Физиология - это экспериментальная наука. Она использует два основных метода: наблюдение и эксперимент.
Наблюдение - основной метод познания окружающего и используется в любом научном исследовании. Его недостатком является пассивность исследователя, который может выяснить лишь внешнюю сторону явления, например - работу (функцию) органа. Механизм регуляции работы органа можно выяснить только опытным путем.
Эксперимент позволяет исследователю создать определенные условия, в которых выясняются количественные и качественные характеристики того ил иного явления.
Эксперимент может быть острым или хроническим. Острый опыт (вивисекция) позволяет в короткое время изучить какой-либо регуляторный механизм, срабатывающий в экстремальных для подопытного организма ситуациях. Хронический эксперимент позволяет длительное время исследовать механизмы регуляции в условиях нормального взаимодействия организма и среды.
Экспериментальные исследования в последние годы проводят с помощью сложной оптической, радиотехнической, электронной аппаратуры, позволяющей, одновременно изучать десятки функций, их изменения во взаимодействии, т.е. комплексно.
В опытах на животных используют хирургические методы - экстирпацию (удаление) или пересадку органов, вживление электродов, датчиков. Объективным методом является метод телеметрии, позволяющий регистрировать параметры процесса или явления на расстоянии.
Денервация-изоляция органа, путем перерезки нервов.
Метод раздражения(микроэлектронный)-определено в мозге человека, называемые зонами удовольствия и неудовольствия.
Метод магнитно-резонансной томографии позволяет сделать виртуальные срезы головного мозга.
Метод изучения кровотока головного и спинного мозга(церебральная ангиография).
Метод электроэнцефалографии. запись биотоков головного мозга.
Гистофизиологический метод. исследования локализации секрета гипофиза и его действия на гонады
Иммунологический метод-позволяет определять показатели внутренней среды организма, концентрацию биологически активных веществ в крови, гормонов.
Рентгенографический метод.
Метод категоризации- ввод трубочек в полые органы человека.
ГОМЕОСТАЗИС — (от греч. подобный и стояние) — сохранение и поддержание постоянства внутренней среды организма (температуры тела, кровяного давления и др.).
В основе гомеостаза лежит чувствительность организма к отклонению определённых параметров от заданного значения. Пределы допустимых колебаний гомеостатического параметра (гомеостатической константы) могут быть широкими и узкими. Узкие пределы: температура тела, рН крови, содержание глюкозы в крови. Широкие пределы: давление крови, масса тела, концентрация аминокислот в крови.
Специальные внутриорганизменные рецепторы (интерорецепторы) реагируют на отклонение параметров от заданных пределов. Такие интерорецепторы имеются внутри таламуса, в сосудах и в органах. В ответ на отклонение параметров они запускают восстановительные гомеостатические реакции.
Общий механизм нейроэндокринных гомеостатических реакций для внутренней регуляции гомеостаза
Параметры гомеостатической константы отклоняются, интерорецепторы возбуждаются, затем возбуждаются соответствующие центры гипоталамуса, они стимулируют выброс гипоталамусом соответствующих либеринов. В ответ на действие либеринов происходит выброс гормонов гипофизом, а затем под их действием идёт выброс гормонов других эндокринных желёз. Гормоны, выделившись из желёз внутренней секреции в кровь, изменяют обмен веществ и режим работы органов и тканей. В итоге установившийся новый режим работы органов и тканей смещает изменившиеся параметры в сторону прежнего заданного значения и восстанавливает величину гомеостатической константы. Таков общий принцип восстановления гомеостатических констант при их отклонении.
Примеры
Мочеобразование и выведение мочи. Дыхание: чувствительность к избытку СО2 заставляет дышать чаще и восстанавливать тем самым стандартную концентрацию СО2. Теплообмен.
Механизм гомеостаза первого порядка
Гомеостаз поддерживается механизмами нескольких уровней, как это обычно свойственно иерархическим системам. При отклонении избранного параметра от средней линии в сторону верхнего или нижнего предела сразу же включаются "ближайшие" компенсационные механизмы, которые гасят это отклонение. Собственно это и будет называться регуляциейгомеостаза как устойчивого состояния, а поскольку процессы автоматизированы за счёт отрицательных обратных связей, то данное явление можно назвать саморегуляцией.
Итак, колебание гомеостатической константы допустимо в определённых пределах. За счет автоматического гашения отклонений гомеостатический параметр настойчиво возвращается к средней линии. В идеале данный механизм стремится миминизировать колебания гомеостатического параметра вокруг средней линии. Чем лучше работает этот механизм, тем меньше будут колебания. Можно назвать это первым гомеостатическим механизмом, он является базовым. Например, именно так работают различные буферные системы, компенсирующие небольшие отклонения, в частности отклонения в рН среды.
Механизм гомеостаза второго порядка
Это регуляция гомеостаза второго порядка, которая накладывается на первый механизм поддержания гомеостаза. При выходе гомеостатического параметра за определённый верхний или нижний предел допустимых колебаний включается гомеостатический механизм второго порядка и возвращает параметр в заданные пределы. Если происходят какие-либо более мощные изменения и достигаются более амплитудные пределы, то подключаются механизмы гомеостаза следующего уровня и так далее.
