Студопедия  
Главная страница | Контакты | Случайная страница

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Эксперимент.

Читайте также:
  1. IV. ПСИХОЛОГИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ.
  2. Г) наблюдение, беседа, анкетирование, эксперимент.
  3. Есть ли выход из мусорного кризиса? Смоленский эксперимент.
  4. Контрольный эксперимент. Анализ эффективности деятельности учителя и учащихся по формированию представлений о здоровом образе жизни
  5. Патопсихологический эксперимент. Принципы построения.
  6. Формирующий эксперимент. Способы включения младших школьников в деятельность по формированию представлений ЗОЖ
  7. этап. Измерительный эксперимент.

А) Метод деструкции (разрушения или удаления). Так, для разрушения структур мозга в нужный участок вводят электрод с высоким с током высокой частоты или постоянным током, используют ультразвук (нервные клетки разрушаются от вибрации), лазерные и рентгеновские лучи, 10-20% раствор KCl, а также нейрохирургические перерезки. Естественно, на человеке метод разрушения применяется только по строгим показаниям в лечебных целях. Кроме того, возможно сопоставление нарушений функций организма с повреждениями различных образований вследствие травм, кровоизлияний, опухолей и др. (метод клинико-физиологических параллелей). В некоторых случаях орган не удаляют, а пересаживают (метод трансплантации).

Б) Фистульный метод используют для рассмотрения отдельных органов, расположенных в глубине тела и недоступных непосредственному наблюдению. Суть его в том, что один конец металлической или пластмассовой трубки вводят в полый орган (желудок, кишку, желчный пузырь), второй закрепляют на поверхности кожи. Иногда на поверхность кожи выводят собственный проток какого-нибудь органа, например, слюнной железы. Разновидностью подобного подхода может случить и методика катетеризации – в кровеносные сосуды, сердце, протоки желез вводят тонкие синтетические трубки-катетеры, которые используют и для регистрации происходящих в изучаемых органах процессов, и для введение различных фармакологических веществ и препаратов.

В) Метод функционального выключения – метод обратимого нарушения функций организма фармакологическими, температурными и др. способами.

Г) Метод раздражения

1) Афферентное раздражение воспринимающих структур (рецепторов) адекватными стимулами (световыми, звуковыми и т.д.)

2) Электростимуляция, которая бывает инвазивной (электрод вводится непосредственно в нервную структуру) и чрескожной. По месту наложения электродов выделяют периферическую и транскраниальную электростимуляцию.

3) Раздражение химическими и биохимическими веществами (введение ионов, пептидов, медиаторов, аминокислот и др.).

В эксперименте на животных применяют метод самораздражения различных участков мозга: животное получает возможность посылать раздражение в мозг, замыкая цепь электрического тока (например, нажатием на педаль), или прекращать раздражение, размыкая цепь. Именно так впервые в гипоталамической области были обнаружены положительные и отрицательные эмоциогенные зоны – центры «удовольствия», «агрессии» и др.

Принято различать следующие формы проведения физиологического экспе­римента: эксперимент-наблюдение, острый, хронический и в условиях изолированного органа. Эксперимент-наблюдение предполагает изучение физиологической функции в условиях, близких к естественным. Острый эксперимент обычно непродолжителен. В этом случае наркотизированное и обездвиженное животное вскрывают для проведения искусственной изоляции органов и тканей, иссечения и стимуляции различных нервов, регистрации электрических потенциалов, введения лекарственных препаратов и т. д. (показ).

Хронический эксперимент требует специальной подготовки в виде опреде­ленно направленных хирургических операций и использования животного в опыте только после того, как оно оправится от хирургического вмешательства. В хроническом эксперименте применяют такие методические приемы, как нало­жение фистул, гетерогенные нервно-сосудистые анастомозы, пересадки различ­ных органов, вживление электродов и т. д. Следует также заметить, что лишь в условиях хронического эксперимента возможно изучение сложных форм пове­дения с использованием методики условных рефлексов, различных инструмен­тальных методик, телестимуляции и телеметрии. Условия хронического опы­та, позволяющие наблюдать животное на протяжении недель, месяцев и даже лет, создают возможности неоднократного повторения на нем исследования, значительно повышая таким образом достоверность проводимых наблюдений.

