textarchive.ru

Главная > Книга


Наверно, первое, что делает студент, взяв в руки новый учебник – смотрит, сколько в нем страниц. Действительно, приходится осваивать и усваивать очень большое количество учебного материала.

Как же облегчить свой труд? Как разгрузить память и в то же время не заблудиться в джунглях информации? Ответ приходит, если продолжить аналогию.

Уверенно идти по лесу можно, когда есть компас. Так и при изучении любой науки необходима прежде всего компасная информация, которая позволяет ориентироваться в многочисленных частных вопросах. К сожалению, учебники, написанные в традиционной манере, не выделяют такую информацию. Поэтому студенту трудно отличить главное от второстепенного, трудно увидеть связи между казалось бы совсем разными вещами, понять значение и назначение того или иного процесса в изучаемой системе.

Для успешного освоения любой науки решающим является умение видеть за деревьями лес, т. е., понимать общие основы, сердцевинную суть, стараться увидеть их в каждом конкретном случае. В данной главе речь пойдет именно о таких основах. Она призвана выполнить роль прожектора, освещающего лежащую впереди дорогу. Напомним, к чему Вы должны прийти в конце этой дороги – к умению мыслить физиологически.

А теперь двинемся в путь с твердой верой в конечный успех.

2.1. Макро- имикроуровни

Реакции, протекающие в организме, можно рассматривать на макро и микроуровнях. Необходимо понимать взаимосвязь этих уровней и в то же время уметь четко разграничивать их.

На макроуровне мы говорим о физиологических реакциях, связанных с деятельностью соответствующих систем или органов как таковых. Например, сокращение мышцы, выделение слюны, выбрасывание крови сердцем, глотание, вдох и выдох, сужение и расширение сосудов, переваривание пищи и т. д.

Если мы определяем, с какой силой сократилась мышца, сколько крови выбросило сердце за одну систолу или минуту, какова частота дыхания и т.д., то при этом рассматриваем физиологический процесс как таковой, и во многих ситуациях этого оказывается достаточно. Так, например, если требуется получить общую оценку влияния физической нагрузки на сердце, то можно измерить степень увеличения частоты пульса и количества потребляемого организмом кислорода и на основании полученных результатов сделать необходимый вывод.

Работа на макроуровне может потребовать дополнительно конкретизации. Допустим, мы установили, что у человека изменился минутный объем дыхания. В одной ситуации этого может быть достаточно. В другой потребуется уточнить – за счет чего возникло обнаруженное явление. Возможно, изменилась частота дыхания, глубина его или и то, и другое. В свою очередь причиной этому могли послужить изменения в работе дыхательного центра, в подвижности грудной клетки и т. д. Необходимые уточнения производятся опять-таки на макроуровне, то есть, на уровне физиологических процессов, только более конкретизированных.

Однако следует помнить, что в основе любого физиологического процесса лежат химические и физические реакции, протекающие на уровне молекул и ионов. Это уже не макро-, а микроуровень.

Если мы хотим детально разобраться в причинах нарушений сократительной деятельности миокарда, если необходимо создать препарат, снижающий повышенную возбудимость нервных центров или препарат, блокирующий проведение возбуждения в синапсах, если требуется установить, почему железа синтезирует недостаточное количество гормона и т.п., то здесь не обойтись без перехода на микроуровень. Мы не сможем получить ответ на поставленные вопросы, если не разберемся в особенностях физических и химических реакций, которые определяют протекание соответствующих физиологических процессов.

При решении задач Вам в ряде случаев потребуется прежде всего подумать о том, на каком уровне – макро- или микро- следует искать ответ. Поясним это примерами.

Пример 2.1. Почемуприбегеучащаетсядыхание?

Ответ. Речь идет о дыхании как таковом. Следовательно, имеем дело с макроуровнем. При физической нагрузке образуется избыточное количество углекислого газа, который является специфическим раздражителем дыхательного центра.

Пример 2.2. Существуютзаболевания, связанныеснарушениемдиффузиикислородачерезальвеолярно-капиллярнуюмембрану. Однакопоотношениюкдиффузииуглекислогогазатакиезаболеваниянеизвестны. Вчемпричинаэтого?

