Студопедия  
Главная страница | Контакты | Случайная страница

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Водно-солевой обмен.

Читайте также:
  1. Водно-солевой обмен в организме гидробионта
  2. ВОДНО-СОЛЕВОЙ ОБМЕН.
  3. Лекция 14. Водно-солевой обмен.
  4. Пластический обмен. Биосинтез белка. Роль ядра, рибосом и эндоплазматической сети в этом процессе. Матричный характер реакций биосинтеза.
  5. Углеводный обмен.

Обмен воды и минеральных веществ тесно связаны между собой. Они не являются энергетическими веществами, но выполняют ряд важных функций. Вода входит в состав каждой клетки живого организма. В теле взрослых животных до 60 % воды, у молодых животных ее больше. В тканях головного мозга ее 70–80 %, в костях —22 %. Основным депо воды в теле животных являются мышцы (около 50 %), а также печень, почки и другие внутренние органы.

Значение воды:

1. Участвует в растворении и всасывании питательных веществ.

2. Является средой для химических реакций.

3. Участвует в терморегуляции, осмосе и входит в состав клетки.

В организме не содержится химически чистой воды. Различают 3 вида воды в организме:

Свободную - она является растворителем органических и неорганиче-ских соединений.

Связанную - входящую в состав коллоидов.

Внутримолекулярную воду, входящую в состав молекул белков, жиров и углеводов.

Потребность в воде у разных животных неодинакова и зависит от многих факторов, в том числе от кормления.

При концентратном кормлении на 1 кг корма в условиях нормальной температуры коровы потребляют 4–6 л воды; лошади и овцы — 2–3 л; свиньи — 7–8 л.

Вода, поступившая с кормом, всасывается в желудочно-кишечном тракте и через воротную вену поступает в печень, а затем в общий круг кровообращения. Из капилляров она переходит в ткани, которые выделяют воду обратно в кровеносную систему.

 

1-2. У гомойтермных (теплокровных) организмов температура тела регулируема. Такой организм реагирует на снижение температуры окружающей среды уменьшением теплоотдачи и увеличением теплопродукции. И наоборот, при повышении внешней температуры организм увеличивает выделение тепла и уменьшает теплопродукцию.

Информацию о внешней температуре поставляют терморецепторы кожи (а также, видимо, других органон, например, мышц). Внутреннюю температуру тела отслеживают центральные терморецептивные нейроны переднего гипоталамуса, реагирующие на температуру крови. Это сервомеханизм (система, управляющая другой системой с помощью отрицательной обратной связи), для которого заданным значением (контрольной точкой) служит нормальная температура тела. В ответ на сигналы ошибки (рассогласования) возникают реакции, направленные на возвращение температуры тела к контрольной точке. Эти реакции опосредуются автономной системой,соматической системой и эндокринной системой.

При охлаждении организма возникает дрожь - асинхронные мышечные сокращения, увеличивающие теплопродукцию. Повышается активность щитовидной железы исимпатической нервной системы, что усиливает метаболические процессы теплообразования. Теплоотдача уменьшается за счет пилоэрекции и сужения кожных сосудов. Пиломоторная реакция эффективна у животных с хорошо развитым волосяным покровом, но не у человека; у последнего при этом наблюдается гусиная кожа.

При нагревании тела происходят изменения в противоположном направлении. Ослабление деятельности щитовидной железы снижает метаболическую активность и уменьшает теплопродукцию. За счет потоотделения и расширения сосудов кожи возрастает теплоотдача.

Гипоталамус - это регулятор (сервомеханизм) температуры тела. Только что отмеченные реакции, способствующие снижению температуры тела, формируются центром теплоотдачи гипоталамуса, состоящим из нейронов преоптической области и переднего гипоталамуса. После повреждения этих областей, как и следовало ожидать, отсутствуют реакции потоотделения и расширения кожных сосудов, а при высокой температуре окружающей среды развивается гипертермия. И наоборот, при электрическом раздражении центра теплоотдачи расширяются кожные сосуды и подавляется дрожь. Реакции, направленные на сохранение тепла, создаются нейронами заднего гипоталамуса, составляющими центр образования и сохранения тепла. Повреждение области дорсолатеральное мамиллярного тела прекращает теплопродукцию и сохранение тепла, так что при снижении температуры окружающей среды может наступить гипотермия. Электрическое раздражение этой области мозга провоцирует дрожь.

