Нервный механизм физиологической регуляции организма

Цель: Знать общую схему строения нервной системы, топографию, строение и функции спинного мозга, спинномозговых корешков, проводящих путей.

Представлять рефлекторный принцип работы нервной системы. Познакомиться с клинически важными рефлексами у человека.

Серые клетки, белые волокна.

Нервная система регулирует, деятельность всех органов и систем обуславливая их в функциональное единство, и обеспечивает связь организма, как целое с внешней средой.

Структурной единицей нервной системы является нервная клетка с отростками – нейрон. Эта совместимость нейронов которые контактируют друг с другом при помощи синапса.

Различают 5 вида нейронов:

1. рецепторные (чувствительные)

2. ассоциативные (вставочные) -связь между афферентными и эфферентными.

3. эффекторные (двигательные)-это конечные нейроны .

4. афферентные (чувствительные)- к ним относят первичные клетки органов чувств и псевдоуниполярные клетки.

5. секреторные - они секретируют нейрогормоны.

Нервная система подразделяется условно на 2 отдела:

2. вегетативная (автономная)

Соматическая нервная система- осуществляет связь организма с внешней средой, обеспечивает чувствительность (посредством рецепторов) и движения, вызывая сокращения исчерченной мышечной ткани.

Вегетативная нервная система - оказывает влияние на процессы так называемой растительной жизни (общая для животных и растений обмен веществ, дыхание, выделение), она не зависит от нашей воли. Вегетативная система делится на две части .

В соматической нервной системе выделяют:

1. Центральную часть (ЦНС) головной, спинной мозг

2. периферическую часть (спинномозговые и черепно-мозговые нервы)

Рис.77. Схема рефлекторной дуги соматического (А) и вегетативного (Б) рефлексов. 1 - рецептор; 2 - чувствительный нейрон; 3 – тело чувствительного нейрона; 4 - двигательный нейрон; 5 - рабочий орган (мышца, железа); 6 – вставочный нейрон; 7 – тело двигательного нейрона; 8 – тело первого двигательного нейрона; 9 – белое вещество спинного мозга; 10 – серое вещество спинного мозга; В - вегетативный узел (место переключения первого двигательного нейрона на второй).

Рефлекторная дуга имеет 5 звеньев:

2. Чувствительное волокно

3. Вставочное волокно

4. Двигательное волокно

5. Действующий орган (мышца, железа)

Во время ответной реакции возбуждаются рецепторы рабочего органа, и от них в ЦНС поступают импульсы информация о достигнутом результате, то есть орган работает по принципу обратной связи (кольцо Анохина). Павлов показал, что ЦНС может оказывать три рода воздействия на органы:

1. Пусковое вызывающее либо прекращающее функцию органа.

2. Сосудодвигательная изменяет ширину просвета сосудов и тем самым регулирует приток крови в органу

3. Трофическое (питание) повышающая или понижающая обмен веществ Þ потребление кислорода и питательных веществ.

Рефлекторный принцип работы нервной системы открыт Декартом в 17 веке. А. Сеченов и Павлов доказали, что бывают рефлексы не только спинного, но и головного мозга. Для осуществления любого рефлекса необходимы все пять звеньев, если хотя бы один из них отсутствует рефлекса, не будет. Этим широко пользуются хирурги во время операции. (Новокаин для анестезии периферических нервов, а наркотические вещества центрального действия выключают функцию нейронов ЦНС).

Рефлекс-это ответная реакция организма из внешней или внутренней среды и осуществляющаяся при участии ЦНС.

Виды:

А) По биологическому значению делятся на:

1. пищевые (сосание, глотание)

2. оборонительные (поворот головы)

Б) По роду рецепторов, с которых они возникают:

1. экстерорецепторы (связь с внешним миром)

2. интерорецепторы (с внутренним)

Делятся:

1. Механорецепторы, терморецепторы, осморецепторы, хеморецепторы.