Функции отдельных органов изучают как в целостном организме, так и после их извлечения. В последнем случае извлеченному органу прежде всего создают необходимые условия: температуру, влажность или подачу специаль­ных питательных растворов через сосуды изолированного органа (метод перфузии). Подобные условия необходимы по преимуществу для микрофизиоло­гических экспериментов, когда в качестве объекта используют отдельную мышечную, нервную или другую клетку.

2.3. Аналитические методы. Доводят результаты экспериментальных исследований до молекулярного уровней клеток, формируя представления об отдельной клетке, ее органеллах, возможностях и особенностях мембранных процессов и т.д.

2.4. Поведенческие методы изучения функций мозга. Это метод условных рефлексов, где анализируется сигнальный вход, эфферентный выход и центральные процессы психофизиологического регулирования деятельности человека. Включает:

- пробы возможности образования различных форм условных рефлексов;

- онтогенетическое и экологическое изучение условных рефлексов;

- использование электрических показателей условнорефлекторной реактивности;

- прямое раздражение нервных структур;

- фармакологическое воздействие на условнорефлекторные реакции;

- моделирование процессов условнорефлекторной деятельности.

2.5. Кибернетические методы. Применяются с момента появления работ Н.Винера (1948). Предполагает изучение закономерностей саморегулирования функций организма. Общим для этих методов является моделирование механизмов регуляции и действия обратных связей на основе точного количественного учета и математической формализации с использованием ЭВМ. Использует частные методики теории информации, математической логики, алгоритмов, теории массового обслуживания, теории синтеза информационных систем и др.

В последние годы наблюдаются значительные методические усовершенство­вания, которые коренным образом меняют самую технику эксперимента, спо­собы регистрации процессов, обработки и оценки экспериментальных данных. Механические преобразователи сигналов вытеснены электронными системами, регистрация процессов все чаще осуществляется на магнитном носителе, и последующая обработка материалов ведется с помощью компьютерной техники. Преобладающая часть исследований ведется либо на микруструктурном уровне (исследование процессов, происходящих в отдельных клетках и ее частях), либо на уровне целого организма (интегративная физиология).

 

3. Основные понятия физиологии:

Функция – проявление строго специализированной деятельности органа или физиологической системы (например, функции желудочно-кишечного тракта – секреторная, моторная, инкреторная, всасывательная и др.). В основе функции лежит обмен веществ, энергии и информации.

Регуляция функций - это целенаправленное воздействие одной подсистемы на состояние другой подсистемы, при­водящее к изменениям, выгодным для системы в целом. В силу этого одна подсистема выступает как управляю­щая, вторая - как объект управления (рис). Например, при регуляции артериального давления управляющей сис­темой является нервная, а объектом управления - сердечно-сосудистая.

Между управляющей системой и объектом управления имеются каналы связи, которые бывают прямыми и обратными.

По каналу прямой связи передаются управляющие воздействия от управляющей системы к объекту управления для изме­нения состояния объекта управления таким образом, чтобы обеспечить приспособление системы к конкретной ситуации.

По каналу обратной связи передается информация к управляю­щей системе о состоянии объекта управления и о результате управ­ляющего воздействия. Она может быть отрицательной и положительной.

Отрицательная обратная связь. Большинство контролирующих си­стем организма действует, используя принцип отрицательной об­ратной связи. Другими словами, результат действия отрицательно влияет на причину и способы, его вызвавшие.

Обратные связи бывают двух видов: положительные и отрица­тельные. Отрицательная обратная связь - это когда результат действия отрицательно влияет на причину и способы, его вызывающие (рис.). В этом случае один объект усиливает действие второго, а второй ослабляет деятельность первого и наоборот. В живых системах это имеет место при регуляции внутренней среды организма и таких жизненно важных параметров, как температура тела, артериальное давление и т.д. Например, под влиянием глюкагона (гормона поджелудочной железы) в крови возрастает содержание сахара (глюкозы). Повышенный уровень сахара усиливает выброс инсулина (гормона поджелудочной железы), под влиянием которого уровень глюкозы снижается.

Отрицательные обратные связи способствуют сохранению стабильности физиологических параметров внутренней среды при возмущающих воздейс­твиях внешней среды, т.е. поддерживают гомеостаз. Обратная связь является основным механизмом саморегуляции гомеостаза функций ор­ганизма, его энергетического и вещественного баланса.

