Тренировочные задачи. Регуляция физиологических функций

Регуляция физиологических функций

В предыдущих главах мы рассматривали различные физиологические явления как таковые. При этом нас интересовало – почему полезна данная реакция, как она могла появиться в эволюции, почему она наблюдается именно у данных организмов и т.д. Теперь мы остановимся на механизмах, которые обеспечивают протекание тех иных реакций. Именно понимание этих механизмов позволяет использовать их для направленного влияния на деятельность организма, изменение работы его систем желательным образом. Поэтому речь пойдет о важнейшем понятии физиологии – механизмах регуляции функций. Одна из основных частей этого механизма – рефлекс. Практика показывает, что между формальным знанием, что такое рефлекс и глубоким пониманием его сущности иногда оказывается весьма большое расстояние. Поэтому в начале данной главы приводится несколько простых задач, для решения которых требуется четкое понимание сущности рефлекторных реакций.

54. В естественных условиях рефлекс возникает при раздражении рецепторов. Можно ли в эксперименте вызвать рефлекторную реакцию без участия, рецепторов?

Решение. Рефлекторная реакция осуществляется через рефлекторную дугу, которая включает рецептивное поле, афферентный путь, центральную часть, эфферентный путь и эффектор. Главное условие рефлекторной реакции – возбуждение должно пройти через нейроны ЦНС. В эксперименте можно выполнить это требование, раздражая не рецепторы, а идущий от них афферентный нерв.

55. Для взятия пробы желудочного сока больному предлагают проглотить зонд (резиновую трубку) или же врач сам вводит зонд через глотку и пищевод в желудок. Однако при этом у некоторых людей возникает рвотный рефлекс, который делает манипуляцию невозможной. Как быть?

Решение. Рвотный рефлекс возникает за счет раздражения рецепторов заднего неба, корня языка и пр. Значит, нужно не дать этим рецепторам возбуждаться. Для этого выключают данные рецептивные поля, например, смазывая соответствующие участки дикаином.

56. Как доказать значение рецептивного поля в возникновении рефлекторной реакции?

Решение. Рецептивное поле – это элемент системы «рефлекторная дуга». Один из способов доказательства того, что какой-либо элемент необходим для функционирования системы в целом состоит в удалении этого элемента из системы. Поэтому в нашем случае проверочный опыт может выглядеть, например, таким образом. Вызовем у лягушки простейший сгибательный рефлекс. Для этого можно опустить стопу одной из лапок в слабый раствор кислоты. В ответ на раздражение лягушка отдернет лапку. Рецепторы сгибательного рефлекса заложены в коже. Чтобы выполнить условие задачи, исключим рецептивное поле. Снимем кожу со стопы и повторим опыт. Теперь при опускании лапки в кислоту рефлекс не возникает.

57. Как доказать специфичность рецептивных полей?

Решение. Для ответа удобно воспользоваться предыдущей задачей. Когда лапку лягушки со снятой кожей опускают в кислоту, то этот раздражитель действует уже не на кожу, а на мышцы. Однако сгиба тельный рефлекс при этом не возникает. Почему? Потому что в мышцах нет соответствующих рецептивных полей. При действии кислоты можно наблюдать подергивание различных участков мышцы, но это ответ на прямое раздражение. Его можно вызвать и на изолированной мышце. В то же время мышца отвечает рефлекторным сокращением на растяжение (например, хорошо всем известный коленный рефлекс), потому что в ней имеются рецепторы растяжения, образующие соответствующее рецептивное поле. Но сколько бы мы ни растягивали кожу (не вызывая болевого раздражения), мышцы при этом не сократятся, потому что в коже в отличие от мышц нет рецептивных полей, отвечающих на растяжение. И уж совсем просты доказательства житейского характера. Например, чтобы вызвать чихательный рефлекс можно пощекотать перышком в носу, но уж никак не подмышкой или в ухе.

58. Изучают в эксперименте на лягушке влияние раздражения корешков седалищного нерва на сокращения отдельных групп мышц. Каждый корешок при этом предварительно отделяют от спинного мозга. Зачем?

Решение. Нам необходимо установить влияние каждого корешка именно на данную группу мышц. Седалищный нерв смешанный и, следовательно, содержит и чувствительные, и двигательные волокна. Если корешок не перерезать, то импульсы пойдут не только к иннервируемым этим корешком мышцам, но и по чувствительным волокнам в спинной мозг, что может вызвать рефлекторные сокращения совсем других мышц. Результат опыта будет искажен.

59. Отряхивательный рефлекс у собаки возникает при механическом раздражении кожи спины. В лабораторном эксперименте у животного вызывали этот рефлекс, обливая спину водой. После каждого отряхивания собаку «награждали», подкрепляя это действие пищей. После повторения нескольких опытов собака начала сама выпрашивать еду. Каким образом?

Решение. Недаром собака работала в физиологической лаборатории.

Получение пищи связалось с отряхивательным рефлексом. Поскольку это рефлекторная реакция, то произвольно вызвать ее нельзя. Нужно раздражать кожу. Бассейна, в который можно окунуться, разумеется, поблизости не было. Но собака наловчилась залезать под диван и тереться спиной об его край. Затем быстро выскакивала, отряхивалась и получала честно заработанную награду.

60. У животного раздражают рецепторы кожи и вызывают двигательный рефлекс. После этого ему вводят определенный препарат и повторяют опыт. Теперь рефлекс не возникает. Существуют два мнения по этому поводу: а) препарат блокирует передачу возбуждения в центральных синапсах; б) то же, но в мионевральных синапсах. Как установить истину?

Решение. Необходимо найти «слабое звено» т.е., элемент, с которым связан изучаемый эффект. Построим систему «рефлекторная дуга». Теперь нужно определить элемент, который воспринимает действие введенного препарата. Если раздражать афферентный нерв, ответа не будет. Но неясно, где возник блок – в центральных синапсах или в мионевральных. Если раздражать непосредственно мышцу, она сократится. Но в этом случае мы «обходим» и те, и другие синапсы и ответ снова неясен. Нужно раздражать двигательный нерв, входящий в соответствующую рефлекторную дугу. Если сокращение произойдет, значит, препарат блокировал центральные синапсы; Если сокращения не будет, то становится очевидным, что выключены мионевральные синапсы.

61. Если поднести к носу кролика ватку, смоченную нашатырным спиртом, то происходит временная задержка дыхания. Понятно, что это рефлекторная реакция.

В чем ее физиологический смысл?

Решение. Если принцип целесообразности прочно Вами усвоен, то ответ не составит никакого труда. Задержка дыхания предотвращает попадание токсического вещества в дыхательные пути и легкие. А если ватку держать слишком долго – спросите Вы. Отличный вопрос.

Из него следует, что организму часто приходится выбирать из двух зол меньшее.

62. У некоторых больных бронхиальной астмой в ранней ее стадии происходит увеличение ЖЕЛ. При излечении величина ЖЕЛ возвращается к исходной.

Как можно объяснить это, казалось бы, странное явление?

Решение. Данный пример очень наглядно иллюстрирует тесную связь между физиологическим и клиническим мышлением, что, к сожалению, имеет место далеко не у всех врачей. В нашем случае рассуждения должны выглядеть примерно так. ЖЕЛ отражает максимальное количество воздуха, которое может пройти через легкие. Увеличение этого показателя, например, в результате спортивных тренировок, явление положительное. Уменьшение – отрицательное. С этих позиций то, о чем говорится в задаче, непонятно. А между тем это и есть та самая физиологическая мера против болезни, о которой уже говорилось выше.

Главный симптом бронхиальной астмы – спазм мелких бронхиол. Это значительно затрудняет дыхание, особенно выдох. В этих условиях увеличение ЖЕЛ является компенсаторной приспособительной реакцией организма. Она обеспечивает более значительное растяжение легких при вдохе и поэтому за счет возрастания эластического напряжения ткани альвеол способствует более энергичному выдоху. При выздоровлении происходят обратные явления и ЖЕЛ уменьшается, поскольку отпала необходимость в более энергичном выдохе.

В главе 2 Вы познакомились со схемой простейшего контура регулирования.

Для закрепления основных понятий, связанных с этим вопросом, очень полезной была бы дополнительная тренировка. Сейчас мы ее проведем.

В следующих трех задачах нужно указать, к какой группе относятся перечисленные процессы. Возможны четыре варианта – прямая связь (ПС), т. е., передача команды на исполнение, обратная связь (ОС) – передача информации о состоянии объекта, регуляторный процесс (РП) – целостная реакция, включающая и ПС, и ОС и, наконец, чисто физический процесс (ФП), в котором не происходит передача информации и, следовательно, отсутствуют регуляторные процессы.

63. 1. Из синусного узла приходит импульс возбуждения, вызывающий сокращение сердечной мышцы.

2. Испаряется пот с поверхности кожи.

3. Инсулин, действуя на клеточную мембрану, повышает ее проницаемость для глюкозы.

4. При повышении АД рецепторы каротидного синуса посылают частые импульсы в сосудодвигательный центр.

5. При увеличении количества тироксина в крови уменьшается выработка тиротропного гормона в гипофизе.

Дата добавления: 2014-01-11