Материал:

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

БИОЛОГИЧЕСКАЯ РЕГУЛЯЦИЯ

Вехи истории и успеха в науке

Будьте реалистами - требуйте невозможного!

Эрнесто Че Гевара

280 до н.э - Герофилус изучает нервную систему и устанавливает разницу между сенсорными и двигательными нервами.

1637 - Р. Декарт (R. Descartes, Франция) сделал попытку проникнуть в сущность произвольных и непроизвольных движений. Дал первое описание рефлекса (но не использовал этого слова).

1784 - Й. Прохазка ( J. Prochasko, Чехия) развил представление о рефлексе (и предложил этот термин), рефлекторную дугу, нервную систему как посредника между внешней средой и организмом.

1832 - М. Холл и И. Мюллер ( М. Goll, J. Muller, Германия) предложили учение о рефлексе.

1851 - Э. Пфлюгер ( E. Pfluger, Германия) показал, что усиление раздражения рецепторов вызывает изменение рефлекторных ответов - иррадиацию возбуждения в нервных центрах.

1862-1863 - И. М. Сеченов (Россия) открыл явление центрального торможения. В работе "Рефлексы головного мозга" распространил принцип рефлекторной реакции на психическую деятельность и поведение человека.

1890 - С. Рамон-и-Кахаль ( S. Ramon в Cajal, Испания) и А. Ван Гехухтен (A. Van Gehuchten, Бельгия) разработали представление о работе нейрона - "закон динамической поляризации".

1891 - Г. Вальдейера (Н. Waldeyer, Германия) подтвердил применение клеточной теории к нервной системы, предложил назвать нервную клетку "нейрон".

1895 - А. Ф. Самойлов (Россия) экспериментально доказал гуморальный природу центрального торможения.

1897 - Ч. Шеррингтон (Ch. Sherrington, Великобритания) сформулировал представление о синапсы и определил их роль в механизмах нервно-мышечной передачи.

1923 - А. А. Ухтомский (СССР) создал учение о доминанте.

1929 - У. Кеннон (IV. Cannon, США) ввел понятие о гомеостаз.

1931 - В. фон Эйлер и Дж. Пресмыкающихся (U. v. Euler, J. Goddam, Швеция) открыли субстанцию Р - первый из регуляторных пептидов.

1932 - Ч. Шеррингтон и Е. Эдриан (Ch. Sherrington, Е. Adrian, Великобритания) - Нобелевская премия за открытие роли рецепторов, чувствительных и двигательных нервов, передачи информации в виде электрических импульсов.

1944 - Дж. Эрлангер и Г.Гассер (J. Erlanger, Н. Gasser, США) - Нобелевская премия за открытие функциональных различий между нервными волокнами различных типов.

2000 - А. Карлссон (A. Carlsson, Швеция) - Нобелевская премия за открытие факта, что дофамин играет роль нейромедиатора и необходим для контроля двигательных функций у человека.

2000 - П. Грингард ( Р. Greengard, США) - Нобелевская премия за открытие механизма действия дофамина и других нейромедиаторов.

2002 - С. Бреннер, Дж. Салстон (S. Brenner, J. Sulston, Великобритания), Роберт Хорвиц (R. Horvitz, США) - Нобелевская премия за открытие генетической регуляции развития человеческих органов и "запрограммированной" гибели клетки.

2007 - М. Капеччи (М. Capecchi, США), М. Эванс, А. Смитис (М. Evans, А. Smithies, Великобритания) - Нобелевская премия за открытие принципов введения специфических генных модификаций с использованием эмбриональных стволовых клеток у мышей.

2012 - Дж. Гердон (J. Gurdon, Великобритания), С. Яманака (Sh. Yamanaka, Япония) - Нобелевская премия за работы в области биологии развития и получения индуцированных стволовых клеток.

Биологическая регуляция - это совокупность процессов, обеспечивающих взаимодействие организма и его взаимосвязь с внешней средой для достижения определенной приспособительной реакции. Все структурные элементы организма - клетки, ткани, органы и системы - благодаря механизмам нервной и гуморальной регуляции объединены в единую целостную функциональную систему, которая направлена на обеспечение поддержания постоянства параметров внутренней среды - гомеостаза. Изменения параметров гомеостаза или параметров внешней среды благодаря механизмам биологической регуляции приводят к возникновению приспособительной реакции организма обеспечивает его существование в новых условиях.

КОНТУРЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ РЕГУЛЯЦИИ

Контур биологической регуляции - это путь передачи и обработки информации, обеспечивающий достижение приспособительной реакции организма.

Контур биологической регуляции имеет следующие элементы:

Регулируемые параметры (РП) - это параметры, характеризующие приспособительную реакцию организма (например. Концентрация глюкозы в крови, величина артериального давления в сосудах. Ро2, pH среды и другие).

Следящий устройство (CП 1 ) - это элемент контура биологической регуляции, воспринимает информацию об изменении регулируемых параметров. В организме эту функцию выполняют рецепторы.

Управляющее устройство (КП) - это элемент контура биологической регуляции, который воспринимает информацию, сравнивает ии с заданными параметрами (установкой), формирует соответствующий сигнал (принимает решения) для достижения приспособительной реакции организма. Эти функции выполняет центральная нервная система (ЦНС).

