Практичне заняття 6.

Дата добавления: 2014-11-10; просмотров: 6367

Загальна характеристика біологічної регуляції. Дослідження рефлекторної дуги.

1.Актуальність теми:

Біологічна регуляція – це сукупність процесів в організмі, які забезпечують єдність його структур як цілісної системи та взаємодію організму з навколишнім середовище, що має пристосувальний характер. Організм – це саморегулююча система, тому аналіз процесів регуляції функцій організму дозволяє лікарю виявити і нормалізувати порушені ланки в регуляції його функцій, завдяки чому досягається пристосувальна реакція організму.

2.Навчальні цілі:

Ø Трактувати поняття біологічної регуляції функцій, її види, аналізувати механізми нервової регуляції фізіологічних функцій організму та його систем.

Ø Описувати контури біологічної регуляції функцій, аналізувати їх регульовані параметри, функції ланок та роль прямого і зворотного зв’язків в забезпеченні пристосувальної реакції організму.

Ø Описувати механізми рефлекторної регуляції функцій та роль елементів рефлекторної дуги як складових контуру біологічної регуляції в забезпеченні пристосувальної реакції організму.

Ø Аналізувати будову рефлекторної дуги в експерименті, роль інтегрального та локального рефлекторних центрів у забезпеченні пристосувальної реакції організму.

3.Завдання для самостійної роботи під час підготовки до практичного заняття

3.1.Перелік основних термінів, параметрів, характеристик, які повинен засвоїти студент при підготовці до практичного заняття

3.2. Теоретичні питання

1) Біологічна регуляція, її значення та види. Контур біологічної регуляції. . Роль зворотного зв’язку у регуляції. Регуляція “за відхиленням” та “за збуренням”.

2) Поняття про рефлекс. Будова рефлекторної дуги та функції її ланок. Уявлення про локальний та інтегральний рефлекторні центри.

3) Порівняльна характеристика умовних та безумовних рефлексів.

3.3.Практичні роботи

1) Аналіз будови рефлекторної дуги.

2) Вироблення умовного мигального рефлексу.

4. Зміст теми

Біологічна регуляція - це сукупність процесів, що забезпечують взаємодію структур організму та взаємодію організму з зовнішнім середовищем при досягненні його пристосувальної реакції .

Контур регуляції - це шлях передачі та обробки інформації, що забезпечує досягнення пристосувальної реакції організму.

Контур біологічної регуляції має такі елементи:

а) Регульовані параметри (РП) - це параметри , що характеризують пристосувальну реакцію організму (наприклад, концентрація глюкози в крові, величина артеріального тиску в судинах, рО2 та ін.).

б) Слідкуючий пристрій (СП) - це елемент контуру, що сприймає інформацію про зміну РП, в організмі цю функцію виконують рецептори.

в) Канал зворотного зв’язку - це шлях передачі інформації від СП до керуючого пристрою.

г) Керуючий пристрій (КП) - це елемент контуру, який сприймає інформацію, порівнює її з заданими параметрами (уставкою), формує відповідний сигнал (приймає рішення) для досягнення пристосувальної реакції системи; в організмі ці функції виконує центральна нервова система (ЦНС).

д) Виконавчі органи - це елементи контуру, що виконують певні функції, завдяки яким досягається пристосувальна реакція організму з певними РП; в організмі ці функції виконують різні органи-ефектори.

є) Канал зворотного зв’язку – це шлях передачі інформації від слідкуючого пристрою до керуючого пристрою про регульованого параметру від заданого рівня.

ж) Канал прямого зв’язку – це шлях передачі інформації від керуючого пристрою, спрямований на забезпечення заданого рівня регульованого параметру завдяки зміні функцій виконавчих структур.

з) Канал зовнішнього зв’язку – це шлях передачі інформації до керуючого пристрою про зовнішні (“збурюючи”) впливи, що потребують досягнення пристосувальної реакції організму з відповідними характеристиками РП.

Контур біологічної регуляції “за збуренням” забезпечує РП, які має пристосувальна реакція організму при різних його взаємодіях з зовнішнім середовищем про що інформація від СП₁ (“рецепторів за збуренням”) надходить до КП каналом зовнішнього зв’язку. Так, під час фізичної праці артеріальний тиск у людини підвищується в порівнянні з параметрами гомеостазу, щоб забезпечити пристосувальну реакцію організму - збільшення кровообігу (постачання кисню та субстратів з кров’ю до працюючих м’язів).

Штучно визначають контур біологічної регуляції “за відхиленням”, якщо уявити, що канал зовнішнього зв’язку не діє, наприклад в умовах гомеостазу організму, коли РП підтримується в межах заданої величини:

В дійсності організм є багато параметричною системою і зазначені контури регуляції спрощують уяву про справжні механізми регуляції, але сприяють аналізу характеру змін регульованих параметрів, навколо яких і будуються контури біологічної регуляції.

