1. Физиология (греч. physis – природа, logos - учение) – наука, изучающая процессы жизнедеятельности и механизмы их регулирования в различных биологических системах: клетки – ткани – органы – системы органов – организм.

Предметом изучения физиологии являются функции живого организма, их связь между собой, регуляция и приспособление к внешней среде, происхождение и становление в процессе эволюции и индивидуального развития особи.

Физиология рождалась главным образом в связи с запросами практической медицины, перед которой стояли следующие проблемы:

• сохранение здоровья человека;

• поддержание работоспособности;

• лечение заболеваний;

• восстановление здоровья после болезни.

Лечение людей и трудовая практика требовали знаний о строении человеческого тела, поэтому достижения анатомии и гистологии стали обязательными условиями для развития физиологии. Кроме того, физиология могла развиваться, только опираясь на такие науки как физика, химия, математика, кибернетика. Становление биохимии и клеточной биологии сделало возможным понимание важнейших сторон физиологии крови, выделения, пищеварения, клеточного дыхания. Современные представления о молекулярном строении живых тканей, достижения биофизики позволило познать многие свойства возбудимых тканей.

Задачи физиологии как науки:

1) изучение закономерностей жизненных процессов: дыхание, питание, обмен веществ и энергии и др.

2) механизмы взаимодействия разных систем организма, а также взаимодействие целостного организма с внешней средой.

3) исследование формирования физиологических функций на разных этапах фило- и онтогенеза.

Резюме: глубокое познание физиологических функций необходимо для активного, направленного изменения функций.

Деление на разделы условно.

1. Общая физиология. Изучает основные жизненные процессы, общие проявления жизнедеятельности: метаболизм клеток и тканей, свойства биологических мембран, общие закономерности реагирования организма на воздействия окружающей среды, формирование и изменение функций в процессе фило- и онтогенеза.

2. Частная физиология. Изучает свойства отдельных тканей, органов, систем органов (физиология крови, сердца, выделения, сенсорных систем и т.д.).

3. Прикладная физиология: Изучает закономерности проявлений деятельности организма в определенных условиях (Физиология спорта, питания, космическая, экологическая и т.д.).

Кроме того, физиологию можно разделить:

1. Нормальная физиология.

Задачи нормальной физиологии как учебной дисциплины в системе высшего медицинского образования:

• обучение будущих врачей пониманию механизмов функционирования каждого органа и организма в целом. Вылечить – значит восстановить нарушенную функцию. При изучении физиологии закладываются основы клинического мышления, база профессионального творчества;

• методическая подготовка будущего врача. Изучая физиологию, впервые обретаются навыки работы с живым организмом, навыки оценки состояния как отдельных систем, так и организма в целом на базе полученной информации. Закладываются основы функциональной диагностики;

• понимание возможностей адаптации и подготовки здорового человека к различным видам деятельности, особенно в условиях меняющейся экологической ситуации.

2. Патологическая физиология.

Нарушение жизнедеятельности является предметом патологической физиологии, которая изучает механизмы возникновения, развития и завершения патологических процессов. Без знания функции здорового организма нельзя установить ее нарушение, т.е. правильно определить пути лечения.

3. Клиническая физиология

Осуществляет связь между фундаментальными и клиническими науками. Изучает роль и характер изменения физиологических процессов как основу для возникновения патологических состояний организма, исследует компенсаторные механизмы нарушенных функций.

Методы физиологических исследований:

Основным методом является эксперимент. Для изучения механизмов физиологического процесса создают условия, в которых можно вызвать этот процесс и в последующем управлять им. Существуют аналитический и синтетический подходы в исследовании функций.

Формы проведения физиологического эксперимента:

1) Острый

2) Хронический

- Удаление органов, пересадка органов, тканей, вживление электродов, наложение анастамозов.

- Метод условных рефлексов.

- Телеметрия.

- Моделирование различных патологических процессов.

- Клинические функциональные пробы на человеке (ортостатическая, велоэргометрия, форсированное дыхание и т.д.).

- Кардиомониторинг

4. В условиях изолированного органа.

