Физиология животных
МИНИСТЕРСТВО АГРАРНОЙ ПОЛИТИКИ И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ УКРАИНЫ
ТАВРИЧЕСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
АГРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ
Кафедра «Экологии и охраны ОС»
ИНДЗ
по дисциплине «Физиология животных»
Работу выполнила студентка 31 ЕК гр.
Сиривля Я.В.
Мелитополь, 2013
- Внутренняя среда организма — совокупность жидкостей организма, находящихся внутри него, как правило, в определённых резервуарах (сосуды) и в естественных условиях никогда не соприкасающихся с внешней окружающей средой, обеспечивая тем самым организму гомеостаз. Термин предложил французский физиолог Клод Бернар.
К внутренней среде организма относятся кровь, лимфа, тканевая и спинномозговая жидкости.
Резервуаром для первых двух являются сосуды, соответственно кровеносные и лимфатические, для спинномозговой жидкости — желудочки мозга, подпаутинное пространство и спинномозговой канал.
Тканевая жидкость не имеет собственного резервуара и располагается между клетками в тканях тела.
Кровь, протекая по тонким капиллярам, профильтровывается через стенки в межклеточное пространство под влиянием гидростатического давления, созданного работой сердца. В результате образуется межклеточная жидкость. По составу она сходна с плазмой крови, т.е. содержит воду, минеральные соли, низкомолекулярные органические соединения: аминокислоты, гормоны, витамины, глюкозу, а также кислород. Обтекая клетки тканей, межклеточная жидкость теряет часть веществ, которые поступают внутрь клеток, обеспечивая их жизнедеятельность. В клетки проникают питательные вещества, кислород, а выделяются углекислый газ, конечные продукты метаболизма (мочевина, мочевая кислота, креатин) и др. Таким образом, плазма крови, протекая по тканям, видоизменяется ,обедняется питательными веществами и обогащается выделениями клеток. Собираясь в лимфатические сосуды, эта оттекающая от тканей жидкость образует лимфу. Протекая через лимфатические узлы, она также несколько изменяется: некоторые вещества выделяются в лимфу, а некоторые усваиваются клетками лимфатической системы. После этого лимфа вливается в кровеносное русло, объединяясь с кровью, и круг циркуляции жидкостей замыкается.
Таким образом, все жидкости внутренней среды взаимосвязаны, а поэтому по многим свойствам сходны. Так содержание минеральных веществ в крови, межклеточной жидкости и лимфе практически одинаково и равно примерно 0,9% от их массы, тем самым поддерживается относительное равенство осмотического давления жидкостей, и вода равномерно распределяется по всему организму.
- Понятие о биоэлектрических явлениях
Биоэлектрические явления
в тканях – это разность потенциалов,
которая возникает в тканях в
процессе нормальной жизнедеятельности.
Эти явления можно
При таком способе регистрируются:
• потенциал покоя или мембранный потенциал;
• потенциал действия.
Первые данные о существовании биоэлектрических явлений («животное электричество») были получены в третьей четверти XVIII в. при изучении природы электрического разряда, наносимого некоторыми рыбами при защите и нападении. Многолетний научный спор (1791 - 1797) между физиологом Л. Гальвани и физиком А. Вольта о природе «животного электричества» завершился двумя крупными открытиями: были установлены факты, свидетельствующие о наличии электрических потенциалов в нервной и мышечной тканях, и открыт новый способ получения электрического тока при помощи разнородных металлов – создан гальванический элемент. Однако первые прямые измерения потенциалов в живых тканях стали возможны только после изобретения гальванометров. Систематическое исследование потенциалов в мышцах и нервах в состояния покоя и возбуждения было начато Дюбуа-Реймоном (1848). Дальнейшие успехи в изучении биоэлектрических явлений были тесно связаны с усовершенствованием техники регистрации быстрых колебаний электрического потенциала и методов их отведения от одиночных возбудимых клеток. С помощью внутриклеточных микроэлектродов удалось произвести прямую регистрацию электрических потенциалов клеточных мембран. Успехи электроники позволили разработать методы изучения ионных токов, протекающих через мембрану при изменениях мембранного потенциала или при действии на мембранные рецепторы биологически активных соединений. В последнее время разработан метод, позволяющий регистрировать ионные токи, протекающие через одиночные ионные каналы.
- Основные методы исследования ЦНС и нервно-мышечного аппарата — электроэнцефалография (ЭЭГ), реоэнцефалография (РЭГ), электромиография (ЭМГ), определяют статическую устойчивость, тонус мышц, сухожильные рефлексы и др.
