Физиология - наука об объективных закономерностях функций живого организма, о взаимосвязи этих функций, их изменения под влиянием внешней среды. Задачей нормальной физиологии глубокое изучение механизмов жизнедеятельности здорового человека с целью выявления причин и характера нарушений этих механизмов при различных заболеваниях. Поэтому физиология является теоретической основой медицины.
Многие разделы физиологии выделилось в отдельную науку, например, физиология труда, физиология спорта, возрастная физиология, авиа-космическая физиология, клиническая физиология подобное. Для анализа функций организма требуется знание основ химии и физики, генетики и биологии, анатомии и гистологии подобное.
Функцию изучают на разных уровнях: субклеточном (например, физиология плазматических мембран или митохондрий) клеточном (например, физиология нервных или секреторных клеток ) органном (например, физиология сердца или почек) системном (например, система терморегуляции или травление). В физиологической системой понимают совокупность органов, которые выполняют определенную функцию и имеют общие механизмы регуляции. Например, к системе выделения относятся почки, легкие, органы пищеварения, кожа и нейрогуморальные механизмы регуляции деятельности этих органов в процессе выведения из организма различных веществ. Целью деятельности каждой системы является достижение конечного результата.
Физиология относится к экспериментальных наук. Она пользуется рядом методов исследования функций.
1. Наблюдая за животными, специалист не вмешивается в ход жизненных процессов. Это метод наблюдения,
2. Исследование делят на острые и хронические. Острые исследования проводят под наркозом. Они могут сопровождаться перерезания нервов, введением различных веществ. В таких условиях можно изучать функции здорового организма, но с помощью этого метода получены много ценных данных. В хронических опытах (И. П. Павлов) операция и наблюдения функций не проводятся одновременно.
Операция является лишь подготовительным этапом (например, ввод фистулы в желудок), а собственное исследование проводят после выздоровления животных. Этот метод позволяет исследовать функции в условиях, максимально приближенных к природным.
3. Наблюдение функций. Современные методы (электрофизиологические, ультразвуковая диагностика, компьютерная томография и др.). Позволяют без вреда для здоровья человека исследовать различные функции.
4. С помощью применения искусственной модели, которая функционально близка к определенного органа или системы (например, искусственная почка, искусственное сердце, модель системы кровообращения), изучают функции определенных органов и систем. Это метод моделирования.
Все живые клетки способны реагировать на раздражитель и под его влиянием переходить из состояния покоя в состояние возбуждения. Раздражители могут быть механическими, химическими, термическими, электрическими, биологическими и др.. В процессе эволюции у нервных, мышечных, железистых клетках выработалась способность реагировать на раздражитель возбуждением. Такие клетки называют возбудимыми, а их способность отвечать на раздражение - возбудимостью.
Возбуждение - сложный процесс перехода из состояния относительного покоя в состояние деятельности, т.е. в активное состояние. Возбуждение проявляется биохимическими, структурными, биофизическими, функциональными изменениями. Чаще возбуждение характеризуется изменением электрических потенциалов клеточных мембран. Оно имеет специфические, характерные для определенных клеток (сокращение, секреция, проведения нервного импульса), а также неспецифические (изменения обмена веществ, выделение тепла и т.д.) признаки.
Периода деятельности обычно наступает период отдыха. Таким образом, основными функциональными состояниями клетки орга * на системы или есть такие периоды: относительного покоя, деятельности и период отдыха.
Гуморальная регуляция - это разновидность биологической регуляции, при котором информация передается с помощью биологически активных химических веществ, которые разносятся по организму кровью или лимфой, а также путем диффузии в межклеточной жидкости.
Гуморальная регуляция отличается от нервной. Так, носителем информации при гуморальной регуляции является вещество, при нервном - нервный сигнал. Передача гуморальной регуляции осуществляется током крови, лимфы, путем диффузии, нервная - поступает нервными волокнами. Гуморальный сигнал распространяется медленнее (с током крови капилляром со скоростью 0,05 мм / с), чем нервный (скорость нервной передачи составляет 130 м / с). Гуморальный сигнал не имеет такого точного адресата (работает по принципу «всем, всем, всем»), как нервный (например, нервный импульс передается сокращающихся мышц пальца). Но эта разница не существенна, поскольку клетки имеют разную чувствительность к химическим веществам. Поэтому химические вещества действуют на строго определенные клетки, то есть на те, которые способны воспринимать эту информацию. Клетки, которые обладают такой высокой чувствительностью к любому гуморального фактора, называются клетками-мишенями.
Среди гуморальных факторов выделяют вещества с узким
спектром действия, то есть направленной действием на ограниченное количество клеток-мишеней (например, окситоцин), и шире (например, адреналин), для которых имеется значительное количество клеток-мишеней.
Гуморальная регуляция используется для обеспечения реакций, не требующих высокой скорости и точности исполнения.
Гуморальная регуляция, как и нервная, всегда выполняется
замкнутым контуром регуляции, в котором все элементы связаны между собой каналами.
Что касается элемента контура прибора, который следит (СП), то в контуре гуморальной регуляции как самостоятельная структура он отсутствует. Функцию этого звена выполняет, как правило, инкреторная
клетка.
Гуморальные вещества, которые попадают в кровь или лимфу, диффундируют в межклеточную жидкость и быстро разрушаются. В связи с этим действие их может распространяться только на близко расположенные клетки-органы, то есть их влияние имеет местный характер. В противовес местным действия дистантный влияние гуморальных веществ распространяется на клетки-мишени на расстоянии.
Кровь является одной из разновидностей соединительных тканей. Межклеточное вещество ее находится в жидком состоянии и называется плазмой. В ней содержатся форменные элементы - эритроциты, лейкоциты и тромбоциты. Функции крови разнообразны, но почти все они связаны с циркуляцией ее кровеносными сосудами. Благодаря этому кровь выполняет общую транспортную функцию. Каждую из функций кровь выполняет совместно с другими органами, являясь составной частью соответствующих функциональных систем организма.
Кровообращение - движение крови в кровеносной системе. Система кровообращения обеспечивает обмен веществ между тканями организма и внеш-»ровании внешним средой и поддерживает постоянство внутренней среды-гомеостаз.
Биологические процессы на уровне отдельной клетки или целого организма осуществляются с использованием энергии. Для образования его нужно обеспечить постоянное поступление кислорода к митохондриям клеток. Пути поступления кислорода, использование его в окислительных процессах и механизм обратного транспорта углекислого газа составляют единую систему дыхания (транспорта газов). Традиционно считается, что клеточное (внутреннее) дыхание изучает биохимия, а остальные процессы - физиология.
Под системой дыхания понимают комплекс структур, участвующих в газообмене, и механизмы их регуляции.
Потребление кислорода. Задача системы транспорта газов заключается в обеспечении организма таким количеством кислорода, которая адекватна его энергетическим потребностям. Суммарным показателем активности дыхательной системы является потребление кислорода (СК) за 1 мин. У взрослого человека в состоянии покоя СК составляет около 3,5 ил (мин-кг). Повышение функционального состояния любого органа сопровождается ростом СК. Особенно значительно увеличивается СК при работе мышц. Выполнение физической работы требует усиления функции всех органов системы транспорта газов. Появляется одышка. Она возникает при многих заболеваниях, которые нарушают функцию системы дыхания.
Механизм транспорта газов. На отдельных этапах процесса дыхания перенос газов обеспечивают два основных механизма: диффузия и конвекция. Движущей силой диффузии является градиент концентрации газа (Р1-Р2) - чем он выше, то интенсивный газообмен. Физико-химические закономерности, определяющие этот вид транспорта, обеспечивающих газообмен без использования энергии. Однако при диффузии скорость движения газов сравнительно низкая, вследствие чего они перемещаются на небольшие расстояния. Таким образом происходит газоперенос между воздухом, поступившего в воздухоносные пути, и альвеолами, альвеолярным воздухом и кровью, кровью и тканями.
Другой путь газопереносу - конвекция - основанный на градиенте давления. Для создания градиента давления нужно затратить энергию. Струя воздуха перемещается из внешней среды в дыхательные пути, Ог с кровью - от легких в ткани, а СО2 из тканей в легкие.
Можно выделить пять основных этапов газопереносу в системе дыхания:
1) конвенциональное поступления воздуха в воздухоносные пути и диффузия газов между воздухоносными путями и альвеолами (внешнее дыхание);
2) диффузия газов между альвеолами и кровью;
3) перенос газов кровью
4) диффузия газов между капиллярной кровью и тканями;
5) внутреннее, или тканевое, дыхание.