Вместе с тем действие отрицательной обратной связи может иметь и неблагоприятный для организма в целом эффект. Например, удерживая систему в стационарном состоянии, отрицательная обратная связь препятствует ее развитию.

Положительная обратная связь усиливает рассогласование в системе. Под рассогласованием понимается отклонение параметра управления от первоначально заданного значения. То есть положительная обратная связь уводит систему все дальше от исходного состояния. Рассогласование возникает, когда необходимо создать новый режим функционирования, например, в процессах роста, развития, стрессорной реакции и т.д.

Положительная обратная связь часто приводит систему в неустойчивое состояние, способствует формиро­ванию "порочных кругов, circulus vitiosus", лежащих в основе многих патологических про­цессов в организме. Таким примером положительной обратной связи в ор­ганизме человека может служить сердечная недостаточность ухудшает кровоснабжение миокарда и еще более ослабляет его сокращения. Этот цикл по­вторяется снова и снова — пока не наступит смерть. Или эпилептический припадок, когда неболь­шое возбуждение одного из участков коры головного мозга ведет к резко­му увеличению возбудимости других участков, что приводит к возбуждению сенсорной и моторной сферы.

Регуляция осуществляется множеством механизмов управления, которые принято делить на нервные и гуморальные.

Нервная регуляция использует для передачи и переработки информации структуры нервной системы (нейроны). Информация передается в виде им­пульсов электрических потенциалов. Она обеспечивает быструю и направленную передачу сигналов, без затухания и потери энер­гии обусловлена свойствами проводящих возбуждения структур, преиму­щественно состоянием их мембран.

Гуморальная регуляция представляет собой способ передачи регули­рующей информации к эффекторам через жидкую внутреннюю среду организма (кровь, лимфу, цереброспинальную, тканевую и клеточную жидкость) с помощью молекул химических веществ, выделяемых клетками или специа­лизированными тканями и органами. Этот вид регуляции жизнедеятельности может обеспечивать как относительно автономный местный обмен информа­цией об особенностях метаболизма и функций клеток и тканей, так и сис­темный эфферентный канал информационной связи, находящейся в большей или меньшей зависимости от нервных процессов восприятия и переработки информации о состоянии внешней и внутренней среды.

При всем многообразии механизмов нервной и гуморальной регуляции в реальных живых системах они, как правило, не представлены в чистом виде, а являются частями единой нейро-гуморальной системы регуляции физиологичес­ких функций, деление которой на нервный и гуморальный компоненты весь­ма условно. Вместе с тем орга­низм является сложнейшей иерархически упорядоченной системой, и регуля­ция его деятельности носит системный характер, т.е. не определяется простой арифметической суммой составляющих его элементов, а проявляется перестройкой всей совокупности взаимоотноше­ний и взаимосвязей внутри системы. Очевидно, что механизмы реализации системного принципа регуляции весьма сложны и разнообразны, особенно принимая во внимание динамичность, то есть пос­тоянную изменчивость организации и функций живой системы.

Так, регуляция жизнедеятельности высших животных в условиях низкой температуры окружающей среды не может быть сведена только к нейрогуморальным реакциям поддержания температуры тела. Динамическая перестройка метаболизма и функций затрагивает все без исключения органы и физиологические систе­мы организма, меняется и характер питания, и образ жизни, и поведение. Изменения затрагивают не только биологическую, но и социальную сущ­ность живой системы. Сенсорные, двигательные и ассоциативные системы мозга в совокупности с центральными аппаратами регуляции висцеральных функций и эндокринной системой обеспечивают системность регуляции жиз­недеятельности с целью оптимального ее приспособления к условиям сре­ды.

Наиболее полно отразить регуляторные процессы в организме позволяет теория функциональных систем П.К.Анохина.

Функциональная система – это динамическое структурно-функциональное образование, работа всех элементов которого направлена на достижение полезного для организма в целом результата (рис).

Функциональная система включает:

1) нервные центры, позволяющие не только оценивать состояние внешней и внутренней среды организма, но и формировать, реализовывать и контролировать программу процессов регуляции;

2) полезный для организма приспособительный результат. Специальные рецепторы постоянно оценивают этот результат, направляя информацию в нервные центры по каналам обратной связи;

3) механизмы регуляции – гуморальные, вегетативные и поведенческие с обязательным участием в регуляторных процессах метаболических реакций.