Ответ. Условие задачи (диффузия молекул) прямо подсказывает, что решение находится на микроуровне. Углекислый газ значительно лучше, чем кислород, растворяется в липидах, которые составляют значительную часть мембраны. Поэтому молекулы углекислого газа диффундируют через мембрану в 20-25 раз быстрее, чем молекулы кислорода. Некоторое замедление диффузии углекислого газа не приводит к патологическим изменениям в организме в отличие от сдвигов значительно более медленной диффузии кислорода.

Пример 2.3. Преступниксжегокровавленнуюодеждужертвы. Какследствиюустановить, былалинаодеждекровь?

Ответ. Поскольку анализировать приходится пепел, то очевидно, что работать будем на микроуровне. Пепел содержит только неорганические остатки. Наличие какого элемента является специфическим для крови? Это железо, которое входит в состав гемоглобина. Избыточное содержание железа в пепле подтверждает присутствие крови на сожженной одежде.

Пример 2.4. Еслимыхотимустановитьзависимостьхарактерасокращениямышцыотчастотыраздражения, тоздесьдостаточномакроуровня. Насвэтомслучаеинтересуетсокращениекактаковое, анеего механизм. Авотчтобыобъяснить, почемупредварительнорастянутая (нонечрезмерно) мышцасокращаетсяприраздражениисильнее, чемнерастянутая, придетсяперейтинамикроуровеньиподумать оработепоперечныхмиозиновыхмостиковиобразованиикомплексов актинмиозин.

Таким образом своевременный переход с одного уровня на другой является важным условием выработки умения мыслить физиологически.

2.2. Принципцелесообразности

Любая физиологическая реакция целесообразна. Это означает, что она направлена на достижение какого-то полезного для организма результата в данных условиях. Если Вас спрашивают: «В чем состоит физиологический смысл такой-то реакции?» – нужно подумать, чем она полезна.

Пример 2.5. Послепрекращениядлительнойзадержкидыханияоно нанекотороевремястановитсяучащенным. Этоспособствуетвыведениюизбытканакопившегосяуглекислогогазаи, следовательно, полезнодляорганизма. Механизмжеэтойреакциизаключаетсявтом, чтоизбыточноеколичествоуглекислогогазаболеесильнораздражает дыхательныйцентр.

Пример 2.6. Вусловияхвысокойтемпературысредыкровеносныесосуды кожирасширяютсяипонимпротекаетбольшоеколичествокрови. Благодаряэтомуувеличиваетсяотдачатеплавокружающуюсреду, чтозащищаеторганизмотперегревания. Иэтареакция, несомненно, полезна.

Пример 2.7. Припоступлениивсердцеизбыточногоколичествакровионорасширяетсяболееобычного. Волокнамиокардаиспытывают дополнительноерастяжение. Этовызываетболеесильноесокращение сердца, чтоспособствуетвыбрасываниюбольшего, чемобычно, количествакрови. Врезультатесердцепредохраняетсяотпереполнения кровью, чтополезнодляорганизма.

Подобных примеров можно привести очень много. В каждом случае следует помнить, что для достижения полезного результата существуют специальные механизмы.

Принцип целесообразности является ведущим для выработки умения мыслить физиологически. Необходимо учиться именно с этих позиций анализировать любую физиологическую реакцию. Необходимо понимать, что в организме не могут совершаться бесполезные для него процессы. Такие организмы не смогли бы выжить в процессе эволюции. Можно сказать, что живая природа за миллионы лет выстрадала целесообразность протекающих в организмах реакций.

Обратите внимание на то, как нельзя отвечать на вопросы, связанные с проблемой целесообразности. Не следует говорить «такая-то реакция возникает потому что это полезно для организма». Тогда польза превращается из результата в причину, что совершенно неверно. Правильный ответ должен звучать так: «Данная реакция возникает потому что работает такой-то механизм. Этот механизм образовался и закрепился в ходе эволюции, так как он оказался полезным для организма». Всегда помните, что главным судьей, который определял полезность той или иной реакции, оказывался естественный отбор.

Проблема целесообразности в физиологии весьма сложна. Она имеет не только биологическое, но и методологическое, философское значение; Рассмотрим несколько ситуаций, которые могут вызвать у Вас затруднения.

2.1 Принцип целесообразности нельзя применять механически к любой реакции. Он справедлив только на макроуровне, только по отношению к физиологическим процессам.

Например, диффузия ионов через клеточную мембрану сама по себе еще не имеет полезного значения для организма. Поэтому здесь нельзя говорить о целесообразности, о физиологическом смысле процесса, поскольку он является чисто физическим. Но, когда в результате взаимодействия определенных ионных потоков возникает потенциал действия, распространяющийся вдоль нервного волокна, то это уже физиологический процесс, обеспечивающий передачу необходимой информации и потому безусловно полезный для организма.

Процессы, протекающие на микроуровне, важны лишь постольку, поскольку они обеспечивают реакции макроуровня. Именно по отношению к последним и следует говорить об их целесообразности.

2.2 В отличие от животных человек является существом не только биологическим, но и социальным. Воздействие социальных факторов может маскировать и даже извращать целесообразность физиологических реакций.

Например, при столкновении двух животных у них происходит сильное возбуждение симпатической нервной системы, что способствует мобилизации ресурсов организма (учащение работы сердца и дыхания, повышение артериального давления, увеличение количества циркулирующей крови и т.д.). Все это физиологически целесообразно, так как подготавливает организм к последующей усиленной мышечной деятельности. Действительно, столкновение животных обычно заканчивается или дракой, или бегством и преследованием.

Человек же в аналогичных ситуациях, подчиняясь социальным требованиям, часто вынужден сдерживаться, подавлять бушующие в нем эмоции. В результате мобилизация ресурсов организма (целесообразная сама по себе) не получает соответствующей биологической реализации. Это может привести к нежелательным последствиям, вплоть до возникновения патологических состояний. Особенно уязвимым в таких ситуациях оказывается сердце. В связи с этим значительно возрастает роль психотерапии, аутотренинга, помогающих человеку учиться управлять своими чувствами.

ПримерИ. М. Амосова.Припоявлениисильныхболейвобластисердца убольногоможетвозникнутьстрахсмерти. Эмоциястрахаприводит квозбуждениюсимпатическойнервнойсистемы. Приэтомсердцеиспытываетповышеннуюнагрузку, чтоспособствуетусилениюболей. Возникаетпорочныйкруг, которыйврачдолженразорвать, применив обезболивающиесредства.

2.3 На организм могут воздействовать факторы, требующие противоположных реакций со стороны соответствующих систем. В этой противоречивой ситуации побеждает биологически более сильная система. Здесь опять-таки каждая система действует по своей физиологически целесообразной программе. Но в силу неудачного стечения обстоятельств отдаленный результат может оказаться неблагоприятным.

Например, при голодании организм может переходить на экономный путь расходования энергии, уменьшая неизбежно происходящий при этом распад собственных веществ. Это полезно. Но, если к голоданию присоединится воздействие холода, то включается более сильная система терморегуляции, требующая повысить выработку тепла. Начинается усиленный распад веществ (повышение теплопродукции), что само по себе целесообразно, но в условиях голодания может ухудшить состояние организма. Он срочно защищается от действия холода, но при этом ухудшается защита от более длительно действующего фактора – голодания.

Другой пример. При воздействии высокой температуры среды организму необходимо увеличить теплоотдачу, чтобы предотвратить перегревание. В связи с этим расширяются сосуды кожи. Однако резкое расширение большого количества сосудов приводит к падению артериального давления. В ответ происходит сужение сосудов мышц и внутренних органов, что позволяет удержать давление на нужном уровне. Если в этих условиях человек начнет интенсивно работать, то возникнет потребность в усилении кровоснабжения работающих мышц. Их сосуды расширяются, что само по себе опять-таки полезно. Но в данной ситуации расширение сосудов мышц приводит к повторному падению артериального давления, которое организм уже не в состоянии компенсировать. Возникает коллапс, потеря сознания.