Электроэнцефалография (ЭЭГ) — метод регистрации электрической активности (биотоков) мозговой ткани с целью объективной оценки функционального состояния головного мозга. Она имеет большое значение для диагностики травмы головного мозга, сосудистых и воспалительных заболеваний мозга, а также для контроля за функциональным состоянием спортсмена, выявления ранних форм неврозов, для лечения и при отборе в спортивные секции)
Реоэнцефалография (РЭГ) — метод исследования церебрального кровотока, основанный на регистрации ритмических изменений электрического сопротивления мозговой ткани вследствие пульсовых колебаний кровенаполнения сосудов.
Метод РЭГ используется при
диагностике хронических
Электромиография (ЭМГ) — метод исследования функционирования скелетных мышц посредством регистрации их электрической активности — биотоков, биопотенциалов. Для записи ЭМГ используют электромиографы. По ЭМГ, в сочетании с биохимическими исследованиями (определение гистамина, мочевины в крови), можно определить ранние признаки неврозов (переутомление, перетренированность). ЭМГ характеризует деятельность мышц, состояние периферического и центрального двигательного нейрона.
Хронаксиметрия — метод исследования возбудимости нервов в зависимости от времени действия раздражителя. Сначала определяется реобаза — сила тока, вызывающая пороговое сокращение, а затем — хронаксия.
- Основные структуры ЦНС. Нейрон как структурно-функциональная единица НС
Нервная система человека:
- Отделы нервной системы
1) Центральный
- Головной мозг
- Спинной мозг
2) Периферический
- Соматическая система
- Вегетативная (автономная) система
В вегетативной системе выделяют
симпатическую и
Симпатическая нервная система — это оружие самообороны человека. В ситуациях, требующих быстрой реакции (особенно в ситуациях опасности), симпатическая нервная система:
- тормозит деятельность
системы пищеварения как
- увеличивает содержание
адреналина и глюкозы в крови,
расширяя тем самым
- мобилизует работу сердца, повышая артериальное давление крови и скорость ее свертываемости во избежание возможных больших кровопотерь;
- расширяет зрачки и глазные щели, формируя соответствующую мимику.
Парасимпатическая нервная система включается в работу, когда напряженная ситуация спадает и наступает время покоя и расслабления. Все процессы, вызванные действием симпатической системы, восстанавливаются. Нормальное функционирование этих систем характеризуется их динамическим равновесием. Нарушение этого равновесия наступает при перевозбуждении какой-то из систем.
Спинной мозг представляет собой длинный столб нервной ткани, проходящий через спинной канал, от второго поясничного позвонка до продолговатого мозга. Он решает две основные задачи:
- передает сенсорную информацию от периферийных рецепторов в головной мозг;
- обеспечивает ответные реакции организма на внешние и внутренние сигналы через активацию мышечной системы.
Головной мозг является высшей
инстанцией нервной системы. Это
самый крупный отдел
В состав головного мозга входят: передний, средний, задний и продолговатый мозг.
Передний мозг. Все составляющие мозга работают совместно, но «центральный пульт управления» нервной системой находится в переднем отделе мозга, состоящем из коры больших полушарий, промежуточного мозга и обонятельного мозга. Именно здесь находится большая часть нейронов и формируются стратегические задачи по управлению про-цессахми, а также команды на их исполнение. Реализацию команд берут на себя средний и низший уровни. При этом команды коры головного мозга могут носить инновационный характер, быть совершенно необычными. Низшие же уровни отрабатывают эти команды по привычным для человека, «наезженным» программам. Такое «разделение труда» сложилось исторически.
Нейроны – это основные клетки нервной системы. Они представляют собой отдельные клетки, но функционируют совместно с другими нейронами, образуя рефлекторную дугу. Она состоит из чувствительных (афферентных), вставочных (ассоциативных) и двигательных (эффекторных) нейронов. Самая простая рефлекторная дуга состоит из одного афферентного и одного эффекторного нейрона.
Нейрон состоит из тела – периканиона и отростков: одного длинного неразветвленного – аксона, и множества коротких и ветвящихся дендритов.
По количеству отростков, нейроны делятся на:
-Униполярные – имеют один аксон. Таких нейронов у человека нет.
-Биполярные, имеющие по одному аксону и дендриту. У человека представлены нейронами органов чувств.
-Мультиполярные, имеют один аксон и несколько дендритов.
Нейроны могут иметь разные размеры от 5-6 микрон до 150 микрон в диаметре. Тело их может быть округлым, овальным и веретеновидным.
