Содержание
Введение…………………………………………
Введение
Все живое характеризуется четырьмя признаками: ростом, обменом веществ, раздражимостью и способностью к самовоспроизведению. Совокупность данных признаков свойственна только живым организмам. Человек, как и все другие живые существа также обладает этими способностями.
Нормальный здоровый человек не замечает внутренних процессов, происходящих у него в организме, например то, как его организм перерабатывает пищу. Это происходит потому, что в организме все системы (нервная, сердечно-сосудистая, дыхательная, пищеварительная, мочевыделительная, эндокринная, половая, скелетная, мышечная) гармонично взаимодействуют друг с другом без вмешательства в этот процесс непосредственно самого человека. Мы зачастую даже не догадываемся о том, как это происходит, и как управляются все сложнейшие процессы в нашем организме, как одна жизненно важная функция организма сочетается, взаимодействует с другой. Как природа или Бог позаботились о нас, какими инструментами снабдили наш организм. Рассмотрим механизму управления и регуляции в нашем организме.
В живом организме клетки, ткани, органы и системы органов работают как единое целое. Их согласованная работа регулируется двумя принципиально различными, но направленными на одно и то же способами: гуморально (от лат. «гумор» – жидкость: через кровь, лимфу, межклеточную жидкость) и нервно. Гуморальная регуляция осуществляется при помощи биологически активных веществ – гормонов. Гормоны выделяются железами внутренней секреции. Преимущество гуморальной регуляции в том, что гормоны по крови доставляются ко всем органам. Нервная регуляция осуществляется органами нервной системы и действует только на «орган-мишень». Нервная и гуморальная регуляция осуществляет взаимосвязанную и согласованную работу всех систем органов, поэтому организм функционирует как единое целое.
Гуморальная система регуляции обмена веществ в организме представляет собой совокупность желез внутренней и смешанной секреции, а также протоки, позволяющие биологически активным веществам (гормонам) достигать кровеносных сосудов или непосредственно органов, на которые оказывается воздействие.
Железы внутренней секреции оказывают влияние, как на обычные органы, так и на другие железы внутренней секреции (этим обеспечивается саморегуляция деятельности желез внутренней секреции). Малейшие нарушения в деятельности этой системы ведут к нарушениям развития целой системы органов (например, при гипофункции поджелудочной железы развивается сахарный диабет, а при гиперфункции передней доли гипофиза может развиться гигантизм).
Нехватка некоторых веществ в организме может привести к неспособности выработки некоторых гормонов в организме и как следствие к нарушению развития. Так например недостаточное потребление йода (J) в рационе питания может привести к невозможности выработки тироксина (гипофункция щитовидной железы), что может привести к развитию таких болезней как микседема (высыхает кожа, выпадают волосы, снижается обмен веществ) и даже кретинизм (задержка роста, умственного развития).
1.Нервная и гуморальная регуляция физических процессов в организме
Н/>ервная система является объединяющей и координирующей системой организма. Она включает головной и спинной мозг, нервы и связанные с ними структуры, например, мозговые оболочки (слои соединительной ткани вокруг головного и спинного мозга).
Н
Нервная система
(Анатомическоеразделение)
есмотря на вполне определенное функциональное разделение, обе системы в значительной степени связаны.
С помощью цереброспинальной системы мы ощущаем боль, температурные изменения (тепло и холод), прикосновение, воспринимаем вес и размеры предметов, осязаем структуру и форму, положение частей тела в пространстве, чувствуем вибрацию, вкус, запах, свет и звук. В каждом случае стимуляция чувствительных окончаний соответствующих нервов
вызывает поток импульсов, которые передаются отдельными нервными волокнами от места воздействия стимула в соответствующий отдел головного мозга, где они интерпретируются. При формировании любого из ощущений импульсы распространяются по нескольким, разделенным синапсами, нейронам, пока не достигнут осознающих центров в коре головного мозга.
В центральной нервной системе полученная информация передается нейронами; образуемые ими проводящие пути называются трактами. Все ощущения, кроме зрительных и слуховых, интерпретируются в противоположной половине головного мозга. Например, прикосновение правой руки проецируется в левое полушарие мозга. Звуковые ощущения, идущие с каждой стороны, поступают в оба полушария. Зрительно воспринимаемые объекты тоже проецируются в обе половины мозга.
На рисунке слева показано анатомическое расположение органов нервной системы. По рисунку видно, что центральный отдел нервной системы (головной и спинной мозг) сосредоточены в голове и в позвоночном канале, в то время как органы периферийного отдела нервной системы (нервы и ганглии) рассредоточены по всему организму. Такое устройство нервной системы наиболее оптимально и выработалось эволюционно.
Г/>уморальная регуляция (humoral regulation) — Один из механизмов регуляции жизнедеятельности организма, осуществляемый через его жидкие среды (кровь, лимфа, гемолимфа, тканевая жидкость). Основа гуморальной регуляции – секреция биологически активных веществ, прежде всего гормонов.
Гуморальная регуляция, координация физиологических и биохимических процессов, осуществляемая через жидкие среды организма (кровь, лимфу, тканевую жидкость) с помощью биологически активных веществ (метаболиты, гормоны, гормоноиды ионы), выделяемых клетками, органами и тканями в процессе их жизнедеятельности. У высокоразвитых животных и человека Г. р. подчинена нервной регуляции и составляет совместно с ней единую систему нейрогуморальной регуляции. Продукты обмена веществ действуют не только непосредственно на эффекторные органы, но и на окончания чувствительных нервов (хеморецепторы) и нервные центры, вызывая гуморальным или рефлекторным путём те или иные реакции. Так, если в результате усиленной физической работы в крови увеличивается содержание CO2, то это вызывает возбуждение дыхательного центра, что ведёт к усилению дыхания и выведению из организма излишков CO2. Гуморальная передача нервных импульсов химическими веществами, т. н. медиаторами, осуществляется в центральной и периферической нервной системе. Наряду с гормонами важную роль в Г. р. играют продукты межуточного обмена. Биологическую активность жидких сред организма обусловлена соотношением содержания катехоламинов (адреналина и норадреналина, их предшественников и продуктов распада), ацетилхолина, гистамина, серотонина и др. аминов биогенных, некоторых полипептидов и аминокислот, состоянием ферментных систем, присутствием активаторов и ингибиторов, содержанием ионов, микроэлементов и т. д. Учение о Г. р. разработано рядом отечественных (В. Я. Данилевский, А. Ф. Самойлов, К. М. Быков, Л.С.Штерн и др.) и зарубежных учёных (австрийского — О. Лёви, амермканского — У. Кеннон и др.).
Нейрогуморальная регуляция, нервногуморальная регуляция, совместное регулирующее, координирующее и интегрирующее влияние нервной системы и гуморальных факторов (содержащихся в крови, лимфе и тканевой жидкости биологически активных веществ — метаболитов, гормонов, медиаторов и др.) на физиологические процессы в организме животных и человека. Н. р. имеет важное значение для поддержания относительного постоянства состава и свойств внутренней среды организма (гомеостаза) и его приспособления к меняющимся условиям существования. У низших организмов связь между отдельными клетками и органами реализуется химическими веществами, выделяющимися в процессе их жизнедеятельности. В ходе эволюции, с усложнением и дифференциацией органов и тканей, эти химические вещества приобретают специфическую физиологическую активность и функции медиаторов, нейрогормонов и гормонов. Вместе с тем происходит объединение гуморальной регуляции (и её разновидности — гормональной регуляции) с нервной регуляцией. Образующиеся при нервной импульсации многочисленные активные продукты обмена, помимо непосредственного влияния на клетки, ткани и органы, действуют как раздражители на окончания чувствительных нервов (хеморецепторы), вызывая нервно-рефлекторные реакции. Они также могут играть роль гуморального звена рефлекторной дуги, т. е. передавать в головной и спинной мозг информацию, под влиянием которой возникает поток нервных импульсов из центральной нервной системы в рабочие органы (эффекторы). Деятельность головного и спинного мозга зависит не только от получаемых ими нервных сигналов, но и от питания и обмена, а также от химического состава, физико-химических и биологических свойств тканевой жидкости, окружающей нервные клетки. При этом имеет место теснейшая взаимосвязь и взаимообусловленность нервных и гуморальных процессов. Например, CO2 возбуждает клетки дыхательного центра, а возбуждение определённых нервных образований приводит к выделению в синапсах медиаторов (ацетилхолина, норадреналина, серотонина и др.). Поступая в кровь, эти вещества участвуют в гуморальной регуляции функций и потому могут рассматриваться как нейрогормоны. Участие в Н. р. гормонов позволяет говорить о едином нейро-гуморально-гормональном механизме регуляции функций в организме.
Современная физиология отвергает противопоставление отдельных видов регуляции, например рефлекторной — гуморально-гормональной. Образование и влияние многих биологически активных веществ может осуществляться условнорефлекторным путём, что рассматривается рядом исследователей как доказательство участия коры головного мозга в Н. р. Примером последовательного включения нервных и гуморальных механизмов регуляции могут служить цепные реакции приспособления (адаптации) организма к сильным раздражениям (физическому и психическому напряжению, боли, болезни, травме и т.д.), вызывающим состояние стресса. Возникающее в коре головного мозга возбуждение передаётся через подкорковые элементы в гипоталамус, где находятся высшие центры Н. р. Под влиянием нервных сигналов клетки и нервные окончания гипоталамуса освобождают содержащийся в них в связанной форме норадреналин, который, действуя на чувствительные к нему элементы ретикулярной формации ствола мозга, способствует возникновению возбуждения в центральном и периферическом отделах симпатической нервной системы. Импульсы, поступающие по симпатическим нервам, вызывают в мозговом слое надпочечников усиленное образование адреналина. Поступая в кровь, а с нею в гипоталамус, адреналин вызывает возбуждение чувствительных к нему (так называемых адренергических) нервных элементов, что приводит к стимулированию выделения «высвобождающего» фактора, под влиянием которого в гипофизе синтезируется адренокортикотропный гормон (АКТГ). Присутствие АКТГ в крови — необходимое условие образования гормонов коры надпочечников — кортикостероидов, вызывающих в организме многозвенную цепь нервных и гуморальных реакций и тем самым активно участвующих в приспособлении организма к стрессу (см. также Адаптационный синдром).
Исследуя проблему образа и его роли в регуляции профессиональной деятельности человека, мы опирались на теорию психического отражения, разработанную в советской психологии (Б.Г.Ананьев, А.Н. Леонтьев, К.К. Платонов, С.Л. Рубинштейн, А.А.Смирнов, Б.Т. Теплов, и др.).
Подход, базирующийся на этой теории, позволил выявить в традиционных объектах инженерно–психологического исследования такие измерения (по существу системные), которые с помощью других подходов не раскрыть. Так, обычно оценка приборов в плане их соответствия человеку производится по показателям обнаружимости и различимости генерируемых ими сигналов, их положения в сенсорном поле (а также относительно маршрута сбора информации), контрастности по отношению к фону и т.д. Безусловно, все эти показатели важны. Но прибор должен оцениваться также относительно концептуальной модели, формируемой у оператора, как результат субъективного отражения, и это измерение нередко оказывается важнейшим. В качестве конкретного примера дан сравнительный анализ двух типов авиагоризонта (вид «с самолета на землю» и «с земли на самолет»).
Нервная и гуморальная системы, имеют одну и ту же цель – помочь организму развиться, выжить в изменяющихся условиях окружающей среды, поэтому бессмысленно говорить отдельно о нервной или гуморальной регуляции. Существует единая нервно-гуморальная регуляция, которая использует «гуморальные» и «нервные механизмы» для регуляции. «Гуморальные механизмы» задают общее направление в развитии органов организма, а «нервные механизмы» позволяют скорректировать развитие конкретного органа. Ошибочно предполагать, что нервная система дана нам лишь для того, чтобы мыслить, она — могучий инструмент, который также бессознательно регулирует такие жизненно-важные биологические процессы как переработка пищи, биологические ритмы и многое другое. Поразительно, но даже самый умный и активный человек использует лишь 4% возможностей своего мозга. Человеческий мозг – уникальная загадка, над которой бились с глубокой древности по наши дни и, возможно, будут биться не одну тысячу лет.
1.1 Понятие о рефлекторной дуге
Рефлекторная дуга — это цепь нейронов от периферического рецептора через центральную нервную систему к периферическому эффектору. Элементами рефлекторной дуги являются периферический рецептор, афферентный путь, один или больше вставочных нейронов, эфферентный путь и эффектор.
Все рецепторы участвуют в тех или иных рефлексах, так что их афферентные волокна служат афферентным путем соответствующей рефлекторной дуги. Число вставочных нейронов всегда больше одного, кроме моносинаптического рефлекса растяжения. Эфферентный путь представлен либо двигательными аксонами, либо постганглионарными волокнами вегетативной нервной системы, а эффекторами являются скелетные мышцы и гладкие мышцы, сердце, железы.
Время от начала стимула до реакции эффектора называется временем рефлекса. В большинстве случаев оно определяется в основном временем проведения в афферентных и в эфферентных путях и в центральной части рефлекторной дуги, к которому следует прибавить время трансформации стимула в рецепторе в распространяющийся импульс, время передачи через синапсы в центральной нервной системе (синаптическая задержка), время передачи от эфферентного пути к эффектору и время активации эффектора.
