Безусловные рефлексы - это врожденные, постоянные, наследственно передаваемые реакции, свойственные представителям данного вида организмов. Например, зрачковый, коленный, ахиллов и др. рефлексы. Безусловные рефлексы обеспечивают взаимодействие организма с внешней средой, его адаптацию к условиям среды и создают условия целостности организма. Безусловные рефлексы возникают непосредственно за действием раздражителя, т.к. осуществляются по готовым, передаваемым по наследству, рефлекторным дугам, которые всегда постоянны. Сложные безусловные рефлексы называются инстинктами.
К числу безусловных рефлексов относят сосательные и двигательные, которые присущи уже 18-недельному плоду. Безусловные рефлексы - база выработки условных рефлексов у животных и человека. У детей они с возрастом превращаются в синтетические комплексы рефлексов, что увеличивает приспособляемость организма к внешней среде.
Условные рефлексы - реакции приспособительные, временные и строго индивидуальные. Они присущи только одному или нескольким представителям вида, подвергнутым обучению (дрессировке) или воздействию естественной среды. Условные рефлексы вырабатываются постепенно, при наличии определенной среды, и являются функцией нормальной, созревшей коры больших полушарий и низших отделов головного мозга. В этом отношении условные рефлексы связаны с безусловными, так как являются ответной реакцией одного и того же материального субстрата - нервной ткани.
Если условия выработки рефлексов постоянны из поколения в поколение, то рефлексы могут стать наследственными, т.е. могут превращаться в безусловные. Примером такого рефлекса может служить раскрывание клюва слепыми и неоперившимися птенцами в ответ на сотрясение гнезда птицей, прилетающей их кормить. Поскольку за сотрясением гнезда следует кормление, что повторялось во всех поколениях, то условный рефлекс становится безусловным. Однако все условные рефлексы - реакции приспособительные к новой внешней среде. Они исчезают при удалении коры головного мозга. Высшие же млекопитающие и человек с повреждением коры становятся глубокими инвалидами и погибают при отсутствии необходимого ухода.
Проведенные И.П. Павловым многочисленные опыты показали, что основу выработки условных рефлексов составляют импульсы, поступающие по афферентным волокнам из экстеро- или интерорецепторов. Для образования их необходимы следующие условия:
1) действие индифферентного (в будущем условного) раздражителя должно предшествовать действию безусловного раздражителя. При другой последовательности рефлекс не вырабатывается или бывает очень слабым и быстро угасает;
2) в течение определенного времени действие условного раздражителя должно сочетаться с действием безусловного раздражителя, т.е. условный раздражитель подкрепляется безусловным.
Такое сочетание действия раздражителей следует повторять неоднократно. Кроме того, обязательным условием при выработке условного рефлекса является нормальная функция коры больших полушарий, отсутствие болезненных процессов в организме и посторонних раздражителей.В противном случае, кроме вырабатываемого подкрепляемого рефлекса, будет возникать еще и ориентировочный, или рефлекс внутренних органов (кишечника, мочевого пузыря и др.).
Действующий условный раздражитель всегда вызывает слабый очаг возбуждения в соответствующей зоне мозговой коры. Подключившийся (через 1-5 с) безусловный раздражитель создает в соответствующих подкорковых ядрах и участке коры больших полушарий второй, более сильный очаг возбуждения, который отвлекает на себя импульсы первого (условного) более слабого раздражителя. В результате между обоими очагами возбуждения коры больших полушарий устанавливается временная связь. При каждом повторении (т.е. подкреплении) эта связь становится прочнее. Условный раздражитель превращается в сигнал условного рефлекса.
Для выработки условного рефлекса необходимы условный раздражитель достаточной силы и высокая возбудимость клеток мозговой коры, которые должны быть свободны от сторонних раздражителей. Соблюдение перечисленных условий ускоряет выработку условного рефлекса.
В зависимости от методики выработки условные рефлексы подразделяют на секреторные, двигательные, сосудистые, рефлексы изменения во внутренних органах и т.д.
Рефлекс, выработанный подкреплением условного раздражителя безусловным, называют условным рефлексом первого порядка. На его основе можно выработать новый рефлекс. Например, сочетанием светового сигнала с кормлением у собаки выработан прочный условный рефлекс слюноотделения. Если перед световым сигналом давать звонок (звуковой раздражитель), то через несколько повторений такого сочетания у собаки начинается слюноотделение на звуковой сигнал. Это и будет рефлекс второго порядка, или вторичный, подкрепляемый не безусловным раздражителем, а условным рефлексом первого порядка. При выработке условных рефлексов высших порядков необходимо, чтобы новый индифферентный раздражитель включался за 10-15 с до начала действия условного раздражителя ранее выработанного рефлекса. Если же раздражитель будет действовать через интервалы, более близкие или совмещенные, тo новый рефлекс не появится, а ранее выработанный угаснет, так как в коре мозга разовьется торможение. Неоднократное повторение совместно действующих раздражителей или значительное накладывание времени действия одного раздражителя на другой обусловливает появление рефлекса на комплексный раздражитель.
Условным раздражителем для выработки рефлекса может стать и определенный промежуток времени. У людей рефлексом на время является ощущение голода в те часы, когда они обычно принимают пищу. Интервалы могут быть весьма короткими. У детей школьного возраста рефлекс на время - ослабление внимания перед концом урока (за 1-1,5 мин до звонка). Это результат не только утомления, но и ритмичной работы мозга в период учебных занятий. Реакция на время в организме - это ритм многих периодически меняющихся процессов, например, дыхания, сердечной деятельности, пробуждении от сна или спячки, линьки животных и т.д. В основе ее возникновения лежит ритмическая посылка импульсов из соответствующих органов в мозг и обратно к эффекторным аппаратам.
двигательный щитовидный рефлекс пищеварение легкий
4. Опишите сущность полостного и пристеночного пищеварения и механизм всасывания продуктов гидролиза белков, жиров и углеводов. Как отразится на процессе пищеварения и всасывания недостаток в кормах каротина и витамина А?
Пищеварение, его значение
Пищеварение - это комплекс физико-химических процессов, в результате которых специфические питательные вещества расщепляются до неспецифических веществ, пригодных для всасывания в кровь и лимфу.
Кроме питательных веществ с пищевыми продуктами в организм поступают необходимые элементы, которые усваиваются без обработки. Это минеральные соли, микроэлементы, витамины (водо- и жирорастворимые), вода, а также пищевые волокна (клетчатка и пектины, которые почти не усваиваются). Пищевые волокна очень важны для организма. Они выполняют детоксикационную функцию - поглощают радионуклиды, стимулируют моторику ЖКТ, обеспечивают более полноценное переваривание и всасывание. Значение пищеварения. Пищеварение обеспечивает: Энергетические потребности организма - приток энергии с питательными веществами (самые энергоемкие - жиры); Пластические потребности организма - питательные вещества являются строительным материалом для роста, развития и обновления всех клеточных структур. Пищеварение - это начальный этап обмена веществ.
Виды пищеварения
1. Внутриклеточное пищеварение, характерное для одноклеточных. Питательные вещества попадают в клетку путем фаго- и пиноцитоза. Внутри клетки они подвергаются гидролизу в пищеварительной вакуоли лизосомными ферментами. Непереваренные остатки с ферментами и элементами пищеварительной вакуоли активно путем экзоцитоза выбрасываются в окружающую среду. На все процессы затрачивается много энергии. В организме человека внутриклеточное пищеварение сохранилось у лейкоцитов и клеток лимфо-ретикуло-гистиоцитарной системы. 2. Внеклеточное пищеварение, которое делится на 3 вида: полостное (дистантное), пристеночное (мембранное, контактное) и внеорганизменное. В ЖКТ человека имеет место полостное и пристеночное пищеварение.
Таблица 1
Отличительные признаки полостного и пристеночного пищеварения
|
№ |
Полостное пищеварение |
Пристеночное пищеварение |
|
|
1 |
Начальный этап переваривания пищи |
Заключительный этап, который заканчивается всасыванием мономеров в кровь и лимфу. |
|
|
2 |
Пищеварительные соки выделяются в полость ЖКТ, гидролиз питательных веществ происходит в пищевом комке в процессе хаотичного движения ферментов при перемешивании с пищей. |
Гидролиз питательных веществ происходит на поверхности плазматических мембран энтероцитов, ферменты жестко фиксированы, их активные центры строго ориентированы в пространстве. |
|
|
3 |
Осуществляется во всех полостях ЖКТ |
Частично в 12-перстной кишке, а также в тощей и подвздошной кишках, т.е. в тонком кишечнике. |
|
|
4 |
Тратится много соков, ферментов и энергии, так как сок вместе с пищевыми массами переходит в следующий отдел ЖКТ. |
Экономный расход ферментов и энергии, так как ферменты фиксированы и могут многократно вступать в реакцию гидролиза. |
|
|
5 |
Происходит грубая ломка молекул питательных веществ до олигомеров. |
Происходит окончательный гидролиз питательных веществ до мономеров, который завершается всасыванием их в кровь и лимфу. |
|
|
6 |
Малая поверхность контакта с пищей |
Площадь контакта огромная за счет складок, ворсинок (выростов слизистой) и микроворсинок (выростов мембран энтероцитов) и гликокаликса** |
**Примечание: Снаружи микроворсинки покрыты гликокаликсом. Это сеточка из мукополисахаридов. На гликокаликсе адсорбированы кишечные ферменты, которые вызывают гидролиз крупных олигомеров до димеров. Гликокаликс является своеобразным молекулярным ситом, который предупреждает проникновение на микроворсинки крупных пищевых частиц и бактерий. В то же время гликокаликс выполняет рецепторную функцию по отношению к энтероцитам.
Всасывание - транспорт или переход конечных продуктов пищеварения, неспецифических мономеров, из полости ЖКТ через полупроницаемые мембраны во внутреннюю среду организма (кровь и лимфу).
Условия, необходимые для всасывания
1. Наличие конечных неспецифических веществ (мономеров) - глюкозы, аминокислот, моноглицеридов, жирных кислот.
2. Наличие большой площади поверхности для всасывания.
3. Проницаемость мембран ЖКТ для различных веществ. 4. Наличие специфических белков-переносчиков.
5. Наличие энергии АТФ для активного транспорта.
6. Наличие градиентов для пассивного транспорта (концентрационного, осмотического, гидростатического, электрического).
7. Определенное время пребывания пищи в ЖКТ.
Выраженность всасывания в разных отделах ЖКТ
1. Ротовая полость. Нет условий для всасывания питательных веществ. Пища находится здесь короткое время, нет конечных продуктов гидролиза. В ротовой полости всасываются лекарственные вещества (нитроглицерин, валидол и др.), яды (цианистый калий).
2. Желудок. В желудке почти нет конечных продуктов гидролиза. Всасываются вода, минеральные соли, лекарственные препараты, алкоголь, глицерин.
3. Тонкий кишечник. В тонком кишечнике имеются все условия для всасывания и поэтому здесь всасываются: глюкоза, аминокислоты, глицерин, жирные кислоты, минеральные соли, вода (в виде изотонических растворов) и витамины.
4. Толстый кишечник. В толстом кишечнике всасывается в основном вода - до 10 л/сутки (суточное потребление воды приблизительно 2 литра, а остальное количество всасывается за счет пищеварительных соков). Основные механизмы всасывания.
Существуют 2 механизма всасывания: пассивный транспорт - без затраты энергии, по градиенту; активный транспорт - с затратой энергии АТФ (градиент роли не играет), участвуют белки-переносчики. Пассивно всасываются: вода (по осмотическому градиенту), органические кислоты и органические основания (по концентрационному и гидростатическому градиентам), минеральные соли - К+, С1- (по концентрационному и электрическому градиентам), витамины (по концентрационному градиенту). Активно всасываются: аминокислоты, глюкоза, жирные кислоты, Са2+, Na+.
Механизмы всасывания белков, жиров и углеводов
БЕЛКИ всасываются в виде аминокислот в тонком кишечнике (возможно в виде ди- и трипептидов). Аминокислоты всасываются активно, с участием Na+ и переносчиков (4 системы переносчиков), между которыми существуют конкурентные взаимоотношения. Аминокислота и переносчик образуют комплекс с ионами Na+ , который через апикальную мембрану по натриевому градиенту проникает в энтероцит. В клетке этот комплекс распадается. Аминокислота по концентрационному градиенту через базальную мембрану всасывается в кровь и по портальной системе поступает в печень. Переносчик возвращается в полость кишечника. С помощью работы Na+ -К + насоса Na+ также изгоняется из клетки в полость кишечника - активно с затратой АТФ.