Cosa forma un sistema funzionale e fisiologico. Sistemi fisiologici e funzionali: loro affidabilità e dinamiche legate all'età. Sistema circolatorio

Nel corpo umano esistono i seguenti sistemi fisiologici (sistema scheletrico, muscolare, circolatorio, respiratorio, digestivo, nervoso, sanguigno, ecc.).

Il sangue è un tessuto liquido che circola nel sistema circolatorio e garantisce l'attività vitale delle cellule e dei tessuti del corpo come sistema fisiologico. È costituito da elementi plasmatici ed enzimatici:

eritrociti - globuli rossi pieni di emoglobina, che è in grado di formare un composto con l'ossigeno e trasportarlo dai polmoni ai tessuti, e dai tessuti trasferire l'anidride carbonica ai polmoni, svolgendo così la funzione respiratoria. L'aspettativa di vita nel corpo è di 100-120 giorni. 1 ml di sangue contiene 4,5-5 milioni di globuli rossi. Per gli atleti si arriva a 6 milioni e più.

I leucociti sono globuli bianchi che svolgono una funzione protettiva distruggendo i corpi di ossigeno. In 1 ml – 6-8 mila.

Le piastrine sono coinvolte nella coagulazione del sangue; in 1 ml - da 100-300 mila.

La costanza del sangue è mantenuta dai meccanismi chimici del sangue stesso ed è controllata dai meccanismi regolatori del sistema nervoso centrale. La linfa del sangue svolge le seguenti funzioni: restituisce le proteine ​​dallo spazio interstiziale al sangue, fornisce i grassi alle cellule dei tessuti e partecipa anche al metabolismo e rimuove gli agenti patogeni. La quantità totale di sangue rappresenta il 7-8% del peso corporeo, a riposo il 40-50%.

Perdere 1/3 del sangue è pericoloso per la vita. I gruppi sanguigni sono 4 (I-II-III-IV).

Il sistema cardiovascolare

Il sistema cardiovascolare è costituito dalla circolazione sistemica e polmonare. La metà sinistra del cuore serve alla circolazione sistemica, la metà destra serve alla circolazione polmonare. La circolazione sistemica inizia dal ventricolo sinistro del cuore, attraversa i tessuti di tutti gli organi e ritorna al ventricolo destro. Dove inizia la circolazione polmonare, che passa attraverso i polmoni, dove il sangue venoso, cedendo anidride carbonica e saturo di ossigeno, si trasforma in sangue arterioso e viene inviato all'atrio sinistro. Dall'atrio sinistro il sangue fluisce nel ventricolo sinistro e da lì nuovamente nella circolazione sistemica. L'attività del cuore consiste in un cambiamento ritmico nei cicli cardiaci, che consistono in tre fasi: contrazione dell'atrio, dei ventricoli e rilassamento generale.

Il polso è un'onda di vibrazioni quando il sangue viene rilasciato nell'aorta. In media, la frequenza del polso è di 60-70 battiti/min. Esistono 2 tipi di pressione sanguigna. Si misura nell'arteria brachiale. Massimo (sistolico) e minimo (distolico). In una persona sana di età compresa tra 18 e 40 anni, il livello a riposo è 120/70 mmHg. Arte.

L'apparato respiratorio comprende la cavità nasale, la laringe, la trachea, i bronchi e i polmoni. Il processo respiratorio è un intero complesso di processi fisiologici e biochimici; anche il sistema circolatorio partecipa al processo respiratorio. Lo stadio della respirazione in cui l'ossigeno dall'aria atmosferica passa nel sangue e l'anidride carbonica dal sangue nell'aria atmosferica è chiamato esterno. Il trasferimento dei gas attraverso il sangue è lo stadio successivo e, infine, la respirazione tissutale (o interna): il consumo di ossigeno da parte delle cellule e il rilascio di anidride carbonica da parte loro, a seguito di reazioni biochimiche associate alla formazione di energia.

L'apparato digerente è costituito dalla cavità orale, dalle ghiandole salivari, dalla faringe, dall'esofago, dal ventricolo, dall'intestino tenue e crasso, dal fegato e dal pancreas. In questi organi, il cibo viene lavorato meccanicamente e chimicamente, digerito e si formano prodotti digestivi.

Il sistema escretore è formato da reni, ureteri e vescica, che assicurano l'escrezione di prodotti metabolici dannosi dal corpo con l'urina. I prodotti metabolici vengono escreti attraverso la pelle, i polmoni e il tratto gastrointestinale. Con l'aiuto dei reni viene mantenuto l'equilibrio acido-base, ad es. processo di omeostasi.

Il sistema nervoso è costituito da una parte centrale (cervello e midollo spinale) e da parti periferiche (nervi che si estendono dal cervello e dal midollo spinale e si trovano alla periferia dei gangli nervosi). Il sistema nervoso centrale regola l'attività umana, così come il suo stato mentale.

Il midollo spinale si trova nel midollo spinale formato dalle vertebre. La prima vertebra cervicale costituisce il confine della sezione superiore, la seconda la sezione inferiore lombare del midollo spinale. Il midollo spinale è diviso in 5 sezioni: cervicale, toracica, lombare, sacrale, coccigea. Ci sono 2 sostanze nel midollo spinale. La materia grigia è formata da un gruppo di corpi di cellule nervose (neuroni) che raggiungono vari recettori nella pelle, nei tendini e nelle mucose. La sostanza bianca circonda la materia grigia, che collega le cellule nervose del midollo spinale.

Il midollo spinale svolge funzioni di riflesso e di conduzione degli impulsi nervosi. Le lesioni del midollo spinale comportano vari disturbi associati al fallimento della funzione di conduzione.

Il cervello è un numero enorme di cellule nervose. È costituito da sezioni anteriore, intermedia, media e posteriore.

La corteccia cerebrale è la parte più alta del sistema nervoso centrale; il tessuto cerebrale consuma 5 volte più ossigeno dei muscoli. Costituisce il 2% del peso corporeo umano.

