Начала_физиологии_Ч.1 - копия

Анализ и синтез поступающей в мозг информации обеспечивает формирование временных связей, которые объединяют нервные процессы в сигнальную систему.

Различают первую и вторую сигнальную систему.

Первая сигнальная система – это совокупность нервных процессов (возбуждения и торможения), которые происходят в высших отделах ЦНС в резуль-

тате действия на органы чувств конкретных предметов и явлений природного

мира.

Благодаря первой сигнальной системе достигается конкретно-чувственное отражение окружающего мира.

Вторая сигнальная система – это совокупность нервных процессов (возбуждения и торможения), которые происходят в высших отделах ЦНС в результа-

те сигнализации речевыми обозначениями природных предметов и явлений.

Первая сигнальная система имеется у животных и человека. Вторая сигнальная система имеется только у человека и является необходимым фактором для обучения и формирования личности. Вторая сигнальная система формируется на базе первой сигнальной системы и вне ее существовать не может. ВНД человека основана на согласованной деятельности обеих сигнальных систем.

Благодаря наличию второй сигнальной системы обеспечивается сложное аб-

страктное и обобщенное отражение окружающего мира, которое проявляется в

виде логического мышления.

Вторая сигнальная система тесно связана с социально-трудовой деятель-

ностью человека и является результатом его сложных социальных взаимоот-

ношений с окружающей общественной средой. Для формирования второй сигнальной системы необходимо сочетание речевого обозначения предметов и

явлений с конкретными образами.

Речь – это способ символической передачи информации, базирующийся на комплексе условных рефлексов высшего порядка, с помощью которых человек может передать представления об окружающем мире другим субъектам в абст- рактно-обобщенной форме.

Передача информации от одного человека к другому осуществляется посредством специальных кодирующих знаковых систем, которые называются язы-

ковыми.

В зависимости от используемых знаковых систем различают вербальную и невербальную формы речи.

Вербальная речь в качестве кодовой системы использует слова. Она может быть устной и письменной.

Невербальная речь базируется на трех кодирующих системах:

1)кинестетической,

2)паралингвистической,

3)экстралингвистической.

Кинестетическая система использует для кодирования информации: жес-

ты, мимику и пантомимику.

Паралингвистическая система использует вокализацию звуков: модуля-

цию тембра, диапазона и тональности.

Экстралингвистическая система использует изменения темпа речи и

включение в нее пауз, смеха или плача.

91

Ведущей и наиболее значимой формой передачи информации между людьми является вербальная речь.

Выделяют шесть основных функций вербальной речи:

1)коммуникативная,

2)понятийная,

3)сигнальная,

4)обобщающая,

5)абстрагирующая,

6)регуляторная.

Коммуникативная функция речи связана с использованием слова как средства передачи информации при общении людей.

Понятийная функция заключается в том, что слово всегда характеризует определенное понятие и обладает смыслом.

Сигнальная функция связана с тем, что слово обозначает конкретные предметы и феномены, то есть является «сигналом сигналов».

Обобщающая функция связана с тем, что слово связывает и объединяет отдельные конкретные свойства предмета или явления.

Абстрагирующая функция обеспечивает возможность абстрактного мышления, отвлеченного от конкретных свойств предмета или явления.

Регуляторная функция обусловлена способностью слова быть высшим регулятором поведения человека.

Развитие речи связано с наличием функциональной межполушарной асимметрии головного мозга.

Функциональная межполушарная асимметрия заключается в неодно-

значности функций левого и правого полушарий головного мозга.

После открытия в левом полушарии человека моторного центра речи Брока и сенсорного центра речи Вернике это полушарие стали рассматривать как доминирующее в отношении речевой функции и мышления.

В настоящее время считают, что каждое полушарие мозга выполняет специфичные для него функции.

Функции левого полушария:

1)организует вербальные формы мышления,

2)регулирует абстрактное мышление и логические функции,

3)обеспечивает осознаваемую произвольную регуляцию психических функций,

4)формирует вторую сигнальную систему,

5)функционирует по принципу индукции – сначала осуществляется анализ, а затем синтез информации.

Функции правого полушария:

1)организует невербальные формы мышления,

2)регулирует эмоционально-личностные процессы,

3)обеспечивает психическую деятельность на досознательном уровне,

4)формирует первую сигнальную систему,

5)функционирует по принципу дедукции – сначала осуществляется син-

тез, а затем анализ информации.