Таким образом, мы должны уметь не только видеть целесообразность протекающих в организме реакций, но и понимать всю сложность их взаимодействия, особенно в тех случаях, когда организм попадает в условия, предъявляющие к нему противоречивые требования.

Внимание! Обязательно запомните следующее очень существенное замечание. В любой ситуации организм реагирует прежде всего на действие того фактора, который в данной ситуации является биологически наиболее важным, представляет наибольшую, первоочередную опасность. В этих условиях ответная реакция может в свою очередь вызвать новые сдвиги в организме, что также потребует компенсации и т.д. В результате возникает достаточно длинная цепочка, все звенья которой связаны между собой определенными физиологическими законами.

Непонимание этого может приводить к весьма печальным последствиям. Рассмотрим наглядный пример, показывающий важность умения мыслить физиологически. Проследите внимательно за последовательностью рассуждений.

1. Почки – жизненно важный орган. Если они перестанут работать, организм погибнет из-за отравления продуктами метаболизма.

2. Первый этап образования мочи состоит в фильтрации плазмы крови в капиллярах почечных клубочков.

3. В сосудах почек кровяное давление повышено, что способствует фильтрации.

4. Падение давления в сосудах почек и соответственно уменьшение кровотока в них представляет прямую угрозу жизни, так как это может привести к прекращению образования мочи и отравлению организма.

5. В этой ситуации организм реагирует немедленно – в почках образуется ренин, который затем превращается в ангиотензин-2 – мощный фактор, повышающий давление.

6. Если же недостаточность кровоснабжения почек приобретает хронический характер, то в крови постоянно содержатся высокие концентрации ангиотензина-2.

7. Это, в конце концов, приводит к возникновению гипертонической болезни – стойкому повышению артериального давления.

Как видно из вышесказанного, причина болезни в данном случае не в сердечно-сосудистой системе, а в почках.

Такова физиологическая логика событий. И тем не менее до сих пор в печати появляются сообщения об очень печальных, иногда даже трагических случаях, когда врачи упорно лечат больных «от давления», а у пациентов в это время постепенно погибают почки. Так что умение мыслить физиологически это не просто приятное качество. Иногда – это залог спасения жизни больного. Вспомните правило 2 – учитесь искать связи между явлениями!

В некоторых случаях целесообразность той или иной физиологической реакции оказывается замаскированной. Но она становится понятной, если использовать следующий принцип физиологического мышления.

2.3. Эволюционныйпринцип

Для понимания смысла многих физиологических реакций важно уметь рассматривать их с эволюционных позиций. Все эти реакции сложились в ходе эволюции, происходившей миллионы лет. В результате полезные физиологические механизмы закрепились генетически.

В тех случаях, когда трудно понять целесообразность той или иной реакции, нужно применить один из следующих двух подходов.

А. Реакция сложилась в ходе эволюции, в условиях, когда она была биологически целесообразной и поэтому закрепилась генетически. Теперь же эта реакция может проявляться в ситуациях, где ее физиологический смысл неочевиден.

Пример 2.8. Известноявлениеболевойанурии. Сутьеговтом, что присильнойболиработапочекможетвременнозатормозитьсявплоть дополногопрекращенияобразованиямочи. Казалосьбы, какаяотэтого пользаорганизму?

Но посмотрим вглубь веков. Когда животное испытывало боль? При драке, при различных травмах и т. д. При этом возникала опасность кровопотери с тяжелыми для жизни последствиями. В процессе эволюции выработалось защитное приспособление – почки временно прекращают образование мочи и организм сохраняет жидкость перед угрозой потери части ее. Это полезно и такой механизм закрепился, хотя сущность его замаскирована, особенно применительно к человеку. Разумеется, болевая анурия не может быть слишком длительной.

В. Если организм оказывается в искусственно созданных условиях, то принцип целесообразности может проявиться с результатами далеко не полезными.

Понять, в чем тут дело помогает опять-таки эволюционный подход.

Пример 2.9. Классическийпример– пересадкасердца, когдаорганизм вместотогочтобысказать«спасибо»отторгаетпересаженныйорган итемубиваетсебя. Гдежездесьцелесообразностьипользадляорганизма? Носистемаиммунитета, вызывающаяотторжение, сложилась входеэволюциидлявыполненияжизненноважнойфункциивыявления иудаленияизорганизмачужеродныхемумакромолекул. Соответствующиемеханизмызакрепленыгенетически. Онибезусловнополезны. Иначе мыбылибыбеззащитныпротивлюбойинфекции, образующихсяворганизмемутантныхклетокит. д. Обэтомвсегданужнопомнить, еслимыизменяеместественныеусловия. Поэтомувподобныхситуацияхврачамприходитсявременноподавлятьзащитныесилыорганизма. Вданномслучаеиммунныереакции. Однакозаэтоприходитсяплатить. Пересадкаорганаспасаетжизньбольного. Ноискусственноеослаблениеиммунитетаповышаетвероятностьвозникновениявпоследующем опухолевыхзаболеваний.

Пример 2.10. Еслиусобакиперерезатьобадепрессорныхнерва, то кровяноедавлениерезкоповышается. Ноцелесообразналиэтареакция? Ведьорганизмутакоеповышениесовсемненужно!

Применим второй вариант эволюционного подхода. Если мы нарушаем естественные взаимоотношения в организме, то он «не знает», что это сделано искусственным путем. И поэтому включает механизмы, которые всегда реагировали на подобные изменения, происходившие в естественных условиях.

По депрессорным нервам от рецепторов дуги аорты передается информация о величине кровяного давления. После перерезки нервов эти импульсы, разумеется, в нервные центры больше не поступают. В естественных условиях это могло бы произойти только при сильнейшем падении кровяного давления. Поэтому центры, как им и положено, дают команду на ответное резкое повышение давления.

Может быть, дочитав до этого места и продолжая размышлять о целесообразности протекающих в организме реакций, Вы остановились и подумали – «а болезнь»? Если так, то Вас можно поздравить с первым успехом. Вы начинаете по-настоящему мыслить физиологически.

Действительно, болезнь, как это ни покажется для некоторых странным, тоже является приспособлением организма к изменившимся в нем самом условиям. Дальше мы остановимся на этом более подробно. Болезнь – это неприятно, может быть даже очень неприятно. Но если бы не было болезни, как состояния, с которым жить все-таки можно, то любое нарушение в организме приводило бы к быстрой смерти.

Итак, если целесообразность какой-либо физиологической реакции для нас не очевидна, следует попытаться рассмотреть эту реакцию в эволюционном плане.

Ибо все физиологические реакции возникли задолго до появления человека. И наш организм принял их, так сказать, по наследству.

Теперь мы можем перейти к следующему принципу. Если целесообразность (физиологический смысл) – это достижение полезного для организма результата, то должны существовать механизмы, обеспечивающие получение такого результата. Все эти механизмы объединяются кардинальным понятием физиологии, которое составляет самую глубокую его сущность. Это понятие – регуляция.

2.4. Принципрегуляции физиологическихфункций

Физиологическая регуляция – это совокупность изменений, которые происходят в организме в ответ на воздействие факторов внешней и внутренней среды, осуществляются специальными механизмами и приводят к приспособительному, полезному для организма результату.

Самые разнообразные показатели – артериальное давление, осмотическое давление крови, температура тела, количество сахара в крови, число лейкоцитов и соотношение их форм и т. д. поддерживаются на необходимом в данный момент уровне и переходят с одного уровня на другой только благодаря процессам регуляции.

Если сравнить организм с совершенным, сложно устроенным автомобилем, то регуляция – это водитель, который уверенно ведет свою машину по любым дорогам и в любую погоду.

Чтобы понимать организм, нужно уметь анализировать протекающие в нем регуляторные процессы. Приступая к изучению любой физиологической системы, нужно прежде всего спросить «что делает эта система, на поддержание каких параметров направлена ее деятельность, каким образом она поддерживает эти параметры, как она при этом взаимодействует с другими системами»? Для мыслящего физиологически специалиста оптимальная стратегия состоит в том, чтобы искусственным путем изменить в нужном направлении происходящие в организме процессы. Поэтому необходимо понимать, как осуществляется регуляция этих процессов.