Свойства функциональных систем:

1) динамичность – одни и те же органы и ткани входят в состав различных систем;

2) способность к саморегуляции – системы изменяют свою работу (распадаются) после достижения требуемого результата;

3) наличие обратной связи, которая обеспечивает регуляцию системы.

Таким образом, все, и нервные и гуморальные, механизмы управления жизнедеятельностью организма являются звеньями сложного целостного реагиро­вания, конечной целью которого является приспособление живой системы к среде обитания, т.е. адаптация.

Адаптация – процесс приспособления организма к меняющимся условиям среды – общеприродным и производственным, социальным. Адаптацией называют все виды врождённой и приобретённой приспособительной деятельности организмов с процессами на клеточном, органном, системном и организменному уровнях… Адаптация поддерживает постоянство внутренней среды организма, то есть гомеостаз.

Гомеостаз – совокупность скоординированных реакций организма, направленных на поддержание постоянства внутренней среды организма. Относится и к организму в целом (АД, базальная температура тела, ОЦК), и к межклеточному пространству (содержание в крови кислорода, углекислоты, глюкозы и др.), и к клеткам (объем клеток и их органоидов, концентрация ионов, макроэргических соединений и др.). Показатели гомеостаза м.б. жесткие и пластические. Жесткие константы могут колебаться лишь в очень узком пределе (например, рН 7,32-7,34), пластические способны изменяться в широких пределах (например, уровень глюкозы в крови колеблется в пределах 80-120 ммоль/л).

Гомеостаз, согласно автору этого термина Уолтеру Кэннону, не предполагает чего-то установленного и непод­вижного, застывшего. Оно означает состояние, которое может меняться, но которое относительно постоянно. В связи с этим иногда понятие «гомеостаз» заменяют термином «гомеокинез».

Физиологическая норма – это среднестатистический показатель параметров и характеристик жизнедеятельности здоровых людей, а также интервалы, в пределах которых они изменяются в соответствии с гомеостазом. Понятие физиологической нормы во многих случаях является условным.

  1. Принципы регуляции физиологических функций

Множественность регуляторных контуров. Одиночных регулирующих контуров в живых структурах не су­ществует, практически всегда имеются комплексы взаимодейству­ющих между собой механизмов внутри одиночной клет­ки, внутри органа или системы органов и на уровне организма. Например, инсулин понижает уровень глюкозы крови, в то время как адреналин и кортизол оказывают противоположный эффект.

Избыточность гомеостатического регулирования зависит от важ­ности жизненного параметра. Чем более важен жизненный по­казатель, тем больше систем в организме используется для его регуляции. Конечным результатом деятельности многих гомеостатических систем, контролирующих жизненные показатели, является постоянство параметров внутренней среды организма.

Иерархия. Среди различных регуляторных контуров наблюдается иерархичность. Например, гипоталамус контролирует эндокрин­ные функции клеток передней доли гипофиза, тропный гормон которой (АКТГ) в свою очередь контролирует функцию коры надпочечников, а выделяемый последней кортизол, принимает участие в поддержании (в дополнение к инсулину) уровня глю­козы в крови.

Приоритеты. Поддержание постоянства внутренней среды — бо­лее важная задача, чем интересы клетки, группы клеток или от­дельного органа. Так, во время жары температура тела поддерживается за счёт усиленного потоотделения и потерь тепла с испаряющимся потом. Однако образование и выделение пота однозначно умень­шает объём крови. Поскольку для организма объём крови — бо­лее важный жизненный показатель, чем поддержание температу­ры тела, то в какой-то критический момент системы, регулирующие объём крови, сигнализируют контролирующим температуру тела системам о необходимости уменьшения потообразования. Если температура среды при этом не изменяется, то развивается «тепловой удар».

 

 

Литература:

Физиология человека. Под ред. В.М.Покровского. 2003.

Орлов А.Д., Ноздрачев А.Д. Нормальная физиология.

Агаджанян Н.А. Основы физиологии человека. 2007.

Физиология. Под ред. К.В.Судакова. 2000.

Начала физиологии. Под. Ред. А.Д.Ноздрачева. М., 2002.

Основы физиологии человека. В 3 кн. Под ред. Б.И.Ткаченко.С-Пб, 1994.

 




Дата добавления: 2014-12-15; просмотров: 49 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав




lektsii.net - Лекции.Нет - 2014-2024 год. (0.011 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав