Процесс воздействия раздражителя на клетку, ткань, организм называется раздражением.

Все раздражители делятся на следующие группы:

По природе

а) физические (электричество, свет, звук, механические воздействия и т.д.)

б) химические (кислоты, щелочи, гормоны и т.д.)

в) физико-химические (осмотическое давление, парциальное давление газов и т.д.)

г) биологические (пища для животного, особь другого пола)

Д) социальные (слово для человека).

2.По месту воздействия:

а) внешние (экзогенные)

б) внутренние (эндогенные)

3.По силе:

а) подпороговые (не вызывающие ответной реакции)

б) пороговые (раздражители минимальной силы, при которой возникает возбуждение)

в) сверхпороговые (силой выше пороговой)

4.По физиологическому характеру:

А) адекватные (физиологичные для данной клетки или рецептора, которые приспособились к нему в процессе эволюции, например, свет для фоторецепторов глаза).

Б) неадекватные

Если реакция на раздражитель является рефлекторной, то выделяют также:

А) безусловно-рефлекторные раздражители

б) условно-рефлекторные

Вопрос10. Адекватные и неадекватные раздражители. Раздражители делятся на две группы: адекватные и неадекватные.

Адекватными называются раздражители, на действие которых определенный вид организмов, орган или живая ткань приспособились соответственно реагировать в естественных условиях на протяжении многих тысячелетий исторического развития. Например, для глаза адекватны световые раздражители, для уха — звуковые и т. д.

Неадекватными называются раздражители, не соответствующие строению и функции воспринимающего органа, например, механические и электрические раздражители для глаза. Они также вызывают изменение в нем обмена веществ, но отличающееся от вызванного действием адекватного раздражителя, и поэтому не могут вызвать точно такие же изменения функции, как адекватный раздражитель. Адекватные и неадекватные раздражители. Адекватный стимул для данного органа – тип раздражения, вызывающий оптимальный ответ. Адекватность или неадекватность раздражителя определяется не собственными его качествами, а специфичностью рецепторного аппарата – местоположением рецептора, а также присутствием в нём специфических клеточных органелл определяют особые свойства рецепторов. Для зрительного рецептора адекватным раздражителем является свет. В то же время свет — неадекватный раздражитель для слухового или тактильного рецептора.

Только по отношению к адекватному раздражителю рецептор является высоковозбудимым образованием, реагирующим на ничтожную силу раздражителя. Благодаря этому свойству уже на входе сенсорной системы отфильтровываются все раздражения, к восприятию которых данный рецептор не приспособлен. Реакция возникает только на специфическое раздражение, которое и формирует ощущение строго определенного качества, например, зрительное, вкусовое и т.д.

Чем выше специфичность сенсорного органа, тем больше вероятность его возбуждения (при физиологических условиях) только адекватными стимулами.
Так, для получения эффекта возбуждения в рецепторе глаза требуется несколько квантов света. Сила неадекватного раздражителя, способная вызвать специфический эффект возбуждения, должна быть в десятки и сотни тысяч раз больше. Например, ощущение света («искры из глаз») может вызвать и механический раздражитель. Но он должен превышать силу адекватного раздражителя в миллионы раз.

Вопрос12.

Величина ответной реакции возбудимых тканей прямо пропорциональна (в определенных пределах) силе раздражителя эта зависимость выражается уравнением: В = 1/S, где В - возбудимость, S - сила раздражителя.

Рис. 1.4. Зависимость между силой и длительностью порогового раздражения: 0-1 - реобаза, 0-3 - хронаксия, 0-4 - полезное время, 0-2 две реобазы; по оси абсцисс - длительность раздражения, по оси ординат - сила раздражения (в усл. ед.)