Ядро, как правило, одно и имеет округлую форму. Располагается в центре периканиона.
В цитоплазме хорошо развиты органоиды синтеза: гранулярный эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи, митохондрии.
Хорошо развиты элементы цитоскелета: нейротубулы и нейрофиламенты.
Элементы цитоскелета нервных клеток обеспечивают транспорт веществ по нейрону.
Дендриты – это продолжение тела нейрона, имеющее те же органоиды, что и периканион.
Аксон – это истинный отросток, содержащий только цитоскелет и митохондрии. Выполняет функцию передачи импульса от нейрона к нейрону.
Плазмолемма нейрона включает в себя большое количество ионных каналов, обеспечивающих транспорт нейронов натрия из клетки в окружающую среду.
- Синапс — место контакта между двумя нейронами или между нейроном и получающей сигнал эффекторной клеткой. Служит для передачи нервного импульса между двумя клетками, причём в ходе синаптической передачи амплитуда и частота сигнала могут регулироваться.
Термин был введён в 1897 г. английским физиологом Чарльзом Шеррингтоном.
Виды синапсов:
А) по расположению.
1. Аксодендритические синапсы - на дендритах и теле нейронов. Передатчики - аксоны.
2. Аксосоматические синапсы - между аксоном и телом нейрона.
3. Аксошипиковые синапсы - на шипиках (выросты на дендритах. С их изменением меняется работа нейронов).
4. Аксоаксональные синапсы - между аксонами нейронов.
5. Дендродендритические синапсы - между дендритами нейронов.
6. Сомосоматические синапсы - между телами нейронов.
Б) по способу передачи сигналов.
1. Химические синапсы
– возбуждение передается
2. Электрические синапсы
- возбуждение передается
3. Смешанные синапсы
- возбуждение передается
В) по анатомо-гистологическому принципу.
1. Нейросекреторные.
2. Нервно-мышечные.
3. Межнейронные.
Г) по нейрохимическому принципу.
1. Адренергические – медиатор норадреналин.
2. Холинэргические – медиатор ацетилхолин.
Д) по функциональному принципу.
1. Возбуждающие.
2. Тормозные.
Строение синапса:
1. Пресинаптическая мембрана - принадлежит нейрону, ОТ которого передается сигнал.
2. Синаптическая щель, заполненная жидкостью с высоким содержанием ионов Са.
3. Постсинаптическая мембрана
- принадлежит клеткам, НА
Между нейронами всегда существует перерыв, заполненный межтканевой жидкостью.
В зависимости от плотности мембран, выделяют:
- симметричные (с одинаковой плотностью мембран);
- асимметричные (плотность одной из мембран выше).
Пресинаптическая мембрана покрывает расширение аксона передающего нейрона.
С внутренней стороны пресинаптической мембраны – белковая/гексогональная решетка (необходима для высвобождения медиатора), в которой находится белок - нейрин. Заполнена синаптическими пузырьками, которые содержат медиатор – специальное вещество, участвующее в передаче сигналов.
В состав мембраны пузырьков входит - стенин (белок).
Пузырьки содержат молекулы медиатора (внутри) - вещество, необходимое для передачи сигнала.
Постсинаптическая мембрана покрывает эффекторную клетку. Содержит белковые молекулы, избирательно чувствительные к медиатору данного синапса, что обеспечивает взаимодействие.
Эти молекулы – часть
каналов постсинаптической
Постсинаптическая мембрана содержит рецепторы, обладающие родством с медиатором данного синапса.
Между ними находится снаптическая щель. Она заполнена межклеточной жидкостью, имеющей большое количество кальция. Обладает рядом структурных особенностей – содержит белковые молекулы, чувствительные к медиатору, осуществляющему передачу сигналов.
6. Анализатор — термин, введенный И.П. Павловым для обозначения функциональной единицы, ответственной за прием и анализ сенсорной информации какой–либо одной модальности. Существуют: зрительный, слуховой, обонятельный, вкусовой, кожный, вестибулярный, двигательный анализаторы, анализаторы внутренних органов. В анализаторе выделяют три отдела:
1. Воспринимающий орган или рецептор, предназначенный для преобразование энергии раздражения в процесс нервного возбуждения;
2. Проводник, состоящий
из афферентных нервов и
3. Центральный отдел,
состоящий из релейных
Зрительный анализатор – это сложная система органов, которая состоит из рецепторного аппарата, представленного органом зрения – глазом, проводящих путей и конечного отдела – воспринимающих участков коры головного мозга. Рецепторный аппарат включает в себя, в первую очередь, глазное яблоко, которое формируется различными анатомическими образованиями. Так, в его состав входят несколько оболочек. Наружная оболочка называется склерой, или белочной оболочкой. Благодаря ей глазное яблоко имеет определенную форму и устойчиво к деформации. В передней части глазного яблока находится роговица, являющаяся, в отличие от склеры, абсолютно прозрачной.