Il sistema nervoso autonomo è una parte specializzata del sistema nervoso regolata dalla corteccia cerebrale. A differenza del sistema nervoso somatico, che regola i muscoli scheletrici, il sistema nervoso autonomo regola la respirazione, la circolazione sanguigna, l’escrezione, la riproduzione e le ghiandole endocrine. Il sistema autonomo è diviso nel sistema simpatico, che controlla l'attività del cuore, dei vasi sanguigni, degli organi digestivi, ecc., è coinvolto nella formazione delle reazioni emotive (paura, rabbia, gioia), e nel sistema nervoso parasimpatico e sotto il controllo della parte superiore del sistema nervoso centrale. La capacità del corpo di adattarsi alle mutevoli condizioni ambientali è realizzata da recettori speciali. I recettori sono divisi in 2 gruppi: esterni ed interni. La sezione più alta dell'analizzatore è la sezione corticale. Esistono i seguenti analizzatori (cutaneo, motorio, vestibolare, visivo, uditivo, gustativo, viscerale - organi interni). Le ghiandole endocrine o le ghiandole endocrine producono speciali sostanze biologiche: gli ormoni. Gli ormoni forniscono la regolazione umorale attraverso il sangue dei processi fisiologici nel corpo. Possono accelerare la crescita, lo sviluppo fisico e mentale e partecipare al metabolismo. Le ghiandole endocrine comprendono: tiroide, paratiroidi, ghiandole surrenali, pancreas, ipofisi, gonadi e altre; la funzione del sistema endocrino è regolata dal sistema nervoso centrale.

Organoè una parte del corpo che ha una certa forma e struttura e svolge una funzione specifica. Gli organi sono formati da diversi tipi di tessuti, ma solo uno di essi è quello principale, principale e funzionante. Ad esempio, per il cervello è il tessuto nervoso, per i muscoli è il tessuto muscolare, per le ghiandole è il tessuto epiteliale.

Altri tessuti presenti nell'organo svolgono una funzione ausiliaria . Pertanto, il tessuto epiteliale riveste le mucose degli organi dell'apparato digerente, respiratorio e genito-urinario, e il tessuto connettivo svolge funzioni di supporto e nutrizionali, forma lo scheletro del tessuto connettivo dell'organo, il tessuto muscolare partecipa alla formazione delle pareti organi cavi.

Gli organi sono componenti di sistemi fisiologici più complessi.

Si distinguono sistemi e apparati di organi. Un sistema di organi è costituito da organi che svolgono una funzione comune, hanno un'origine comune e un piano strutturale comune. Questi sistemi includono digestivo, respiratorio, cardiovascolare, linfatico e altri. Ad esempio, l'apparato digerente ha la forma di un tubo con espansioni o contrazioni in determinati punti, si sviluppa dall'intestino primario e svolge la funzione di digestione. Il fegato, il pancreas e le ghiandole salivari principali sono escrescenze dell'epitelio del tubo digerente.

A differenza dei sistemi fisiologici, Gli apparati organici sono organi collegati da un'unica funzione, ma aventi strutture e origini diverse. Ad esempio, il sistema muscolo-scheletrico.

I sistemi e gli apparati di organi formano un organismo umano integrale, sono interconnessi e interdipendenti e i processi che si verificano in essi sono coordinati.

Si distinguono i seguenti sistemi fisiologici e apparati organici:

1. Sistema muscoloscheletrico.

2. Apparato digerente.

3. Sistema circolatorio (cardiovascolare).

4. Sistema linfatico.

5. Il sistema immunitario.

6. Sistema respiratorio.

7. (C)Apparato escretore.

Pelle - organo escretore

8. Sistema riproduttivo.

9. Sistema endocrino.

10. Sistema nervoso.

Bibliografia:

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L'intero corpo di una persona sana o malata, i suoi singoli organi e sistemi, in particolare gli organi circolatori, reagiscono costantemente alle varie irritazioni provenienti dal mondo circostante e interno. In questo caso si formano reazioni adattative che a un certo momento sono utili per i singoli organi e per l'organismo nel suo insieme, e quindi possono trasformarsi in patologiche e richiedere una correzione.

Sistemi funzionali del corpo, secondo P.K. Anokhin, si formano a livello molecolare, omeostatico e comportamentale, come l'interazione di elementi nel raggiungimento di risultati benefici comuni per sistemi e organi. In ogni singolo elemento del sistema funzionale si manifestano le proprietà e gli stati del risultato adattivo finale, utile per l'organismo.

Numerosi flussi di segnali nervosi e speciali molecole informative (oligopeptidi, complessi proteici immunitari, acidi grassi, prostaglandine, ecc.) informano costantemente il cervello sullo stato dei vari tessuti e sui cambiamenti metabolici che si verificano in essi. Diffondendosi dal cervello, i segnali nervosi e le molecole di informazione hanno, a loro volta, effetti regolatori sui processi tissutali. Le informazioni circolano quindi continuamente nell'organizzazione dinamica di vari sistemi funzionali, dal bisogno alla sua soddisfazione.

A causa dell'interazione dei sistemi funzionali del corpo, qualsiasi malattia è sempre accompagnata da cambiamenti in altri organi e strutture somatiche.

I cambiamenti patologici in un organo contribuiscono alla comparsa di cambiamenti negli organi e nei tessuti funzionalmente correlati, prevalentemente innervati dagli stessi segmenti del midollo spinale. Nella zona di innervazione del segmento vengono identificate aree di iperalgesia cutanea, tensione muscolare, dolore del periostio e movimento compromesso nel segmento corrispondente della colonna vertebrale. Tuttavia, l'effetto riflesso non è limitato a un singolo segmento. Cambiamenti patologici possono comparire nelle strutture somatiche e viscerali innervate da altri segmenti del midollo spinale.

A livello del segmento del midollo spinale può verificarsi un'elaborazione intrasegmentale del segnale nocicettivo. Come risultato dell'attivazione delle cellule multimodali, i segnali del dolore possono fluire nei neuroni per vari scopi: motorio, autonomo, ecc. Di conseguenza, vengono stabilite connessioni funzionali: viscero-motoria, dermato-motoria, dermato-viscerale, viscero -viscerale, motorio-viscerale - spesso di natura patologica. Inoltre, i segnali afferenti che entrano nel sistema nervoso centrale dalla lesione possono causare reazioni più generalizzate dovute all'interruzione della regolazione neuroumorale.

Le relazioni viscero-somatiche, tenendo conto delle interrelazioni di vari sistemi funzionali del corpo, possono essere rappresentate da meccanismi di interazione non riflessa e riflessa.

Conseguenza della non riflessività interazione viscero-somatica- destabilizzazione dei meccanismi di elaborazione dei segnali sensoriali all'ingresso dell'apparato segmentale, irritazione dei gruppi neurogeni del corno posteriore del midollo spinale ed eccitazione dei canali sensoriali della pelle, legamenti, muscoli, fascia. Di conseguenza, si formano zone di iperalgesia (zone di Zakharyin-Ged) nel corrispondente dermatomo, miotomo e sclerotomo. Il dolore di solito non è intenso, si basa sulla corrispondenza metamerica dell'organo interessato e di altre strutture, è localizzato nell'area di un metamero e non è accompagnato da ipertonicità locale delle strutture miofasciali. Esiste per un breve periodo di tempo, dopo di che scompare o si trasforma in dolore, che ha un meccanismo riflesso, che a sua volta è la base per la formazione dei punti trigger miofasciali.

I meccanismi riflessi dell'interazione viscero-somatica comprendono le interazioni viscero-motoria, viscero-sclerotomica, viscero-dermatomerica e motore-viscerale.

Le interazioni viscero-motorie nelle malattie acute degli organi interni sono accompagnate dalla formazione di un intenso flusso afferente nocicettivo e dalla difesa muscolare.

La patologia cronica degli organi interni è caratterizzata da un minimo flusso afferente nocicettivo e dalla formazione di ipertono miofasciale, in cui vi è dolore localizzato di varia intensità, contrazione muscolare locale (specialmente nei muscoli paravertebrali tonici).

Nell'interazione viscero-sclerotomale, i meccanismi di attivazione sclerotomale si formano come risultato di un processo riflesso nella fascia, nei legamenti e nel periostio. Questi cambiamenti avvengono più lentamente che nei muscoli.

L'interazione motore-viscerale avviene a causa del flusso di informazioni dal sistema muscolo-scheletrico all'organo interno. In questo caso l'interazione propriocettiva si forma all'interno del segmento (attraverso i sistemi umorale, endocrino e nervoso), poi nella formazione reticolare del tronco cerebrale, nel sistema limbico, nell'ipotalamo, ecc. Poiché gli input afferenti sono strettamente segmentati , e l'output è “sparso” (animazione delle afferenze), quindi la disfunzione dei centri vegetativi trofici colpisce una vasta area.

I rapporti anatomici dei segmenti del midollo spinale, dei dermatomi, dei muscoli e degli organi interni fanno supporre che alcune aree della superficie corporea (pelle, tessuto sottocutaneo, muscoli, tessuto connettivo), attraverso il sistema nervoso, siano collegate con determinati organi interni. Pertanto, in qualsiasi processo patologico sulla superficie del corpo è incluso anche il corrispondente organo interno. E viceversa: con qualsiasi danno all'organo interno, prendono parte al processo anche i tessuti tegumentari corrispondenti a un determinato segmento, l'eliminazione dei cambiamenti patologici in cui è necessario aumentare l'efficacia del trattamento.

Il sistema muscolare è altamente reattivo e risponde a qualsiasi stimolo esterno ed interno principalmente con tensione, seguita da cambiamenti nel tono dell'apparato legamentoso, della fascia e della pelle. La correzione di questi cambiamenti patologici viene effettuata con l'aiuto di esercizi fisici e massaggi. La scelta della tecnica di massaggio, dei tipi di esercizio fisico e dell'intensità dell'esercizio dipende dallo stato funzionale del paziente, dai cambiamenti patologici morfologici e fisiologici caratteristici di una determinata malattia, nonché dai processi biochimici nel corpo che si verificano durante l'allenamento fisico.

Sistemi fisiologici del corpo: scheletrico (scheletro umano), muscolare, circolatorio, respiratorio, digestivo, nervoso, sistema sanguigno, ghiandole endocrine, analizzatori, ecc.