Организм людей – это уникальная по своему развитию и контролю система, в которой каждой клетке отведено свое место и роль. В процессе эволюции она непрерывно усложнялась, чтобы добиться преимуществ над остальными представителями природы. Так, гуморальная регуляция – с помощью жидких сред, уже не справлялась со своими обязанностями. Возникла нервная регуляция – с множеством промежуточных нейронов и отдаленных центров контроля. Однако, обе они тесно взаимодействуют для достижения жизненных целей – обеспечения постоянства и безопасности внутренней среды.

Особенности гуморальной регуляции

Механизм гуморальной регуляции функций организма осуществляется с помощью специфических химических соединений – биологических веществ. Они поступают в жидкие среды – кровь, а также лимфу, затем перемещаются к тканям и внутренним структурам. Ведущая роль при этом, безусловно, принадлежит гормонам.

Их вырабатывают особые структурные единицы – железы внутренней секреции. Как правило, они локализуют вдали от контролируемого органа. При этом благодаря гуморальной регуляции осуществляется воздействие сразу на несколько зон организма. К примеру, половое созревание, пищеварение, рост.

Тем не менее, возможности гуморальной регуляции в организме человека ограничены. Ведь она воздействует сравнительно медленно – требуется выработка химических соединений, их поступление в русло крови и достижение подконтрольной области. Действие гормона продолжительное, оно не прекращается даже при значительном снижении его концентрации. В этом основная особенность эндокринной регуляции, что актуально для сохранения постоянства внутренней среды.

В чем же суть гуморальной регуляции, можно понять на примере роста человека. По мере развития плода и формирования внутренних желез секреции, начинается выработка биологических веществ для правильного телосложения. Если гормонов в крови много – вырастет гигант, тогда как при их низкой концентрации – карлик. Приемлемый рост обеспечивается тщательно выверенным самой природой соотношением количества гормона.

То же самое можно отнести к каждой функциональной деятельности – для пищеварения это инсулин, для движения и скорости реакции – адреналин и норадреналин, для репродуктивной деятельности – половые гормоны. Все, даже самые мелкие и, на первый взгляд, незначительные изменения в организме людей, находятся под строгим гуморальным контролем.

Особенности нервной регуляции

В процессе эволюции нервная регуляция сформировалась позже – к этому были необходимы предпосылки. Так, по мнению специалистов, живым единицам уже стало не хватать только гуморальных связей между клетками. Ведь требовалось быстрее передавать получаемую информацию и реагировать на внешние и внутренние угрозы.

У людей все этапы нервной регуляции осуществляются с помощью центральных структур – головного мозга с подкорковыми ядрами, а также периферических образований – нервных сплетений. К примеру, человек опаздывает на работу и видит приближение подходящей ему электрички. Его мозг просчитывает, какое время необходимо для достижения платформы и отдает команды дыхательной, сердечнососудистой системе, а также мышцам конечностей. В итоге опаздывающий человек успевает добежать и впрыгнуть в вагон электрички.

Только нервной регуляцией, конечно, не обойтись. Она отличается нейрогуморальной направленностью. Ведь, требуется и выработка гормонов, и их влияние на функциональные возможности людей.

Взаимодействие систем

Все разнообразие механизмов регуляции функциональной активности человеческого организма специалисты традиционно классифицируют на нервные, а также гуморальные процессы. Тогда как они практически неотделимы и составляют единую систему. Ее задача – обеспечение постоянства внутренней среды организма. Благодаря этому люди приспосабливаются к изменениям извне, и вид получает возможность сохраняться в природе.

И нервный, и гуморальный механизм имеют разнообразные связи на всех уровнях функционирования мозговых центров, а также при передаче сигнальной информации к контролируемым структурам. Так, регуляция функций в организме осуществляется в большинстве случаев с помощью рефлекторной дуги, в которой взаимосвязь между сигнальными молекулами осуществляется посредством гуморальных факторов. В таком качестве выступают нейромедиаторы – особые химические соединения. Именно они корректируют восприимчивость рецепторов и их функциональные возможности.

Однако, гуморальная регуляция организма находится под контролем головного мозга. Он может запускать или замедлять выделение гормонов. Как правило, эти процессы между кровью и мозгом осуществляются на бессознательном уровне. Особенно в дыхательной, пищеварительной, сердечнососудистой системах. В ряде ситуаций требуется сознательный контроль – к примеру, быстро добежать на работу, чтобы не опоздать. Именно в том, как взаимодействуют нервная и гуморальная регуляции, и заключается их единство и эффективность.

Различия

Несмотря на явную взаимосвязь механизмов нервной, а также гуморальной регуляции, на уровне биологической и морфофункциональной единицы они имеют различия. В большинстве своем их разделяют по свойствам:

нервная регуляция в отличие, от гуморальной, целенаправленная – импульс перемещается в строго предназначенную зону;
гуморальный сигнал – с током крови распространяется по всему организму, а реакция тканей зависит от присутствия молекулярных рецепторов;
скорость сигналов выше по нервному волокну, а не в жидких средах организма;
время сохранения сигнала в нервной системе короткое, поэтому и реакция контролируемого органа быстрая, тогда как концентрация гормонов сохраняется продолжительный период;
изученность нервной регуляции лучше, поскольку она поддается регистрации инструментальными аппаратами, а исследование гуморальных функций затрудненно обширностью подчиненных тканей.

Результатом, как отличий, так и сходства гуморальных и нервных механизмов контроля деятельности внутренних органов является целостность человека, как биологической единицы. Преимущества одной системы компенсируют возможные недочеты другой, однако, ведущая роль принадлежит, все же высшей нервной регуляции.

Гуморальные железы

Внутренние органы, которые выделяют гормональные вещества, локализуются у людей в разных частях тела. Благодаря этому они прицельнее осуществляют гуморальную регуляцию. Так, в основании полушарий головного мозга расположен гипофиз. Сам по себе небольшого размера, он выделяет крайне важные для человека биологически активные соединения. К примеру, гормон роста.

Тогда как контроль концентрации в русле крови возложен на инсулин. Его выделяют особые клетки в ткани поджелудочной железы. При его малом количестве формируется тяжелое своими осложнениями заболевание – диабет.

Двойственное влияние оказывают на организм человека гормоны щитовидной железы. При их чрезмерном выделении развивается гипертиреоз, а при дефиците гипотиреоз. Оба расстройства негативно отражаются на деятельности остальных внутренних органов, а у детей – на интеллектуальном и физическом развитии.

Другими железами гуморальной регуляции являются – паращитовидные клетки, надпочечники, вилочковое образование, а также половые структуры – яичники и яички. Все они тесно взаимодействуют между собой и с центральной нервной системой. Это позволяет человеку адаптироваться и к внутренним изменениям – в периоды полового созревания/угасания, и к внешним факторам – плохая экология, неправильное питание, интоксикации. При сбое в работе гуморальных механизмов, будет наблюдаться усиление работы нервных клеток. При исчерпании компенсаторных возможностей – возникнут различные болезни.

Патологии

Влияние тесной взаимосвязи нервной регуляции с гуморальным контролем человек ощущает на себе лучше всего в непривычных для него условиях – когда требуется приложить больше усилий для выполнения поставленных задач. К примеру, в случае пожара при высокой загазованности воздуха, нагрузка возрастает на дыхательную, а также сердечнососудистую системы. Организм при возрастании концентрации углекислого газа, старается его компенсировать. Если же это не удается, появляются такие заболевания, как бронхит, астма, фарингит хронического течения.

Патологические состояния в сердечной мышце – это часто результат сбоя в выделении гормонов надпочечников, адреналина с норадреналином. При их колебаниях в кровяном русле возникают различные сердечные аритмии, тахикардии, а затем и сердечная недостаточность. Нервная регуляция далеко не всегда справляется с защитной функцией, ведь гормоны длительное время могут сохранять свое влияние на сердце.

Хорошо изучены патологии щитовидной железы. Они приводят к изменениям в обменных процессах. От их концентрации напрямую зависит потребление тканями кислорода. Если их много, то температура тела повышается, усвоение питательных веществ ускоряется, рост тела усиливается. Все эти симптомы характерны для гипертиреоза. Тогда как при замедлении поступления гормонов возникает микседема – повышение массы, тела, апатия, снижение обменных процессов и температуры.

Тяжело протекают патологии репродуктивной системы, если в основе лежат сбои гормонального фона. К примеру, изменяется характер волосяного покрова, телосложения, модуляции голоса, способность к размножению.

Прогноз при заболеваниях гуморального характера во многом будет определен своевременностью обращения человека за медицинской помощью и грамотностью подбора гормональной терапии. В большинстве случаев врачам удается достичь положительных результатов в борьбе за восстановление адекватной регуляции внутренних органов.

Нервная система – одна из важнейших систем, которая обеспечивает координацию и регуляцию протекающих в организме процессов и устанавливает взаимосвязь с внешней средой. Изучает ее работу – неврология.

Функции нервной системы:

1. восприятие раздражителя

2. проведение и обработка информации

3. формирование ответных и приспособительных реакций, включая ВНД и психику

По топографическому принципу нервная система делится на центральную и периферическую.

К центральной относят головной и спинной мозг, к периферической – СМН и ЧМН с их корешками, ветвями, нервными окончаниями и ганглиями. Нервная система делится на соматическую и вегетативную (автономную).

Соматическая нервная система регулирует взаимоотношения между организмом и внешней средой, а вегетативная – внутриорганизменные связи. Она имеет две части: симпатический отдел и парасимпатический. Структурно – функциональной единицей нервной системы является нейрон, многоугольная клетка с отростками. Тело клетки – трофический центр, отростки – аксоны (передают возбуждение от тела клетки) и дендриты (к телу клетки). Все нейроны объединяются с помощью синапсов. Виды нейронов:

1. чувствительные (афферентные) – от рецепторов к ЦНС, их тела лежат в ганглиях вне головного и спинного мозга

2. вставочные (замыкательные, ассоциативные, кондукторные) – передают возбуждение с чувствительных на двигательные нейроны

3. эфферентные (эффекторные, двигательные) – по аксонам проводят импульсы к рабочим органам, их тела лежат в ЦНС или симпатических и парасимпатических ганглиях.

Основной формой нервной деятельности является рефлекс (отражение). Это причинно обусловленная реакция организма на раздражение, осуществляемая при обязательном участии ЦНС. Понятие рефлекса было впервые введено в физиологию в 18 веке Рене Декартом, а термин впервые введен в конце 18 века чехом И.Прохаской. Явление центрального торможения и открыл и создал учение о рефлексах головного мозга И.М.Сеченов. Экспериментально обосновал основные принципы условнорефлекторной деятельности полушарий головного мозга И.П. Павлов. Учение о доминанте – господствующем очаге возбуждения в головном мозге – было разработано А.А.Ухтомским. Структурную основу рефлекторной деятельности составляют нейронные цепи из рецепторных, вставочных и эффекторных нейронов. Они образуют путь, по которому проходят нервные импульсы от рецепторов к исполнительному органу – рефлекторная дуга. Она имеет части:

Это замкнутое образование с обратной связью (Анохин). Она обусловлена наличием в рабочем органе рецепторов, которые информируют рефлекторный центр о правильности выполненной команды. Существование обратной связи в функциональных системах позволяет производить постоянные коррекции любых реакций на любые изменения условий внешней и внутренней среды. Рефлекторная теория основана на 3 принципах:

2. анализ и синтез

Принцип детерминизма (причинности) подразумевает господствующую роль раздражителя, т.е любое действие осуществляется только на свой раздражитель. Гипотеза о функциональной системе имеет ряд отличий в оценке рефлекторного акта:

· афферентный синтез – распознавание раздражителя – начинается в чувствительной части рефлекторного кольца

· принятие решения – раздражений много, а ответная реакция должна быть одна – когда нам надо почесать затылок, мы не убегаем и не поем.

· Интеграция возбуждения на эфферентном направлении - рефлекторный механизм

· Результат действия – центральный пусковой узел – поведенческий акт

· Обратная связь – несет информацию о результате к аппарату предсказания, где происходит механизм сличения.

