Взаимодействие со средой и физиологическая изоляция
Среда обитания представляет собой строго организованный пространственно-временной континуум. На Земле он определяется гравитацией, атмосферой, температурами и электромагнитным полем. Внешние явления делятся на эпизодические (например, землетрясения) и периодически повторяющиеся (смена дня и ночи, сезонов). Именно регулярные ритмичные воздействия играют ключевую роль в формировании биологических свойств на протяжении жизни поколений.
Несмотря на плотную связь со средой, живые организмы изолированы от неживой природы. Эта граница обеспечивается фосфолипидными мембранами. Их строение универсально: мембраны нервной клетки человека и яйцеклетки морского ежа устроены практически одинаково. Появление таких структур позволило живым формам отделиться от первичной водной среды, усложнить свою внутреннюю организацию и начать активно влиять на окружающий мир.
Раздражители и виды раздражимости
Любые факторы среды, действующие на клеточные мембраны, называют раздражителями. Они бывают физическими (температура, механика), химическими (гормоны, кислоты), физико-химическими (изменение pH, осмоса), биологическими (вирусы) и информационными (речь, эмоции).
Способность реагировать на эти факторы изменением структуры мембран и протоплазмы называется раздражимостью. Выделяют два основных типа:
- Неспецифическая (триггерная) раздражимость. Не зависит от типа раздражителя. Стимул выступает в роли спускового крючка, который запускает внутренние мембранные процессы, доводя молекулы до порогового состояния.
- Специфическая (избирательная) раздражимость. Проявляется в ответ на биологически активные вещества (лиганды). На клеточной мембране есть белковые рецепторы, которые взаимодействуют со стимулами по принципу «ключ—замок», запуская каскад внутриклеточных реакций. Эта избирательность также регулируется размером ионных каналов.
Память и опережающее отражение действительности
Фиксация молекулярных изменений от действия раздражителей обеспечивается универсальным генетическим аппаратом — это основа биологической памяти. Ярче всего она формируется при повторяющихся воздействиях или при одиночных, но сильных эмоциональных стимулах.
На базе памяти академик П.К. Анохин сформулировал концепцию опережающего отражения действительности. Это фундаментальная способность организма предвидеть ход внешних событий и реагировать на них быстрее, чем они реально происходят.
Процесс формируется в три этапа:
- Этап А (Первичная реакция): Внешние события идут друг за другом, вызывая изолированные внутренние реакции. Связи между реакциями пока нет.
- Этап Б (Химический континуум): При многократном повторении внешних событий молекулярные изменения в организме связываются в единую последовательную цепь.
- Этап В (Реализация): Теперь достаточно действия только первого пускового стимула. В ответ на него организм мгновенно запускает всю цепь внутренних химических реакций, готовясь к последующим воздействиям еще до того, как они наступят в реальности.
Для запоминания пяти групп раздражителей используйте аббревиатуру ФИХФИБ: Физические, Информационные, Химические, Физико-химические, Биологические.
Вопросы с занятий и экзамена
В чем разница между триггерной и избирательной раздражимостью?
Триггерная раздражимость не зависит от качества раздражителя — он лишь запускает реакцию как спусковой крючок. Избирательная работает строго специфично по принципу «ключ—замок» через белковые рецепторы.
Что такое химический континуум в теории Анохина?
Это сформированная в организме неразрывная цепь молекулярных изменений, которая возникает при многократном повторении внешних стимулов и позволяет реагировать на них с опережением.
Как раздражимость связана с возбудимостью?
Раздражимость является первичным, базовым свойством живого отвечать на стимулы. В ходе эволюции в специализированных тканях (нервной и мышечной) она трансформировалась в возбудимость.
Что ещё разобрать по теме
- Механизмы работы молекулярных рецепторов и лиганд-рецепторного взаимодействия
- Принципы селективности белковых ионных каналов
- Роль генетического аппарата в формировании следов памяти
- Переход раздражимости в возбудимость: эволюционный аспект
- Влияние эпизодических и периодических явлений на биоритмы
Разберите тему целиком в курсе «Физиология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Свойства живых организмов. Принципы физиологической регуляции» и ещё 4 085 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 106 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Общие свойства, мембранные потенциалы, законы раздражения, возбудимость и торможение»
Бесплатные видеоуроки: физиологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.