Классификация раздражителей по энергетической природе по силе Адекватные и неадекватные раздражители

РАЗДРАЖИТЕЛИ

РАЗДРАЖИТЕЛИ — внешние воздействия на клетку живого организма, вызывающие активное (т. е. связанное с внутренними источниками энергии) изменение характера ее жизнедеятельности. Наиболее распространенными Р. являются механические, химические, электрические, температурные и световые воздействия. Многие Р. непосредственно взаимодействуют с воспринимающими структурами клетки, некоторые же могут оказать свое действие на клетку лишь опосредованно. Так, сила земного притяжения — гравитация — воспринимается через промежуточные механические Р. Раздражители, к к-рым соответствующие клетки являются особо приспособленными, называют адекватными. При взаимодействии Р. с воспринимающими его структурами в них происходят определенные перестройки, «запускающие» ту или иную последовательность физ.-хим. и биохим. реакций клетки (см. Раздражение). Таким образом, Р. по существу являются сигналами, обусловливающими быстрое реагирование организма на изменения в среде его обитания.

Живая ткань (клетка) может иметь рецепторные структуры для нескольких типов Р.; вместе с тем для более сложных организмов характерно наличие клеток, специально приспособленных к восприятию определенных типов Р. (см. Рецепторы). Такая специализация клеток выражается в чрезвычайном повышении их чувствительности за счет особых механизмов трансформации энергии раздражителя в энергию, наиболее подходящую для запуска последующих клеточных процессов.

Параметризация Р. производится путем измерения силы соответствующего внешнего воздействия; последняя выражается в величинах его энергии, отнесенной на величину воспринимающей поверхности. В физиологии широкое распространение получила оценка силы воздействия Р. по вызываемому ими физиол, эффекту; при этом учитывается, что зависимость между силой Р. и ответной реакцией клетки всегда носит нелинейный характер (за счет участия в действии Р. на клетку сложной реакции соответствующей рецепторной структуры). Реакция развивается лишь при достижении Р. определенного порогового значения; подпороговые Р. реакции не вызывают. Надпороговые Р. могут сравниваться между собой по тому, во сколько раз их сила превышает пороговое значение. Усиление реакции при усилении Р. происходит лишь до определенного предела; Р., вызывающие предельную реакцию, называются максимальными.

Системная реакция организма на Р. строится на совокупности реакций чувствительных клеток, запускающих соответствующую рефлекторную деятельность нервной системы (см.). При этом определенные Р. могут оставаться для организма безразличными (индифферентными), хотя они и воспринимаются соответствующими чувствительными клетками; ответная реакция может отсутствовать в связи с тем, что сигнал, идущий от чувствительных структур, недостаточен для активации последующих нервных структур либо его прохождение оказывается заблокированным процессами центрального торможения (см.). Р., которые вызывают системную ответную реакцию, выделяются по характеру самой реакции и обозначаются как пищевые, оборонительные, половые, ориентировочные, локомоторные и др. При различных патол, процессах, протекающих в организме, сильные Р. могут возникать в самих его тканях за счет изменения нормального состава внутренней среды и других нарушений.

В соответствии с учением И. П. Павлова об условнорефлекторной деятельности различают безусловные и условные Р. Условным Р. называют внешнее воздействие, к-рое в результате неоднократных совпадений с действием раздражителей, постоянно вызывающих ответную реакцию организма (безусловные Р.), приобретают способность вызывать реакции, характерные для безусловных (см. Условный рефлекс). В случае неподкрепления условные Р. теряют сигнальное значение и становятся индифферентными. Условные Р. подразделяют на натуральные и искусственные; они могут иметь как возбуждающее, так и тормозящее значение в деятельности организма. У человека в связи с развитием второй сигнальной системы условным Р. становится слово (см. Речь).

Библиография: Гранит Р. Электрофизиологическое исследование рецепции, пер. с англ., М., 1957; К о с т ю к П. Г. Физиология центральной нервной системы, с. 178 и др., Киев, 1977; Общая физиология нервной системы, под ред. П. Г. Костюк а и А. И. Ройтбака, Л., 1979; Павлов И. Г1. Полное собрание сочинений, т. 3, кн. 1—2, М.—Л., 1951.

Источник

Классификация раздражителей (по энергетической природе, по силе). Адекватные и неадекватные раздражители.

Возбудимость- это свойство клеточных мембран отвечать на действие адекватных раздражителей специфическими изменениями ионной проницаемости и мембранного потенциала.

Возбуждение является процессом электрохимическим, идущим исключительно на мембране клетки. Признаком возбуждения является изменение электрического состояния цитоплазматической мембраны. Возбуждение запускает специфическую для каждой ткани ф-ю. Возбуждение мышц приводит к их сокращению, в нервной системе проведение возбуждения вызывает его проведение по аксонам, \железистая ткань отвечает выделением секрета.

Все ткани организма делятся на электровозбудимые, хемовозбудимые и механовозбудимые в зависимости от клеток, из которых они состоят. Однако это деление историческое и весьма условно, т.к. в последние годы установлено, что практически каждая клетка имеет в мембране все виды каналов – т.е. потенциалоуправляемые, хемоупр. И механоупр.

Помимо возбудимости ткани имеют сво-ва проводимости и лабильности.

Проводимость- это способность к передаче возбуждения. Самая высокая проводимость у нерва.

Лабильность (функциональная подвижность) — способность ткани воспроизводить определенное число волн возбуждения в единицу времени в точном соответствии с ритмом наносимых раздражений. Это свойство характеризует скорость возникновения возбуждения. Показатель лабильности: максимальное количество волн возбуждения в данной ткани: нервные волокна — 500-1000 импульсов в секунду, мышечная ткань — 200-250 импульсов в секунду, синапс — 100-125 импульсов в секунду. Лабильность зависит от уровня обменных процессов в ткани, возбудимости, рефрактерности.

2. Понятие о процессе возбуждения. Признаки процесса возбуждения (специфические и неспециф.__

Возбуждение является процессом электрохимическим, идущим исключительно на мембране клетки. Признаком возбуждения является изменение электрического состояния цитоплазматической мембраны. Возбуждение запускает специфическую для каждой ткани ф-ю. процесс возбуждения проявляется в виде 2 групп:

1) неспецифические признаки;

2) специфические признаки.

Неспецифические признаки процесса возбуждения-это признаки присущие всем возбудимым тканям. Неспецифические признаки-это сложные физико-химические,биохимические процессы,протекающие в тканях.

1)повышение скорости обменных реакций;

3)повышение температуры ткани;

4)изменение проницаемости мембраны возбудимых клеток для ионов;

5)изменение движения ионов через клеточную мембрану;

6)перезарядка клеточной мембраны и генерация потенциала действия.

Специфические признаки присуще определенным возбудимым тканям. Неспецифический признак является результатом физико-химических, биохимических процессов происходящих в тканях.Специфические признаки требуют определенный морфологический субстрат и представляют функцию данной ткани.Нервная ткань возбуждается в виде генерации и проводит нервный импульс.Мышечная ткань развивает сокращение.В железистой ткана наблюдается синтез и выделение секрета.\\\\

Классификация раздражителей (по энергетической природе, по силе). Адекватные и неадекватные раздражители.

Раздражителем живой клетки или орг-ма может оказаться любое изменение внешней среды или его внутреннего состояния, если оно достаточно велико, возникло достаточно быстро и длится достаточно долго. Все разнообразие раздражителей можно классифицировать по 3 категориям: по адекватности, по природе и по силе.

Адекватные и неадекватные р-и.

· Адекватные действуют на биолог. Объект в естественных условиях, т.е. к их восприятию биологический объект приспособлен. (палочки и колбочки сетчатки глаз к фотонам света пример.)

· Для восприятия неадекватных раздраж-й данная клетка или орган не приспосблены. Так, мышца сокращается не только под действием своего медиатора, но и под действием хим. Раздражителя – кислоты или сильного электрического тока.

ПО природе можно выделить – физические, физ.-хим., и химические.

· Физические: температурные, мех.-е, электр.-е, световые, звуковые.

· Физ-хим. Разд-ли: изменения осмотического давления, активной реакции среды, электролитного состава, коллоидального состояния.

· Химич. Разд-ли: множество веществ с различными составами и свойствами.

ПО силе раздражители бывают: подпороговые, пороговые и сверхпороговые.

· Применение подпороговых не приводит к типичной реакции клетки или ткани.

· Пороговые раздражители вызывают специфическую реакцию клетки или ткани.

· Сверхпороговые вызывают нестандартную р-ю клетки или ткани.