• Перфузия изолированного сердца по Лангендорфу

• Сердечно-легочный препарат

Современные этапы физиологии характеризуют:

• Высокая техническая оснащенность – аудио- и видеотехника, компьютеры, моделирование физиологических процессов.

• Углубление аналитического подхода к изучению физиологических процессов. Исследование механизмов жизнедеятельности на клеточном и молекулярном уровнях;

• Развитие системного подхода в оценке жизнедеятельности организма. Функциональная система (Анохин П.К.), динамическая система и т. д., кибернетика.

• Изучение развития функций в фило- и онтогенезе.

Проблемы общей физиологии:

• медицинские, например – боли и обезболивания;

• роль эмоционального стресса;

• механизмы акупунктуры;

• трансплантация клеток, тканей, органов;

• формирование функций плода в эмбриогенезе;

• адаптация к условиям труда и быта, к действию экстремальных факторов: космос, подводные условия и др.;

• устойчивость человека к климатическим условиям,

• экология человека.

• физиологические: изучение тонких механизмов условно-рефлекторной деятельности, процессов возбуждения-торможения, пластичности нервных клеток, проблемы старения.

На стыке физиологии и других наук рождаются новые научные направления: бионика, иммунология, нейрокибернетика, биоэнергетика и др.

1.  Нейросекреция.  Нейросекрецией называют способность специализированных нервных клеток синтезировать и выделять в кровь и ликвор пептиды, получившие название нейрогормоны. Такой функцией обладают преимущественно нейроны гипоталамуса. Нейросекрет, образующийся в соме клетки, хранится в виде гранул и путем аксонального транспорта переносится либо для складирования в задней доле гипофиза, (вазопрессин и окситоцин), либо через аксовазальные контакты поступает в капилляры портальной вены гипофиза и с током крови переносится в аденогипофиз либо поступают в ликвор (вазопрессин, окситоцин, нейротензин и др.), либо переносятся в другие отделы мозга, где выделяющиеся на аксонах пептиды выполняют роль медиаторов или модуляторов нервных процессов.

Все пептидные нейрогормоны в зависимости от биологических эффектов и органов-мишеней делятся на 3 группы:

1. Висцеро-рецептивные нейрогормоны, обладающие преимущественным действием на висцеральные органы (вазопрессин, окситоцин).

2. Нейрорецептивные нейрогормоны или нейромодуляторы, обладающие выраженными эффектами на функции нервной системы и оказывающие аналгезирующее, седативное, каталептическое, мотивационное, поведенческие и эмоциональное влияния, влияние на память и мышление (эндорфины, энкефалины, нейротензин, вазопрессин и др.).

3. Аденогипофизотропные нейрогормоны, регулирующие деятельность железистых клеток аденогипофиза ((стимуляторы гипофизальных гормонов - либерины и ингибиторы - статины).

Центральная нервная система имеет два пути управления эндокринными органами - прямой (церебро-гландулярный) и опосредованный (церебро-питуитарный ( Pituitarium - гипофиз)). Оба эти пути широко используются в организме.

Гипоталамо-гипофизарная система – совокупность гипоталамуса и гипофиза в их морфо-функциональной взаимосвязи, существующей благодаря близости расположения, особенностям кровообращения и иннервации.

Гипофиз состоит из 3х долей: передней, промежутчной(аденогипофиз) и задней(нейрогипофиз).

Гипоталамус и передняя дома гипофиза связаны при помощи портальной системы сосудов. Ток крови в вороной системе направляется от гипоталамуса к гипофизу, благодаря чему релизинг-факторы гипоталамуса могут оказывать влияние на продукцию гормонов аденогипофиза, несмотря на крайне низкую концентрацию в общем кровотоке. Релизинг-факторами называют продукты нейросекреции гипоталамуса, оказывающие влияние на выработку тропных гормонов передней доли гипофиза. Различают две группы релизинг-факторов: либерины(способствующие выделению гормонов аденогипофиза) и статины(тормозящие этот процесс).

2. Торможение – самостоятельный нервный процесс, который вызывается возбуждением и проявляется в подавлении другого возбуждения.

Постсинаптическое торможение.