Рассмотрим общие процессы регуляции и ее конкретные механизмы. Одна из особенностей системы, в которой происходят процессы регуляции (говорят также регулирование, управление), состоит в том, что в ней можно выделить части, называемые входом и выходом. Выход – это та часть системы, которая должна находиться в определенном состоянии. Охарактеризовать данное состояние можно каким-то численным параметром. Такой параметр называется выходная переменная. Примеры выходных переменных – артериальное давление, температура тела, количество сахара в крови и т.д. Вход – это та часть (части) системы, которая влияет на состояние выхода. Параметры, характеризующие состояние элементов входа, называются входные переменные. Например, для выходной переменной «артериальное давление» входами будут работа сердца и сопротивление сосудов, а входными переменными – сила сердечных сокращений (ударный объем), частота сердечных сокращений, просвет сосудов, скорость кровотока, вязкость крови и т.д. Для того чтобы поддерживать выходные переменные на необходимом уровне, должны протекать определенные процессы. Например, поддержание в нужных пределах температуры тела осуществляется благодаря взаимодействию процессов теплопродукции и теплоотдачи. В свою очередь, интенсивность теплопродукции зависит от сократительной деятельности скелетных мышц (произвольные сокращения и дрожь) и образования тепла во внутренних органах (в первую очередь в печени и кишечнике). Теплоотдача связана с двумя основными процессами – испарением пота и кровообращением в коже, от интенсивности которого зависит количество приносимого с кровью тепла и его отдача с поверхности кожи. Таким образом, схематически систему регуляции температуры тела можно представить следующей схемой (рис. 2.1). При необходимости систему можно дополнительно детализировать, например, указать механизмы, обеспечивающие образование тепла в тканях, условия, влияющие на процесс испарения пота и т.д. Но для наших целей пока достаточно представить систему в общем виде.



Скачать документ

Похожие документы:

  1. - естественные науки - физико-математические науки - химические науки - науки о земле (геодезические геофизические геологические и географические науки) (7)

    Список учебников
    ... Леках, ВикторАронович. Больные вопросы современной онкологии и новые подходы в лечении онкологических заболеваний / Леках, ВикторАронович ... свое понимание процессов ... системном - ключе. Освещаются современное ... вклад врачей-физиологов в становление ...
  2. - естественные науки - физико-математические науки - химические науки - науки о земле (геодезические геофизические геологические и географические науки) (8)

    Список учебников
    ... Леках, ВикторАронович. Больные вопросы современной онкологии и новые подходы в лечении онкологических заболеваний / Леках, ВикторАронович ... свое понимание процессов ... системном - ключе. Освещаются современное ... вклад врачей-физиологов в становление ...
  3. Титул Вместо предисловия

    Книга
    ... сделает себе лекало, поскольку ... История в данном ключе ее понимания - это постоянное ... в 46 лет. Виктория Бенедиктсон. Шведская писательница ... . Таршис Иосиф Аронович, Мануильский Григорий ... Виллем Эйнтховен - физиолог, изобрел электрокардиограф. Хейке ...
  4. Титул Вместо предисловия

    Книга
    ... сделает себе лекало, поскольку ... История в данном ключе ее понимания - это постоянное ... в 46 лет. Виктория Бенедиктсон. Шведская писательница ... . Таршис Иосиф Аронович, Мануильский Григорий ... Виллем Эйнтховен - физиолог, изобрел электрокардиограф. Хейке ...
  5. Нюхтилин в – мельхиседек

    Книга
    ... сделает себе лекало, поскольку ... История в данном ключе ее понимания - это постоянное ... в 46 лет. Виктория Бенедиктсон. Шведская писательница ... . Таршис Иосиф Аронович, Мануильский Григорий ... Виллем Эйнтховен - физиолог, изобрел электрокардиограф. Хейке ...

Другие похожие документы..