Терморегуляторные реакции возникают и при местном согревании или охлаждении гипоталамуса. Следовательно, там находятся центральные терморецептивныенейроны.

При лихорадочном состоянии (жар) заданное значение (контрольная точка) температуры тела возрастает. Причиной могут быть бактериальные пирогены, которые смещают заданное значение таким образом, что активируется теплообразование за счет дрожи (озноб) и кожной вазоконстрикции.

 

3. Гомойотермный - с постоянной, устойчивой температурой тела, почти не зависящей от температуры окружающей среды (птицы и млекопитающие).

 

Пойкилотермия - патологическое состояние: нарушение способности поддерживать постоянную температуру тела, в результате чего она меняется в зависимости от температуры окружающей среды. Наблюдается при поражениях гипоталамуса.

 

Гетеротермия – способность организма произвольно регулировать температуру тела либо поддерживая ее на физиологически нормальном высоком уровне, либо понижая до температуры внешней среды и впадая в оцепенение. В отличие от пойкилотермии, характерной для холоднокровных животных (напр., амфибий), при Г. животное может при необходимости пробуждаться и произвольно повышать уровень метаболической активности до состояния, необходимого для нормальной жизнедеятельности за счет бурого жира. Г. – важное приспособление для пережидания неблагоприятных климатических условий и бескормицы. Из млекопитающих способностью к Г. обладают некоторые рукокрылые, сони (Myoxidae) и др.

4. Основу жизнедеятельности организма составляет обмен веществ и энергии, сопровождающийся выработкой тепла при биологическом окислении молекул белков, жиров и углеводов. Существует непосредственная прямая взаимосвязь между интенсивностью обмена веществ и количеством образующегося тепла в организме: увеличение скорости обменных процессов вызывает рост теплообразования, а повышение температуры тела ускоряет биологическое окисление в организме. Поскольку прирост температуры тела сопровождается усилением отдачи организмом тепла в окружающую среду, это препятствует лавинообразному росту скорости обменных процессов и величины температуры.

Температура тела млекопитающих и человека поддерживается на относительно постоянном уровне независимо от колебаний температуры окружающей среды. Такое постоянство температуры тела носит название изотермии. Изотермия свойственна только гомойотермным, или теплокровным, животным, постоянство температуры внутренней среды которых является необходимым условием для функционирования ферментов, влияющих на скорость течения метаболических процессов. Температура тела гомойо-термных организмов обусловливается интенсивностью теплообразования за счет протекающих внутри них обменных процессов, поэтому они являются также эндотермными.

5. Спячка-состояние пониженной жизнедеятельности, наступающее у гомойотермных животных в периоды, когда пища становится малодоступной и сохранение высокой активности и интенсивного обмена веществ невозможно. Перед впадением в С. животные накапливают в организме резервные вещества, в осн. жиры (до 30—40% массы тела), и укрываются в убежищах с благоприятным микроклиматом (норы, гнёзда, дупла, расщелины скал и т. п.). С. сопровождается значит, снижением обмена веществ, торможением нервных реакций («глубокий сон»), замедлением дыхания, сердцебиения и др. физиол. процессов. Если условия С. становятся неблагоприятными (чрезмерное повышение или понижение темп-ры в убежище, подмокание гнезда и т. п.), животное резко повышает теплопродукцию, просыпается» и принимает меры к восстановлению комфортных условий. Нек-рые млекопитающие (напр., медведь, енот, барсук) впадают на зиму в зимиий сон, для к-рого характерно меньшее снижение темп-ры и интенсивности обмена веществ, чем при С. Различают суточную С. (у летучих мышей, колибри и др.), сезонную — летнюю С, или эстивацию (у пустынных животных), и зимнюю С, или гибернацию (напр., у насекомоядных, мн. грызунов), и нерегулярную С.— при внезапном наступлении неблагоприятных условий (у белок, енотовидной собаки, стрижей, ласточек и др.). Во время С. заметно повышается устойчивость животных ко мн. ядам и микробным инфекциям