Исполнительные органы (ВО) - это элементы контура биологической регуляции, выполняющих определенные функции, благодаря которым достигается приспособительная реакция организма с определенными РП. В организме эти функции выполняют различные органы-эффекторы.

Следящий устройство (СП 2 ) - это элемент контура, следит за отклонением РП.

Канал обратной связи - это путь передачи информации от следящего устройства (СП2) до управляющего устройства об отклонении регулируемого параметра от заданного уровня. Он в основном работает по принципу отрицательной обратной связи, когда достаточно высокий или низкий регулируемый параметр необходимо вернуть в гомеостатического уровня. Положительная обратная связь направлен на усиление функции.

Канал прямой связи - это путь передачи информации от управляющего устройства к исполнительным структурам, направленный на обеспечение заданного уровня регулируемого параметра, благодаря изменению их функций.

Канал внешней связи - это путь передачи информации к управляющему устройству о внешних ( "возмущающие") воздействия, требующие достижения приспособительной реакции организма с соответствующими характеристиками РП.

Контур биологической регуляции строится ежесекундно вокруг регулируемого параметра. Организм является многопараметрической системой, но упрощение ее позволяет выделить два вида контуров: 1) контуры биологической регуляции "по возмущению"; 2) контуры биологической регуляции "по отклонению".

Контур биологической регуляции "по возмущению " обеспечивает приспособительную реакцию организма при различных его взаимодействиях с внешней средой, о чем информация от СП, ( "рецепторов по возмущению») поступает в КП каналом внешней связи. Так, во время физической работы артериальное давление у человека повышается по сравнению с параметрами гомеостаза, чтобы обеспечить приспособительную реакцию организма - увеличение кровообращения, снабжение кровью кислорода и субстратов к работающим мышцам (рис. 3.1).

РИС. 3.1. Контур биологичноирегуляции "по возмущению"

Контур биологической регуляции "по отклонению " обеспечивает поддержание параметров гомеостаза в тех условиях, когда канал внешней связи не действует, например, в состоянии покоя (сна), а РП необходимо поддерживать в пределах заданной величины (рис. 3.2).

В действительности, как уже отмечалось, организм является многопараметрической системой и указанные контуры регуляции упрощают представление о настоящие механизмы регуляции, но способствуют анализа характера изменений регулируемых параметров, вокруг которых и строятся контуры биологической регуляции.

По способам передачи информации в организме различают два вида регуляции: нервная, которая осуществляется при участии ЦНС, и гуморальный, что выполняется преимущественно с участием гормонов и других химических веществ.

РИС. 3.2. Контур биологической регуляции "по отклонению"

НЕРВНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ

Нервная регуляция осуществляется с участием соматической и вегетативной нервной системы, где способом передачи информации по контуру биологической регуляции является нервный импульс (ПД). Скорость передачи информации обусловлена скоростью распространения ПД нервными волокнами, составляет 0,5-120 м / с.

Соматическая нервная система обеспечивает поддержание осанки организма, перемещение тела в пространстве и его частей относительно друг друга, тонкие и точные рабочие движения конечностей - кисти, стопы. Автономная нервная система регулирует висцеральные функции организма - секреторную и моторную функции внутренних органов, тонус гладких мышц, работу сердца и другие. Элементарным механизмом нервной регуляции является рефлекс. Понятие о рефлексе было введено в XVII в. французским ученым Р. Декартом.

Рефлекторный принцип нервной регуляции

Главной регулирующей (управляющей) системой в организме высших животных и человека является нервная система. Элементарный механизм ее деятельности - рефлекс.

Рефлекс - это ответ организма на раздражение при участии ЦНС, обеспечивает приспособительную реакцию организма на изменения внешней или внутренней среды. При осуществлении рефлекса в реакцию вовлекается рефлекторная дуга.

Рефлекторная дуга - это путь передачи информации при осуществлении рефлекса, фактически - это анатомические структуры контура биологической регуляции.

При осуществлении рефлекса в реакцию вовлекается рефлекторная дуга (путь возбуждения), которая имеет такие функциональные звенья (рис. 3.3);

1 Рецептор - это структура, воспринимает раздражение, кодирует информацию и передает ее на афферентные нервное волокно путем генерации серии ПД на его мембране.

2 афферентных (чувствительное) нервное волокно - передает информацию точно и без изменений от рецептора к нервному центру.

3 Нервный центр - это структуры ЦНС, где происходит анализ информации, формирование эфферентного сигнала и передача его на эфферентные нейроны.

4 эфферентной (информационное) нервное волокно - передает информацию точно и без изменений от нервного центра к органам-эффекторов.

5 Органы-эффекторы - это исполнительные структуры, осуществляющие свою функцию, следствием которой является приспособительная реакция организма на действие раздражителя - конечный приспособительный результат (КПР).

6 Канал обратной связи - это афферентные нервные волокна, которые передают информацию о параметрах приспособительной реакции организма к нервному центру, превращая рефлекторную дугу, как анатомическую структуру, в контур биологической регуляции.

Источник: https://studbooks.net/80586/meditsina/fiziologiya