В реализации любой функции участвуют оба полушария. При этом доминирование полушария проявляется лишь относительным преобладанием активности одного из полушарий над деятельностью другого.

92

К биологически обусловленным особенностям психики относится темпе-

рамет.

Темперамент – это совокупность индивидуальных свойств психики и особенностей поведения, которые однотипно проявляются в разнообразных видах деятельности независимо от ее содержания.

Темперамент отражает врожденные аспекты поведения. Поэтому осо-

бенности темпераметра наиболее постоянны и устойчивы по сравнению с другими психическими характеристиками личности.

В основе классификации типов темпераментов по Гиппократу-Галену лежат психологические особенности поведения человека. В соответствии с этой классификацией выделяют четыре типа темпераметра:

1)сангвиник,

2)флегматик,

3)холерик,

4)меланхолик.

Изучая условия выработки условных рефлексов, Павлов установил, что типы темпераметра зависят от особенностей ВНД.

Выделено три критерия, лежащих в основе классификации типов ВНД, общих для человека и животных:

1)сила нервных процессов (возбуждения и торможения) в коре больших полушарий,

2)уравновешенность нервных процессов,

3)подвижность нервных процессов.

Исходя из этих принципов и.П. Павлов выделил три сильных типа ВНД и один слабый.

Типы ВНД, общие для человека и животных

Сила процессов			Сильный			Слабый
возбуждения и	|		|	|		|
торможения	|		|	|		|
	|		|	|		|
Уравновешенность уравновешенный неуравновешенный |						|
процессов	|		|	|		|
	|		|	|		|
Подвижность		подвижный	инертный	|		|
процессов	|		|	|		|
	|		|	|		|
Тип ВНД по Павлову	живой тип		спокойный	безудержный		слабый
	|		тип	тип		тип
	|		|	|		|
Тип темпераметра	|		|	|		|
по Гиппократу-Галену		сангвиник	флегматик	холерик	меланхолик

Сила возбуждения отражает работоспособность нервной системы и проявляется в быстроте, а также в прочности выработки условных рефлексов.

93

Сила торможения характеризуется функциональной работоспособностью нервной системы при реализации условного торможения и проявляется в способности к быстрой выработке дифференцировочного торможения.

Уравновешенность характеризует соотношение силы процессов возбуждения и торможения в коре больших полушарий.

Подвижность характеризует быстроту перехода от возбуждения к торможению и наоборот. Она проявляется в различной способности к переучиванию.

Кроме того, И.П. Павлов выделил специфические для человека типы ВНД. В основе классификации специфических типов ВНД человека лежит принцип соотношения между первой и второй сигнальными системами.

Различают три основных специфических для человека типа ВНД:

1)художественный,

2)мыслительный,

3)смешанный.

Художественный тип характеризуется преобладанием первой сигнальной системы (чувственно-образное мышление).

Мыслительный тип характеризуется преобладанием второй сигнальной системы (абстрактно-логическое мышление).

Смешанный тип характеризуется относительным равновесием между первой и второй сигнальной системами.

Для совершения успешной социально-трудовой деятельности человек должен уметь сохранять и в определенных условиях воспроизводить ранее усвоенную информацию. Такую способность называют памятью. Человек, утративший память, становится инвалидом и не может полноценно работать.

Память – это способность мозга воспринимать и хранить информацию в закодированном виде, а также выводить еѐ из системы без искажения для реализации адекватной целенаправленной поведенческой деятельности.

Взависимости от формы поведения память подразделяется на видовую (ге-

нотипическую) и индивидуальную (фенотипическую).

Видовая память обеспечивает хранение информации о врожденных формах поведения – безусловных рефлексах, инстинктах, импринтинге.

Индивидуальная память обеспечивает закрепление опыта, приобретен-

ного в процессе жизнедеятельности индивидуума.

Взависимости от сенсорного канала, по которому информация поступа-

ет в мозг выделяют шесть видов памяти:

1) зрительную,

2) слуховую,

3) осязательную,

4) обонятельную,

5) вкусовую,

6) смешанную.

