Роль физиологии в диалектико-материалистическом понимании сущности жизни.Связь физиологии с другими науками.

Физиология человека имеет предмет, задачи, методы и историю. Предметом физиологии человека является здоровый человеческий организм.

Её задачи:

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

· 2. Изучение механизмов регуляции функций органов и систем организма.

· 3. Выявление реакций человеческого организма и его систем на изменение внешней и внутренней среды.

Основным методом фи-зиологии человека является эксперимент. Физиология тесно связана с физикой, химией, цитологией, гистологией, анатомией. В результате исследования действия различных химических веществ на орга-низм выделились в фармакология и токсикология.

Выделяют общую и частную физиологию. Общая физиология изучает основные закономерности жизнедеятельности организма, механизмы процессов обмена веществ и энергии, размножения, процессы возбуждения и т.д. Частная физиология исследует функции конкретных клеток, тканей, органов и физиологических систем.Физиология человека теснейшим образом связана с хирургией, акушерством, эндокринологией, психиатрией и т.д.

Основные этапы развития физиологии. Аналитический и системный подход к изучению функций организма.

Периоды физиологии:

· допавловский - 1628-1883 г.;

· павловский - с 1883 г. - диссертация И. Павлова "Центробежные нервы сердца".

Павловский этап базируется на трех основных принципах - организм - это единая система, которая объединяет:

· различные органы в их сложном взаимодействии между собой,

· организм - единое целое с окружающей средой;

· принцип нервизма.

Аналитические методы исследования. Метод острого эксперимента. Острый эксперимент осуществляют на наркотизированном животном, у которого выполняется операция, вводятся канюли в сосуды, выполняются воздействия. При этом выясняют, как действует раздражение конкретного нерва или вещества на функцию органа или системы.

Метод хронического эксперимента. И.П. Павлов предложил способ, позволяющий изучать деятельность какого-либо органа, не нарушая целость организма.

На наркотизированном животном проводят операцию, позволяющую получить доступ к тому или иному внутреннему органу, вживляют в него фистульную трубку или выводят наружу и подшивают к коже проток железы. Сам опыт ставят много дней спустя, когда рана зажила, животное выздоровело. Благодаря наложенной фистуле можно длительно изучать течение тех или иных физиологических процессов в естественных условиях.

Комплексный подход. Всестороннее представление о жизнедеятельности организма как целостной системы возможно лишь при сочетании различных методов и подходов. Выяснение базовых закономерностей жизнедеятельности на мембранном и молекулярном уровнях подразумевает необходимость использования аналитических подходов. С другой стороны, понимание механизмов формирования приспособительных реакций органов, систем и организма как целостной системы становится возможным лишь при системном синтетическом подходе.

Принципы рефлекторной теории (детерминизм, анализ и синтез, единство структуры и функции).

И.П. Павлов экспериментально обосновал взгляд на рефлекс как основной акт любой нервной деятельности. Он же разделил все рефлексы по механизму образования на безусловные и условные. Основные черты рефлекторной теории - она включает три основополагающих принципа:

1. Принцип детерминизма. Он гласит "нет действия без причины". Т.е. всякий рефлекторный акт является следствием действия раздражителя на организм.

2. Принцип анализа и синтеза. В мозге постоянно происходит анализ, т.е. различение сигналов, а также синтез, т.е. их взаимодействие и целостное вос-приятие.

3. Принцип структурности. В нервной системе нет процессов, не имеющих определенной структурной локализации. От функции зависит структура.

Сила и работа мышц.

Различают следующие режимы мышечного сокращения:

· 1.Изотонические сокращения. Длина мышцы уменьшается, а тонус не изменяется. В двигательных функциях организма не участвуют.

· 2.Изометрическое сокращения. Длина мышцы не изменяется, но тонус возрастает. Лежат в основе статической работы, например при поддержании позы тела.

· 3.Ауксотонические сокращения. Изменяются и длина и тонус мышцы. С помощью их происходит передвижение тела, другие двигательные акты.