 

Сон — это естественный физиологический процесс пребывания в состоянии с минимальным уровнем мозговой деятельности и пониженной реакцией на окружающий мир, присущий млекопитающим, птицам, рыбам и некоторым другим животным, в том числе насекомым

 

Оцепенение животных, состояние резко пониженной жизнедеятельности, наступающее у холоднокровных — пойкилотермных животных — как приспособление к переживанию неблагоприятных условий внешней среды, особенно к недостатку тепла, влаги и пищи. При оцепенение животное неподвижно, прекращает питаться; газообмен и др. физиологические процессы у него резко замедляются.

Тема 5

1. Центральная нервная система (ЦНС) — основная часть нервной системы животных, состоящая из нейронов и их отростков; представлена у беспозвоночных системой тесно связанных между собой нервных узлов (ганглиев), у позвоночных животных (включая людей) — спинным и головным мозгом.

Главная и специфическая функция ЦНС — осуществление простых и сложных высокодифференцированных отражательных реакций, получивших название рефлексов. У высших животных и человека низшие и средние отделы ЦНС — спинной мозг, продолговатый мозг, средний мозг, промежуточный мозг и мозжечок — регулируют деятельность отдельных органов и систем высокоразвитого организма, осуществляют связь и взаимодействие между ними, обеспечивают единство организма и целостность его деятельности. Высший отдел ЦНС — кора больших полушарий головного мозга и ближайшие подкорковые образования — в основном регулирует связь и взаимоотношения организма как единого целого с окружающей средой. Развитие центральной нервной системы происходило прежде всего в связи с усовершенствованием восприятия и анализа воздействий из внешней среды. Вместе с тем совершенствовалась и способность отвечать на эти воздействия координированной, биологически целесообразной реакцией. Развитие нервной системы шло также в связи с усложнением строения организмов и необходимостью согласования и регуляции работы внутренних органов. Для понимания деятельности нервной системы человека необходимо познакомиться с основными этапами ее развития в филогенезе. Способностью отвечать на внешние раздражения соответствующей раздражителю реакцией обладают уже простейшие одноклеточные организмы. Мельчайшей единицей раздражения являются нейрофибриллы, ничтатые белковые структуры в нейронах,являются частью цитоскелета, влияют на то, как работает нейрон.

2. Нервная система позвоночных отличается большой сложностью. Обычно её подразделяют на центральную и периферическую нервные системы, а в последней, в свою очередь, выделяют вегетативную и соматическую нервные системы. Периферическая нервная система представлена как спинномозговыми, так и черепно-мозговыми нервами. Соматическая система объединяет сенсорные рецепторы и головной мозг. Вегетативная система отвечает за непроизвольную активность внутренних органов – сокращения сердца, перистальтику желудка, потоотделение и т. п. Различия в симпатической и парасимпатической подсистемах обусловлены расположением и типом строения ганглиев, длиной и числом волокон, типом медиатора. В целом можно сказать, что симпатическая система повышает интенсивность обмена веществ, действуя в период опасности, а парасимпатическая – доминирует в покое, восстанавливая пороги чувствительности с пониженного до нормального уровня и контролируя «повседневные» функции организма.

 

ЦНС - регулируют деятельность отдельных органов и систем высокоразвитого организма, осуществляют связь и взаимодействие между ними, обеспечивают единство организма и целостность его деятельности, как единого целого с окружающей средой.

 

3. Структурно-функциональной единицей нервной системы является нервная клетка, или нейрон, или нейроцит. Всю нервную систему можно представить как взаимосвязанную и взаимодействующую сеть из нескольких триллионов нервных клеток. Несмотря на их громадное разнообразие, можно говорить о ряде общих структурных и функциональных признаков, присущих всем нервным клеткам.

В нейроне выделяют следующие основные части: тело, отростки и их окончания.

Тело нейрона, размеры которого колеблются от 4 до 130 мкм, представляет собой скопление клеточной плазмы, в которой располагается ядро – носитель генетической информации, митохондрии – универсальные «генераторы» энергии, необходимой для обеспечения деятельности клетки, и большое количество структур, выполняющих различные специфические функции.

