение, жизнедеятельность и развитие тканейживых организмов

4. Морфология– наука о строение и форме организмов, особенности внешнего строения

6. Микология — наука о грибах

7. Бриология– наука о мхах

8. Этология — наука о поведении животных

9. Ихтиология — наука о рыбах

10. Оринтология — наука о птицах

11. Зоология — наука о животных

12. Экология –наука о взаимоотношениях организмов между собой и с факторами окружающей среды

13. Цитология — наука о клетках

14. Эволюционное учение — наука, изучающая закономерности исторического развития органического мира

15. Систематика— наука, изучающая родственные связи организмов

16. Палеонтология – наука об организмах, существовавших в прошлые геологические периоды и сохранившиеся в виде ископаемых останков, а также следов их жизнедеятельности (останки вымерших организмов)

17. Биофизика – исследует биологические структуры и функции организмов физическими методами

18. Биохимия – исследует основы жизненных процессов и явлений химическими методами на биологических объектах

19. Биотехнология – изучает возможности использования микроорганизмов в качестве сырья

20. Гигиена — раздел медицины, изучающий влияние условий жизни и труда на здоровье человека и разрабатывающий меры, направленные на предупреждение заболеваний, обеспечение оптимальных условий существования, укрепление здоровья и продление жизни.

21. Генетика– наука о закономерностях наследственности и изменчивости.

22. Психология— наука, изучающая закономерности возникновения, развития и функционирования психики и психической деятельности человека и групп людей.

Проверь себя

Как называют науку, изучающую закономерности исторического развития органического мира?

2) эволюционное учение

Наука цитология получила своё развитие благодаря созданию

1) эволюционного учения

2) клеточной теории

3) рефлекторной теории

Систематика — это наука, изучающая

1) функции организмов в природе

2) родственные связи организмов

3) образ жизни организмов

4) внешнее строение организмов

Какая наука изучает процесс фотосинтеза?

Закономерности передачи наследственных признаков изучает

4) молекулярная биология

Какая наука изучает ископаемые остатки вымерших организмов?

Какой термин в переводе с греческого означает «знание о душе»?

Какая практическая наука разрабатывает методы сохранения и улучшения здоровья человека?

При разведении растений на приусадебном участке Вы, скорее всего, воспользуетесь знаниями, полученными из области

2) эволюционного учения

4) молекулярной биологии

Что из пе­ре­чис­лен­но­го изу­ча­ет наука «физиология»?

1) стро­е­ние кле­ток насекомых

2) си­сте­ма­ти­ку по­кры­то­се­мен­ных растений

3) про­цес­сы внут­ри­кле­точ­но­го ды­ха­ния рыб

4) стро­е­ние зад­них ко­неч­но­стей лягушек

Что из пе­ре­чис­лен­но­го изу­ча­ет наука «цитология»?

1) си­сте­ма­ти­ку хор­до­вых животных

2) стро­е­ние кле­ток растений

3) хи­ми­че­ские ре­ак­ции дыхания

4) мор­фо­ло­гию пе­ред­них ко­неч­но­стей животных

Закономерности пе­ре­да­чи на­след­ствен­ных при­зна­ков изучает

Какая из пе­ре­чис­лен­ных наук не от­но­сит­ся к биологическим?

Какая из пе­ре­чис­лен­ных наук не от­но­сит­ся к биологическим?

Какая из пе­ре­чис­лен­ных ниже наук изу­ча­ет стро­е­ние кле­ток пе­че­ни человека?

Какая из пе­ре­чис­лен­ных ниже наук изу­ча­ет стро­е­ние за­ро­ды­ша человека?

На ри­сун­ке изображён фраг­мент эн­це­фа­ло­грам­мы человека.

Рас­шиф­ро­вать её поз­во­лят зна­ния в области

Какая наука изу­ча­ет стро­е­ние и рас­про­стра­не­ние древ­них папоротниковидных?

Какая наука изу­ча­ет вза­и­мо­от­но­ше­ния живых ор­га­низ­мов и среды их обитания?

Уровни организации живой материи

Молекулярный –представлен молекулами.

Любая живая система проявляется на уровне функционирования сложных органических соединений, которые отличаются крупными молекулами (биополимеры).

Клеточный –представлен клетками. Клетка является структурной и функциональной единицей, а также единицей развития живых организмов.

Организменный –многоклеточный организм представляет собой целостную систему органов для выполнения различных функций, одноклеточный организм — это целостная живая система, способная к самостоятельному существованию.

Популяционно – видовой – совокупность организмов одного и тоже вида, объединенных общим местом обитания.

Именно здесь протекают простейшие эволюционные преобразования.

Экосистемный (биогеоценотический) – совокупность организмов разных видов и факторов среды их обитания, объеденных обменом веществ и энергии в единый природный комплекс.

Биосферный – система высшего порядка.

На этом уровне происходят круговорот веществ и превращение энергии, связанные с жизнедеятельностью всех живых организмов, обитающих на нашей планете.

Проверь себя.

Какой уровень организации жизни отражён на данной фотографии?

Какой уровень организации жизни отражён на данном рисунке?

Какой уровень организации жизни отражён на гравюре И.

Шишкина «Ручей в лесу»?

Какой уровень организации живого служит основным объектом изучения цитологии?

Методы биологии

Научный метод –совокупность приемов и операций, используемых при построение системы научных знаний.

Наблюдение —преднамеренное, целенаправленное восприятие объектов и процессов с целью осознания его существенных свойств.

Метод на­блю­де­ния лежит в ос­но­ве описательного метода.

Описательный метод –описание объектов и явлений. Он заключается в сборе фактического материала и описании его.

Сравнение –сопоставление организмов и их частей, нахождение черт сходств и различия.

Исторический метод –сопоставление результатов наблюдений с ранее полученными результатами.

Эксперимент –целенаправленное изучение явлений в точно установленных условиях, позволяющие воспроизводить и наблюдать эти явления.

Активное воздействие на объект изучения.

Моделирование –использование абстрактных моделей, схем, описаний, заменяющих реальные объекты и процессы.

Генеалогический метод — заключается в анализе родословных и позволяет определить тип наследования (доминантный или рецессивный, аутосомный или сцепленный с полом) признака.

На основе полученных сведений прогнозируют вероятность проявления изучаемого признака в потомстве.

Па­ле­он­то­ло­ги­че­ские ме­то­ды — вы­яв­ле­ние ис­ко­па­е­мых про­ме­жу­точ­ных форм, вос­ста­нов­ле­ние фи­ло­ге­не­ти­че­ских рядов и об­на­ру­же­ние по­сле­до­ва­тель­но­сти ис­ко­па­е­мых форм.

Один из ос­нов­ных методов, ко­то­рый ис­поль­зу­ют в цитологии, — это метод све­то­вой мик­ро­ско­пии — рас­смат­ри­ва­ние под микроскопом.

Проводиться наблюдение над объектом или явлением —— на основе полученных данных выдвигается гипотеза (предположение) —-проводиться научный эксперимент —— проверяемая в ходе гипотеза может быть названа теорией ли законом.

Теория — учение, си­сте­ма идей или принципов.

Яв­ля­ет­ся совокупностью обоб­щен­ных положений, об­ра­зу­ю­щих науку или ее раздел.

Наблюдаемый факт — это опи­са­ние того, что можно на­блю­дать при не­ко­то­рых условиях.

Усло­вия проведения на­блю­де­ния — опи­са­ние того, при каких усло­ви­ях можно на­блю­дать описанное в пер­вой части утверждения.

Проверь себя.

Какое био­ло­ги­че­ское ис­сле­до­ва­ние может про­ве­сти женщина, изображённая на кар­ти­не Анри Ма­тис­са «Женщина перед аквариумом»?

1) определить фи­зи­че­ские свой­ства воды в аквариуме

2) сравнить со­став воды в ак­ва­ри­уме с водой в реке

3) определить ви­до­вой со­став оби­та­те­лей аквариума

4) описать форму аквариума

Факт существования сезонной линьки у животных был установлен

1) методом микрокопирования

2) методом наблюдения

3) экспериментальным методом

4) гибридологическим методом

Точно установить степень влияния удобрений на рост растений можно методом

Каким методом воспользовался И.

П. Павлов чтобы установить рефлекторную природу выделения желудочного сока?

Учёный предположил, что некоторые насекомые похожи на ветки растений, потому что это сходство спасает их от хищников.

С большей точностью он может подтвердить или опровергнуть это предположение методом

Примером применения экспериментального метода исследования можно считать

1) сравнение двух микропрепаратов

2) измерение кровяного давления у пациента

3) формирование условного рефлекса на звонок

4) описание нового вида организмов

Учёный хочет выяснить закономерности наследования цвета глаз у детей в нескольких поколениях одной семьи.

Каким методом исследования он воспользуется?

Каким методом воспользуется учёный-ботаник при установлении родства между растениями рожь посевная (1) и кукуруза сахарная (2)?

Создание схем, чертежей, объектов, похожих на натуральные, относят к группе методов

Применение ка­ко­го на­уч­но­го ме­то­да ил­лю­стри­ру­ет сюжет кар­ти­ны гол­ланд­ско­го ху­дож­ни­ка Я.

Стена «Пульс», на­пи­сан­ной в се­ре­ди­не XVII в.?

Что из приведённого можно изу­чать с по­мо­щью па­ле­он­то­ло­ги­че­ских методов?

1) половое по­ве­де­ние земноводных

2) эволюцию млекопитающих

3) тонкую струк­ту­ру ор­га­но­и­дов клетки

4) зависимость ско­ро­сти ре­ак­ции от температуры

Что из приведённого можно изу­чать с по­мо­щью наблюдения?

1) зависимость ско­ро­сти ре­ак­ции от температуры

2) тонкую струк­ту­ру ор­га­но­и­дов клетки

3) половое по­ве­де­ние земноводных

4) эволюцию млекопитающих

Какой метод Вы бы ис­поль­зо­ва­ли для изу­че­ния по­ве­де­ния пчёл?

Какой метод Вы бы ис­поль­зо­ва­ли для изу­че­ния стро­е­ния клет­ки растений?

Каким ме­то­дом вос­поль­зо­вал­ся И.П.

Павлов, чтобы уста­но­вить ре­флек­тор­ную при­ро­ду вы­де­ле­ния же­лу­доч­но­го сока?

Какой метод ис­сле­до­ва­ния при­ме­ня­ет девушка, изображённая на картинке?

Каким ме­то­дом вос­поль­зу­ет­ся учёный-зоолог при уста­нов­ле­нии род­ства между озёрной ля­гуш­кой (1) и зелёной жабой (2)?

Система наи­бо­лее общих зна­ний в определённой об­ла­сти науки — это

Сформулировать гипотезу — значит

1) собрать имеющиеся факты

2) выдвинуть предположение

3) подтвердить объективность полученных данных

4) провести эксперимент

Специальность учёного, занимающегося лечением домашних животных, называется

Специальность учёного, изучающего строение и функции клеток, называется

Какой прибор позволяет определить содержание сахара в крови у человека?

Источник

ФИЗИОЛОГИЯ, КАК НАУКА

Физиология дословно – это учение о природе.

Физиология – это наука, изучающая процессы жизнедеятельности организма, составляющих его физиологических систем, отдельных органов, тканей, клеток и субклеточных структур, механизмы регуляции этих процессов, а так же действие факторов внешней среды на динамику жизненных процессов.

История развития физиологии.

Первоначально представление о функциях организма складывались на основе работ ученых Древней Греции и Рима: Аристотеля, Гиппократа, Галена и других, а так же ученых Китая и Индии.

Физиология стала самостоятельной наукой в XVII веке, когда наряду с методами наблюдения за деятельностью организма началась разработка экспериментальных методов исследования. Этому способствовали работы Гарвея, изучающего механизмы кровообращения; Декарта, описывающего рефлекторный механизм.

