Организм человека, как единая саморазвивающаяся и саморегулирующая биологическая система

ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ

СОЦИАЛЬНО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

Лекция 2.

Освоение любой дисциплины, с позиций дидактики, целесообразно строить на основе формирования мотивационно-ценностного отношения к предмету, посредством главного дидактического принципа – активности и сознательности. Данная лекция дает представление о влиянии целенаправленных, систематических занятий физическими упражнения

ми на организм человека, раскрывает механизмы адаптации к физическим нагрузкам.

Занятия физическими упражнениями, спортом вызывают в организме человека многосторонние и глубокие изменения в соответствии с общими биологическими принципами. Поэтому естественнонаучную основу физического воспитания составляют медико-биологические науки - биология, физиология, анатомия, морфология и др.

Методология этих наук лежит в основе современной теории и методики физического воспитания, спортивной тренировки.

Современная наука рассматривает организм человека как единое целое, в которой все органы и системы находятся в тесной взаимосвязи и взаимодействии и образуют сложную саморегулирующую, саморазвивающую структуру.

И.П.Павлов подчеркивал: “Человек есть....... система, в высочайшей степени саморегулирующаяся, сама себя поддерживающая, восстанавливающая, поправляющая и даже совершенствующая”.

Выработанное в процессе эволюции важнейшее свойство живого организма сохранять постоянство внутренней среды получило название гомеостаз (одинаковый, состояние). Явление гомеостаза состоит в том, что живые организмы при изменении факторов внешней и внутренней среды стремятся обеспечить оптимальное условие своего существования (температура, артериальное и осмотическое давление и т.д.).

Поэтому гомеостаз можно охарактеризовать, как способность живого организма, посредством сложных биохимических, физиологических и психических процессов, поддерживать постоянство внутренней среды и механизмы функционирования в определенном стабильном состоянии под воздействием меняющихся внешних и внутренних условий.

В процессе приспособления в животном мире сформировались нервные и гуморальные (жидкость) реакции, которые постоянно трансформировались в соответствующие механизмы регуляции функций организма.

Нервный механизм регулирования осуществляется через нервные импульсы, идущие по определенным нервным волокнам к строго определенным органам или частям организма. Основным нервным механизмом регуляции функций является рефлекс - ответная реакция организма, посредством подачи нервных импульсов, на раздражение, поступающее из внешней или внутренней среды. Он реализуется по рефлекторной дуге - путь по которому идет возбуждение от рецепторов до исполнительных органов (мышцы, железы и т.п.). В рефлекторной дуге различают 5 звеньев:

1. Рецептор, структура воспринимающая раздражение;

2. Чувствительное волокно, проводящее возбуждение от рецептора;

3. Нервный центр, где происходит переключение возбуждения с чувствительных клеток на двигательные;

4. Двигательное волокно, несущее нервный импульс на периферию;

5. Рабочий орган или железа.

Любое раздражение – механическое, световое, звуковое, химическое, термическое, воспринимаемое рецептором, трансформируется (преобразуется) в нервный импульс и в таком виде по чувствительным волокнам направляется в центральную нервную систему (ЦНС). При помощи рецепторов организм получает информацию обо всех изменениях, происходящих во внешней среде и внутри организма. В ЦНС эта информация перерабатывается, отбирается и передается на двигательные нервные клетки, которые посылают нервные импульсы к рабочим органам – мышцам, железам и вызывает тот или иной приспособительный акт, движение или секрецию.

Рефлекс как приспособительная реакция организма обеспечивает тонкое, точное и совершенное уравновешивание организма с окружающей средой, а также контроль и регуляцию функций внутри организма. В этом его биологическое значение. Рефлекс является функциональной единицей нервной деятельности

Вся нервная деятельность, как бы она не была сложна, складывается из рефлексов различной степени сложности, т.е. она является отраженной, вызванной внешним поводом.

И.М. Сеченов отмечал, что – «… если выключить все рецепторы, то человек должен заснуть мертвым сном и никогда не проснуться». В этом случае ЦНС работает по принципу отражения, по схеме «стимул – реакция».

Для осуществления любого рефлекса необходима целостность всех звеньев рефлекторной дуги. Нарушение хотя бы одного из них ведет к исчезновению рефлекса. Это широко используется при анестезии периферических нервных волокон навокаином.

Время рефлекса, прошедшее от момента нанесения раздражения до ответа на него, называется временем рефлекса. Оно слагается из времени, необходимого для возбуждения рецепторов, проведение возбуждения по чувствительным волокнам, по ЦНС, по двигательным волокнам и, наконец, латентного (скрытого) периода возбуждения рабочего органа.

Большая часть времени уходит на проведение возбуждения через нервные центры. Это объясняется тем, что в синапсах (места передачи возбуждения от одной клетки к другой) ЦНС происходит замедление проведения возбуждения, так называемая синаптическая задержка (Рис.1).

Рис.1 Схема синапса и механизмы лежащие в основе синаптической задержки проведения возбуждения.

Синапс состоит из синаптической бляшки, синаптической щели, постсинаптической мембраны – структур, обладающих рядом особенностей. Между синаптической бляшкой и постсинаптической мембраной соседней нервной клетки, синаптическая щель имеет ширину 100 – 200 А. Постсинаптическая мембрана отличается малой чувствительностью к электрическому току и высокой к химическому передатчику (медиатор). Поэтому распространяющийся по нервному волокну электрический импульс не может перескочить на следующую клетку в том же виде. Он затухает в синаптической бляшке, вызывает лопанье синаптических пузырьков с медиатором и последующего поступления химического вещества в синаптическую щель. Медиатор генерирует электрический импульс последующей нервной клетки. Таким образом электрическое проведение возбуждения в нервном волокне уступает место химическому в синапсах и тем самым замедляется проведение возбуждения.

Особенности проведения возбуждения по рефлекторной дуге, в отличии от проведения по нерву, заключаются в наличии нервных клеток и синапсов.

1. Одностороннее проведение возбуждения связано с присутствием химической реакции в синапсах. Возбуждение идет от рецепторов к рабочему органу.

2. Замедление возбуждения в нервных центрах. В синапсе происходит замедление примерно на 0,8 мс.

3. Суммация воздуждения. Рефлекторная реакция не может возникнуть в ответ на слабое раздражение. Но если раздражитель действует длительно, то в нервных центрах происходит суммация возбуждения и возникает рефлекторная реакция.

4. Трансформация ритма возбуждения. Частота импульсов в задних чувствительных корешках спинного мозга и передних двигательных не совпадает. Организм сам вырабатывает свою частоту.

5. Иррадиация возбуждения. Нервные волокна проводят нервные импульсы изолированно. Нервные импульсы не перескакивают с одного волокна на другое. Импульсы, пришедшие в ЦНС, при сильном раздражении могут распространяться во всех направлениях, возбуждать или подавлять близлежащие нервные клетки, или нервные центры. Данное свойство имеет большое значение при формировании моделей двигательных действий.

6. Продолжительность рефлекторной реакции всегда больше чем время раздражения. Возбуждение в нервных центрах остается и после прекращения действия раздражителя. Это объясняется тем, что вставочные нейроны (клетки) образуют замкнутые цепи, по которым продолжает циркулировать возникшее в ЦНС возбуждение. Последействие является главным механизмом кратковременной памяти.

Весьма важным фактором координации рефлексов, является наличие в ЦНС известной функциональной субординации, т.е. определенного соподчинения между ее отделами. Высшие отделы ЦНС приобретают способность изменять активность и направление деятельности нижележащих отделов. Нет функций в организме, которые не поддавались решающему регулирующему влиянию коры головного мозга.

Различают два вида рефлексов: безусловные - врожденные; условные - приобретенные. Нервная регуляция складывается из сложных взаимодействий двух видов рефлексов.

Гуморальный механизм регулирования играет не менее важную роль в регулировании функций организма, поддержания его жизнедеятельности. Он осуществляется за счет химических веществ, которые содержатся в циркулирующих жидкостях организма (кровь, лимфа, тканевая жидкость), и являются продуктами желез внутренней секреции.

Выделяемые железами внутренней секреции химические вещества, гормоны, попадают в кроваток, достигают всех органов и тканей, независимо от того, участвуют они в регуляции функций или нет. Избирательное отношение тканей к определенному веществу обуславливает включение гормона в процесс регуляции. Между различными химическими регуляторами, особенно гормонами, очень четко проявляется принцип само регуляции. Так, если становится избыточным в крови инсулин (гормон поджелудочной железы), это служит пусковым сигналом к усилению продукции адреналина (гормон мозгового слоя надпочечников). Динамическое равновесие уровня концентрации этих гормонов обеспечивает оптимальное содержание сахара в крови. Гуморальный способ регуляции, в развитии человека, предшествовал нервному способу и в современных условиях жизнедеятельности человека приобрел определенные отрицательные функции. Но при этом мы не можем говорить, что данный способ регуляции несовершенен, нет, это несовершенна, с позиции физиологии, наша жизнь с ее низким уровнем двигательной активности, высокими стрессовыми нагрузками.

Нервные и гуморальные функции тесно взаимосвязаны и образуют единую нейрогуморальную регуляцию. Так, передатчиком нервного возбуждения является гуморальный компонент (медиатор), а деятельность многих желез внутренней секреции “запускается” нервным импульсом. При двигательной деятельности сокращаются мышцы, изменяет свою работу сердце, железы выделяют в кровь гормоны, которые, в свою очередь, оказывают усиливающее или ослабляющее действие на те же мышцы, сердце и другие органы. Иначе говоря, рефлекторная реакция сопровождается гуморальными сдвигами, а гуморальный сдвиг сопровождается изменением рефлекторной регуляции.

Основным свойством организма, как биологической системы, является саморегуляция. Она направлена на оптимальное взаимодействие между элементами, составляющими организм, и процессами, обеспечивающими поддержание его целостности.

Основу саморегуляции представляет направленное на достижение конкретного результата регулирование деятельности организма по замкнутому циклу, с обратными связями.

Выделяются следующие основные принципы управления регулирования:

1. Принцип неравномерности, на основании которого живые организмы способны поддерживать динамическое неравновесие, асимметричное состояние относительно окружающей среды, то есть сохранять свой гомеостаз.

2. Принцип замкнутого контура регулирования заключается в том, что в живой системе информация о реакции на поступившие раздражения определенным образом анализируется и в случае необходимости корректируется. Информация циркулирует по замкнутому кругу, с использованием механизмов обратной связи, пока не реализуется необходимый результат.

3. Принцип прогнозирования состоит в том, что биосистема определяет свое поведение в будущем на основе оценки вероятности повторения прошлого опыта (использование уже сформированных моделей двигательных действий при освоении новых движений, накапливание энергетических и пластических ресурсов, которые могут быть затребованы в последующей работе).

Представленный в данном разделе материал позволяет уяснить сущность саморегулирования функций человеческого организма, его высочайшую способность к самосовершенствованию.

Дата добавления: 2014-01-04