 

Поверхность нейрона, его оболочка, часто именуемая просто как мембрана, не только обеспечивает обмен с окружающей средой, но, обладая свойствами полупроницаемой мембраны, является структурной, где развиваются сложные процессы биоэлектрогенеза, лежащие в основе главных функций нервной клетки.

 

Отростки нервных клеток являются выростами цитоплазмы. Различают два вида отростков. Дендриты – короткие, древовидно ветвящиеся, постепенно истончаются и заканчиваются в окружающих тканях. Количество их достигает десяти, они многократно увеличивают поверхность клетки.

 

Помимо дендритов нервная клетка всегда имеет один аксон (или нейрит). Этот отросток всегда более крупный, длинный (до 1 м) и менее ветвистый. Аксон заканчивается синапсом, при помощи которого он функционально взаимодействует с иннервируемыми структурами.

 

По всей функциональной значимости в составе рефлекторной дуги различают три вида нейтронов:

рецепторные (чувствительные, афферентные), имеющие чувствительные нервные окончания, которые способны воспринимать раздражения из внешней или внутренней среды;

эффекторные (эфферентные), окончания аксонов которые передают нервный сигнал на рабочий орган;

ассоциативные (вставочные, центральные), являющиеся промежуточными в составе рефлекторной дуги и передающие информацию с чувствительного нейрона на эффекторные.

 

Следует иметь в виду, что на теле и отростках большинства нервных клеток имеется очень большое количество синапсов, через которые поступает информация с других нейронов.

 

Несмотря на громадное морфологическое и функциональное разнообразие нейронов, можно выделить ряд ключевых свойств и функций.

К числу наиболее важных свойств относятся:

1. Наличие трансмембранной разности потенциалов, т.е. между наружной и внутренней поверхностями оболочки нейрона в покое регистрируется разность потенциала порядка 90 мВ, наружная поверхность электроположительна по отношению к внутренней. Величина и направление трансмембранного тока меняются в зависимости от состояния нейрона.

2. Очень высокая чувствительность к некоторым химическим веществам (медиаторам) и электрическому току.

3. Способность к нейросекреции, т.е. к синтезу и выделению в окружающую среду или в синаптическую щель биологически активных веществ.

4. Высокий уровень энергетических процессов, что обуславливает необходимость постоянного притока основного источника энергии – глюкозы и кислорода, необходимого для окисления.

Принято различать следующие функции нейрона:

1. Воспринимающая – эта функция представлена двумя механизмами. Во-первых, чувствительные окончания дендритов способны обеспечить рецепцию, т.е. трансформацию специфической энергии раздражителя внешней или внутренней среды в неспецифический процесс нервного возбуждения, нервный импульс, который по отростку распространяется по направлению к телу нервной клетки. Во-вторых, на всех частях нейрона имеются многочисленные (до нескольких десятков тысяч) синапсы, при помощи которых химическим путем возбуждение передается от одного нейрона к другому. Химические вещества, осуществляющие эту передачу, обозначают медиаторы (или нейтротрансмиттеры). К их числу, в частности, относятся адреналин, норадреналин, дофамин, серотонин, ацетилхолин, гамма-аминомасляная кислота и многие другие. В результате воздействия медиатора в теле нервной клетки развивается возбуждение и возникновение нервного импульса или снижение возбудимости нейрона – его торможение.

2. Интегративная функция – обработка одновременно или в течение короткого интервала времени поступающих нервных сигналов по механизму их алгебраической суммации, в результате которого на выходе нейрона формируется сигнал, несущий в себе информацию всех суммированных сигналов.

3. Мнестическая функция, заключающаяся в том, что существуют тонкие молекулярные биофизические процессы, сохраняющие след от всякого предыдущего воздействия и благодаря этому трансформирующие характер ответной реакции на всякое последующее. По существу, это элементарная форма памяти и научения.

4. Проводниковая функция, суть которой состоит в том, что от тела нейрона по аксону к его окончанию в естественных условиях только в одном этом направлении распространяется, не затухая, нервный импульс. Скорость его распространения в зависимости от морфофункциональных особенностей проводника колеблется от нескольких сантиметров до 100-120 метров секунду.