В XIX-XX веках физиология интенсивно развивается. Так, исследования возбудимости тканей провели К. Бернард, Лапик. Значительный вклад внесли ученые: Людвиг, Дюбуа-Реймон, Гельмгольц, Пфлюгер, Бэлл, Пенгли, Ходжкин и отечественные ученые Овсяников, Ниславский, Цион, Пашутин, Введенский.

Отцом русской физиологи называют Ивана Михайловича Сеченова. Выдающееся значение имели его труды по изучению функций нервной системы (центральное или сеченовское торможение), дыхания, процессов утомления и другое. В своей работе «Рефлексы головного мозга» (1863г) он развил идею о рефлекторной природе процессов, происходящих в мозге, включая процессы мышления. Сеченов доказал детерминированность психики внешними условиями, т.е. ее зависимость от внешних факторов.

Экспериментальное обоснование положений Сеченова осуществил его ученик Иван Петрович Павлов. Он расширил и развил рефлекторную теорию, исследовал функции органов пищеварения, механизмы регуляции пищеварения, кровообращения, разработал новые подходы в проведении физиологического опыта «методы хронического опыта». За работы по пищеварению в 1904 году ему была присуждена Нобелевская премия. Павлов изучал основные процессы, протекающие в коре больших полушарий. Используя разработанный им метод условных рефлексов, он заложил основы науки о высшей нервной деятельности. В 1935 году на всемирном конгрессе физиологов И. П. Павлов был назван патриархом физиологов мира.

Цель, задачи, предмет физиологии.

Опыты на животных дают много сведений для понимания функционирования организма. Однако, физиологические процессы, протекающие в организме человека, имеют значительные отличия. Поэтому в общей физиологии выделяют специальную науку – физиологию человека. Предметом физиологии человека является здоровый человеческий организм.

1. Исследование механизмов функционирования клеток, тканей, органов, систем органов, организма в целом.

2. Изучение механизмов регуляции функций органов и систем органов.

3. Выявление реакций организма и его систем на изменение внешней и внутренней среды, а так же исследование механизмов возникающих реакций.

Эксперимент и его роль.

Физиология – наука экспериментальная и ее основным методом является эксперимент.

1. Острый опыт или вивисекция («живосечение»). В его процессе под наркозом производят хирургическое вмешательство и исследуют функцию открытого или закрытого органа. После опыта выживания животного не добиваются. Длительность таких опытов – от нескольких минут до нескольких часов. Например, разрушение мозжечка у лягушки. Недостатками острого опыта являются малая продолжительность опыта, побочное влияние наркоза, кровопотери и последующая гибель животного.

2. Хронический опыт осуществляется путем проведения на подготовительном этапе оперативного вмешательства для доступа к органу, а после заживления приступают к исследованию. Например, наложение фистулы слюнного протока у собаки. Эти опыты имеют продолжительность до нескольких лет.

3. Иногда выделяют подострый опыт. Его длительность – недели, месяцы.

Эксперименты на человеке коренным образом отличаются от классических.

1. Большинство исследований проводят неинвазивным путем (ЭКГ, ЭЭГ).

2. Исследования, не наносящие вред здоровью испытуемого.

3. Клинические эксперименты – изучение функций органов и систем при их поражении или патологии в центрах их регуляции.

Регистрация физиологических функций проводится различными методами: простые наблюдения и графическая регистрация.

В 1847 году Людвиг предложил кимограф и ртутный манометр для регистрации кровяного давления. Это позволило свести к минимуму опытные ошибки и облегчить анализ полученных данных. Изобретение струнного гальванометра позволило зарегистрировать ЭКГ.

В настоящее время в физиологии большое значение имеет регистрация биоэлектрической активности тканей и органов и микроэлектронный метод. Механическую активность органов регистрируют с помощью механо-электрических преобразователей. Структуру и функцию внутренних органов изучают с помощью ультразвуковых волн, ядерно-магнитного резонанса, компьютерной томографии.