За способами передачі інформації розрізняють два види регуляції: а) нервова регуляція, б) гуморальна регуляція:

· Нервова регуляція – здійснюється за участю нервової системи, де способом передачі інформації по контуру біологічної регуляції є генерація потенціалів дії (ПД). Швидкість передачі інформації обумовлена швидкістю поширення ПД по нервових волокнах і становить від 1 м/с до 120 м/с.

· Гуморальна регуляція має спосіб передачі інформації по контуру біологічної регуляції за допомогою біологічно-активних речовин, що поступають у кров і переносяться до клітин, які здатні сприймати цю інформацію. Швидкість передачі інформації значно менша і обмежена швидкістю руху крові в кровоносних судинах (від 0,5 м/с в аорті до 0,005 м/с - у капілярах).

Нервова регуляція.

Елементарним механізмом нервової регуляції є рефлекс.

Рефлекс - це відповідь організму на подразнення за участю ЦНС, що забезпечує пристосувальну реакцію організму на зміни зовнішнього чи внутрішнього середовища.

Рефлекторна дуга - це шлях передачі інформації при здійсненні рефлексу (анатомічні структури контуру біологічної регуляції )

Рефлекторна дуга має такі ланки:

1).Рецептор - це структура, що сприймає подразнення, кодує інформацію та передає її на аферентне нервове волокно шляхом генерації серії ПД на його мембрані.

2).Аферентне нервове волокно –передає інформацію точно без змін від рецептора до нервового центра.

3).Нервовий центр - це структури ЦНС, де відбувається аналіз інформації, формування еферентного сигналу та передача його на еферентні нейрони.

4).Еферентне нервове волокно- передає інформацію точно без змін від нервового центру до органів-ефекторів.

5).Органи–ефектори- це виконавчі структури, які здійснюють свою функцію, наслідком якої є пристосувальна реакція організму на дію подразника –кінцевий пристосувальний результат (КПР).

6.) Канал зворотного зв’язку- це аферентні нервові волокна, які передають інформацію про параметри пристосувальної реакції організму до нервового центру, перетворюючи рефлекторну дугу, як анатомічну структуру, в контур біологічної регуляції.

Фізіологія рецепторів

За будовою та фізіологічними властивостями рецептори поділяються на: а)первинні (первинно-чутливі), б) вторинні (вторинно-чутливі)

- а. Первинні рецептори - це нервові закінчення аферентних нейронів, що сприймають дію подразника, кодують інформацію і передають її на нервові волокна аферентного нейрона.

- б. Вторинні рецептори - це спеціалізовані клітини, що сприймають дію подразника, кодують інформацію і передають її через синапси на нервові волокна аферентного нейрона.

За розташуванням рецептори поділяють на :

- а) екстерорецептори - розташовані у шкірі та слизових оболонках;

- б) інтерорецептори - розташовані у внутрішніх органах (вісцерорецептори) та структурах опорно-рухової системи - м’язах, сухожиллях, суглобах (пропріо- рецептори).

За видом адекватного подразника, що сприймають рецептори, їх поділяють на:

- а) механорецептори: тільця Фатер-Пачині, м’язові веретена, рецептори сухожиль, рецептори суглобів та ін.;

- б) хеморецептори: смакові, нюхові та ін.;

- в) фоторецептори: палички, колбочки;

- г) терморецептори: теплові, холодові.

Фізіологічні механізми кодування інформації в рецепторах.

При дії подразника на рецептори в них виникає рецепторний потенціал (РП). РП - це місцевий потенціал. РП може бути:

- а. Деполяризаційний РП виникає в наслідок збільшення проникності мембрани рецептора для іонів Na⁺ , що призводить до зменшення мембранного потенціалу рецептора - деполяризації та виникнення місцевих електричних струмів між мембраною рецептора та першим перехватом Ранв’є мембрани нервового волокна, що призводить до генерації серії ПД. Амплітуда РП збільшується при збільшенні сили подразника (але ніколи не сягає до 0-рівня), що призводить до більшої частоти генерації ПД на мембрані аферентного нервового волокна.

- б) Гіперполяризаційний РП виникає внаслідок зменшення проникності мембрани рецептора для іонів Na⁺, що призводить до збільшення мембранного потенціалу рецептора та зменшенню фонової активності генерації ПД на мембрані аферентного нервового волокна. Такі РП генеруються в паличках та колбочках при дії на них світла та деяких інших рецепторах.

Нервовий центр - це ланка рефлекторної дуги, де здійснюються: а)аналіз інформації, що надходить від рецепторів по аферентним нейронам, б)формування еферентного сигналу, в) передача інформації з аферентних на еферентні нейрони. Сукупність зазначених процесів забезпечують інтегративну функцію нервових центрів. Нервові центри розташовані на різних рівнях центральної нервової системи (ЦНС).

Локальний нервовий центр – це центр, де здійснюється передача інформації з аферентних на еферентні нейрони і при руйнуванні якого рефлекторна реакція не відбувається.

Інтегральний нервовий центр – сукупність всіх рівнів ЦНС, які приймають участь у досягнення рефлекторної пристосувальної реакції.

5. Матеріали для самоконтролю

5.1. Дайте відповіді на запитання

1) Яке значення має зворотний зв’язок для діяльності контуру біологічної регуляції? Чому при відсутності каналу зворотного зв’язку ця діяльність стає неможливою?

2) Чи може контур біологічної регуляції забезпечити можливість регуляції “за збуренням”? якщо так, то завдяки якій ланці?

3) У якому випадку контур біологічної регуляції забезпечуватиме замість сталості регульованих параметрів їх зміну?

4) Чи є рефлексом скорочення м’язу в разі подразнення еферентного нерву?

5) Що зміниться в характері рефлекторної реакції, якщо у рефлекторній дузі зберегти тільки локальний нервовий центр, зруйнувавши відділи ЦНС, які розташовані вище?

5.2.Виберіть правильну відповідь

1.Під час експерименту на спіральному препараті жаби вивчали час захисного згинального рефлексу, занурюючи лапку препарату у стаканчик з 0,5% розчином сірчаної кислоти. Видалення шкіри з подразнювальної ділянки і повторення досліду показало втрату рефлекторної реакції. Вилучення якої ланки рефлекторної дуги призвело до втрати рефлексу:

A. рецепторного поля

B. аферентного нейрона

C. еферентного нейрона

D. вставного нейрона

E. зворотного зв’язку

2.Яка ланка контуру біологічної регуляції забезпечує можливість регуляції “за відхиленням”:

1. канал зовнішнього зв’язку
2. канал зворотного зв’язку
3. канал прямого зв’язку
4. така ланка відсутня

3.При відсутності каналу прямого зв’язку діяльність контуру біологічної регуляції стає неможливою, бо керуючий пристрій (КП):

1. не має інформації про регульований параметр
2. не має інформації про “збурення”
3. не впливає на виконавчі органи
4. не впливає на регульований параметр

4.Рефлексом називають:

1. шлях передачі інформації в організмі при подразненні
2. шлях передачі інформації по аферентному нейрону
3. шлях передачі інформації по еферентному нейрону
4. відповідь організму на подразнення за участю ЦНС
5. передача інформації з аферентного нейрона на еферентний

5.В експерименті на жабі проведено переріз шляхів між головним мозком і грудним відділом спинного мозку. Подразнення рецепторів шкіри задньої кінцівки 1% розчином сірчаної кислоти призведе до згинального рефлексу задньої кінцівки завдяки дії:

1. інтегрального нервового центру
2. локального нервового центру
3. збільшенню сили подразнення
4. збільшенню тривалості подразнення
5. разом вище зазначеного

6.В експерименті на спінальному препараті жаби викликали зникнення тонусу м’язів однієї задньої кінцівки завдяки:

1. пошкодженню сегменту спинного мозку
2. подразненню сідничного нерву з тієї ж сторони
3. перерізу сідничного нерву з тієї ж сторони
4. перерізу сідничного нерву з обох сторін

7.При подразненні електричним струмом передніх корінців спинного мозку не можна зареєструвати потенціали дії у задніх корінцях, тому що однобічну провідність мають:

1. центральні синапси
2. аферентні нерви
3. еферентні нерви
4. рецептори
5. м’язові волокна

8.При дії умовного подразника – звукового сигналу виникає умовний захисний рефлекс – опускаються повіки. На відміну від такого безумовного рефлексу при подразненні рогівки ока повітрям умовний рефлекс забезпечує:

1. захисну реакцію
2. пристосувальну реакцію
3. двосторонню реакцію
4. випереджаючу реакцію
5. вроджену реакцію

9.Подразнення рецепторів шкіри задньої кінцівки спінального препарату жаби 0,5% розчином сірчаної кислоти призводить до рефлекторного згинання кінцівки малої амплітуди, в той час як подразнення 1,0% розчином сірчаної кислоти збільшує амплітуду рефлекторного згинання кінцівки завдяки виникненню у рецепторах:

1. потенціалів дії більшої амплітуди
2. зменшенню порогу деполяризації
3. збільшенню величини рецепторного потенціалу
4. збільшенню рецептивного поля

10.Умовний рефлекс утворюється завдяки

1. генетичній спадковості
2. поєднанні у часі індиферентного і безумовного подразників
3. випередженні у часі безумовного подразника
4. все зазначене вище

6. Протокол практичного заняття №6. “____”_____200___

Робота 1. Аналіз будови рефлекторної дуги.

Зручним об’єктом для дослідження найпростіших рухових рефлексів організму є спінальний препарат жаби.

Для приготування спінального препарату жаби в ротову порожнину жаби вводять браншу ножиць якомога далі – за очні яблука, і відрізують її верхню щелепу по лінії, що з’єднує куточки рота.

Аналіз дуги рухового рефлексу проводять шляхом вибіркового вимикання анок рефлекторної дуги для того, щоб переконатися в необхідності тієї чи іншої ланки для здійснення рефлексу.

Мета роботи: довести необхідність фізіологічної цілісності всіх ланок рефлекторної дуги для здійснення рефлексу.