5. Передающая функция, проявляющая в том, что нервный импульс, достигнув окончания аксона, который, собственно, уже входит в структуру синапса, обусловливает выделение медиатора – непосредственного передатчика возбуждения к другому нейрону

или исполнительному органу.

 

Объединение нейронов – это один из фундаментальных принципов организации работы мозга

Виды объединения нейронов

1) Нервный центр

2) Нейронные цепи

3) Нейронные сети

4) Нейронные ансамбли

•Нервный центр – это комплекс нейронов, сосредоточенных в одной структуре ЦНС (например, дыхательный центр продолговатого мозга), которые выполняют близкие функции.

• Понятие «нервный центр» базируется главным образом на анатомических принципах.

•Нервный центр – совокупность нейронов, обеспечивающих реализацию определенного рефлекса

•Нервный центр – функционально связанная совокупность нейронных ансамблей разных этажей нервной системы, обеспечивающих регуляцию определенных функций организма

1) Дыхательный 7) Мигания

2) Сердечнососудистый 8) Рвоты

3) Слюноотделения 9) Сосания

4) Слезоотделения 10) Жевания

5) Кашля 11) Глотания

6) Чихания 12) Рефлексов поддержания позы

•Нейронные цепи – это соответствующим образом (последовательно) соединенные между собой нейроны, которые выполняют определенную задачу. Рефлекторная дуга является частным случаем организации нейронов по типу нейронных цепей.

•Нейронные сети – это объединение нейронов, которое содержит множество параллельно расположенных и связанных между собой последовательных цепей нейронов. Такие объединения выполняют сложные задачи. Например, сенсорные сети выполняют задачу по обработке сенсорной информации.

•Объединенные в нейронные сети нейроны могут приобретать новые свойства, отсутствующие в отдельности.

Существуют три типа нейронных сетей:

- иерархические(присутствуют таки такие свойства, как дивергенция и конвергенция, импульс передается с усилением или просто может отфильтроваться – сенсорика),

- локальные(импульсы находятся в пределе одного уроывня, они отбирают и также фильтруют ненужное),

- дивергентные(работают через один нейрон, интегрируют и регулируют поток информации).

4. Деятельность нервной системы носит рефлекторный характер. Рефлексом называется ответная реакция организма на раздражение, осуществляемая центральной нервной системой. Путь, по которому нервное возбуждение передается при рефлексе, является рефлекторной дугой. Рефлекторная дуга включает следующие отделы: рецепторы, афферентные (чувствительные) нервные волокна, участок центральной нервной системы, эфферентные (двигательные) нервные волокна, рабочий орган. В рефлекторной дуге нервный импульс проводится в одном направлении — от афферентного нейрона к эфферентному.

Различают простые и сложные рефлекторные дуги. Простая рефлекторная дуга состоит из чувствительного, двигательного и одного вставочного нейронов. Рецептор, воспринимающий раздражение, передает нервный импульс к телу первого нейрона (афферентного), который находится в спинномозговом узле или чувствительном узле черепного нерва. Нервный импульс следует в спинной (серое вещество) или головной (ядра головного мозга) мозг и образует синапс с телом вставочного нейрона, который контактирует с эфферентным нейроном. Аксон этого нейрона выходит из спинного или головного мозга в составе передних (двигательных) корешков спинномозгового или черепного нервов и направляется к рабочему органу. В сложной рефлекторной дуге между афферентными и эфферентными нейронами располагаются два и более вставочных нейрона.

5. Торможение - местный нервный процесс, приводящий к угнетению или предупреждению возбуждения. Торможение является активным нервным процессом, результатом которого служит ограничение или задержка возбуждения. Одна из характерных черт тормозного процесса- отсутствие способности к активному распространению по нервным структурам.

 

В настоящее время в центральной нервной системе выделяют два вида торможения: торможение центральное (первичное), являющееся результатом возбуждения (активации) специальных тормозных нейронов и торможение вторичное, которое осуществляется без участия специальных тормозных структур в тех самых нейронах в которых происходит возбуждение.