Все данные, полученные с помощью этих методик, поступают на электрические пишущие устройства и регистрируются на бумаге, фотопленке, в памяти компьютера и в дальнейшем анализируются.

Связь физиологии с другими науками.

Физиология – теоретическая основа медицины. Она является фундаментом для решения проблем, связанных с сохранением здоровья и работоспособности человека в разных условиях существования и в разные возрастные периоды.

Чтобы распознать болезнь, нужно знать нормальное состояние функций организма, а чтобы ее лечить, нужно иметь представление о механизмах изменчивости функций организма. Поэтому физиология, являясь основополагающей биологической наукой, тесно связана и с другими науками.

Так, без знания законов физики, невозможно объяснение биоэлектрических явлений в тканях, цвето- и звуковосприятие. Без применения данных химии нельзя описать процессы обмена веществ, пищеварения и дыхания. Поэтому на стыке этих наук с физиологией выделились биохимия, биофизика. Физиология тесно связана с морфологическими науками цитологией и гистологией, анатомией. Физиология связана с кибернетикой, которая изучает процессы управления внутри организма, механизмы обратной связи. Физиология раскрывает материальные основы некоторых высших функций человеческого мозга и тем самым тесно связана с психологией.

Математика, как способ обработки данных и моделирования процессов, широко применяется в физиологии. Физиология тесно связана с клиническими дисциплинами.

Основные разделы физиологии.

1. Общая физиология изучает основные закономерности жизнедеятельности организма и механизмы основных процессов.

2. Частная физиология – функции отдельных клеток, органов и физиологических систем. В ней выделяют физиологию мышечной ткани, физиологию сердца и другие.

3. Разделы, имеющие специфические предметы исследования и использующие особые подходы: эволюционная, сравнительная физиология.

4. В физиологии человека выделяют прикладные разделы: возрастная, клиническая физиология, физиология труда и спорта, авиационная и космическая физиология.

5. Некоторые разделы физиологии являются базой для психологии: физиология высшей нервной деятельности, физиология центральной нервной системы.

Механизм регуляции функций организма.

Организм – сложная саморегулирующаяся система, состоящая из клеток, тканей, органов. Они в свою очередь образуют физиологические системы, которые выполняют комплекс однородных функций (например, система дыхания). Физиологические системы являются наследственными. Все органы этих систем имеют единые механизмы регуляции. Они координируют их деятельность и согласовывают работу физиологических систем друг с другом.

В организме выделяют 2 системы регуляции: нервную и гуморальную (физиологически более древняя) – регуляция посредством физиологически активных веществ, циркулирующих в жидкостях организма – крови, лимфы, межклеточной жидкости.

Факторы гуморальной регуляции:

1. Гормоны желез внутренней секреции. Они образуются специальными инкреторными железами. Пример – инсулин, тироксин.

2. Продукты метаболизма и ионов.

3. Местные или тканевые гормоны, образуются группами специальных клеток, находящихся в различных органах. Пример APUD-система желудочно-кишечного тракта. Они транспортируются тканевой жидкостью на небольшие расстояния. Пример – гистамин.

4. Мембранные модуляторы. Действуют на уровне клеточных мембран (простагландины).

Особенности гуморальной регуляции.

1. Низкая скорость регулирующего воздействия. Это связано с низкой скоростью протекания соответствующих жидкостей, например, кровь, проходит полный круг за 22 секунды.

2. Медленное нарастание силы гуморального сигнала и медленное его снижение. Это связано с постепенным увеличением концентрации физиологически активных веществ и медленным их разрушением.

3. Отсутствие органа-мишени для действия физиологически активных веществ, т.к. физиологически активные вещества действуют на многие органы и ткани, имеющие соответствующие рецепторы. Пример – тироксин.

Нервная регуляция функций.

Животные имеют специальные органы движения и им требуется быстрое и точное согласование сокращения мышц. В результате у животных в процессе эволюции сформировалась нервная регуляция. Нервная регуляция функций – это регуляция деятельности тканей, органов, физиологических систем путем рефлексов. Рефлекс – это ответная реакция организма на изменения внешней или внутренней среды, осуществляемая при участии центральной нервной системы.

Впервые механическое объяснение реакций организма дал в XVII веке Рене Декарт. Он предложил гипотетическую схему формирования непроизвольного движения. Термин «рефлекс» ввел в физиологию в 1771 году Унцер, в Прохазка в 1800 году разработал схему простейшей рефлекторной дуги.

И. М. Сеченов распространил рефлекторный принцип действия нервной системы на любую, в том числе и высшую нервную деятельность организма. Он показал, что рефлекс отражает сложные, но материальные процессы, протекающие в центральной нервной системе во взаимодействии с внешней средой. И. М. Сеченовым предложены следующие положения:

1. Высшая деятельность организма в конечном итоге сводится к движению.

2. Всякое движение по своему происхождению есть рефлекс.

И. П. Павлов развил и экспериментально обосновал рефлекторную теорию. Он разделил все рефлексы по механизму образования на безусловные (врожденные) и условные (приобретенные).

Основные положения рефлекторной теории Павлов сформулировал в работе «Ответ физиолога психологам».

1. Принцип детерминизма, взаимообусловленности. Нет действия без причины, т.е. всякий рефлекторный акт является результатом действия раздражителя на организм.

2. Принцип анализа и синтеза. В центральной нервной системе постоянно происходит анализ сигналов, а так же синтез с формированием ответной реакции.

3. Принцип структурности. Любой процесс в нервной системе имеет определенную структурную организацию.

Морфологической основой любого рефлекса является рефлекторная дуга. Рефлекторная дуга – это путь прохождения рефлекторной реакции (нервных импульсов).

Рефлекторная дуга соматического (двигательного) рефлекса состоит из следующих звеньев:

1. Рецептор – воспринимает раздражение.

2. Афферентное нервное волокно.

4. Эфферентное нервное волокно.

5. Эфферентный или рабочий орган.

В ряде рефлекторных дуг имеется шестое звено – это нейрон обратной связи (обратная афферентация). Он реагирует на рефлекторный ответ и контролирует его. В соматической дуге выделяют нейроны, выполняющие определенные функции. В простейшей моносинаптической рефлекторной дуге 2 нейрона – чувствительный и двигательный. В простой полисинаптической дуге выделяют чувствительный нейрон, вставочный нейрон, исполнительный эфферентный нейрон

В дуге вегетативного рефлекса имеются следующие звенья:

2. Афферентное нервное волокно.

3. Нервный центр – в больших рогах спинного мозга.

4. Преганглионарное нервное волокно.

5. Вегетативный ганглий.

6. Постганглионарное нервное волокно.

7. Исполнительный орган.

Нервные центры разных уровней центральной нервной системы связаны между собой.

Особенности нервной регуляции:

1. Большая скорость регулирующего воздействия, импульсы по рефлекторной дуге распространяются быстро.

2. Нервное волокно, идущее от нервного центра, заканчивается строго на определенном органе или эффекторе. Возможен быстрый самоконтроль и саморегуляция за счет нейронов обратной связи.

В организме нервная и гуморальная регуляции тесно связаны, образуют единую систему нейрогуморальной регуляции. Это обусловлено следующим:

1. Железы внутренней секреции имеют вегетативную регуляцию.

2. В гипоталамусе вырабатываются нейрогормоны, они регулируют деятельность гипофиза, поэтому в гипоталамо-гипофизарной системе происходит переключение нервных влияний на гуморальные.

3. Ряд гормонов желез внутренней секреции оказывают влияние на нервную систему – адреналин, норадреналин, тироксин.

4. Ряд местных гормонов – нейромедиаторы – играют роль передатчиков сигнала от одного нейрона к другому, изменяют протекание рефлексов.

Биологические и функциональные системы.

Развитие физиологии в XIX-XX веках позволило осуществить глубинные механизмы, субмолекулярные процессы в организме. Было накоплено огромное количество аналитических данных о функциях клеток, тканей, органов и такой аналитический подход был оправдан и необходим.

Однако созрела необходимость объединить и систематизировать полученные данные для описания функций организма в целом. В 50-60 годы Берталанфи, используя кибернетический подход, разработал общую теорию биологических систем:

1. Принцип целостности. Невозможно свести свойства системы к простой сумме ее частей.

2. Принцип структурности. Любую биологическую систему можно описать через ее структуру.

3. Принцип иерархичности. Элементы системы подчинены друг другу сверху вниз, т.е. вышележащие компоненты управляют нижележащими.

4. Взаимосвязь системы со средой. Организм является открытой системой.

Берталанфи не выявил главного системообразующего фактора. Основные же системные закономерности живых организмов разработал П. К. Анохин.

В физиологии давно существует понятие физиологических систем – это комплекс морфологически и функционально объединенных органов, имеющих общие механизмы регуляции и выполняющих однообразные функции. Анохин установил, что в организме есть и другие системы, обеспечивающие поддержание параметров гомеостаза. Он назвал их функциональными системами.

Функциональная система – это совокупность органов и тканей, которые обеспечивают достижение цели в определенном виде жизнедеятельности. Эту цель он назвал полезно-приспособительным результатом. Им может быть тот или иной параметр гомеостаза, или результат поведения, удовлетворяющий биологической потребности, положительный результат социальной деятельности человека.

Полезно-приспособительный результат является тем фактором, который объединяет различные органы и ткани организма в единое целое – функциональную систему, причем, не по морфологическому признаку, а по функциональному. Поэтому в функциональную систему могут входить органы и ткани из разных функциональных систем. Функциональные системы могут быть как наследственными, так и формирующимися в процессе жизнедеятельности.

Если параметры полезно-приспособительного результата отклоняются от нормальных, возбуждаются рецепторы полезно-приспособительного результата. Импульсы от них по афферентным путям идут в нервный центр, регулирующий данный параметр. От нервного центра импульс поступает к исполнительным органам, обеспечивающим поддержание этого параметра, включается вегетативная и гуморальная регуляция. Если при этом полезно-приспособительный результат не приходит к норме, то импульсы от нервного центра поступают в кору больших полушарий. Возбуждаются определенные нейроны и включаются поведенческие регуляции. Изменяется целенаправленное поведение организма. В результате полезно-приспособительный результат приходит к исходному уровню. Кроме того, на полезно-приспособительный результат влияет обмен веществ, а с другой стороны и полезно-приспособительный результат воздействует на метаболические процессы.

Возрастные особенности формирования и регуляции физиологических функций.

В процессе развития организма происходят как количественные, так и качественные его изменения. В результате усложнения структуры появляются новые функции, например, мозг ребенка приобретает способность к абстрактному мышлению. В основе возрастных изменений лежат:

1. Гетерохронность или неравномерность созревания систем и органов.

2. Этапные возрастные скачки.

3. Акселерация, т.е. ускорение темпов биологического развития в определенные периоды.

Это обусловлено влиянием внешней среды, социальными факторами, урбанизацией жизни. На основе наблюдений за формированием функциональных систем в онтогенезе Анохин создал учение о системогенезе. Гетерохронность развития органов и систем хорошо видна на примере двигательного аппарата ребенка. Первоначально формируется рефлекс и двигательные единицы, обеспечивающие держание головы, затем обуславливающие способность сидеть, стоять, ходить.

Программа индивидуального развития выполняется за счет генетического аппарата. На определенных возрастных этапах происходит активация определенных генов, в результате включаются определенные функции организма и формируются новые функциональные системы. Это проявляется возрастным скачком или критическим периодом. Например, скачкообразное изменение структуры и функции органов, систем, которые наблюдаются в период полового созревания.

Акселерация – ускорение роста скелета, мышц, ускоренное половое созревание. Она связана с воздействием природной среды и социальных факторов на организм.

Формирование и развитие организма заканчивается к 20-ти годам. 20-55 (60) лет – зрелый возраст. В этот период функциональная активность органов и систем находится на одном уровне. С 65-70 лет – пожилой возраст – выраженные инволюционные перестройки: снижается основной обмен, нарушается метаболизм в клетках, что и определяет продолжительность жизни человека.

После 75 лет наступает старость, резко снижается активность процессов, появляются старческие болезни, например атеросклероз. Возраст более 90 лет называется периодом долгожительства.

Механизмы нейрогуморальной регуляции с возрастом изменяются. У новорожденных ограничено количество сложных безусловных рефлексов и нет условных. Нервная регуляция несовершенна, но клетки и органы высоко чувствительны к влиянию физиологически активных веществ. По мере роста совершенствуется рефлекторная деятельность центральной нервной системы. К первому году жизни формируются сложные рефлексы, обеспечивающие речь. Одновременно снижается чувствительность к физиологически активным веществам. У зрелого человека нейрогуморальная регуляция высоко организована. В старости отмечаются деструктивные изменения нервных окончаний, снижается количество рецепторов в клетках, снижается их восприимчивость к действию физиологически активных веществ.

В детском возрасте по В. Аршавскому выделяют следующие периоды:

1. Новорожденный – 7-8 дней.

2. Грудного вскармливания – 5-6 месяцев.

3. Смешанного питания – 6-12 месяцев.

4. Ясельного возраста – 1-3 года.

5. Дошкольного возраста – 3-7 лет.

6. Младшего школьного возраста – 7-12 лет.

7. Старшего школьного возраста – 12-17 лет.

8. Юношеского возраста – 17-20 лет.

Принцип саморегуляции организма. Понятие о гомеостазе, гомеокинезе.

Основным свойством живых систем является способность к саморегуляции, к созданию оптимальных условий для взаимодействия всех элементов организма и обеспечения его целостности.

Основные принципы саморегуляции.

1. Принцип неравновесности или градиента – это свойство живых систем поддерживать динамическое неравновесное состояние, асимметрию относительно окружающей среды. Например, температура тела теплокровных животных может быть выше или ниже температуры окружающей среды.

2. Принцип замкнутости контура регулирования. Каждый организм не просто отвечает на раздражение, а еще и оценивает соответствие ответной реакции действующему раздражителю. Чем сильнее раздражитель, тем больше ответная реакция. Принцип осуществляется за счет положительной и отрицательной обратной связи в нервной и гуморальной регуляции, т.е. контур регуляции замкнут в кольцо. Например, нейрон обратной афферентации в двигательных рефлекторных дугах.

3. Принцип прогнозирования. Биологические системы способны прогнозировать результат ответной реакции на основе прошлого опыта. Например, избегание уже знакомых болевых раздражителей.

4. Принцип целостности. Для нормального функционирования организма необходима его целостность.

Учение об относительном постоянстве внутренней среды организма было создано в 1878 году Клодом Бернаром. В 1929 году Кеннон показал, что способностью поддержанию гомеостаза организма является следствием работы его систем регулирования и предложил термин – гомеостаз.

Гомеостаз – постоянство внутренней среды (крови, лимфы, тканевой жидкости). Это устойчивость физиологических функций организма. Это основное свойство, отличающее живые организмы от неживого. Чем выше организация живого существа, тем более оно независимо от внешней среды. Внешняя среда – это комплекс факторов, определяющий экологический и социальный микроклимат, действующий на человека.

Гомеокинез – комплекс физиологических процессов, обеспечивающий поддержание гомеостаза. Он осуществляется всеми тканями, органами и системами организма, включая функциональные системы. Параметры гомеостаза являются динамическими и в нормальных пределах изменяются под влиянием факторов внешней среды. Пример: колебание содержания глюкозы в крови.

Живые системы не просто уравновешивают внешние воздействия, а активно противодействуют им. Нарушение гомеостаза приводит к гибели организма.

Источник