По этой кривой можно судить о том, что раздражитель ниже некоторой минимальной силы не вызывает возбуждения, как бы длительно он не действовал. Минимальная сила тока, способная вызвать возбуждение, названа Лапиком реобазой (ордината 0-1). Наименьшее время (отрезок 0-4), в течение которого должен действовать раздражитель силой в одну реобазу, называют полезным временем. Усиление тока приводит к укорочению минимального времени раздражения, но не беспредельно. Как видно, при очень коротких стимулах кривая силы - времени становится параллельной оси ординат. Это означает, что при таких кратковременных раздражениях возбуждения не возникает, как бы ни была велика сила раздражителя. Поэтому, кроме полезного времени, в качестве меры времени раздражения Лапик ввел понятие "хронаксия". Хронаксия - это время, в течение которого должен действовать ток равный двум реобазам, чтобы вызвать возбуждение.

Как видно, при очень коротких стимулах кривая силы - времени становится парралельной оси ординат. Это означает, что при таких кратковременных раздражениях возбуждение не возникает, как бы не велика была сила раздражителя. Поэтому, кроме полезного времени, в качестве меры раздражения Лапик ввел понятие «хронаксия». Хронаксия - это время, в течении которого должен действовать ток, равный двумя реобазам, чтобы вызвать возбуждение.

Ответная реакция ткани зависит от длительности раздражения, но осуществляется в определенных пределах и носит прямо пропорциональный характер. Существует зависимость между силой раздражения и временем его действия. Эта зависимость выражается в виде кривой силы и времени и называется кривой Горвега—Вейса—Лапика. Кривая показывает, что каким бы сильным ни был бы раздражитель, он должен действовать определенный период времени. Если временной отрезок маленький, то ответная реакция не возникает. Если раздражитель слабый, то бы как длительно он ни действовал, ответная реакция не возникает. Сила раздражителя постепенно увеличивается, и в определенный момент возникает ответная реакция ткани. Эта сила достигает пороговой величины и называется реобазой (минимальной силой раздражения, которая вызывает первичную ответную реакцию). Время, в течение которого действует ток, равный реобазе, называется полезным временем.

Вопрос13.

В 1936 году английский зоолог Джон Юнг обнаружил у кальмаров и каракатиц необычайно толстые аксоны, которые впоследствии стали называть "гигантскими аксонами". Их диаметр превышал 0,5 мм, что позволило достаточно легко вводить в них микроэлектроды, проводить химический анализ содержащейся в них жидкости, вводить в них различные растворы и т.д. «Гигантские аксоны» стали излюбленным объектом для изучения биоэлектрических явлений в тканях, с их помощью было получено много новых и интересных данных.

Современные представления о природе биоэлектрических явлений в тканях базируются на результатах работ Алана Ходжкина, Эндрью Хаксли, Бернарда Катца. Эти ученые в 40-50 годах нашего века модифицировали и экспериментально обосновали мембранно-ионную теорию Ю. Бернштейна. В настоящее время их взгляды о природе биоэлектрических явлений пользуются всеобщим признанием. Согласно их представлениям, наличие электрических потенциалов в живых клетках обусловлено различной концентрацией ионов Na+, K+, Ca2+ и Cl- внутри и вне клетки, а также различной проницаемостью для них клеточной мембраны. За разработку теории ионного механизма возбуждения эти авторы были удостоены звания лауреатов Нобелевской премии.

Вопрос14. Общепринятой теорией возникновения биопотенциалов является мембранно-ионная теория. Согласно мембранно- ионной теории, причиной возникновения разности потенциалов - это неравномерное распределение ионов по обе стороны клеточной мембраны (в системе цитоплазма - окружающая среда). Авторы этой теории: В.Ю. Чаговец - 1896 г., Бернштейн - 1902-1903 гг., Ходжкин, Хаксли, Кац -1940 -1941 гг.

Краткая суть теории состоит в следующем:

- биотоки, биопотенциалы возникают толь ко в возбудимых тканях (нервная, мышечная, железистая).

- клетки возбудимых тканей имеют особо устроенные биологические мембраны, в которых находятся ионные «ворота», ионные «насосы».

- что внутри клетки и за ее пределами (внеклеточное пространство) всегда имеется концетрационный градиент ионов калия и натрия (калия больше внутри клетки, а натрия больше во внеклеточной среде).

- что ионные каналы динамичны, и их открытие зависит от функционального состояния клетки или ткани (покой или возбуждение)

-что в состоянии покоя открыты калиевые каналы, а в состоянии возбуждения - натриевые каналы.

- что в состоянии покоя клетка генерирует потенциалы покоя, а в состоянии возбуждения –потенциалы действия

 

Вопрос21. Медиатор – это группа химических веществ, которая принимает участие в передаче возбуждения или торможения в химических синапсах с пресинаптической на постсинаптическую мембрану.Классификация медиаторов:1) химическая, основанная на структуре медиатора;2) функциональная, основанная на функции медиатора.Химическая классификация.1. Сложные эфиры – ацетилхолин (АХ).2. Биогенные амины:1) катехоламины (дофамин, норадреналин (НА), адреналин (А));2) серотонин;3) гистамин.3. Аминокислоты:1) гаммааминомасляная кислота (ГАМК);2) глютаминовая кислота;3) глицин;4) аргинин.4. Пептиды:1) опиоидные пептиды:а) метэнкефалин;б) энкефалины;в) лейэнкефалины;2) вещество «P»;3) вазоактивный интестинальный пептид;4) соматостатин.5. Пуриновые соединения: АТФ.6. Вещества с минимальной молекулярной массой:1) NO;2) CO.Функциональная классификация.1. Возбуждающие медиаторы, вызывающие деполяризацию постсинаптической мембраны и образование возбуждающего постсинаптического потенциала:1) АХ;2) глютаминовая кислота;3) аспарагиновая кислота.2. Тормозящие медиаторы, вызывающие гиперполяризацию постсинаптической мембраны, после чего возникает тормозной постсинаптический потенциал, который генерирует процесс торможения:1) ГАМК;2) глицин;3) вещество «P»;4) дофамин;5) серотонин;6) АТФ.

Вопрос28. По морфологическим признакам выделяют три группы мышц:1) поперечно-полосатые мышцы (скелетные мышцы);2) гладкие мышцы;3) сердечную мышцу (или миокард).Функции поперечно-полосатых мышц:1) двигательная (динамическая и статическая);2) обеспечения дыхания;3) мимическая;4) рецепторная;5) депонирующая;6) терморегуляторная.Функции гладких мышц:1) поддержание давления в полых органах;2) регуляция давления в кровеносных сосудах;3) опорожнение полых органов и продвижение их содержимого.Функция сердечной мышцы – насосная, обеспечение движения крови по сосудам.Физиологические свойства скелетных мышц:1) возбудимость (ниже, чем в нервном волокне, что объясняется низкой величиной мембранного потенциала);2) низкая проводимость, порядка 10–13 м/с;3) рефрактерность (занимает по времени больший отрезок, чем у нервного волокна);4) лабильность;5) сократимость (способность укорачиваться или развивать напряжение).6) эластичность (способность развивать напряжение при растягивании)..Физиологические особенности гладких мышц.Гладкие мышцы имеют те же физиологические свойства, что и скелетные мышцы, но имеют и свои особенности:1) нестабильный мембранный потенциал, который поддерживает мышцы в состоянии постоянного частичного сокращения – тонуса;2) самопроизвольную автоматическую активность;3) сокращение в ответ на растяжение;4) пластичность (уменьшение растяжения при увеличении растяжения);5) высокую чувствительность к химическим веществам. 6)сфинктерная функция – создают условия для хранения содержимого полого органа, например, моча в мочевом пузыре, плод в матке. ВАжнешую роль выполняют гладкие мышцы в системе кровообращения и лимфообращения_ изменяя просвет сосудов, гладкие мышцы тем самым адаптируют регионарный кровоток к местным потребностям в кислороде, питательных веществах.Физиологической особенностью сердечной мышцы является ее автоматизм. Возбуждение возникает периодически под влиянием процессов, протекающих в самой мышце. В целом, они образуют проводящую систему сердца, состоящую из сино – атриального узла, атрио – вентрикулярного узла, Пучка Гиса и волокон Пуркинье. Деятельность этой системы обеспечивает ритмические самопроизвольные возбуждения сердечной мышцы и ее последующие сокращения.

Вопрос32. При совершении длительной работы в мышце наступает утомление –временное понижение работоспособности, которое восстанавливается после периода отдыха. И.М.Сеченов(1903) показал, что восстановление работоспособности утомленных мышц руки человека после длительной работы по подъему груза ускоряется, если в период отдыха производить работу другой рукой. Временное восстановление работоспособной активности мышц утомленной руки может быть достигнуто и при других видах двигательной активности, например, при работе нижних конечностей. В отличие от простого такой отдых был назван Сеченовым активным. Таким образом, пассивный отдых- это отказ от любых видов деятельности, а активный отдых - это смена видов деятельности (умственную на физическую, физическую на умственную или смена физической нагрузки в различных частях тела). Положения теории активного отдыха используются в спортивной медицине, в физиологии труда при нормировании трудовых операций, насыщенности физических нагрузок и т.д.

Вопрос30. Различают два вида сокращения мышц:1.одиночное –это сокращение, которое возникает на одиночный стимул, достаточный для вызова возбуждения мышцы.2.суммированное сокращение – возникает в том случае, если на мышцу наносятся два и более раздражения. Режимы сокращения мышц:Для скелетной мышцы характерны два основных режима сокращений – изометрический и изотонический. Изометрический режим проявляется в том, что в мышце во время ее активности нарастает напряжение, но мышца при этом не укорачивается(попытка поднять большой груз). Изотонический режим проявляется в том, что мышца первоначально развивает напряжение (силу0, способную поднять данный груз, а потом мышца укорачивается – меняет свою длину, сохраняя напряжение. Есть еще третий режим -ауксотонический, когда во время сокращения изменяются одновременно и длина, и напряжение. В реальной практике понятие «изотонический», «изометрический» важно для анализа сократительной активности изолированных мышц и для понимания биомеханики сердца

 

Вопрос29. Мышцы характеризуются силой и совершаемой работой. Сила мышцы равна массе груза, который мышца способна потенциально поднять на высоту Н или переместить на расстояние L. Сила мышц зависит от многих факторов. Например, от числа двигательных единиц, возбуждаемых в данный момент времени, от их синхронности и исходной длины., а также от той частоты, с которой бегут потенциалы действия по аксонам к соответствующим мышечным волокнам. Сила гладких мышц тоже зависит о исходной длины, синхронности возбуждения всех гладкомышечных клеток, составляющих сократительный аппарат данной мышцы, а также от величины входа ионов кальция внутрь каждой гмк при действии стимулятора. Эта сила может быть очень велика. Работа мышц представляет собой произведение массы перемещаемого груза на величину перемещения.Мышцы совершают динамическую (поднятие груза), статическую (удержание груза) и уступающую(возвращение груза в первоначальную точку) работы.

Вопрос27. лабильность – способность возбудимой ткани реагировать на раздражение с определенной скоростью. Лабильность характеризуется максимальным числом волн возбуждения, возникающих в ткани в единицу времени (1 с) в точном соответствии с ритмом наносимых раздражений без явления трансформации

Вопрос26. Механизм формирования потенциала действияПотенциал действия возникает в ткани под влиянием порогового и сверхпорогового раздражителей и является импульсивным возбуждением. Потенциал действия можно так же, как и мембранный потенциал, зарегистрировать трансмембранным способом. Под влиянием пороговых раздражителей изменяется проницаемость клеточной мембраны - повышается для всех потенциалобразующих ионов, но больше всего для ионов Nа+ (в 500 раз). Ионы натрия перемещаются внутрь клетки. Движение ионов натрия внутрь клетки превышает выход ионов К+ из клетки. В результате происходит изменение заряда клеточной мембраны на противоположный, затем происходит постепенное восстановление исходного заряда мембраны.