 

Центральное торможение(первичное) - нервный процесс, возникающий в ЦНС и приводящий к ослаблению или предотвращению возбуждения. Согласно современным представлениям центральное торможение связано с действием тормозных нейронов или синапсов, продуцирующих тормозные медиаторы (глицин, гаммааминомасляную кислоту), которые вызывают на постсинаптической мембране особый тип электрических изменений, названных тормозными постсинаптическими потенциалами (ТПСП) или деполяризацию пресинаптического нервного окончания, с которым контактирует другое нервное окончание аксона. Поэтому выделяют центральное (первичное) постсинаптическое торможение и центральное (первичное) пресинаптическое торможение.

 

Постсинаптическое торможение (лат. post позади, после чего-либо + греч. sinapsis соприкосновение, соединение) - нервный процесс, обусловленный действием на постсинаптическую мембрану специфических тормозных медиаторов (глицин, гаммааминомаслянная кислота), выделяемых специализированными пресинаптическими нервными окончаниями. Медиатор, выделяемый ими, изменяет свойства постсинаптической мембраны, что вызывает подавление способности клетки генерировать возбуждение. При этом происходит кратковременное повышение проницаемости постсинаптической мембраны к ионам К+ или CI-, вызывающее снижение ее входного электрического сопротивления и генерацию тормозного постсинаптического потенциала (ТПСП). Возникновение ТПСП в ответ на афферентное раздражение обязательно связано с включением в тормозной процесс дополнительного звена - тормозного интернейрона, аксональные окончания которого выделяют тормозной медиатор. Специфика тормозных постсинаптических эффектов впервые была изучена на мотонейронах млекопитающих (Д. Экклс, 1951). В дальнейшем первичные ТПСП были зарегистрированы в промежуточных нейронах спинного и продолговатого мозга, в нейронах ретикулярной формации, коры больших полушарий, мозжечка и таламических ядер теплокровных животных.

 

Возвратное (антидромное) постсинаптическое торможение (греч. antidromeo бежать в противоположном направлении) - процесс регуляции нервными клетками интенсивности поступающих к ним сигналов по принципу отрицательной обратной связи. Он заключается в том, что коллатерали аксонов нервной клетки устанавливают синаптические контакты со специальными вставочными нейронами (клетки Реншоу), роль которых заключается в воздействии на нейроны, конвергирующие на клетке, посылающей эти аксонные коллатерали (рис. 87). По такому принципу осуществляется торможение мотонейронов.

 

Вторичное торможение - торможение осуществляющееся теми же нервными структурами, в которых происходит возбуждение. Этот нервный процесс подробно изложен в работах Н.Е. Введенского (1886, 1901г.г.).

 

Торможение реципрокное (лат. reciprocus - взаимный) - нервный процесс, основанный на том, что одни и те же афферентные пути, через которые осуществляется возбуждение одной группы нервных клеток, обеспечивают через посредство вставочных нейронов торможение других групп клеток. Реципрокные отношения возбуждения и торможения в цнс были открыты и продемонстрированы Н.Е. Введенским: раздражение кожи на задней лапке у лягушки вызывает ее сгибание и торможение сгибания или разгибания на противоположной стороне. Взаимодействие возбуждения и торможения является общим свойством всей нервной системы и обнаруживается как в головном, так и в спинном мозге. Экспериментально доказано, что нормальное выполнение каждого естественного двигательного акта основано на взаимодействии возбуждения и торможения на одних и тех же нейронах цнс.

 

Общее центральное торможение - нервный процесс, развивающийся при любой рефлекторной деятельности и захватывавающий почти всю цнс, включая центры головного мозга. Общее центральное торможение обычно проявляется раньше возникновения какой-либо двигательной реакции. Оно может проявляться при такой малой силе раздражения при которой двигательный эффект отсутствует. Такого вида торможение было впервые описано И.С. Беритовым (1937). Оно обеспечивает концентрацию возбуждения других рефлекторных или поведенческих актов, которые могли бы возникнуть под влиянием раздражений. Важная роль в создании общего центрального торможения принадлежит желатинозной субстанции спинного мозга.

 




Дата добавления: 2014-12-15; просмотров: 50 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав




lektsii.net - Лекции.Нет - 2014-2024 год. (0.019 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав