Базовые состояния и свойства биологических систем
Любая биологическая система может находиться в одном из двух фундаментальных состояний. Физиологический покой характеризуется относительным постоянством внутренней среды. В этот момент на систему не действуют специфические раздражители извне, и она не проявляет своих специфических функций. Напротив, активное состояние подразумевает изменение свойств и качества системы, когда она реагирует на колебания во внешней или внутренней среде.
Чтобы переходить из одного состояния в другое, ткани обладают особыми свойствами:
- Раздражимость — абсолютно универсальное проявление жизнедеятельности. Оно присуще всем биологическим системам и заключается в способности реагировать на внешние воздействия изменением своих физико-химических параметров.
- Возбудимость — более узкое свойство. Это способность отвечать на раздражение не просто изменением параметров, а выполнением активной специфической функции. В организме человека такой способностью наделены только три типа тканей: нервная, мышечная и железистая (секреторная).
Возбуждение и роль раздражителей
Для того чтобы ткань перешла в активное состояние, необходим раздражитель — любое внутреннее или внешнее воздействие. Главное условие: это воздействие должно обладать достаточной силой и длительностью.
Ответом на такое воздействие становится возбуждение. Этот процесс всегда сопровождается комплексом изменений, которые делятся на две группы:
- Неспецифические проявления: они одинаковы для всех возбудимых тканей. К ним относятся генерация потенциала действия (ПД) на клеточной мембране, сдвиги в обмене веществ, локальные изменения температуры и общих физиологических параметров.
- Специфические проявления: зависят от типа ткани. Для нервной ткани это проведение нервного импульса, для мышечной — сокращение волокон, а для железистой — выделение секрета.
Торможение как активный процесс
В центральной нервной системе и внутренних органах возбуждение не существует изолированно — оно постоянно сменяется торможением. Это не пассивное затухание сигнала, а полноценный активный биологический процесс. Его главная задача — воспрепятствовать развитию нового возбуждения или прекратить уже начавшееся.
Торможение носит временный характер и служит важнейшим регулятором уровня активности тканей. Оно может запускаться как самостоятельный функциональный процесс или возникать в результате взаимодействия двух разных возбуждений.
Исторически изучение этого явления шло по двум направлениям:
- Периферическое торможение было открыто братьями А. и Э. Веберами, которые продемонстрировали, как стимуляция блуждающих нервов (n. vagus) угнетает работу сердца.
- Центральное торможение, протекающее в структурах ЦНС, впервые описал И.М. Сеченов.
Электрофизиологическая классификация торможения
В зависимости от механизмов, протекающих на клеточных мембранах, выделяют три основных вида торможения:
- Гиперполяризационное. Развивается на постсинаптических мембранах под влиянием тормозных медиаторов. В результате мембрана гиперполяризуется, и возбудимость ткани резко снижается.
- Стойкое деполяризационное. Возникает при слишком высокой частоте поступающих сигналов. Возбуждающий медиатор накапливается в синапсе и не дает заряду постсинаптической мембраны вернуться к состоянию покоя. Разница между текущим зарядом и критическим уровнем деполяризации (КУД) увеличивается. По своим механизмам это состояние аналогично явлениям парабиоза или аккомодации. Примечательно, что из-за специфических свойств мембран такой вид торможения иногда могут вызывать и тормозные медиаторы.
- Стабилизационное (стабилизация потенциала покоя). Обусловлено действием ряда биологически активных веществ (БАВ). Они блокируют проницаемость клеточных мембран для ионов натрия. При этом потенциал покоя не меняется, но возникновение нового возбуждения становится невозможным.
Чтобы легко запомнить три типа возбудимых тканей и их специфические функции, используйте ассоциацию: «Нерв проводит, мышца тянет, а железа выделяет».
Вопросы с занятий и экзамена
Чем раздражимость отличается от возбудимости?
Раздражимость — это универсальное свойство всех живых систем менять физико-химические параметры в ответ на воздействие. Возбудимость — частный случай, присущий только трем типам тканей, при котором ответом служит активная специфическая функция.
Что такое физиологический покой?
Это состояние, при котором на ткань не действуют специфические раздражители извне, внутренняя среда остается относительно постоянной, а специфические функции не проявляются.
Может ли торможение возникнуть само по себе?
Да, торможение способно возникать как самостоятельный функциональный процесс, а также как результат взаимодействия двух разных возбуждений.
В чем суть стабилизационного торможения?
При этом виде торможения биологически активные вещества блокируют натриевую проницаемость клеточных мембран. Потенциал покоя остается неизменным, но сгенерировать новое возбуждение ткань уже не может.
Что ещё разобрать по теме
- Ионные процессы на мембране клетки (нейрона и кардиомиоцита)
- Механизм возникновения потенциала действия (ПД)
- Критический уровень деполяризации (КУД) и его физиологическое значение
- Явления парабиоза и аккомодации в возбудимых тканях
- Роль тормозных медиаторов в гиперполяризации постсинаптических мембран
Разберите тему целиком в курсе «Физиология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Физиология возбудимых тканей» и ещё 4 128 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 114 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Понятия физиологии»
Бесплатные видеоуроки: физиологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.