Il sangue è un tessuto liquido che circola nel sistema circolatorio e garantisce l'attività vitale delle cellule e dei tessuti del corpo come organo e sistema fisiologico. È costituito da plasma (55-60%) e da elementi formati in esso sospesi: globuli rossi, leucociti, piastrine ed altre sostanze (40-45%) ed ha una reazione leggermente alcalina (pH 7,36).
La quantità totale di sangue rappresenta il 7-8% del peso corporeo di una persona. A riposo, il 40-50% del sangue è escluso dalla circolazione e si trova nei “depositi sanguigni”: fegato, milza, vasi cutanei, muscoli, polmoni. Se necessario (ad esempio durante il lavoro muscolare), il volume di riserva del sangue viene incluso nella circolazione sanguigna e diretto riflessivamente all'organo funzionante. Il rilascio del sangue dal “deposito” e la sua ridistribuzione in tutto il corpo è regolata dal sistema nervoso centrale (SNC).
La perdita di più di 1/3 della quantità di sangue da parte di una persona è pericolosa per la vita. Allo stesso tempo, ridurre la quantità di sangue di 200-400 ml (donazione) è innocuo per le persone sane e stimola addirittura i processi ematopoietici. Esistono quattro gruppi sanguigni (I, II, III, IV). Quando si salva la vita di persone che hanno perso molto sangue, o per alcune malattie, le trasfusioni di sangue vengono effettuate tenendo conto del gruppo. Ogni persona dovrebbe conoscere il proprio gruppo sanguigno.
Il sistema cardiovascolare. Il cuore, l'organo principale del sistema circolatorio, è un organo muscolare cavo che esegue contrazioni ritmiche, grazie alle quali avviene il processo di circolazione sanguigna nel corpo. Il cuore è un dispositivo autonomo e automatico. Tuttavia, il suo lavoro viene corretto da numerosi diretti e
feedback proveniente da vari organi e sistemi del corpo. Il cuore è collegato al sistema nervoso centrale, che ha un effetto regolatore sul suo funzionamento.
Il sistema cardiovascolare è costituito dalla circolazione sistemica e polmonare. La metà sinistra del cuore serve alla circolazione sistemica, la metà destra serve alla circolazione polmonare.
La pulsazione è un'onda di oscillazioni propagata lungo le pareti elastiche delle arterie in seguito allo shock idrodinamico di una porzione di sangue espulsa nell'aorta sotto pressione durante la contrazione del ventricolo sinistro. La frequenza del polso corrisponde alla frequenza cardiaca. La frequenza cardiaca a riposo (al mattino, sdraiati, a stomaco vuoto) è inferiore a causa dell'aumento della potenza di ogni contrazione. Una diminuzione della frequenza cardiaca aumenta il tempo di pausa assoluto necessario al riposo del cuore e ai processi di recupero nel muscolo cardiaco. A riposo, la frequenza cardiaca di una persona sana è di 60-70 battiti/min.
La pressione sanguigna è creata dalla forza di contrazione dei ventricoli del cuore e dall'elasticità delle pareti dei vasi sanguigni. Si misura nell'arteria brachiale. Esistono una pressione massima (sistolica), che si crea durante la contrazione del ventricolo sinistro (sistole), e una pressione minima (diastolica), che si osserva durante il rilassamento del ventricolo sinistro (diastole). Normalmente una persona sana di età compresa tra 18 e 40 anni a riposo ha una pressione arteriosa di 120/70 mmHg. (pressione sistolica 120 mm, diastolica 70 mm). La pressione sanguigna più alta si osserva nell'aorta. Man mano che ti allontani dal cuore, la pressione sanguigna diminuisce sempre di più. La pressione più bassa si osserva nelle vene quando fluiscono nell'atrio destro. Una differenza di pressione costante garantisce un flusso sanguigno continuo attraverso i vasi sanguigni (nella direzione della bassa pressione).
Sistema respiratorio. L'apparato respiratorio comprende la cavità nasale, la laringe, la trachea, i bronchi e i polmoni. Nel processo di respirazione dall'aria atmosferica attraverso gli alveoli dei polmoni, il corpo riceve costantemente
ossigeno e anidride carbonica vengono rilasciati dal corpo. Il processo di respirazione è un intero complesso di processi fisiologici e biochimici, nella cui attuazione è coinvolto non solo l'apparato respiratorio, ma anche il sistema circolatorio. L'anidride carbonica entra nel sangue dalle cellule dei tessuti, dal sangue ai polmoni e dai polmoni all'aria atmosferica.
Apparato digerente ed escretore. L'apparato digerente è costituito dalla cavità orale, dalle ghiandole salivari, dalla faringe, dall'esofago, dallo stomaco, dall'intestino tenue e crasso, dal fegato e dal pancreas. In questi organi, il cibo viene lavorato meccanicamente e chimicamente, le sostanze alimentari che entrano nel corpo vengono digerite e i prodotti digestivi vengono assorbiti.
Il sistema escretore è formato da reni, ureteri e vescica, che assicurano l'escrezione di prodotti metabolici dannosi dal corpo con l'urina (fino al 75%). Inoltre, alcuni prodotti metabolici vengono escreti attraverso la pelle, i polmoni (con l'aria espirata) e attraverso il tratto gastrointestinale. Con l'aiuto dei reni, il corpo mantiene l'equilibrio acido-base (PH), il volume richiesto di acqua e sali e una pressione osmotica stabile.
Sistema nervoso. Il sistema nervoso è costituito da una sezione centrale (cervello e midollo spinale) e da una sezione periferica (nervi che si estendono dal cervello e dal midollo spinale e si trovano alla periferia dei gangli nervosi). Il sistema nervoso centrale coordina le attività di vari organi e sistemi del corpo e regola questa attività in un ambiente esterno mutevole utilizzando il meccanismo riflesso. I processi che si verificano nel sistema nervoso centrale sono alla base di tutta l'attività mentale umana.
Il cervello è una raccolta di un numero enorme di cellule nervose. La struttura del cervello è incomparabilmente più complessa della struttura di qualsiasi organo del corpo umano.
Il midollo spinale si trova nel canale spinale formato dagli archi vertebrali. La prima vertebra cervicale è il confine superiore del midollo spinale, mentre il confine inferiore è la seconda vertebra lombare. Il midollo spinale è diviso in cinque sezioni con un certo numero di segmenti: cervicale, toracico, lombare, sacrale e coccigeo. Al centro del midollo spinale c'è un canale pieno di liquido cerebrospinale.
Il sistema nervoso autonomo è una parte specializzata del sistema nervoso regolata dalla corteccia cerebrale. Si divide in sistema simpatico e parasimpatico. L'attività del cuore, dei vasi sanguigni, degli organi digestivi, dell'escrezione, della regolazione del metabolismo, della formazione di calore, della partecipazione alla formazione delle reazioni emotive: tutto questo è sotto la giurisdizione del sistema nervoso simpatico e parasimpatico e sotto il controllo della parte superiore del sistema nervoso centrale.

Fisiologia– la scienza dei meccanismi di funzionamento e regolazione dell’attività di cellule, organi, sistemi del corpo nel suo insieme e la sua interazione con l’ambiente.

Organismoè un sistema macromolecolare aperto che si autoregola, si autoripara e si ripropone con l'aiuto del metabolismo e dell'energia continui, capace di sentire, muoversi attivamente e intenzionalmente e adattarsi nell'ambiente.

Tessileè un sistema di cellule e strutture non cellulari unite da un'origine, struttura e funzione comune. Esistono 4 tipi di tessuto: muscolare, nervoso, epiteliale e connettivo.

Organo- questa è una parte del corpo, isolata sotto forma di un complesso di tessuti che svolgono funzioni specifiche. Un organo è costituito da unità strutturali e funzionali, che sono una cellula o un insieme di cellule in grado di svolgere la funzione principale dell'organo su piccola scala.

Sistema fisiologicoè un insieme ereditariamente fisso di organi e tessuti che svolgono una funzione comune.

Sistema funzionaleè un insieme dinamico di singoli organi e sistemi fisiologici che si forma per ottenere un risultato adattivo benefico per il corpo.