Виды нервной системы:

4. вегетативная (автономная)

Рефлекс – функциональная единица нервной деятельности. ЦНС работает по принципу рефлекса – отражения – стимул – реакция. Время от нанесения раздражения до ответной реакции – время рефлекса. Анатомическая область, при раздражении которой вызывается рефлекс - рецептивное поле рефлекса. Каждый рефлекс имеет свою локализацию в коре большого мозга: центр мочеиспускания – крестцовый отдел спинного мозга, коленного рефлекса – поясничный отдел спинного мозга. Нервный центр – совокупность нервных клеток в ЦНС, необходимых для осуществления рефлекса.

1. По биологическому значению:

2. По роду рецепторов:

· Экстероцептивные (световые, звуковые)

· Интероцептивные (механорецепторы, осморецепторы, терморецепторы)

· Проприорецепторы (с мышц, связок и сухожилий)

Функции нервной системы:

1. восприятие раздражителя

2. проведение и обработка информации

3. формирование ответных и приспособительных реакций, включая ВНД и психику

По топографическому принципу нервная система делится на центральную и периферическую.

1. чувствительные (афферентные) – от рецепторов к ЦНС, их тела лежат в ганглиях вне головного и спинного мозга

рецептор
рефлекторный путь
эфферентный путь
эффектор
обратная связь

2. анализ и синтез

афферентный синтез – распознавание раздражителя – начинается в чувствительной части рефлекторного кольца
принятие решения – раздражений много, а ответная реакция должна быть одна – когда нам надо почесать затылок, мы не убегаем и не поем.
Интеграция возбуждения на эфферентном направлении - рефлекторный механизм
Результат действия – центральный пусковой узел – поведенческий акт
Обратная связь – несет информацию о результате к аппарату предсказания, где происходит механизм сличения.

Виды нервной системы:

4. вегетативная (автономная)

1. По биологическому значению:

Пищевые
Оборонительные
Ориентировочные
Половые

2. По роду рецепторов:

Экстероцептивные (световые, звуковые)
Интероцептивные (механорецепторы, осморецепторы, терморецепторы)
Проприорецепторы (с мышц, связок и сухожилий)

3. В зависимости от рабочего органа:

Двигательные
Секреторные
Сосудистые

4. По нахождению главного центра:

Спинальные
Бульбарные (продолговатый мозг)
Мезенцефальные (средний мозг)
Диэнцефальные (промежуточный мозг)
Корковые

5. От продолжительности:

Фазные – движение
Тонические – позные рефлексы

Простые – коленный рефлекс
Сложные – процесс пищеварения

7. По принципу эффекторной иннервации:

Соматические
Вегетативные

Врожденные (безусловные)
Приобретенные (условные)

Механизм проведения нервного импульса.

Под действием нервного импульса идет деполяризация окончания аксона, что увеличивает концентрацию кальция в нем. Это вызывает изливание содержимого пузырьков в синоптическую щель. Медиатор проходит через щель, взаимодействует с белками постсинаптической мембраны, вызывая возникновение возбужденного постсинаптического потенциала (ВПСП) или тормозного постсинаптического потенциала (ТПСП). Возбуждение вызывает ацетилхолин, норадреналин, а торможение – гамма – аминомасляная кислота. Торможение – нервный процесс, который ослабляет или прекращает всякую деятельность. В основе нервной деятельности лежат 2 взаимоисключающие процесса: возбуждение и торможение. Впервые процесс торможения изучал Сеченов на лягушке (1862). При раздражении промежуточного мозга происходит угнетение спинномозговых рефлексов (лапка лягушки не отдергивалась от серной кислоты при наложении кристаллика поваренной соли на таламусы). Позднее физиолог Шеррингтон открыл, что процессы возбуждения и торможения участвуют в любом рефлекторном акте. При сокращении группы мышц тормозится центр их антагонистов. В ЦНС под действием чрезвычайных раздражителей возникают очаги повышенной возбудимости – доминанта – голод, жажда, обида, страх, радость, горе, любовь.