Максимальная сила мышц - это величина максимального напряжения, которое может развить мышца. Она зависит от строения мышцы, ее функционального состояния, исходной длины, пола, возраста, степени тренированности человека.

В зависимости от строения, выделяют мышцы с параллельными волокнами (например портняжная), веретенообразные (двуглавая мышца плеча), перистые (икроножная). У этих типов мышц различная площадь поперечного физиологического сечения. Это сумма площадей поперечного сечения всех мышечных волокон, образующих мышцу.

При умеренном растяжение мышцы сила ее сокращения возрастает, но при перерастяжении уменьшается. При умеренном нагревании она также увеличивается, а охлаждении снижается. Сила мышц снижается при утомлении, нарушениях метаболизма и т.д. .Максимальная сила различных мышечных групп определяется динамометрами, кистевым, становым и т.д. Для сравнения силы различных мышц определяют их удельную или абсолютную силу. Она равна максимальной, деленной на кв. см. площади поперечного сечения мышцы.

Работу мышц делят на динамическую и статическую Динамическая выполняется при перемещении груза. При динамической работе изменяется длина мышцы и ее напряжение. Следовательно мышца работает в ауксотоническом режиме. При статической работе мышца работает в изометрическом режиме. Динамическая работа равна произведению веса груза на высоту его подъема или величину укорочения мышцы (А = Р * h). Работа измеряется в кГ.М, джоулях. Зависимость величины работы от нагрузки подчиняется закону средних нагрузок. При увеличении нагрузки работа мышц первоначально растет. При средних нагрузках она становится максимальной. Если увеличение нагрузки продолжается, то работа снижается. Такое же влияние на величину работы оказывает ее ритм. Максимальная работа мышцы осуществляется при среднем ритме. Особое значение в расчете величины рабочей нагрузки имеет определение мощности мышцы. Это работа выполняемая в единицу времени (Р = А * Т). Вт

Утомление мышц.

Утомление - это временное снижение работоспособности мышц в результате работы. Чем выше частота, сила раздражения, величина нагрузки тем быстрее развивается утомление. При утомлении значительно изменяется кривая одиночного сокращения. Увеличивается продолжительность латентного периода, периода укорочения и особенно периода расслабления, но снижается амплитуда (рис.). Чем сильнее утомление мышцы, тем больше продолжительность этих периодов. В некоторых случаях полного расслабления не наступает. Развивается контрактура. Это состояние длительного непроизвольного сокращения мышцы. Работа и утомление мышц исследуются с помощью эргографии.

В прошлом веке было предложено 3 теории мышечного утомления.

· 1.Теория Шиффа: утомление является следствием истощения энергетических запасов в мышце.

· 2.Теория Пфлюгера: утомление обусловлено накоплением в мышце продуктов обмена.

· 3.Теория Ферворна: утомление объясняется недостатком кислорода в мышце.

Действительно, эти факторы способствуют утомлению в экспериментах на изолированных мышцах. Однако в организме интенсивно работающие мышцы получают необходимый кислород, вещества, освобождаются от метаболитов за счет усиления общего и регионального кровообращения. Поэтому были предложены другие теории утомления. В частности, определенную роль в утомлении принадлежит нервно-мышечным синапсам. Утомление в синапсе развивается из-за истощения запасов нейромедиатора. Однако главная роль в утомлении двигательного аппарата принадлежит моторным центрам ЦНС. В прошлом веке И.М.Сеченов установил, что если наступает утомление мышц одной руки, то их работоспособность восстанавливается быстрее при работе другой рукой или ногами. Он считал, что это связано с переключением процессов возбуждения с одних двигательных центров на другие. Отдых с включением других мышечных групп он назвал активным. В настоящее время установлено, что двигательное утомление связано с торможением соответствующих нервных центров, в результате метаболических процессов в нейронах, ухудшением синтеза нейромедиаторов, и угнетением синаптической передачи.

Паращитовидные железы.