Основной вид торможения, развивающийся в постсинаптической мембране аксосоматических и аксодендрических синапсов под влиянием активации тормозных нейронов, из пресинаптических окончаний которых освобождается и поступает в синаптическую щель тормозной медиатор (глицин, ГАМК). Тормозной медиатор вызывает в постсинаптической мембране увеличение проницаемости для К⁺ и Cl^-, что приводит к гиперполяризации в виде тормозных постсинаптических потенциалов (ТПСП), пространственно-временная суммация которых повышает уровень мембранного потенциала. Это приводит к прекращению генерации распространяющихся ПД.

Таким образом, постсинаптическое торможение связано со снижением возбудимости постсинаптической мембраны.

Суммарный ответ при возбуждении будет зависеть от :

1. расположения тормозных синапсов относительно аксонного холмика.

2. количества тормозных и возбуждающих синапсов.

3. количества тормозных нейронов в нервном центре.

Пресинаптическое торможение.

Развивается в аксоаксональных синапсах, блокируя распространение возбуждения по аксону. Часто встречается в стволовых структурах, в спинном мозге, в сенсорных системах.

Импульсы в пресинаптическом окончании аксоаксонального синапса высвобождают медиатор (например, ГАМК), который вызывает деполяризацию постсинаптической области за счет увеличения проницаемости их мембраны для Сl^-. Деполяризация постсинаптической области вызывает уменьшение амплитуды ПД, приходящего в пресинаптическое окончание возбуждающего нейрона (механизм шлагбаума). Предполагают, что в основе снижения возбудимости возбуждающего аксона при длительной деполяризации лежат процессы катодической депрессии, механизм которой мы разбирали в первых лекциях по возбудимым системам (повышается критический уровень деполяризации, что ведет к увеличению порога деполяризации и снижении ворзбудимости).

Уменьшение амплитуды пресинаптического потенциала ведет к снижению количества высвобождаемого медиатора. Продолжительность пресинаптического торможения значительно превосходит продолжительность постсинаптического торможения, что обусловлено ритмической активностью вставочных нейронов. Преимущество пресинаптического торможения состоит в его избирательности: при этом происходит торможение отдельных входов к нервной клетке, в то время как при постсинаптическом торможении снижается возбудимость всего нейрона в целом.

3. Нервный центр – совокупность нейронов, обеспечивающих регуляцию какого-либо конкретного физиологического процесса или функции.

Первая группа: нейроны центральной зоны, вторая группа: нейроны подпороговой каймы.

Свойства нервных центров:

- одностороннее проведение возбуждения: возбуждение через синапс и через нервный центр проходит только в одну сторону

- задержка проведения возбуждения: длительность передачи возбуждения химическим способом

- суммация – возникновение возбуждения в нервном центре при поступлении к нему нескольких допороговых импульсов, каждый из которых в отдельности не может вызвать возбуждения: пространственная – к нц приходят одновременно несколько допороговых импульсов; временная: к нц по одному афферентному входу приходит не один, а серия импульсов с очень небольшими по времени межимпульсными промежутками

- облегчение – увеличение количества возбужденных нейронов в нервном центре при одновременном поступлении к нему возбуждения по двум или более афферентным входам.

- окклюзия – уменьшение количества возбужденных нейронов в нервном центре при одновременном поступлении у нему возбуждения по двум или более афферентным входам.

- мультипликация – по разветвлениям аксона вставочного нейрона возбуждение поступает одновременно на несколько моторных нейронов.

- трансформация ритма возбуждения – изменение частоты импульсов на выходе из нц по сравнению с частотой импульсов на входе в нц: понижающая и повышающая.

- последействие – продолжение возбуждения моторного нейрона в течение некоторого времени после прекращения действия раздражителя.

- посттетаническая потенциация – увеличение амплитуды ВПСП при раздражении афферентного пути

- утомление нц – уменьшение или прекращение импульсной активности нц в результате длительной стимуляции его афферентными импульсами

- высокая чувствительность к изменениям внутренней среды – изменения внутренней среды чувствительны нервными центрами, что отражается на свойствах нц

- пластичность – способность изменять при определенных обстоятельствах свои функциональные свойства