2 курс / Нормальная физиология / Физиология Семенов Е.Н

2

УДК

ББК

Рецензенты:

1. к.б.н., доцент каф. Анатомии физиологии ВГПУ С.И. Картышева

2. к.м.н., доцент кафедры МБД ФГОУ ВПО «ВГИФК» Ю.Н. Кошелев

Семенов Е.Н. Общая физиология. Курс лекций с тестовыми вопросами: учебно-методическое пособие для самостоятельной работы студентов институтов физической культуры \ Е.Н. Семенов, С.С. Артемьева, – Воронеж: 2010. – 308 с.

ISBN

Содержание учебно-методического пособия полностью соответствует требованиям Федерального Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению 032100 "Физическая культура" и 032102.65 «Адаптивная физическая культура».

В пособии изложена основополагающая информация о физиологических системах человека (нервно-мышечная, ЦНС, ВНД, дыхательная, кровь, кровообращение, пищеварение, обмен веществ и энергии), их нервная и гуморальная регуляция в покое и во время выполнения физических упражнений; физиологические принципы управления движениями.

Пособие предназначено для студентов ИФК. Представляет интерес для преподавателей, тренеров и др. специалистов в области физического воспитания и спорта.

3

6

РАЗДЕЛ 1

ОБЩИЕ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ЗАКОНОМЕРНОСТИ ОСНОВНЫХ ПРОЦЕССОВ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Лекция 1. Организм и внешняя среда. Гомеостаз

И. М. Сеченову принадлежит замечательная мысль – «в научное определение организма входит и среда, влияющая на него». Влияние среды на организм многогранно. Она является поставщиком всех необходимых для жизнедеятельности и развития организма веществ, она же является источником постоянного и бесчисленного потока возмущающих воздействий (раздражений). Существование организма в этих условиях возможно только в том случае, если он на все воздействия будет точно и своевременно реагировать приспособительными реакциями. Реакции не должны сопровождаться изменениями функций, выходящими за рамки возможных пределов физиологических колебаний. В противном случае наступает нарушение нормальной жизнедеятельности организма – заболевание и смерть.

Поэтому все животные и растительные организмы наряду со способностью приобретать новые наследственно фиксируемые качества,

одновременно обладают свойством удерживать относительное постоянство химического состава и функций своего организма. Это свойство получило название гомеостаз.

Действительно все животные и растительные организмы и по химическому составу (концентрации веществ) своего тела, циркулирующих в нём жидкостей (кровь, лимфа, тканевая жидкость) и температуре, всегда отличаются от концентрации веществ и температурного режима окружающей их среды. Не только отличаются, но и невзирая на этот вещественно-температурный «перепад», требующий в соответствии со

7

вторым законом термодинамики от организма уравновешивания,

сопротивляется ему, сохраняя своё неравновесное состояние – гомеостаз.

Одни представители живого в качестве средства сохранения гомеостаза при неблагополучных условиях существования приобретали способность переходить на максимально допустимый низкий уровень функциональной активности вплоть до анабиоза (вернее гипобиоза). Однако подобный способ приспособления (адаптации) к изменившимся условиям существования в эволюционном отношении мало надёжен, т.к. неблагоприятные условия могут установиться на более длительный срок, чем тот, в течение которого организм в состоянии сохранить в условиях анабиоза свои жизненные возможности. Поэтому обстоятельства могут сложиться так, что восстановление благоприятных жизненных условий произойдёт после утраты организмом способности из этого состояния вернуться к активной жизнедеятельности.

Это – пассивный способ приспособления к окружающей среде.

Удругих представителей живых существ, сформировались приспособления, позволяющие вести преимущественно активный поиск более подходящих условий существования, необходимых для сохранения и поддержания гомеостаза. Естественно, что активный поиск может быть осуществлён только в том случае, если живое существо приобретает способность свободно перемещаться в пространстве, т. е. двигаться.

Это активный способ приспособления к окружающей среде. Основным механизмом его осуществления является активное движение.

Утретьих представителей живого преимущественно развились механизмы активного вмешательства в окружающий внешний мир. Высшего совершенства подобная форма адаптации достигла у человека в виде его трудовой деятельности. Она является прямым следствием и причиной дальнейшего совершенствования двигательной активности. Здесь движение уже выступает не просто как средство перемещения в пространстве, а как тончайший механизм осуществления всех форм трудовой, творческой

8

преобразующей деятельности. Таким образом, движение во всём многообразии своего выражения является единственно реально существующим и наиболее совершенным способом приспособления и активного воздействия на окружающую среду. Это - способ активного преобразования.

Полноценное приспособительное движение возможно только в условиях обеспечения двигательного аппарата и, в первую очередь, мускулатуры всем необходимым для её деятельности – продукты питания,

кислород, а также удаления продуктов распада и т.д.

По существу органы кровообращения, дыхания, пищеварения и др., в том числе и основной механизм управления и регулирования деятельности организма – нервная система, в конечном счёте, необходимы для осуществления движений, т.е. адаптивно-гомеостатического поведения животного в окружающей среде.

В этом отношении разумно используемая физическая культура и спорт выполняют в жизни человека гомеостатическую функцию, восполняя ограничение двигательной активности, возникшее как следствие успехов научно-технического прогресса, значительно сократившего необходимость в физическом труде. Кроме того, физическая культура и спорт выявляют потенциальные возможности организма человека в реализации его отношений со средой.

1.1. Раздражители. Возбудимость (раздражимость), возбуждение –

всеобщее свойство живых систем.

Любая приспособительная реакция возможна только в том случае, если для её возникновения есть какие-то побудительные причины. Ими являются различные факторы внешней среды. В физиологии они получили название –

раздражитель, стимул, возмущающее воздействие.

Раздражением называется процесс воздействия на живое образование раздражителя. По своей энергетической природе раздражители могут быть

радиационными и др. По биологическому значению – адекватными и

неадекватными.

К адекватным раздражителям относятся такие, которые при минимальной энергии раздражения вызывают возбуждение в образованиях, обладающих специальной способностью реагировать на данный раздражитель. Например, для чувствительных клеток сетчатки глаза адекватным раздражителем будет видимая часть спектра электромагнитных волн (световые излучения); для органов слуха – частота воздушных колебаний в пределах от 16 до 20000 Гц; для мышцы – нервный импульс и т.д. Все остальные раздражители для перечисленных образований будут неадекватными. И хотя неадекватные раздражители способны вызвать у них ответную реакцию при условии сильного и длительного воздействия, однако характер её будет примитивный, грубый, малоприспособительный, а отзывчивость на них низкой. Адекватность раздражителя определяется не только избирательной способностью реагировать на него, но силой и длительностью действия. Так, принципиально адекватный по природе, но очень сильный световой раздражитель, даже действующий кратковременно,

может нарушить восприятие света сетчаткой глаза и др. Такиеже влияния может оказывать слабый, но длительно действующий раздражитель. Следовательно, адекватный по природе раздражитель может быть неадекватным по силе и длительности своего действия.

Важнейшее значение, при осуществлении физиологических функций,

имеет фактор величины действующего раздражителя на биологическую структуру. По силе воздействия различают:

1.Подпороговые раздражители – та величина энергии раздражения, которая воспринимается биологической структурой, но не вызывает видимой ответной реакции.

10

2.Пороговый раздражитель – минимальная сила раздражителя, вызывающая процесс возбуждения и проявление минимальной ответной реакции.

3.Надпороговые раздражители (субмаксимальные) – раздражители по силе между пороговым и максимальным.

4.Максимальный раздражитель – величина энергии раздражения вызывающая максимальную ответную реакцию.

5.Супермаксимальные раздражители – раздражители, сила которых выше максимальной.

Способность живого образования отвечать на действие раздражителя изменением своих физиологических свойств, функциональных отправлений называется возбудимостью. Величина порогового раздражителя, является мерой возбудимости ткани.

1.2. Функциональная Активность – единственно возможное состояние живых систем.

Обязательным процессом, без которого немыслима жизнь, является процесс обмена веществ. Он возможен только при условии затрат свободной энергии, т.е. при совершении работы. Под работой в широком смысле следует понимать «изменение форм движения материи, рассматриваемое с количественной стороны» (Ф. Энгельс).

В живых объектах можно различать три уровня состояния активности –

физиологический покой, возбуждение, торможение.

Физиологический покой характеризуется отсутствием внешне выраженных проявлений активности (например, движение, секреция и др.). Вместе с тем это не бездеятельное состояние. Оно является основой, без которой внешне выраженная активность не может проявиться. В условиях физиологического покоя протекают процессы обмена веществ на уровне,

необходимом для поддержания и сохранения жизнедеятельности организма и обеспечения готовности его реагировать на воздействия, требующие