Человек имеет 2 пары околощитовидных желез, расположенных на задней поверхности или погруженных внутри щитовидной железы. Главные, или оксифильные, клетки этих желез вырабатывают паратгормон, или паратирин, или паратиреоидный гормон (ПТГ). Паратгормон регулирует обмен кальция в организме и поддерживает его уровень в крови. В костной ткани паратгормон усиливает функцию остеокластов, что приводит к деминерализации кости и повышению содержания кальция в плазме крови (гиперкальциемия). В почках паратгормон усиливает реабсорбцию кальция. В кишечнике повышение реабсорбции кальция происходит благодаря стимулирующему действию паратгормона на синтез кальцитриола - активного метаболита витамина D3. Под влиянием паратгормона происходит его активация в печени и почках. Кальцитриол повышает образование кальцийсвязывающего белка в стенке кишечника, что способствует обратному всасыванию кальция. Влияя на обмен кальция, паратгормон одновременно воздействует и на обмен фосфора в организме: он угнетает обратное всасывание фосфатов и усиливает их выведение с мочой (фосфатурия).

Активность околощитовидных желез определяется содержанием кальция в плазме крови. Если в крови концентрация кальция возрастает, то это приводит к снижению секреции паратгормона. Уменьшение уровня кальция в крови вызывает усиление выработки паратгормона.

Удаление околощитовидных желез у животных или их гипофункция у человека приводит к усилению нервно-мышечной возбудимости, что проявляется фибриллярными подергиваниями одиночных мышц, переходящих в спастические сокращения групп мышц, преимущественно конечностей, лица и затылка. Животное погибает от тетанических судорог.

Гиперфункция околощитовидных желез приводит к деминерализации костной ткани и развитию остеопороза. Гиперкальциемия усиливает склонность к камнеобразованию в почках, способствует развитию нарушений электрической активности сердца, возникновению язв в желудочно-кишечном тракте.

Лимфа, ее состав, функции.

Лимфа образуется путем фильтрации тканевой жидкости через стенку лимфатиче-ских капилляров. В лимфатической системе циркулирует около 2 литров лимфы. Из капилляров она движется по лимфатическим сосудам, проходит лимфатические узлы и по крупным протокам поступает в венозное русло. Удельный вес лимфы 1,012-1023 г/мм3. Вязкость 1,7, а рН около 9,0. Электролитный состав лимфы сходен с плазмой крови. Но в ней больше анионов хлора и бикарбоната. Содержание белков в лимфе меньше, чем плазме: 2,5-5,6% или 25-65 г/л. Из форменных элементов лимфа в основном содержит лимфоциты. Их количество в ней 2.000-20.000 мкл 2-20 * 109 Л. Имеется и небольшое количество других лейкоцитов. Эритроцитов в норме нет. Лимфа способна образовывать тромб. Однако время ее свертывания больше, чем у крови.

Лимфа выполняет следующие функции:

o Поддерживает постоянство объема тканевой жидкости путем удаления ее избытка.

o Перенос питательных веществ, в основном жиров, от органов пищеварения к тканям.

o Возврат белка из тканей в кровь.

· Удаление продуктов обмена из тканей.

· Защитная функция. Обеспечивается лимфоузлами, иммуноглобулинами, лимфоцитами, макрофагами.

· Участвует в механизмах гуморальной регуляции, перенося гормоны и другие ФАВ

Функции толстого кишечника.

Заключительное пищеварение происходит в Толст.К. Его железистые клетки выделяют небольшое количество щелочного сока, с рН=8,0-9,0. Сок состоит из жидкой части и слизистых комочков. Жидкая часть включает 99% воды и 1% сухого остатка. Регуляция секреции жидкой части сока осуществляется интрамуральными нервными сплетениями и гуморальными факторами. У новорожденных толстый кишечник стерилен. В течение первых месяцев жизни он заселяется непатогенной облигатной микрофлорой; 90% из них бифидобактерии, кишечная папочка, кокки. Функции толстого кишечника:

· 1.Формирование каловых масс. В слепую кишку ежедневно поступает 300 - 500 мл химуса. За счет реабсорбции воды и электролитов он концентрируется. Каловые массы в основном состоят из клетчатки, а 30% составляют бактерии. Кроме того, они содержат минеральные вещества, продукты разложения желчных пигментов, слизь.