Рефлекторные дуги делятся на несколько типов:
1. Моносинаптические рефлекторные дуги
2. Полисинаптические спинномозговые рефлекторные дуги
3. Полисинаптические рефлекторные дуги с участием как спинного, так и головного мозга — в рефлекторных дугах этого типа имеется синапс в спинном мозге между сенсорным нейроном и нейроном, посылающим импульсы в головной мозг.
Рефлекторная дуга вегетативной нервной системы может быть представлена следующим образом: от рецепторов передается возбуждение по волокнам афферентных нейронов, расположенных в спинно-мозговых узлах либо в узлах черепных нервов или в узлах вегетативных сплетений. Аксоны этих нейронов в составе задних корешков вступают в спинной мозг (направляясь в боковые рога ) или в составе черепных нервов — в вегетативные ядра мезенцефалического или вегетативные ядра бульбарного отдела головного мозга. В боковых рогах, а также в указанных ядрах ствола головного мозга залегают ассоциативные мультиполярные нейроны. Их аксоны выходят из мозга в составе передних корешков спинно- мозговых или черепных нервов. Это преганглионарные (предузловые) волокна, которые обычно миелинизированы. Они следуют к узлам внеорганных или внутриорганных вегетативных сплетений, где образуют синапсы с их клетками. В узлах лежат мультиполярные (вторые) нейроны эфферентного вегетативного пути. Их аксоны, выйдя из ганглиев, образуют постганглионарные волокна (чаще всего немиелинизированные), которые направляются к органам и тканям. Вегетативные волокна идут в составе соматических нервов или самостоятельно в виде вегетативных нервов в оболочках стенок кровеносных сосудов.
2. Строение и функции спинного мозга
Спинной мозг представляет собой длинный тяж длиной (у взрослого человека) около 45 см. Вверху он переходит в продолговатый мозг, внизу (в районе I—II поясничных позвонков) спинной мозг суживается и имеет форму конуса, переходящего в конечную нить. На месте отхождения нервов к верхним и нижним конечностям спинной мозг имеет шейное и поясничное утолщения. В центре спинного мозга проходит канал, идущий в головной мозг. Спинной мозг разделен двумя бороздами (передней и задней) на правую и левую половину.
Центральный канал окружен серым веществом, которое образует передние и задние рога. В грудном отделе между передними и задними рогами располагаются боковые рога. Вокруг серого вещества расположены пучки белого вещества в виде переднего, заднего и бокового канатиков. Серое вещество представлено скоплением нервных клеток, белое вещество состоит из нервных волокон. В сером веществе передних рогов находятся тела двигательных (центробежных) нейронов, отростки которых образуют передний корешок. В задних рогах расположены клетки промежуточных нейронов, осуществляющих связь между центростремительными и центробежными нейронами. Задний корешок образован волокнами чувствительных (центростремительных) клеток, тела которых располагаются в спинно-мозговых (межпозвоночных) узлах. Через задние чувствительные корешки возбуждение передается с периферии в спинной мозг. Через передние двигательные корешки возбуждение передается от спинного мозга к мышцам и другим органам.
В сером веществе боковых рогов спинного мозга располагаются вегетативные ядра симпатической нервной системы.
Основную массу белого вещества спинного мозга образуют нервные волокна проводящего путл спинного мозга. Эти пути обеспечивают связь между различными частями центральной нервной системы и образуют восходящие и нисходящие пути передачи импульсов.
Спинной мозг состоит из 31—33 сегментов: 8 шейных, 12 грудных, 5 поясничных и 1—3 копчиковых. Из каждого сегмента выходят передние и задние корешки. Оба корешка по выходу из мозга сливаются и образуют спинно-мозговой нерв. От спинного мозга отходит 31 пара спинно-мозговых нервов. Спинно-мозговые нервы смешанные, они образованы центростремительными и центробежными волокнами. Спинной мозг покрыт тремя оболочками: твердой, паутинной и сосудистой.
Развитие спинного мозга. Развитие спинного мозга начинается раньше, чем развитие других отделов нервной системы. У эмбриона спинной мозг уже достигает значительных размеров, в то время как головной мозг находится на стадии мозговых пузырей. На ранних стадиях развития плода спинной мозг заполняет всю полость позвоночного канала, но затем позвоночный столб обгоняет рост спинного мозга, и к моменту рождения он заканчивается на уровне третьего поясничного позвонка.
Длина спинного мозга у новорожденных составляет 14—16 см. Удвоение его длины происходит к 10 годам. В толщину спинной мозг растет медленно. На поперечном срезе спинного мозга детей раннего возраста четко выделяется преобладание передних рогов над задними. В школьные годы у детей наблюдается увеличение размеров нервных клеток спинного мозга.
Функции спинного мозга. Спинной мозг участвует в осуществлении сложных двигательных реакций организма. В этом заключается рефлекторная функция спинного мозга.
В сером веществе спинного мозга замыкаются рефлекторные пути многих двигательных реакций, например коленный рефлекс (при постукивании по сухожилию четырехглавой мышцы бедра в области колена происходит разгибание голени в коленном суставе). Путь этого рефлекса проходит через II—IV поясничные сегменты спинного мозга. У детей на первых днях жизни коленный рефлекс вызывается очень легко, но проявляется он не в разгибании голени, а в сгибании. Это объясняется преобладанием тонуса мышц-сгибателей над разгибателями. У здоровых годовалых детей рефлекс возникает всегда, но выражен он слабее.
Спинной мозг иннервирует всю скелетную мускулатуру, кроме мышц головы, которые иннервируются черепными нервами. В спинном мозге расположены рефлекторные центры мускулатуры туловища, конечностей и шеи, а также многие центры вегетативной нервной системы: рефлексы мочеиспускания и дефекации, рефлекторного набухания полового члена (эрекция) и извержения семени у мужчин (эякуляция).
Проводящая функция спинного мозга. Центростремительные импульсы, поступающие в спинной мозг через задние корешки, передаются по проводящим путям спинного мозга к вышележащим отделам головного мозга. В свою очередь, из вышележащих отделов центральной нервной системы через спинной мозг поступают импульсы, меняющие состояние скелетной мускулатуры и внутренних органов. Деятельность спинного мозга у человека в значительной степени подчинена координирующему влиянию вышележащих отделов центральной нервной системы.
3. Планирование объема и интенсивности физических
упражнений с учетом умственной учебной нагрузки.
Расчет часов самостоятельных занятий
Планирование самостоятельных занятий осуществляется студентами под руководством преподавателей.
Перспективные планы самостоятельных занятий целесообразно разрабатывать на весь период обучения, т.е. на 4-6 лет. В зависимости от состояния здоровья, медицинской группы, исходного уровня физической и спортивно-технической подготовленности студенты могут планировать достижение различных результатов по годам обучения в вузе и в дальнейшей жизни и деятельности — от контрольных тестов учебной программы до нормативов разрядной классификации.
Студентам всех учебных отделений при планировании и проведении самостоятельных тренировочных занятий надо учитывать, что в период подготовки и сдачи зачетов и экзаменов интенсивность и объем самостоятельных тренировочных занятий следует несколько снижать, придавая им в отдельных случаях форму активного отдыха, (рис. 6.2).
/>
Рис. 6.2. Примерная динамика объема, интенсивности и общей физической нагрузки тренировочных занятий в сочетании с умственной учебной нагрузкой в течение учебного года:
1 — умственная учебная нагрузка, 2 — интенсивность физической нагрузки, 3 — объем физической нагрузки, 4 — общая тренировочная нагрузка
Вопросу сочетания умственной и физической работы следует уделять повседневное внимание. Необходимо постоянно анализировать
/>
Рис. 6.3. Примерное перспективное планирование общей тренировочной нагрузки на 5 лет обучения в вузе
состояние организма по субъективным и объективным данным самоконтроля.
При многолетнем перспективном планировании самостоятельных тренировочных занятий общая тренировочная нагрузка, изменяясь волнообразно с учетом умственного напряжения по учебным занятиям в течение года, должна с каждым годом иметь тенденцию к повышению. Только при этом условии будет происходить укрепление здоровья, повышение уровня физической подготовленности, а для занимающихся спортом — повышение состояния тренированности и уровня спортивных результатов. (рис. 6.3).
В то же время планирование самостоятельных занятий физическими упражнениями и спортом должно быть направлено на достижение единой цели, которая стоит перед студентами всех медицинских групп, — сохранить здоровье, поддерживать высокий уровень физической и умственной работоспособности.
Список используемой литературы:
«Общая биология» под редакцией Ю. И. Полянского; изд. «Просвещение» 1975 г.
«Физиология и биология человека» изд. «Просвещение» 1987 г.
Энциклопедия «Кругосвет»
Бароненко В.А., Рапопорт Л.А. Здоровье и физическая культура студента: Учебник. — М.: Альфа-М, 2003.