Поможем написать любую работу на аналогичную тему

- изменение физиологических функций под влиянием нервных импульсов, передаваемых из центральной нервной системы по нервным волокнам к тканям и органам организма.

Два варианта нервной регуляции:

соматическая– регуляция скелетной мускулатурой;

вегетативная (автономная)– регуляция деятельности внутренних органов

Рефлекс – ответная реакция организма на изменения внутренней и внешней среды, осуществляемая при участии ЦНС. Для нервного механизма регуляции характерно:

высокая скорость распространения;

точная передача объекту регулирования управляющих воздействий;

высокая надежность осуществления связи.

ГОМЕОСТАЗ - относительное динамическое постоянство внутренней среды и физиологических функций организма

Жесткими константаминазываются такие константы, незначительные отклонения которых могут приводить к существенным нарушениям обменных процессов и смерти организма. Например,осмотическое давление, рН, содержание глюкозы, О₂, СО₂ в крови.

Пластичными константаминазываются такие константы, значения которых могут варьировать в довольно широком диапазоне без существенных нарушений физиологических функций. Например,количество и соотношение форменных элементов крови, объем циркулирующей крови, скорость оседания эритроцитов, уровень кровяного давления, температуры, питательных веществ в крови.

Гомеокинез - изменение уровня гомеостаза, переход сформировавшейся физиологической системы в новую, стабильную, адекватную условиям среды, а также изменение функций организма, направленные на восстановление гомеостаза.

Основным механизмомподдержания гомеостаза является саморегуляция.

САМОРЕГУЛЯЦИЯ – это регуляция, при которой отклонение какой-либо физиологической функции или константы внутренней среды от уровня, обеспечивающего нормальную жизнедеятельность, является причиной возвращения этой константы к исходному уровню.

Процессы саморегуляции основаны на использовании прямых и обратных связей.

Прямая связьпредусматривает выработку управляющих воздействий на основании информации об отклонении константы или действии возмущающих факторов.

Обратная связьпредусматривает передачу выходного, регулируемого сигнала о состоянии объекта управления на вход системы. Различают положительную и отрицательную обратные связи.

- положительная обратная связь усиливает управляющее воздействие, способствует формированию новой функциональной системы.

- отрицательная обратная связь ослабляет управляющее воздействие, уменьшает влияние возмущающих факторов, способствует возвращению измененного показателя к стационарному уровню.

Системная организация управления

Сеченов И.М. обратил внимание на изменчивость рефлексов головного мозга в зависимости от внутреннего состояния субъектов и факторов окружающей среды.

А.А. Ухтомский продемонстрировал, что ответы животных на внешние раздражители существенно зависят от формирующихся внутри организма системных доминантных состояний.

Функциональная система– динамически складывающийся саморегулирующийся комплекс центральных и периферических образований, обеспечивающий достижение полезных приспособительных результатов для удовлетворения ведущих потребностей организма.

Существенным отличием теории П.К. Анохина от теории систем являются:

Наличие полезного адаптивного результата, который в функциональных системах являетсясистемообразующим фактороми играет решающую роль в объединении множества компонентов в систему, обеспечивающую приспособительную деятельность организма.

Наличие динамической архитектоники, представленной узловыми механизмами с обязательнойобратной афферентацией (обратной связью), поступающей в ЦНС от конечного результата ее деятельности.

Архитектоника функциональных систем

Полезный приспособительный результат как ведущее звено функциональной системы;

Обратную афферентацию, поступающую от рецепторов результата в центральные образования функциональной системы;

Центральную архитектонику, представляющую избирательное объединение нервных элементов различных уровней в специальные системные механизмы.

Исполнительные соматические вегетативные, гуморальные компоненты, включающие организованное целенаправленное поведение.

Организацияразличных ФС принципиально одинакова, т.е. построенапо принципу изоморфизма.

Отличия ФСобусловленыхарактером результата.

Многообразие полезных для организма приспособительных результатов может быть сведено к нескольким группам:

Результаты поведенческой деятельности, удовлетворяющие основные биологические потребности;

Результаты поведенческой деятельности, удовлетворяющие социальные потребности человека

Читайте также: