Биологические реакции.

Все биологические структуры отличаются способностью к раздражимости, то есть могут отвечать на внешние и внутренние воздействия изменением обмена веществ и морфо-функциональным реакциями.

Раздражимость – это потенциальная способность биологических структур к изменению метаболизма под действием раздражителя.

Само же изменение обмена веществ называется раздражением.

За счет такого свойства как раздражимость все живые системы адаптируются к изменению окружающей среды, чтобы способствует живым организмам выживать в изменчивом мире.

С развитием у многоклеточных организмов нервной и мышечной систем, возникла более совершенная форма реагирования на раздражители – возбудимость, обеспечивающая наибольшую быстроту и точность ответных реакций.

Возбуждение – это быстрый процесс, возникающий в результате раздражителя на живой объект как проявление свойства возбудимости.

Такое свойство приобрели три ткани – нервная, мышечная и железистая.

За счет проявления возбудимых тканей организмы получили возможность реагировать на внешние воздействия не медленными, а срочными реакциями, что существенно улучшило их адаптацию к среде.

Возбуждение характеризуется следующими признаками:

1. переход от состояния физиологического покоя в состояние возбуждения;

2. возникнув в месте действия раздражителя, возбуждение распространяется по всей клетке и ткани;

3. возбуждение намного кратковременнее, чем раздражение и затухает после прекращения действия раздражителя;

4. каждая возбудимая ткань генерирует специфический ответ: нервная ткань - генерация и проведение нервного импульса, мышечная ткань - сокращение, эпителиальная ткань - образование и выделение секрета.

Ответная реакция на раздражение невозбудимых систем (костной, соединительнотканной, эпителиальной ткани, крови) заключается в физико-химической, обменной, а иногда и структурной перестройке.

Обмен веществ никогда не возникает сам по себе, реакция раздражения не возникает без причины, для этого необходимы факторы, вызывающие возникновение ответной реакции. Они называются раздражителями.

Раздражитель– это любая форма движения материи, любые агенты внешней и внутренней среды.

Классификация раздражителей

По виду энергии раздражители делятся на следующие группы:

1. Физические –к ним относятся температура, звук, механические факторы. Так снижение температуры (гипотермия до 18-20^оС) ведет к ослаблению обмена веществ в тканях, что с успехом используется при операциях на сердце, при такой температуре мозг обходится без питания 10-15 мин.

Чаще всего физиологи используют в качестве раздражителя электрический ток. Это связано с тем, что он по своему характеру ближе всего стоит к нервному импульсу – естественному раздражителю всех тканей и органов, так же он легко дозируется по силе, длительности и частоте стимулов.

К механическим раздражителям относят удар, укол, прикосновение, вибрацию, растяжение, сдавление. Но они применяются реже.

2. Химические раздражители – кислоты, щелочи, соли существенно меняют режим обмена. Редко кто сможет задержать дыхание больше 1-2 мин., это связано с закислением крови, что приводит к усилению деятельности дыхательного центра.

3. Физико-химические раздражители – изменение осмотического давления, рН, коллоидного состояния. Осмотическое давление крови соответствует 0,9% раствору NaCl. Внутривенное введение гипотонических растворов вызывает серьезные нарушения: разрушение эритроцитов, внутрисосудистое свертывание крови.

4. Биологические раздражители – ими являются вещества, образующиеся в ходе обычного обмена веществ: мочевина, аминокислоты, продукты распада жиров, белков, углеводов. Они могут действовать местно, расширяя сосуды в работающей мышце, а также рефлекторным путем, т.е через нервную систему могут регулировать деятельность других органов и систем. К биологическим раздражителям относятся гормоны – вещества, образующиеся в эндокринных железах и обладающие чрезвычайно высокой активностью. Так 1г адреналина стимулирует работу 100 млн. изолированных сердец лягушек.

5. Все перечисленные выше раздражители являются общими для всех живых организмов. Кроме того, у человека существует специфический раздражитель, связанный с его жизнью в обществе – это социальный раздражитель. Одним из таких раздражителей является слово. Слово – очень сильный раздражитель, способный резко изменить нашу жизнь. Примером может являться внушение и гипноз. Зная о силе слова, врач должен действовать очень осторожно: словом можно не только помочь, но и вызвать тяжелые ятрогенные заболевания.

По характеру действия раздражители делят наконтактные и дистантные.Контактные действуют непосредственно на ткань, а у дистантных – источник раздражения располагается на расстоянии.

По физиологическому значению все раздражители делятся неадекватные, специфические и неадекватные, неспецифические.

Адекватными называются раздражители, к которым ткань, орган приспособился в процессе эволюции, Так для глаза адекватным раздражителем служит свет. При этом достаточно раздражителя небольшой силы, чтобы возникла ответная реакция, сетчатка глаза воспринимает свет силой всего в 2-4 кванта. Но также чувство света (звездочки в глазах) можно вызвать при сильном ударе по глазу. Это уже будет неадекватный раздражитель, сила которого значительно превышает силу адекватного раздражителя.

Законы раздражения отражают определенную зависимость между действием раздражителя и ответной реакцией возбудимой ткани.

К законам раздражения относятся:

1. Закон силы (градуальности)

2. Закон «все или ничего»

3. Закон аккомодации (Дюбуа-Реймона)

4. Кривая силы-времени (силы-длительности)

5. Закон полярного действия постоянного тока

6. Закон физиологического электрона

Закон "все или ничего"

Согласно этому закону, подпороговые раздражения не вызывают возбуждения ("ничего"), при пороговых и надпороговых стимулах возбуждение сразу приобретает максимальную величину ("все") и уже не увеличивается при дальнейшем усилении раздражения. По этому закону функционируют структурные единицы – мышечное волокно, нервное волокно.

Эта закономерность первоначально была открыта Г. Боудичем в 1876 году при исследовании сердца, а в дальнейшем подтверждена и на других возбудимых тканях.

Пороговая сила – это минимальная величина раздражителя, способная вызвать ответную реакцию.

Для лучшего понимания обратимся к примеру определения порога раздражения мышцы. Мышцу начинаем раздражать током силой в 3 мВ – это не вызывает сокращения, повышаем силу тока до 5 мВ, возникает слабое сокращение. В зависимости от этого все раздражители делят на пороговые, подпороговые и надпороговые. В нашем случае подпороговым раздражителем будет являться раздражитель в 3 мВ, а пороговым – раздражитель в 5 мВ.

*

Раздражитель должен действовать в течение некоторого времени, для того, чтобы сформировалась ответная реакция. И было введено понятие порога времени раздражения – это то минимальное время, в течение которого должен действовать раздражитель пороговой силы, для возникновения ответной реакции. Между силой и временем действия имеется прямая зависимость, чем больше порог силы, тем меньше порог времени.

Так было установлено, что самой возбудимой является нервная ткань, на втором месте стоит мышечная и на последнем – железистая.

*