По емкости, длительности хранения и характеру информации выделя-

ют три вида памяти: 1) сенсорный отпечаток, 2) кратковременную, 3) долговременную память.

Сенсорный отпечаток удерживает точную и полную картину среды обитания, которая воспринимается органами чувств. Длительность хранения образа 0,1-0,5 с. Сенсорный отпечаток невоспроизводим.

94

Кратковременная память формируется за счет отбора и преобразования приоритетной информации, поступающей из сенсорного отпечатка. Ее емкость составляет 7±2 предъявляемых элемента.

Элементами передачи информации у человека могут быть цифры, буквы,

слова, предложения, формулы, а также идеи. Человек после однократного предъявления способен сохранить в кратковременной памяти 8 цифр, 7 букв или 6

не связанных смыслом слов. Наиболее эффективна передача информации с помощью идей.

Длительность хранения информации в кратковременной памяти составляет

от 10-30 с до нескольких минут. Механизм кратковременной памяти сводится к рециркуляции нервных импульсов по нейрональным ловушкам с частотой тэта-

ритма (3-6 Гц).

Долговременная память, отбирая наиболее важные сигналы из кратковременной памяти, удерживает информацию в течение длительного периода времени (месяцы, годы, а иногда и всю жизнь). Доступ к информации может быть быстрым или медленным в зависимости от частоты ее использования. Механизм дол-

говременной памяти связан с конформационными изменениями и синтезом макромолекул (ДНК, РНК и белков), которые обеспечивают стабильные сдвиги проводимости центральных синапсов.

Память характеризуется четырьмя взаимосвязанными процессами:

1)запоминания (получения) информации,

2)сохранения информации,

3)воспроизведения (извлечения) информации,

4)забывание (утраты) информации.

Запоминание – это сложный психофизиологический процесс, связанный с восприятием, кодированием и преобразованием поступающей в мозг информации в формы, наиболее благоприятные для еѐ сохранения и воспроизведения.

Сохранение информации – это процесс удержания в памяти поступив-

шей в мозг информации. Механизм сохранения информации сводится к сдвигам в синаптической проводимости, обеспечивающим закрепление следа и образование

энграммы.

Энграмма – это комплекс структурно-функциональных изменений в системе мозга, обеспечивающих не только запечатление объекта или явления, но и сохранение информации о субъективном отношении к ней индивидуума.

Воспроизведение информации – это вид психофизиологической деятельности, которая обеспечивает доступ к хранящейся в памяти информации. Физио-

логической основой воспроизведения считается активация нервных связей, образованных ранее при восприятии информации.

Забывание – это уменьшение объѐма хранящейся в памяти информации, которое начинается сразу после еѐ поступления и характеризуется частичной или полной утратой доступа к энграмме.

Количество забытого материала с течением времени возрастает. Процесс забывания характеризуется кривой Эббингауза, которая имеет вид гиперболы. Через полчаса после заучивания наизусть не связанных смыслом слов сохраняется около 55% заученной информации, через 1 час – 45%, через сутки – 35%, через 3-е суток – 25%, через 30 суток – около 20%.

95

ОБЩАЯ ФИЗИОЛОГИЯ ЭНДОКРИННОЙ СИСТЕМЫ ФИЗИОЛОГИЯ ГИПОТАЛАМО-ГИПОФИЗАРНОЙ СИСТЕМЫ

Эволюция гуморальных, нервных и гормональных механизмов регуляции физиологических функций. Понятие гормона. Эндокринный и паракринный пути гормональной регуляции функций. Особенности нервной и гормональной регуляции функций. Классификация гормонов, их свойства. Типы и механизмы действия гормонов. Морфо-функциональные особенности нервных и гуморальных связей гипоталамуса и гипофиза. Рилизинг-гормоны: либерины и статины. Гормоны гипофиза, их участие в регуляции функций эндокринных желез и эффекторных органов.

Гуморальная регуляция физиологических функций, то есть регуляция

через жидкие среды организма (кровь , лимфу, тканевую жидкость и ликвор) с

помощью химических веществ, возникла на самых ранних этапах эволюции

животного мира.