Funzione- è l'attività specifica di cellule, organi e apparati per assicurare le funzioni vitali dell'intero organismo.

Fattori di affidabilità dei sistemi fisiologici– processi che aiutano a mantenere la vita del sistema in condizioni ambientali difficili. I fattori di affidabilità dei sistemi fisiologici includono

· Duplicazione in sistemi fisiologici;

· Riserva degli elementi strutturali dell'organo e loro mobilità funzionale;

· Rigenerazione di una parte danneggiata di un organo o tessuto e sintesi di nuovi elementi strutturali;

· Adattamento;

· Migliorare la struttura degli organi nella filo- e ontogenesi;

· Funzionamento economico;

· Plasticità del sistema nervoso centrale;

· Fornire ossigeno al corpo.

Fisiologia cellulare

Cellulaè un'unità strutturale e funzionale di un organo (tessuto) in grado di esistere in modo indipendente, svolgendo una funzione specifica in un piccolo volume, crescendo, moltiplicandosi e rispondendo attivamente all'irritazione.

Membrana cellulare- membrana cellulare, che forma uno spazio chiuso contenente protoplasma.

Protoplasma– la totalità di tutti gli elementi intracellulari (ialoplasma, organelli e inclusioni).

Citoplasma- Questo è protoplasma, ad eccezione del nucleo.

Ialoplasma (citosol)– un ambiente interno omogeneo della cellula, contenente sostanze nutritive (glucosio, aminoacidi, proteine, fosfolipidi, deposito di glicogeno) e che garantisce l’interazione di tutti gli organelli cellulari.

Funzioni delle cellule:

1. Funzioni generali garantire l’attività vitale della cellula stessa. Sono divisi in

a) sintesi di strutture e composti tissutali e cellulari necessari alla vita;

b) produzione di energia (si verifica a seguito del catabolismo - il processo di decomposizione);

c) trasferimento transmembrana di sostanze;

d) riproduzione cellulare;

e) disintossicazione dai prodotti metabolici, che si realizza attraverso i seguenti meccanismi: disintossicazione dell'ammoniaca attraverso la formazione di glutammina e urea; trasferimento di sostanze tossiche formate nella cellula in sostanze idrosolubili a bassa tossicità; neutralizzazione dei radicali attivi dell'ossigeno mediante il sistema antiossidante;

e) funzione del recettore.

2. Funzioni cellulari specifiche: contrattile; percezione, trasmissione del segnale, assimilazione e memorizzazione delle informazioni; lo scambio di gas; supporto; protettivo.

Funzioni degli organelli cellulari

La cellula contiene due tipi di organelli: membrana (nucleo, reticolo endoplasmatico, apparato di Golgi, mitocondri, lisosomi) e senza membrana (ribosomi, microtubuli, microfilamenti, filamenti intermedi).

Funzioni degli organelli di membrana:

· Nucleo – trasporta informazioni genetiche e fornisce la regolazione della sintesi proteica nella cellula.

· Reticolo endoplasmatico - è un serbatoio di ioni, assicura la sintesi e il trasporto di varie sostanze e garantisce la disintossicazione delle sostanze tossiche.

· Apparato del Golgi – prevede la fase di formazione e maturazione degli enzimi lisosomiali, proteine, glicoproteine ​​di membrana.

· Lisosomi – digestione delle sostanze organiche che entrano nella cellula (acidi nucleici, granuli di glicogeno, componenti della cellula stessa, batteri fagocitati).

· Perossisomi – con i loro enzimi catalizzano la formazione e la decomposizione del perossido di idrogeno.

· Mitocondri – rilasciano la maggior parte dell'energia dai nutrienti che entrano nel corpo e partecipano alla sintesi dei fosfolipidi e degli acidi grassi.

Funzioni degli organelli privi di membrana:

· Ribosomi – sintetizzano le proteine.

· Microtubuli – negli assoni e nei dendriti dei neuroni, sono coinvolti nel trasporto di sostanze.

· Microfilamenti, filamenti intermedi formano il citoscheletro cellulare, che garantisce il mantenimento della forma cellulare, il movimento intracellulare degli organelli di membrana, il movimento della membrana cellulare e delle cellule stesse, l'organizzazione dei fusi mitotici, la formazione di pseudopodi.

Caratteristiche strutturali e funzionali della membrana cellulare

La membrana cellulare è una sottile piastra lipoproteica, il cui contenuto lipidico è del 40%, proteine ​​- 60%. Sulla superficie esterna della membrana è presente una piccola quantità di carboidrati associati a proteine ​​(glicoproteine) o lipidi (glicolipidi). Questi carboidrati sono coinvolti nella ricezione di sostanze biologicamente attive e reazioni immunitarie.

La base strutturale della membrana cellulare - matrice– costituisce uno strato biomolecolare di fosfolipidi, che costituisce una barriera verso particelle cariche e molecole di sostanze idrosolubili. I lipidi forniscono un'elevata resistenza elettrica della membrana cellulare. Le molecole di fosfolipidi di membrana sono costituite da due parti: una porta una carica ed è idrofila, l'altra non porta carica ed è idrofoba. Nella membrana cellulare, le regioni idrofile di alcune molecole sono dirette all'interno della cellula e altre verso l'esterno. Nello spessore della membrana, le molecole di fosfolipidi interagiscono con le regioni idrofobiche. Questo forma una forte struttura lipidica a doppio strato. Lo strato lipidico contiene molto colesterolo.

La membrana cellulare contiene un gran numero di proteine, che sono suddivise nelle seguenti classi: integrali, strutturali, enzimi, trasportatori, proteine ​​che formano canali, pompe ioniche, recettori specifici. La stessa proteina può essere un enzima, un recettore e una pompa. Molte molecole proteiche hanno parti idrofobe e idrofile. Le parti idrofobe delle proteine ​​sono immerse in uno strato lipidico che non trasporta alcuna carica. Le regioni idrofile delle proteine ​​interagiscono con le regioni idrofile dei lipidi, garantendo la resistenza della membrana. Le molecole proteiche incorporate nella matrice sono chiamate integrali. La maggior parte di queste proteine ​​sono glicoproteine. Formano canali ionici. Le proteine ​​attaccate all'esterno della membrana sono chiamate proteine ​​di superficie. Di solito si tratta di proteine ​​enzimatiche.

La membrana cellulare ha permeabilità selettiva. Quindi, qualsiasi membrana consente alle sostanze liposolubili di passare bene. Alcune membrane consentono un buon passaggio dell'acqua. La membrana non consente il passaggio degli anioni degli acidi organici. La membrana è dotata di canali che consentono il passaggio selettivo degli ioni sodio, potassio, cloro e calcio. La maggior parte delle membrane ha una carica superficiale negativa, fornita dalla parte carboidratica di fosfolipidi, glicolipidi e glicoproteine ​​che sporgono dalla membrana. La membrana ha fluidità, quindi le sue singole parti possono muoversi.

Funzioni della membrana cellulare:

· il recettore - eseguito dalle glicoproteine ​​e dai glicolipidi delle membrane - svolge il riconoscimento cellulare, lo sviluppo dell'immunità;

· barriera o protettiva - svolta dalle membrane cellulari di tutti i tessuti del corpo;

· trasporto - collabora con la funzione barriera - costituisce la composizione dell'ambiente intracellulare, il più favorevole per il decorso ottimale delle reazioni metaboliche. Fornisce: a) pressione osmotica e pH; b) l'ingresso attraverso il tratto gastrointestinale nel sangue e nella linfa delle sostanze necessarie per la sintesi delle strutture cellulari e la produzione di energia; c) la creazione di cariche elettriche, il verificarsi e la propagazione dell'eccitazione; d) attività contrattile dei muscoli; e) rilascio di prodotti metabolici nell'ambiente; f) rilascio di ormoni ed enzimi;

· creazione di una carica elettrica e comparsa di un potenziale d'azione nei tessuti eccitabili;

· produzione di sostanze biologicamente attive - trombossani, leucotrieni, protoglandine.

Trasporto primario delle sostanze

Il trasporto primario avviene contro la concentrazione e i gradienti elettrici utilizzando speciali pompe ioniche e un meccanismo microvescicolare dentro o fuori la cellula. Assicura il trasferimento della stragrande maggioranza delle sostanze e dell'acqua nel corpo, l'attività vitale di tutte le cellule e dell'organismo nel suo insieme.

1. Trasporto tramite pompe. Le pompe sono localizzate sulle membrane cellulari o sulle membrane degli organelli cellulari e sono proteine ​​integrali con proprietà di trasportatore e attività ATPasi. Le principali caratteristiche delle pompe sono le seguenti:

a) le pompe funzionano costantemente e assicurano il mantenimento dei gradienti di concentrazione degli ioni, questo assicura la creazione di una carica elettrica della cella e favorisce il movimento dell'acqua e delle particelle scariche secondo le leggi della diffusione e dell'osmosi, creando una carica elettrica della cella . Quasi tutte le cellule sono caricate internamente negativamente rispetto all'ambiente esterno.

b) il principio di funzionamento delle pompe è lo stesso: la pompa Na/K (Na/K-ATPasi) è elettrogenica, poiché in un ciclo vengono rimossi 3 ioni Na+ dalla cellula e 2 ioni K+ vengono restituiti alla cellula cellula. Per ogni ciclo di funzionamento della pompa Na/K viene consumata una molecola di ATP e questa energia viene spesa solo per il trasporto dello ione Na+.

c) la pompa sodio-potassio è una proteina integrale composta da quattro polipeptidi e dotata di centri di legame per sodio e potassio. Esiste in due conformazioni: E 1 ed E 2. La conformazione E 1 è rivolta verso l'interno della cellula e ha affinità per lo ione sodio. Ad esso vengono aggiunti 3 ioni sodio. Di conseguenza, viene attivata l'ATPasi, che garantisce l'idrolisi dell'ATP e il rilascio di energia. L'energia cambia la conformazione E 1 nella conformazione E 2, con il sodio 3 che finisce all'esterno della cellula. Ora la conformazione E 2 perde la sua affinità per il sodio e acquista affinità per il potassio. 2 potassio si attaccano alla proteina pompa e la conformazione cambia immediatamente. Il potassio finisce all'interno della cellula e viene interrotto. Questo è un ciclo di funzionamento della pompa. Quindi il ciclo si ripete. Questo tipo di trasporto è chiamato antiporto. I principali attivatori di tale pompa sono l'aldosterone e la tiroxina, e gli inibitori sono le strofantine e la carenza di ossigeno.

d) le pompe del calcio (Ca-ATPasi) funzionano allo stesso modo, solo che il calcio viene trasferito solo in una direzione (dallo ialoplasma al reticolo sarco-o endoplasmatico, e anche all'esterno della cellula). Qui il magnesio è necessario per rilasciare energia.

e) la pompa protonica (H-ATPasi) è localizzata nei tubuli renali, nella membrana delle cellule parietali dello stomaco. Funziona costantemente in tutti i mitocondri.

f) le pompe sono specifiche: ciò si manifesta nel fatto che solitamente trasportano uno o due ioni specifici.

2. Trasporto microvescicolare. Utilizzando questo tipo di trasporto, vengono trasferite proteine ​​molecolari di grandi dimensioni, polisaccaridi e acidi nucleici. Esistono tre tipi di questo trasporto: a) endocitosi - trasferimento di una sostanza nella cellula; b) l'esocitosi è il trasporto di una sostanza dalla cellula; c) transcitosi – una combinazione di endocitosi ed esocitosi.

3. Filtrazione – trasporto primario, in cui il passaggio di una soluzione attraverso una membrana semipermeabile viene effettuato sotto l'influenza di un gradiente di pressione idrostatica tra liquidi su entrambi i lati di questa membrana.

Trasporto secondario di sostanze

Il trasporto secondario è la transizione di varie particelle e molecole d'acqua dovuta all'energia (potenziale) precedentemente immagazzinata, che viene creata sotto forma di gradienti elettrici, di concentrazione e idrostatici. Trasporta gli ioni attraverso i canali ionici e include i seguenti meccanismi.