Слуховой анализатор — совокупность соматических, рецепторных и нервных структур, деятельность которых обеспечивает восприятие человеком и животными звуковых колебаний. С. а. состоит из наружного, среднего и внутреннего уха, слухового нерва, подкорковых релейных центров и корковых отделов.
Обонятельный анализатор — нейрофизиологическая система, осуществляющая анализ пахучих веществ, которые воздействуют на слизистую оболочку носовой полости. О. а. состоит из периферического отдела (обонятельные рецепторы), специфических проводящих нервных путей (обонятельный нерв и центральный обонятельный путь), подкорковых нервных структур (сосковидные тела) и коркового отдела (извилина морского коня).
Вкусовой анализатор - нейрофизиологическая система, осуществляющая анализ веществ, поступающих в полость рта. Состоит из периферического отдела, специфических нервных волокон, подкорковых и корковых структур. Периферический отдел вкусового анализатора - вкусовые луковицы (почки), расположенные в слизистой оболочке языка в грибовидных, листовидных и желобовидных сосочках, на нёбе, в передних нёбных занавесках, глотке и гортани. У человека около 9000 вкусовых луковиц, состоящих из 5 -10 рецепторных клеток со специальными выростами которые осуществляют контакт с химическими веществами.
Кожный анализатор. Различают четыре вида кожной рецепции: тепловую, холодовую, тактильную и болевую.
Каждому виду кожной рецепции
соответствует свой специфический
раздражитель, и только болевое ощущение
может возникнуть при действии других,
разнообразных раздражителей
Тактильная рецепция включает в себя рецепцию прикосновения и давления, что зависит от силы действия раздражителя на поверхность и степени ее деформации. Различные виды рецепторов распределены по коже неравномерно. Так на 1 см2 поверхности кожи имеется 12-13 холодовых точек и только 1-2 тепловых. Наибольшее количество тактильных точек сосредоточено на кончиках пальцев, ладонней на поверхности кисти рук.
Болевая рецепция возникла
как форма защитного
Вестибулярный анализатор обеспечивает
ориентацию в пространстве: восприятие
действия на организм силы земного
притяжения, положения тела в пространстве,
характера перемещения тела (ускорение,
замедление, вращение). При любом
изменении положения тела или
головы в пространстве раздражаются
рецепторы органа равновесия, возникший
нервный импульс проводится по вестибулярному
нерву в составе преддверно-
Двигательный анализатор. Его рецепторы заложены в мышцах, связках, сухожилиях и суставных поверхностях. С участием этого аппарата воспринимается мышечно-суставное чувство, положение тела в пространстве, в движении. Специфическим раздражителем двигательного анализатора являются сокращения, растяжения мышц и сухожилий, которые воспринимаются механорецепторами (проприорецепторами). Воспринятые прорецепторами импульсы возбуждения передаются в разные отделы ЦНС.
Внутренние анализаторы осуществляют анализ и синтез информации о состоянии внутренней среды организма и участвуют в регуляции работы внутренних органов. Можно выделить: 1) внутренний анализатор давления в кровеносных сосудах и давления (наполнений) во внутренних полых органах (периферическим отделом этого анализатора являются механорецепторы); 2) анализатор температуры; 3) анализатор химизма внутренней среды организма; 4) анализатор осмотического давления внутренней среды. Рецепторы этих анализаторов расположены в различных органах, сосудах, слизистых оболочках и ЦНС.
К механорецепторам относятся все рецепторы, для которых адекватными стимулами являются давление, а также растяжение, деформация стенок органов (сосуды, сердце, легкие, желудочно-кишечный тракт и другие внутренние полые органы). К хеморецепторам относят реагирующие на различные химические вещества: это рецепторы аортального и каротидного клубочков, слизистых оболочек пищеварительного тракта и органов дыхания, серозных оболочек, а также хеморецепторы головного мозга. Осморецепторы локализованы в аортальном и каротидном синусах, в других сосудах артериального русла, в интерстициальной ткани вблизи капилляров, в печени и других органах. Терморецепторы локализованы в слизистых оболочках пищеварительного тракта, органов дыхания, мочевого пузыря, серозных оболочках, в стенках артерий и вен, в каротидном синусе, а также в ядрах гипоталамуса.
