Типы регуляции

1. Регуляция по отклонению — цикличес­кий механизм, при котором всякое отклоне­ние от оптимального уровня регулируемого показателя мобилизует все механизмы, направленные на восстановление его на прежнем уровне. Регуляция по отклоне­нию предполагает наличие канала отрицательной об­ратной связи, информирующей регулирующие структуры о состоянии параметра. На основе полученной информации обеспечивается разнона­правленное влияние — усиление стимулиру­ющих механизмов управления в случае ос­лабления показателей процесса или ослабление стимулирующих механизмов в случае чрезмерного усиления показателей процес­са. Таким образом, функциональные систе­мы поддерживают своими саморегуляторными механизмами основные показатели внут­ренней среды в диапазоне колебаний, не на­рушающих оптимального хода жизнедея­тельности организма.

2. Регуляция по опережению заключается в том, что регулирующие механизмы включа­ются до реального изменения параметра ре­гулируемого процесса на основе информации, поступающей в нервный центр и сигнализирую­щей о возможном изменении регулируемого параметра в будущем. Например, терморецепторы, находящиеся внутри тела, обеспечивают кон­троль за температурой внутренних областей тела. Терморецепторы кожи в основном иг­рают роль детекторов температуры окружаю­щей среды. При зна­чительных отклонениях температуры окру­жающей среды создаются предпосылки воз­можного изменения температуры внутренней среды организма. Однако в норме этого не происходит, так как импульсация от термо­рецепторов кожи, непрерывно поступая в гипоталамический терморегуляторный центр, позволяет ему произвести изменения работы эффекторов системы до момента реального изменения температуры внутренней среды организма. Усиление вентиляции легких при физической нагрузке начинается раньше уве­личения накопле­ния недоокисленных продуктов и угольной кислоты в крови человека. Это осуществляется благодаря афферентной импульсации от проприорецепторов активно работающих мышц к моторным центрам и взаимодействию их с дыхательным центром.

Следовательно, импульсация от проприорецепторов выступает как фактор, организую­щий перестройку работы дыхательной системы и поддерживающей оптимальный для метаболизма уровень рН внутренней среды с опережением.

Регуляция по опережению может реализо­ваться с помощью механизма условного реф­лекса. Показано, что у кондукторов товарных поездов в зимнее время резко нарастает про­изводство тепла по мере удаления от станции отправления, где кондуктор находился в теп­лой комнате. На обратном пути, по мере приближения к станции, производство тепла в организме отчетливо снижается, хотя в обоих случаях кондуктор подвергается одинаково интенсивному охлаждению, а все физические условия отдачи тепла не меняются (А.Д.Слоним).

Благодаря динамической организации регуляторных механизмов функциональные системы обеспечивают исключительную ус­тойчивость метаболических реакций орга­низма как в состоянии покоя, так и в состоя­нии его повышенной активности в среде обитания.

Глава 7.Основные принципы регуляции мышечного тонуса и организации движений

Человек, как и все на Земле, находится под воздействием её гравитацион­ного поля, которое стремится прижать нас к земной поверхности. Любая поза тела, за исключением лежания, представляет собой результат непрерывной "борьбы" систем регуляции активности скелетных мышц с действием силы тя­жести. Это осуществляется благодаря тоническому напряжению мышц тела, которые крепятся к многочисленным подвижным звеньям скелета и обеспечи­вают их фиксацию.

Вертикальное положение тела (стояние), к примеру, возможно только в том случае, если напряжены мышцы ног, препятствующие тыльному сгибанию сто­пы, сгибанию в коленных и тазобедренных суставах. Напряжены должны быть и разгибатели спины, удерживающие туловище в выпрямленном состоянии, и разгибатели шеи, препятствующие наклону головы вперед. Сила тяжести стре­мится растянуть все эти мышцы, но они сохраняют свое напряжение, противо­действуя силам гравитации.

Однако фиксация звеньев скелета еще не обеспечивает позы стояния челове­ка. Равновесие тела человека, находящегося в положении "стоя", является не­устойчивым. Причина заключается в том, что центр тяжести тела человека про­ецируется на очень малую площадь опоры. Даже простое отведение руки от туловища или поворот головы приводят к изменению положения центра тяже­сти тела. Для восстановления устойчивого состояния проекция центра тяжести должна быть возвращена в прежнее положение, для чего производятся компен­саторные перестройки позы тела. При потере равновесия требуется перерас­пределить тонус разгибателей: например, поскользнувшись и начав падать, че­ловек рефлекторно повышает тонус разгибателей на стороне падения. Тем са­мым он фиксирует вытянутое в сторону смещения центра тяжести положение ноги, превращая её в опору, помогающую сохранить равновесие. То же самое происходит с рукой: она вытягивается в сторону падения, принимая на себя всю массу падающего тела, и порою, при большой скорости падения, ломается в т.н. типичном месте (лучевая кость).

Движение крови, дыхательные движения и другие "возмущающие" воздей­ствия также изменяют условия равновесия. Поэтому тело совершает непрерыв­ные качания, и эти качания должны компенсироваться увеличением напряже­ния соответствующих мышц, препятствующих падению.

Еще более сложными оказываются условия сохранения равновесия при вы­полнении двигательных актов: человек, нагибающийся к земле, даже при мак­симальном увеличении площади опоры ("ноги на ширине плеч"), сохранит рав­новесие только при увеличении фиксации суставов нижних конечностей.

Двигательная активность человека имеет очень широкий диапазон - от мы­шечных координации, требующихся при выполнении грубой ручной работы или перемещении всего тела в пространстве, до тонких движений пальцев при операциях, которые выполняются под микроскопом. Вся трудовая деятель­ность, умение осуществлять сложные координированные движения - ходьбу, бег и другие виды локомоций (от лат. locomotio- движение), в значительной степени определяются способностью длительное время удерживать равновесие и сохранять позу.

Таким образом, способность сохранять равновесие является одним из важнейших условий активного взаимодействия человека с внешней сре­дой.

Моторные функции обеспечиваются двумя видами сокращений мышц: фазическими, или фазными, (относительно кратковременными и интенсивными) и тоническими (длительными сокращениями небольшой интенсивности); пер­вые обеспечивают движение, вторые поддержание тонуса мышц, необходи­мого для сохранения позы и равновесия. В естественных условиях отделить их друг от друга достаточно сложно, так как движение без одновременного удер­жания позы столь же невозможно, как удержание позы без движения. Любое движение требует для его выполнения удобной позы и адекватного положения тела в пространстве. Поэтому сочетание фазных сокращений одних мышц, и тонических, выполняемых другими мышцами, обеспечивает гармонию движе­ний.

Выполнение двигательных актов осуществляется обширным комплексом нейронов, расположенных в различных отделах ЦНС. Такая функциональная система управления движениями является многоэтажной и многоуровневой.

Дата добавления: 2014-12-27