· 2.Выводятся не переваренные остатки, в основном клетчатка. Кроме того, через него выделяются мочевина, мочевая кислота, креатинин.

· 3.Заключительное пищеварение. Под действием ферментов, поступивших из тонкого кишечника, а также ферментов сока толстого. Особую роль играет кишечная микрофлора. Белки подвергаются гнилостному разложению и образуются токсины индол, фенол, скатол. Ею образуются и биологически активные вещества - гистамин, водород, метан, сероводород. Микроорганизмы расщепляет 5-10% клетчатки до глюкозы. Они же обеспечивают сбраживание углеводов до молочной, уксусной кислот и алкоголя.

· 4.Синтез витаминов. Микрофлора кишечника синтезируется витамин B2, К, Е.

· 5.Защитная функция. Облигатная микрофлора кишечника подавляет развитие патогенной. Выделяемые ею кислые продукты тормозят процессы гниения. Она же стимулирует неспецифический иммунитет организма.

Образование конечной мочи, ее состав и свойства. Реабсорбция в канальцах, механизм ее регуляции. Процессы секреции и экскреции в почечных канальцах.

Канальцевая реабсорбция. Вся образующаяся первичная моча поступает в каналь-цы и петлю Генле, где подвергается реабсорбции 178 л воды и растворенных в ней веществ. Вместе с водой в кровь возвращаются не все они.

Реабсорбция глюкозы и аминокислот происходит в проксимальном извитом канальце и осуществляется с помощью транспортной системы сопряженной с натрием. Реабсорбция других пороговых и непороговых веществ происходит путем диффузии.

Облигатная реабсорбция основных ионов и воды происходит в проксимальном канальце, петле Генле. Факультативная в дистальном канальце. В проксимальном канальце и нисходящем колене петли Генле происходит активный транспорт большого количества ионов натрия. Он осуществляется натрий-калиевой АТФазой. За натрием в межклеточное пространство происходит пассивная реабсорбция большого количества воды. Одновременно с ними реабсорбируются и гидрокарбонат анионы. В нисходящем колене петли и дистальном канальце реабсорбируется относительно небольшое количество натрия, а вслед за ним и вода. В этом отделе нефрона ионы натрия реабсорбируются с помощью сопряженного натрий-протонного и натрий-калиевого обмена. Ионы хлора переносятся здесь из мочи в тканевую жидкость с помощью активного хлорного транспорта. Низкомолекулярные белки реабсорбируются в проксимальном извитом канальце.

3. Канальцевая секреция и экскреция. Они происходят в проксимальном участке канальцев. Это транспорт в мочу из крови и клеток эпителия канальцев веществ, которые не могут фильтроваться. Активная секреция осуществляется тремя транспортными системами. Первая транспортирует органические кислоты. Вторая органические основания. Третья этилендиаминтетраацетат (ЭДТА). Экскреция слабых кислот и оснований происходит с помощью не ионной диффузии. Для осуществления экскреции слабых кислот необходимо, чтобы реакция канальцевой мочи была щелочной, а для выведения щелочей кислой. Таким путем также секретируются протоны и катионы аммония.

Суточный диурез составляет 1,5-2 л. Конечная моча имеет слабокислую реакцию с рН=5,0 - 7,0. Удельный вес не менее 1,018. Белка не более 0,033 г/л. Сахар, кетоновые тела, уробилин, билирубин отсутствуют. Эритроциты, лейкоциты, эпителий единичные клетки в поле зрения. Бактерий не более 50.000 в 1 мл.

Её задачи:

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

· 2. Изучение механизмов регуляции функций органов и систем организма.

· 3. Выявление реакций человеческого организма и его систем на изменение внешней и внутренней среды.