Значительно позднее в процессе эволюции появилась нервная регуляция функций, связанная с одной стороны, со способностью нейронов генерировать и проводить нервные импульсы, а с другой стороны, - с их способностью к нейро-

секреции, то есть к синтезу и транспорту специфических биологически активных веществ – нейромедиаторов, выделяющихся из нервных окончаний под влиянием нервных импульсов в синаптическую щель и обеспечивающих передачу возбужде-

ния на другие клетки.

Только на самых поздних этапах эволюции у животных с хорошо разви-

той и дифференцированной нервной системой появились специальные органы (железы внутренней секреции), синтезирующие, депонирующие и выделяющие в кровь специфические химические вещества – гормоны, регулирующие деятельность органов и клеток-мишеней.

Таким образом, гуморальная регуляция физиологических функций суще-

ствовала задолго до возникновения нервной системы, тогда как гормональная регуляция появилась у животных, имеющих уже достаточно совершенную нерв-

ную систему.

В процессе эволюции вначале возникла гуморальная регуляция функций, затем нервная регуляция и в последнюю очередь появилась гормональная регуляция, представляющая собой высшую форму гуморальной регуляции фи-

зиологических функций.

Гормональная регуляция в значительной степени освобождает ЦНС от

постоянной необходимости регулировать физиологические функции с помощью нервных импульсов.

Врезультате появления гормональной регуляции мозг получил возмож-

ность более совершенно осуществлять свои высшие психические функции.

Вгуморальной регуляции функций принимают участие пять классов хими-

ческих веществ, поступающих во внутреннюю среду организма: гормоны, медиа-

торы, ионы, метаболиты и биологически активные вещества (БАВ).

Гормоны – это специфические биологически активные вещества, вырабатываемые специализированными эндокринными органами или группами клеток,

которые секретируются во внутреннюю среду организма и оказывают регулирующее влияние на строение и функции органов и клеток-мишеней вдали от места их образования.

96

В отличие от желез внешней секреции эндокринные клетки не имеют вы-

водных протоков. Они выводят свой секрет непосредственно в кровь и тем самым оказывают регулирующее влияние на физиологические функции эндокрин-

ным путем.

Наряду с эндокринным путем, существует паракринный путь гормональной регуляции функций. В этом случае гормон из эндокринной клетки поступает не в кровь, а в межклеточную (тканевую) жидкость, где он оказывает регулирующее влияние на близко расположенные эффекторные клетки-мишени.

Существует тесное взаимодействие между нервной и гормональной регуля-

цией функций, которые взаимосодействуют друг другу в процессе поддержания гомеостаза и приспособления организма к изменениям окружающей среды.

Нервная регуляция оказывает специфическое, точное, локальное влияние на деятельность иннервируемых органов и тканей. Она обеспечивает бы-

струю регуляцию физиологических функций, но вызывает кратковременный эффект.

Гормональная регуляция оказывает специфическое влияние на все ор-

ганы и клетки-мишени. Она обеспечивает медленную регуляцию физиологических функций, но оказывает продолжительное влияние на функции органов и

клеток-мишеней.

Гормоны вырабатываются специфическими органами (железами внутрен-

ней секреции), группами клеток и рассеянными эндокринными клетками в

ЦНС и в слизистой оболочке желудочно-кишечного тракта, которые объединяют-

ся в эндокринную систему.

Классификация гормонов По химической природе гормоны подразделяются на три группы:

1)гормоны белковой и полипептидной природы;

2)аминокислотные гормоны;

3)стероидные гормоны.

Взависимости от места действия гормоны подразделяются на две группы:

1) тропные гормоны

2) эффекторные гормоны

Тропные гормоны вырабатываются только эндокринными клетками аде-

ногипофиза. После поступления в кровь они оказывают регулирующее влияние на секрецию эффекторных гормонов, вырабатываемых «периферическими» желе-

зами внутренней секреции.

Эффекторные гормоны вырабатываются «периферическими» эндокринными железами и клетками аденогипофиза. После поступления в кровь они оказывают регулирующее влияние на деятельность эффекторных клеток-мишеней.

Свойства гормонов:

1)дистантный характер действия;

2)высокая биологическая активность;

3)высокая специфичность.

Дистантный характер действия отражает способность гормонов оказы-

вать регулирующее влияние на деятельность органов-мишеней вдали от места их

образования.

97

Высокая биологическая активность отражает способность гормонов вызывать выраженный регуляторный эффект при введении очень малых доз гор-

монов.

