ВВЕДЕНИЕ В ФИЗИОЛОГИЮ
1. Понятие о физиологии как науке. Живой организм – объект исследования физиологии. Обмен веществ как главное отличительное свойство живого.
2. Уровни организации животного организма. Понятие о физиологических системах.
3. Понятие о внутренней среде многоклеточного животного организма. Гомеостаз.
4. Основные механизмы регуляции физиологических функций.
5. Понятие о рефлексе. Доминанта как ключевой фактор деятельности нервной системы.
6. Саморегуляция в животном организме. Понятие о функциональной системе.
7. Понятие об онтогенезе животного организма, основные его периоды.
1. Понятие о физиологии как науке. Живой организм - объект исследования физиологии. Обмен веществ как главное отличительное свойство живого
Ф и з и о л о г и я(от греч. physis – природа, logos – учение) – это наука, изучающая процессы жизнедеятельности (физиологические функции) как в целостном организме, так и в отдельных его структурах (клетках, тканях, органах и их системах). Следовательно, объектом исследования в физиологии является живой организм. Основные цели физиологии состоят не только в наблюдении за теми или иными процессами жизнедеятельности, но и в выяснении причин и механизмов их вызывающих и поддерживающих, а также способов регуляции и воздействия на физиологические функции. Задачами физиологии является внедрение полученных сведений о процессах жизнедеятельности в клиническую медицину с целью возможной коррекции нарушенных физиологических функций в больном организме.
Физиология– наука экспериментальная. Различают следующие формыпроведения физиологического эксперимента:
Ø острая (вивисекционная), эксперимент проводится на обездвиженном животном и, как правило, предполагает хирургическое вмешательство в животный организм (т.н. исследования в условиях, близких к естественным – in situ);
Ø хроническая, определенные физиологические функции исследуют на заранее подготовленном животном, перенесшем определенное хирургическое вмешательство и оправившемся после него (т.н. исследования в естественных условиях – in vivo);
Ø изолирование органов, тканей, отдельных клеток или даже субклеточных структури исследование особенностей их функционирования вне организма (исследование in vitro).
В физиологическом эксперименте используют различные методики, наиболее распространенными среди которых являются:
Ø методика экстирпации (удаления) органа и последующего изучения функций организма в отсутствии какого-то органа;
Ø методика пересадки (трансплантации) какого-то органа в другое место организма (позволяет исследовать связь трансплантата с другими органами);
Ø методика катетеризации (чаще всего сосудов) с целью последующего введения в них определенных веществ;
Ø фистульная методика (соединение полости каких-то органов с окружающей средой с помощью трубок);
Ø методика наложения лигатур и сосудистых анастомозов (с целью выяснения роли микроциркуляторного русла в функционировании органа);
Ø методика денервации;
Ø методика электрического раздражения нервов или органов;
Ø методика отведения биопотенциалов от определенных структур организма и др.
Ж и в о й о р г а н и з м представляет собой самостоятельно существующую единицу органического мира, обладающую способностью к самообновлению, самовоспроизведению и саморегуляции и реагирующую как единое целое на различные воздействия со стороны внешней или внутренней его среды. Живой организм – это открытая термодинамическая система, постоянно обменивающаяся веществом и энергией с окружающей средой. Из окружающей среды организм черпает необходимые для своего самообновления и развития питательные вещества и туда же выделяет конечные продукты метаболизма. Следовательно, живой организм немыслим без окружающей его внешней среды. Вместе с тем факторы внешней среды (температура, влажность воздуха, освещенность и многие другие) постоянно изменяются, что требует от живого организма постоянного приспособления к изменяющимся условиям существования. Таким образом, жизнь организма – это постоянное приспособление к изменениям в окружающей среде, с которой он неразрывно связан.
Отличительной чертой живого является постоянно протекающий обмен веществ (метаболизм), который обеспечивает возможность развития, самообновления и самовоспроизведения организма. Обмен веществ протекает и в неживой природе, но там он сопровождается деградацией более сложных веществ до более простых.
Обмен веществ складывается из двух диаметрально противоположных, но в тоже время взаимосвязанных и взаимообуславливающих процессов:
Ø катаболизма (диссимиляции);
Ø анаболизма (ассимиляции).
Сущность катаболизма составляют процессы распада сложных органических веществ до более простых и в конечном итоге до неорганических соединений. В ходе катаболических реакций выделяется энергия разрушенных химических связей, большая часть которой превращается в тепловую и диссипирует в форме тепла, а меньшая – аккумулируется в виде макроэргических связей АТФ и креатинфосфата и в дальнейшем частично может быть использована организмом для выполнения различных видов работы (механической – мышечное сокращение, химической – синтез сложных органических веществ из простых органических, электрической – генерация нервного импульса, осмотической – транспорт ионов через клеточные мембраны против концентрационных градиентов и т.д.). Следовательно, результатом процессов катаболизма является высвобождение энергии, большая часть которой рассеивается в форме тепла, а меньшая – в дальнейшем может быть использована организмом для собственных нужд.
Анаболические процессы – это реакции синтеза сложных органических веществ из более простых органических, требующие затраты энергии. Осуществление многих синтетических реакций (прежде всего, биосинтеза белков) связано с реализацией определенной генетической информации, в результате чего многие белки животного организма обладают видовой и индивидуальной специфичностью. Като- и анаболизм определенным образом взаимосвязаны и взаимодополняют друг друга. Так, усиление синтетических процессов, сопровождающееся затратой энергии, требует компенсаторной интенсификации и катаболических реакций, в ходе которых энергия высвобождается.
Рис. 1. Схема взаимодействия катаболизма и анаболизма в ходе обмена веществ
Обмен веществ сопровождается постоянным превращением одних форм энергии в другие и в конечном итоге в тепловую, которая рассеивается организмом в окружающую среду в виде тепла. Различают внешний (обмен веществами и энергией между организмом и окружающей средой) и внутренний (обмен веществ в самом организме, в конечном итоге в его клетках) обмен веществ.
Следовательно, обмен веществ и энергии является неотъемлемой отличительной чертой живого, различные его длительные нарушения, как правило, сопровождаются развитием определенных патологий в животном организме, а прекращение обменных процессов приводит к гибели клеток и смерти организма.