Механизм гомеостаза третьего порядка
При длительном или постоянном смещении гомеостатического параметра от средней линии к одному из пределов (верхнему или нижнему) включаются компенсационные процессы по гашению процесса смещения, для возврате параметра к средней линии. Система этого вида гомеостаза чувствительна к длительному общему смещению средней линии вверх или вниз. Механизмы компенсации должны быть другими, по сравнению с гомеостазом первого порядка.
В качестве примера можно представить себе нормально работающий холодильник, в котором вдруг начали непрерывно открывать и закрывать дверцу. Обычных механизмов поддержания холода при этом становится уже недостаточно.
Признаки холодильника с хорошим гомеостазом:
1. Не допускает значительных отклонений от средней линии.
2. Быстро компенсирует появившиеся отклонения
3. Имеет способность к самообучению – в процессе адаптации размах колебания уменьшается.
В отличие от искусственных автоматических систем гомеостатические живые системы, обладают уникальным свойствомпластичности. Они перестраивают свою деятельность в результате постоянной нагрузки определённого рода. Самый впечатляющий пример биологической пластичности - это смена знака при управлении обратной связью с «-» на «+» и наоборот.
Кислотно - щ. баланс
Особое значение для жизнедеятельности организма имеет постоянство состава крови, устойчивость ее активной реакции (pH), осмотического давления, соотношения электролитов (натрия, кальция, хлора, магния, фосфора), содержания глюкозы, числа форменных элементов и т. д. Так, например, pH крови, как правило, не выходит за пределы 7,35 - 7,47. Кислотно-щелочной баланс означает, что внутренняя среда организма находится в определенном равновесии. При смещении цифры в ту или иную сторону говорят о защелачивании (алкалоз) или закислении (ацидоз) организма, что неизбежно приводит к нарушению его жизненно важных функций. Кислотно-щелочной баланс регулируется многими органами и системами. Прежде всего, это легкие, почки, а также буферные системы крови и тканей, которые обратимо связывают ионы водорода, препятствуя нежелательным изменениям показателя рН. Легкие и почки забирают остаточные продукты обмена веществ, а кровь нейтрализует кислотные продукты этого обмена.
Например, при длительном пребывании в закрытом, плохо проветриваемом помещении и при отсутствии движения происходит накопление углерода, и возникает ацидоз. В результате легкие не справляются со своей работой. Для компенсации этого состояния окисленные ионы начинают выводиться через почки. Если же легкие работают нормально, то вырабатываемые в течение дня оксиды углерода не причиняют вреда организму.
Кровь состоит из двух частей: жидкости, которую называют плазмой и клеточной массы, которая находится в плазме во взвешенном состоянии. Доля плазмы - 55%, а доля клеточных элементов - 45%.
Плазма - это жидкость, которая состоит на 90% из воды, на 8% из белка и оставшиеся 2% - это минеральные вещества, жиры, витамины, гормоны и другие вещества. Главное предназначение плазмы состоит в том, что она содержит в себе форменные (клеточные) элементы крови и переносит их в самые разные и самые отдаленные части нашего организма.
Вторая часть крови человека - форменные или клеточные элементы. А если говорить просто - клетки крови. Клетки крови - это и есть та самая армия тружеников, которая обеспечивает выполнение всех функций крови. И армия эта весьма разнообразна, сильна, хорошо оснащена и обучена.
Вся большая армия клеток крови человека делится на три большие группы: клетки красной крови или эритроциты, клетки белой крови или лейкоциты и самые маленькие клетки крови или тромбоциты.
Клетки красной крови или эритроциты - это самая многочисленная группа клеток крови. И клетки эти - самые большие по размерам. Именно они придают крови красный цвет. А все благодаря тому, что в их состав входит красное вещество - гемоглобин: вещество, состоящее из железа и белка. Именно это вещество обеспечивает перенос кислорода из легких во все клетки нашего организма. И перенос углекислого газа из клеток - в легкие. Вот в этом и состоит главная задача этих клеток: перенос кислорода и углекислого газа.
Вторая группа клеток крови человека - клетки белой крови, белые кровяные тельца или лейкоциты. Главная их задача - защита нашего организма от чужеродных агрессивных элементов. Таких, как вирусы и вредоносные микроорганизмы. Клетки эти поменьше эритроцитов. Вся эта группа клеток (лейкоцитов) очень неоднородна. Она состоит из нескольких подразделений, каждое из которых играет свою определенную роль в деле защиты нашего организма. То есть - в обеспечении иммунитета.
И последняя, третья группа клеток крови - это тромбоциты. Самые крохотные клетки крови человека. Но значение их для нас очень велико. Еще бы! Ведь именно эти клетки обеспечивают свертывание крови. Именно благодаря этим клеткам мы не погибаем от кровотечения при порезах, травмах, ушибах.
Как только в результате любой травмы возникает разрыв сосуда и возникает опасность потери крови, эти клетки буквально закрывают собой "пробоину". А затем обеспечивают образования тромба - "заплатки", которая прикрывает порыв до тех пор, пока он не будет устранен окончательно.
А теперь подведем итог всему сказанному.
Вся кровь человека делится на две большие части:
- 55% - плазма
- 2.45% - клетки
Вся армия клеток крови делится на три группы:
- Эритроциты - обеспечивают перенос кислорода и углекислого газа
- Лейкоциты - обеспечивают защиту организма или иммунитет
- Тромбоциты - обеспечивают свертывание крови и образование тромбов