Высокая специфичность отражает свойство гормонов вызывать специфические ответные реакции органов-мишеней, которые не могут быть получены при введении других биологически активных веществ.

Гормоны выполняют три функции:

1)обеспечивают физическое, половое и умственное развитие;

2)обеспечивают приспособление организма к изменяющимся условиям внешней среды;

3)поддерживают гомеостаз.

Типы действия гормонов:

1)метаболический

2)морфогенетический

3)корригирующий (модулирующий)

4)кинетический (пусковой)

Метаболический тип действия гормонов заключается в их влиянии на обмен веществ и трофику тканей (инсулин, глюкокортикоиды, тироксин).

Морфогенетический тип действия заключается во влиянии гормонов на развитие и дифференцировку органов и тканей (половые гормоны, соматотропный гормон, тироксин).

Наиболее отчетливо этот тип действия гормонов проявляется у животных, имеющих стадийный характер развития. Так, например, под влиянием тироксина головастик превращается в лягушку.

Корригирующий (модулирующий) тип действия гормонов заключается в изменении интенсивности сократительной активности органов, обладающих автоматией, то есть способностью спонтанно возбуждаться и сокращаться в отсутствие каких-либо раздражителей (в том числе, в отсутствие действия гормонов). Так, например, адреналин – гормон мозгового вещества надпочечников повышает амплитуду автоматических сокращений сердца и понижает интенсивность сократительной активности гладких мышц желудочно-кишечного тракта.

Кинетический (пусковой) тип действия гормонов обеспечивает запуск оп-

ределенной функции исполнительных органов. Так, адреналин вызывает концентрирование пигмента в теле пигментной клетки – хроматофора, обеспечивая его переход из отростков хроматофора, что приводит к просветлению кожи. Меланоцитстимулирующий гормон (МСГ) передней доли гипофиза, напротив, вызывает переход пигмента из тела в отростки клетки-хроматофора, что приводит к потемнению кожи. Именно это происходит под влиянием солнечной радиации, стимулирующей выработку МСГ в аденогипофизе и его поступление в кровь.

Гормоны оказывают свое регулирующее влияние на физиологические функции посредством изменения внутриклеточных процессов метаболизма.

Механизмы действия гормонов

В зависимости от химической природы гормонов, размеров их молекул (молекулярной массы), а следовательно и способности гормонов проникать через клеточную мембрану, а также от расположения в клетке белковых рецепторов (в кле-

98

точной мембране или в цитоплазме) различают два механизма действия гормонов: белково-пептидных и 2) стероидных и аминокислотных гормонов.

В механизме действия гормонов белково-полипептидной природы выде-

ляют четыре этапа:

1.Гормон белковой природы на наружной поверхности мембраны взаимодействует по принципу комплементарности с регуляторной частью специфического рецептора, встроенного в мембрану клетки-мишени.

2.В результате такого взаимодействия гормона с регуляторной частью мембранного рецептора происходит активация его каталитической части, обращенной

кцитоплазме клетки и представленной ферментом аденилатциклазой.

3.В присутствии ионов магния активированная аденилатциклаза превращает внутриклеточный АТФ в циклический аденозинмонофосфат (цАМФ), который выполняет функцию вторичного мессенджера (посредника).

4.цАМФ вызывает активацию внутриклеточных ферментов – протеинкиназ, которые в свою очередь активируют другие клеточные ферменты (фосфорилазы), что определяет специфический регуляторный эффект гормона на функцию эффекторной клетки-мишени.

Механизм действия гормонов стероидной и аминокислотной природы

также может быть разделен на четыре этапа:

1.Гормон, имеющий небольшую молекулярную массу, свободно проникает через клеточную мембрану эффекторной клетки-мишени.

2.В цитоплазме гормон по принципу комплементарности взаимодействует с внутриклеточным белком-переносчиком, образуя с ним комплекс.

3.В виде этого комплекса гормон переносится через ядерную мембрану в клеточное ядро, где этот комплекс распадается.

4.Освободившийся в ядре гормон оказывает влияние на генетический аппарат, модулируя синтез РНК, что в свою очередь приводит к изменению биосинтеза белка, в том числе ферментов, которое обусловливает специфический регуляторный эффект гормона.

