- •«Оренбургский государственный университет»
- •Физиология человека и животных
- •Содержание
- •Пояснительная записка
- •1 Введение в физиологию человека и животных. Основные понятия курса
- •1.1 Предмет физиологии, ее связь с другими науками. Методы физиологических исследований
- •1.2 Краткая история становления и развития физиологии человека и животных
- •1.3 Общие закономерности физиологии и ее основные понятия
- •2 Понятие о внутренней среде организма. Физиология кровообращения и лимфообращения
- •2.1 Понятие о внутренней среде организма
- •2.2 Состав, объем и функции крови
- •2.3 Форменные элементы крови
- •2.4 Физико-химические свойства крови
- •2.5 Свертывание и переливание крови
- •2.6 Регуляция системы крови
- •2.7 Физиология кровообращения
- •2.8 Регуляция сердечно - сосудистой системы
- •3 Физиология дыхания
- •3.1 Фаза внешнего дыхания
- •3.2 Обмен газов в легких и их транспорт кровью
- •3.3 Регуляция дыхания
- •4 Физиология пищеварения
- •4.1 Общая характеристика пищеварительных процессов
- •4.2 Пищеварение в ротовой полости
- •4.3 Пищеварение в желудке
- •4.4 Пищеварение в тонком кишечнике
- •4.5 Пищеварение в толстом кишечнике
- •4.6 Всасывание продуктов переваривания пищи
- •5 Физиологические основы обмена веществ и энергии. Теплообмен
- •5.1 Обмен белков
- •5.2 Обмен углеводов
- •5.3 Обмен жиров
- •5.4 Водно-солевой обмен
- •5.5 Обмен энергии
- •5.6 Регуляция обмена веществ и энергии
- •5.7 Теплообмен
- •6 Физиология выделения
- •6.1 Общие данные о выделительных процессах
- •6.2 Физиология почек
- •6.3 Потоотделение
- •7 Эндокринная система. Гуморальная регуляция функций
- •7.1 Общая характеристика эндокринной системы
- •7.2 Функции эндокринных желез
- •7.3 Изменения эндокринных функций человека при различных состояниях
- •8 Нервно-мышечная система. Физиология возбудимых тканей. Опорно-двигательный аппарат
- •8.1 Физиология мышц
- •8.2 Произвольные движения
- •8.3 Нисходящие двигательные системы
- •9 Физиология центральной нервной системы. Нервная регуляция функций
- •9.1 Общий обзор функций цнс
- •9.2 Основные функции нейронов и их взаимодействия
- •9.3 Особенности деятельности нервных центров
- •9.4 Координация функций цнс
- •9.5 Физиология спинного мозга и подкорковых отделов
- •9.6 Вегетативная, или автономная, нервная система
- •9.7 Лимбическая система головного мозга
- •9.8 Физиология коры большого мозга
- •10 Физиология сенсорных систем
- •10.1 Общее строение и функции сенсорных систем
- •10.2 Классификация рецепторов и механизмы их возбуждения
- •10.3 Физиологические свойства рецепторов. Кодирование информации
- •10.4 Сенсорные системы человека и млекопитающих
- •10.5 Обработка информации в корковых отделах сенсорных систем
7.3 Изменения эндокринных функций человека при различных состояниях
При чрезвычайных физических и психических раздражениях (перегревание, переохлаждение, боль, страх, тяжелые психические переживания, непомерная физическая нагрузка и др.) у человека возникает состояние напряжения — стресс. При этом в организме развертываются как специфические реакции защиты от действующего фактора, так и неспецифические приспособительные реакции. Комплекс защитных неспецифических реакций организма на неблагоприятные влияния среды был назван канадским ученым Г. Селье (1960) общим адаптационным синдромом. Это стандартные реакции, которые возникают при любых раздражениях, связаны с эндокринными изменениями и протекают в следующие 3 стадии.
Стадия тревоги проявляется дискоординацией различных функций организма, подавлением функций щитовидной и половых желез, в результате чего нарушаются анаболические процессы синтеза белков и РНК. При этом отмечается снижение иммунных свойств организма — уменьшаются активность вилочковой железы и количество лимфоцитов в крови; возможно появление язв желудка и 12-ти перстной кишки. Организмом включаются срочные защитные реакции быстрого рефлекторного выброса в кровь гормона надпочечников адреналина, что позволяет резко повысить деятельность сердечной и дыхательной систем, начать мобилизацию углеводных и жировых источников энергии. Для этой стадии характерен также излишне высокий уровень энерготрат при низкой умственной и физической работоспособности.
Стадия резистентности, т.е. повышенной устойчивости организма, характеризуется возрастанием секреции гормонов коркового слоя надпочечников — кортикоидов, что способствует нормализации белкового обмена (активации синтеза белков в тканях). При этом повышается содержание в крови углеводных источников энергии и возникает преобладание концентрации в крови норадреналина над адреналином — это обеспечивает оптимизацию вегетативных изменений и экономизацию энерготрат. Повышается тканевая устойчивость к действию на организм неблагоприятных факторов среды, возрастает работоспособность.
Стадия истощения возникает при чрезмерно сильных и длительных раздражениях. Функциональные резервы организма исчерпываются. Происходит истощение гормональных и энергетических ресурсов (содержание катехоламинов в надпочечниках снижается до 10-15% от исходного уровня), уменьшается максимальное и пульсовое артериальное давление крови. Падает сопротивляемость организма повреждающим воздействиям. Становится невозможной дальнейшая борьба с вредными влияниями, что может приводить к смертельному исходу.