1. Diffusione: le particelle si spostano da un'area ad alta concentrazione a un'area a bassa concentrazione. Se le particelle sono cariche, la direzione della diffusione è determinata dall'interazione tra concentrazione (chimica) e gradienti elettrici (la loro combinazione è chiamata gradiente elettrochimico). Se le particelle non sono cariche, la direzione della loro diffusione è determinata solo dal gradiente di concentrazione. Le molecole polari si diffondono più velocemente di quelle non polari. Gli ioni si diffondono solo attraverso i canali ionici. L'acqua si diffonde attraverso canali formati da acquaporioni. L'anidride carbonica, l'ossigeno, le molecole di acidi grassi non dissociati, gli ormoni - molecole non polari - si diffondono lentamente.

2. La diffusione semplice avviene attraverso i canali o direttamente attraverso lo strato lipidico. Ormoni steroidei, tiroxina, urea, etanolo, ossigeno, anidride carbonica, farmaci, veleni possono entrare nella cellula per semplice diffusione.

3. La diffusione facilitata è caratteristica delle particelle non elettrolitiche in grado di formare complessi con molecole trasportatrici. Ad esempio, l’insulina trasporta il glucosio. Il trasferimento avviene senza consumo diretto di energia.

4. Il trasporto dipendente dal sodio è un tipo di diffusione che viene effettuata utilizzando un gradiente di concentrazione di ioni sodio, la cui creazione richiede energia. Esistono due opzioni per questo meccanismo di trasporto di sostanze dentro o fuori la cellula. La prima opzione è simportazione, la direzione di movimento della sostanza trasportata coincide con la direzione di movimento del sodio secondo il suo gradiente elettrochimico. Avviene senza consumo diretto di energia. Ad esempio, il trasferimento del glucosio dai tubuli prossimali del nefrone alle cellule tubulari dell'urina primaria. Seconda opzione - antiporto. Questo movimento delle particelle trasportate è diretto nella direzione opposta al movimento del sodio. Ad esempio, questo è il modo in cui si muove il calcio, uno ione idrogeno. Se il trasporto di due particelle è accoppiato tra loro, viene chiamato tale trasporto controsport.

5. L'osmosi è un caso speciale di diffusione: il movimento dell'acqua attraverso una membrana semipermeabile in un'area con una maggiore concentrazione di particelle, cioè con una maggiore pressione osmotica. In questo tipo di trasporto non si spreca energia.

Canali ionici

Il numero di canali ionici sulla membrana cellulare è enorme: ci sono circa 50 canali del sodio per 1 µm2, in media si trovano a una distanza di 140 nm l'uno dall'altro.

Caratteristiche strutturali e funzionali canali ionici. I canali hanno un'uscita e un filtro selettivo, mentre i canali controllati hanno anche un meccanismo di gate. I canali sono pieni di fluido. La selettività dei canali ionici è determinata dalla loro dimensione e dalla presenza di particelle cariche nel canale. Queste particelle hanno una carica opposta alla carica dello ione che attraggono. Anche le particelle scariche possono passare attraverso i canali. Gli ioni che passano attraverso il canale devono liberarsi dal guscio di idratazione, altrimenti le loro dimensioni saranno maggiori del diametro del canale. Uno ione troppo piccolo, passando attraverso il filtro selettivo, non può rinunciare al suo involucro di idratazione, quindi non può passare attraverso il canale.

Classificazione dei canali. Esistono i seguenti tipi di canali:

· Controllato e non controllato – determinato dalla presenza di un meccanismo di cancello.

· Canali controllati elettro, chemio e meccanicamente.

· Veloce e lento – a seconda della velocità di chiusura e apertura.

· Ione-selettivo: consente il passaggio di uno ione e canali che non hanno selettività.

La caratteristica principale dei canali è che possono essere bloccati da determinate sostanze e farmaci. Ad esempio, novocaina, atropina, tetrodotossina. Per lo stesso tipo di ione possono esistere diversi tipi di canali.

Proprietà del tessuto biologico. Irritanti

Di base proprietà del tessuto biologico il seguente:

1. L'irritabilità è la capacità della materia vivente di cambiare attivamente la natura della sua attività vitale sotto l'influenza di uno stimolo.

2. L'eccitabilità è la capacità di una cellula di generare un potenziale d'azione quando stimolata. I tessuti connettivi ed epiteliali non sono eccitabili.

3. La conduttività è la capacità dei tessuti e delle cellule di trasmettere l'eccitazione.

4. La contrattilità è la capacità del tessuto di modificare la propria lunghezza e/o tensione sotto l'azione di uno stimolo.

Stimoloè un cambiamento nell'ambiente esterno o interno del corpo, percepito dalle cellule e che provoca una risposta. Uno stimolo adeguato è quello verso il quale la cellula, nel processo di evoluzione, ha acquisito la massima sensibilità grazie allo sviluppo di strutture speciali che percepiscono questo stimolo.

Caratteristiche della regolazione delle funzioni corporee

Regolazione delle funzioni– questo è un cambiamento diretto nell’intensità del lavoro di organi, tessuti, cellule per ottenere un risultato utile in base alle esigenze del corpo in varie condizioni della sua vita. Il regolamento è classificato in due direzioni: 1. Secondo il meccanismo della sua attuazione (tre meccanismi: nervoso, umorale e miogenico); 2. dal momento della sua attivazione relativa al momento della variazione del valore dell'indicatore regolamentato dell'organismo (due tipologie di regolazione: per deviazione e anticipo). In ogni caso si distinguono i livelli di regolazione cellulare, organico, sistemico e organismico.

Meccanismo di regolazione neurale

Questo tipo di regolazione delle funzioni è il principale e il più veloce. Inoltre ha un effetto preciso e locale su un singolo organo o anche su un gruppo separato di cellule di un organo. Uno dei principali meccanismi di regolazione nervosa è l'influenza unidirezionale dei sistemi simpatico e parasimpatico. Si distinguono i seguenti tipi di influenze del sistema nervoso autonomo:

· Influenza scatenante– provoca l’attività di un organo che è a riposo. Ad esempio, innescando la contrazione di un muscolo a riposo quando gli impulsi arrivano dai motoneuroni del midollo spinale o del tronco lungo le fibre nervose efferenti. L'effetto scatenante si realizza attraverso processi elettrofisiologici.