Регуляция гормонообразовательной функции эндокринных желез осуществляется с помощью нервных, гормональных и нейрогормональных механиз-

мов.

Прямых нервных влияний на эндосекреторную деятельность желез внут-

ренней секреции, как правило, не наблюдается, за исключением мозгового веще-

ства надпочечников и эпифиза.

В основном регуляция деятельности эндокринных желез осуществляется с помощью гормональных и нейрогормональных механизмов.

Нейрогормональные механизмы регуляции базируются на кибернетическом принципе отрицательной обратной связи. При избытке концентрации эф-

фекторного гормона в крови тормозится секреция его физиологических стимулято- ров-либеринов в гипоталамусе и тропных гормонов в аденогипофизе. При понижении концентрации гормона в крови секреция его физиологических стимуляторов, напротив, увеличивается.

Высшим центром нейрогормональной регуляции, который осуществляет перевод регуляции с нервной системы на эндокринную, является гипоталамус. Нейроны гипоталамуса обладают не только способностью генерировать и проводить потенциалы действия, то есть осуществлять импульсную функцию, но и прояв-

99

ляют способность к нейросекреции, то есть способны осуществлять безимпульс-

ную функцию.

Благодаря наличию тесных нервных и гуморальных связей гипоталамус об-

разует с гипофизом сложную гипоталамо-гипофизарную систему.

Вгипоталамо-гипофизарном структурно-функциональном объединении различают две относительно самостоятельные системы.

Первая система – гипоталамо-нейрогипофизарная – состоит из нейросек-

реторных ядер гипоталамуса – супраоптических и паравентрикулярных ядер – и задней доли гипофиза (нейрогипофиза), которые связаны между собой нервным путем – гипоталамо-гипофизарным трактом.

Нейросекреторные ядра гипоталамуса секретируют нейрогормоны – специ-

фические биологически активные вещества, которые вырабатываются нейронами и оказывают регулирующие влияния на функции клеток-мишеней.

Нейроны супраоптического и паравентрикулярных ядер гипоталамуса синте-

зируют два нейрогормона: вазопрессин (антидиуретический гормон – АДГ) и

окситоцин. По аксонам этих гипоталамических нейронов, образующих гипотала- мо-гипофизарный тракт, гранулы, содержащие вазопрессин и окситоцин, медленно (со скоростью 1-4 мм в сутки) транспортируются с током аксоплазмы в нейрогипофиз, где депонируются в клетках – питуицитах и по мере необходимости поступают в кровь, оказывая регулирующее влияние на деятельность эффекторных клетокмишеней.

Вторая система – гипоталамо-аденогипофизарная – включает в себя гипофизотропную зону гипоталамуса и переднюю долю гипофиза, которые связаны между собой воротной гипоталамо-гипофизарной сосудистой сетью.

Вгипофизотропной зоне гипоталамуса синтезируется рилизинг-гормоны или рилизинг-факторы. По своей природе они относятся к нейрогормонам.

Рилизинг-гормоны – это нейрогормоны, вырабатываемые в гипофизотропной зоне гипоталамуса, которые гуморальным путем – через воротную ги- поталамо-гипофизарную сосудистую сеть поступают в аденогипофиз, где оказы-

вают регулирующее влияние на образование и выделение в кровь тропных и

эффекторных гормонов.

Выделяют две группы рилизинг-гормонов: либерины и статины.

Либерины – это нейрогормоны, вырабатываемые нейронами гипоталамуса, которые по воротной гипоталамо-гипофизарной сосудистой сети поступают в переднюю долю гипофиза и оказывают стимулирующее влияние на секрецию гормонов аденогитпофиза.

Статины - это нейрогормоны, вырабатываемые нейронами гипоталамуса, которые по воротной гипоталамо-гипофизарной сосудистой сети поступают в переднюю долю гипофиза и оказывают тормозящее влияние на секрецию гормонов аденогитпофиза.

Рилизинг-гормоны синтезируются в телах гипоталамических нейронов и с аксоплазматическим током транспортируются в область срединного возвышения гипоталамуса, откуда они по воротной сосудистой сети поступают в переднюю долю гипофиза.

К либеринам относятся:

1) кортиколиберин,

2) тиролиберин,

3) люлиберин (рилизинг-фактор лютеинизирующего гормона),

100