Стрессовые реакции — это нормальные приспособительные реакции организма к действию сильных неблагоприятных раздражителей — стрессоров. Действие стрессоров воспринимается различными рецепторами тела и через кору больших полушарий передается на гипоталамус, где включаются нервные и нейрогуморальные механизмы адаптации. При этом происходит вовлечение двух основных систем активации всех метаболических и функциональных процессов в организме.
Во-первых, осуществляется активация так называемой симпато-адрена-ловой системы. По симпатическим волокнам к мозговому слою надпочечников поступают рефлекторные влияния, вызывающие срочный выброс в кровь адаптивного гормона адреналина.
Во-вторых, действие адреналина на ядра гипоталамуса стимулирует активность гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы. Образуемые в гипоталамусе облегчающие вещества—либерины с током крови передаются в переднюю долю гипофиза и уже через 2-2.5 мин усиливают секрецию кортикотропина (АКТГ), который, в свою очередь, уже через 10 мин вызывает увеличенный выброс гормонов коркового слоя надпочечников — глюкокортикоидов и альдостерона. Вместе с повышенной секрецией соматотропного гормона и норадреналина эти гормональные изменения обусловливают мобилизацию энергетических ресурсов организма, активацию обменных процессов и повышение тканевой сопротивляемости. Выполнение кратковременной и малоинтенсивной мышечной работы не вызывают заметных изменений содержания гормонов в плазме крови и в моче. Это показали исследования работающего человека или экспериментальных животных. Значительные мышечные нагрузки (превышающие 50-70% от максимального потребления кислорода) вызывают состояние напряжения в организме и повышенную секрецию соматотропного гормона, кортикотропина, вазопрессина, глюкокортикоидов, альдостерона, адреналина, норадреналина и паратгормона. Реакции эндокринной системы меняются в зависимости от особенностей упражнений.
С увеличением тяжести работы, повышением ее мощности и напряженности (особенно в соревнованиях) происходит повышение секреции адреналина, норадреналина и кортикоидов. Гормональные реакции у нетренированных лиц и квалифицированных спортсменов заметно различаются. У людей, не подготовленных к физическим нагрузкам, наступает быстрый и очень большой выброс в кровь этих гормонов, но запасы их невелики и вскоре наступает их истощение, ограничивающее работоспособность. У тренированных спортсменов функциональные резервы надпочечников существенно увеличены. Секреция катехоламинов не является чрезмерной, она более равномерна и намного более длительна.
Активация симпатико-адреналовой системы увеличивается еще в предстартовом состоянии, особенно у более слабых, тревожных и неуверенных в своих силах спортсменов, выступления которых в соревнованиях оказываются неуспешными. У них в большей мере нарастает секреция адреналина — «гомона тревоги». У высококвалифицированных и уверенных в себе спортсменов, с большим стажем, активация симпато-адреналовой системы оптимизируется и, наблюдается преобладание норадреналина — «гормона гомеостаза». Под его влиянием развертываются функции дыхательной и сердечно-сосудистой систем, усиливается доставка кислорода тканям и стимулируются окислительные процессы, повышаются аэробные возможности организма.
Увеличение выработки адреналина и норадреналина у людей в условиях напряженной соревновательной деятельности сопряжено с состоянием эмоционального стресса. При этом секреция адреналина и норадреналина может быть увеличена в 5-6 раз по сравнению с исходным фоном в дни отдыха от нагрузок. Описаны отдельные случаи нарастания выделения адреналина в 25 раз, а норадреналина в 17 раз от исходного уровня при марафонском беге и лыжных гонках на 50 км.
Активизация гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы зависит от вида спорта, состояния тренированности и квалификации спортсмена. В циклических видах спорта подавление активности этой системы в предстартовом состоянии и во время соревнований коррелирует с низкой работоспособностью. Наиболее успешно выступают спортсмены, в организме которых секреция кортикоидов увеличивается в 2-4 раза по сравнению с исходным фоном. Особенное увеличение выхода кортикоидов и кортикотропина отмечается при выполнении физических нагрузок большого объема и интенсивности. Глюкокортикоиды усиливают приспособительные реакции в организме, стимулируя глюконеогенез и восполняя затраты энергоресурсов в организме.
Увеличение секреции альдостерона при мышечной работе позволяет компенсировать потери натрия с потом и вывести накопившиеся излишки калия. Адекватные физические нагрузки являются важным стимулятором развития и функционирования половых желез. Однако большие нагрузки, особенно у юных спортсменов, подавляют их гормональную активность. В организме женщин большие объемы физических нагрузок могут нарушать протекание овариально-менструального цикла. В организме мужчин андрогены стимулируют нарастание мышечной массы и силы скелетных мышц. Размеры вилочковой железы у тренирующихся спортсменов уменьшаются, но активность ее не снижается.
Развитие утомления сопровождается снижением выработки гормонов, а состояния переутомления и перетренированности — расстройством эндокринных функций. Люди, постоянно имеющие адекватные мышечные нагрузки, обладают особенно развитыми возможностями произвольной саморегуляции функций в работающем органе.
Активность эндокринных желез находится также под контролем деятельности эпифиза и подчиняется суточным колебаниям. Перестройка суточных биоритмов гормональной активности у человека при дальних перелетах, пересечении многих временных поясов занимает примерно две недели.