· Influenza modulante (correttiva).– provoca un cambiamento nell’intensità dell’attività degli organi. Si manifesta in due varianti: a) effetto modulante su un organo già funzionante; eb) un effetto modulante sugli organi funzionanti in modalità automatica. Attraverso l'azione trofica, elettrofisiologica e vasomotoria del sistema nervoso si realizza un effetto modulante.

Pertanto, il sistema nervoso autonomo e quello somatico hanno un effetto sia di attivazione che di modulazione sull'attività degli organi. Il sistema nervoso autonomo ha solo un effetto modulante sui muscoli scheletrici e cardiaci.

Il prossimo punto importante è questo la regolazione nervosa viene effettuata secondo il principio del riflesso. Riflesso- Questa è la risposta del corpo all'irritazione dei recettori sensoriali, effettuata utilizzando il sistema nervoso. Ogni riflesso viene effettuato attraverso un arco riflesso. Un arco riflesso è un insieme di strutture con l'aiuto delle quali viene eseguito un riflesso. L'arco riflesso di qualsiasi riflesso è costituito da cinque collegamenti:

1. Collegamento percettivo– recettore – fornisce la percezione dei cambiamenti nell’ambiente esterno ed interno del corpo. La raccolta di recettori si chiama zona riflessogena.

2. Collegamento afferente. Per il sistema nervoso somatico è un neurone afferente con i suoi processi; il suo corpo è situato nei gangli spinali o nei gangli dei nervi cranici. Il ruolo di questo collegamento è trasmettere il segnale al sistema nervoso centrale al terzo collegamento dell'arco riflesso.

3. Collegamento di gestione– un insieme di neuroni centrali (per il SNA e periferici) che formano la risposta del corpo.

4. Collegamento efferente– questo è l’assone di un neurone effettore (per il sistema nervoso somatico – un motoneurone).

5. Effettore- corpo funzionante. Il neurone effettore del sistema nervoso somatico è il motoneurone.

Tutti i riflessi sono divisi in gruppi:

· Congenito (incondizionato) e acquisito (condizionato);

· Somatico e vegetativo;

· Riflesso omeostatico, protettivo, sessuale, di orientamento;

· Mono- e polisinaptico;

· esterocettivo, interocettivo e propriocettivo;

· Centrale e periferica;

· Proprio e associato.

Regolazione umorale

Il collegamento ormonale nella regolazione delle funzioni corporee viene attivato con l'aiuto del sistema nervoso autonomo, cioè il sistema endocrino è subordinato al sistema nervoso. La regolazione umorale avviene lentamente e, a differenza del sistema nervoso, ha un effetto generalizzato. Inoltre, il meccanismo di regolazione umorale ha spesso effetti opposti delle sostanze biologicamente attive sullo stesso organo. Gli ormoni sono sostanze biologicamente attive prodotte da ghiandole endocrine o cellule specializzate. Gli ormoni vengono prodotti anche dalle cellule nervose: in questo caso vengono chiamati neuroormoni. Tutti gli ormoni entrano nel sangue e agiscono sulle cellule bersaglio in varie parti del corpo. Esistono anche ormoni prodotti da cellule non specializzate: si tratta di ormoni tissutali o paracrini. L'influenza ormonale su organi, tessuti e sistemi del corpo è divisa in

· funzionale, che a sua volta si divide in innescante, modulante e permissiva;

· morfogenetico.

Oltre alla regolazione endocrina, esiste anche la regolazione con l'aiuto dei metaboliti, prodotti formati nel corpo durante il processo metabolico. I metaboliti agiscono principalmente come regolatori locali. Ma ci sono effetti dei metaboliti sui centri nervosi.

Meccanismo di regolazione miogenico

L'essenza del meccanismo di regolazione miogenico è che lo stiramento moderato preliminare del muscolo scheletrico o cardiaco aumenta la forza delle loro contrazioni. Il meccanismo miogenico svolge un ruolo importante nella regolazione della pressione idrostatica negli organi e nei vasi cavi.

Unità dei meccanismi regolatori e principio sistemico di regolazione

L'unità dei meccanismi regolatori risiede nella loro interazione. Pertanto, quando l'aria fredda agisce sui termorecettori cutanei, aumenta il flusso di impulsi afferenti nel sistema nervoso centrale; questo porta al rilascio di ormoni che aumentano il tasso metabolico e aumentano la produzione di calore. Il principio sistemico di regolazione è che vari indicatori del corpo vengono mantenuti a un livello ottimale con l'aiuto di molti organi e sistemi. Pertanto, la pressione parziale di ossigeno e anidride carbonica è fornita dall'attività dei sistemi: cardiovascolare, respiratorio, neuromuscolare, sanguigno.

Funzioni della barriera ematoencefalica

La funzione regolatrice della BBB è quella di formare uno speciale ambiente interno del cervello, garantendo una modalità ottimale di attività delle cellule nervose e consentendo selettivamente il passaggio di molte sostanze umorali. La funzione barriera è svolta da una struttura speciale delle pareti dei capillari cerebrali: il loro endotelio, così come la membrana basale che circonda il capillare dall'esterno. Oltre al BBB, svolge una funzione protettiva: impedisce l'ingresso di microbi, sostanze estranee o tossiche. La BBB non consente il passaggio di molti farmaci.

Affidabilità dei sistemi regolatori

L’affidabilità dei sistemi normativi è assicurata dai seguenti fattori:

1. Interazione e complementazione di tre meccanismi regolatori (nervoso, umorale e miogenico).

2. L'azione dei meccanismi nervoso e umorale può essere multidirezionale.

3. L'interazione delle divisioni simpatica e parasimpatica del sistema nervoso autonomo è sinergica.

4. Le divisioni simpatica e parasimpatica del SNA possono causare un duplice effetto (sia attivazione che inibizione).

5. Esistono diversi meccanismi per regolare il livello degli ormoni nel sangue, il che aumenta l'affidabilità della regolazione umorale.

6. Esistono diversi modi di regolazione sistemica delle funzioni.