4. Закон силы раздражения (э. Дюбуа-Рэймон). Порог раздражения. Способы раздражения мышцы (прямое и непрямое)

Реакция клеток, тканей на раздражитель определяется законами раздражения. Закон силы: Чем больше сила раздражителя, тем сильнее ответная реакция. Однако выраженность ответной реакции растет лишь до определенного максимума. Закону силы подчиняется целостная скелетная, гладкая мышца, так как они состоят из многочисленных мышечных клеток, имеющих различную возбудимость.

Наименьшая сила раздражителя, которая вызывает минимальное возбуждение, называется порогом раздражения. Так как порог раздражения характеризует возбудимость, то он является вместе с тем и порогом возбудимости. Чем больше возбудимость, тем все более уменьшается порог раздражения, и, наоборот, чем меньше возбудимость, тем больше сила раздражения, которая вызывает наименьшее возбуждение. Порог возбудимости определяется на нервно-мышечном препарате по силе постоянного электрического тока, необходимого для получения едва заметного сокращения мышцы.

В естественных условиях сокращения скелетных мышц вызываются нервными импульсами или волнами возбуждения из центральной нервной системы, поступающими к ним по двигательным нервам. Через мионевральные аппараты волны возбуждения переходят на все мышечные волокна, по которым они распространяются с меньшей скоростью, чем по нервам. В мышечном волокне возбуждение распространяется по особой проводящей системе при участии ионов Са.

При непосредственном приложении раздражителя к мышце, или прямом раздражении, можно вызвать ее сокращение и после перерождения двигательного нерва, после отравления мионевральных аппаратов ядами, прекращающими передачу возбуждения с нервных волокон на мышечные. При непрямом раздражении, когда раздражитель действует на двигательный нерв, достаточен более слабый раздражитель, так как возбудимость нерва больше, чем мышцы. Если мышца подвергается в лабораторных условиях кратковременному одиночному раздражению достаточной интенсивности, то через некоторый промежуток времени после волны возбуждения, называемый скрытым, или латентным, периодом, возникает волна сокращения мышцы. Продолжительность латентного периода больше при непрямом раздражении, чем при прямом, так как затрачивается время, необходимое для проведения возбуждения по нервным волокнам и для прохождения возбуждения через мионевральные аппараты, Имеет значение и способ регистрации этого периода, например, при фотографической регистрации у лягушки он равен 0,0025 с, а при записи миографом — 0,01 с. Продолжительность латентного периода у гладких мышц значительно больше, чем у поперечнополосатых. В скелетных мышцах человека и позвоночных животных этот период длится тысячные доли секунды. Продолжительность латентного периода неодинакова у разных животных. Она зависит и от силы раздражителя.

5. Закон силы-длительности раздражения. (Лапик). Полезное время. Хронаксия. Математическое и графическое выражение закона силы-длительности. Теоретическое и практическое значение измерения хронаксии.

Между силой и длительностью действия раздражителя имеется определенная взаимосвязь. Чем сильнее раздражитель, тем меньшее время требуется для возникновения ответной реакции. Зависимость между пороговой силой и необходимой длительностью раздражения отражается кривой силы-длительности. По этой кривой можно определить ряд параметров возбудимости.

Минимальную силу раздражителя, вызывающую возбуждение, называют реобазой . Наименьшее время, в течение которого должен действовать раздражитель силой в одну реобазу, чтобы вызвать возбуждение, называют полезным временем . Для более точной характеристики возбудимости используют параметр хронаксия. Хронаксия – минимальное время действия раздражителя в 2 реобазы, необходимое для того, чтобы вызвать возбуждение.

Измерение хронаксии — хронаксиметрия — применяется для изучения работы нервного и двигательного аппарата человека и животных.

Источник



В13. Возбудимость и возбуждение. Раздражитель и раздражение. Классификация раздражителей. История открытия биоэлектричества

Возбудимость и возбуждение. Некоторые ткани организма (нервная, мышечная) относятся к возбудимым т. е. они обладают способностью отвечать на раздражение — возбуждением.

Возбуждение — это специфическая форма реагирования возбудимой клетки или ткани на действие раздражителя. Возбуждение характеризуется как специфическими, так и неспецифическими признаками. К специфическим признакам относят сокращение мышцы, выделение железой секрета. Неспецифические признаки возбуждения – это повышение обмена веществ, усиление теплопродукции изменение электрического состояния клеточной мембраны.

Возбудимость – это способность высокоорганизованных тканей (нервной, мышечной, железистой) реагировать на раздражение изменением физиологических свойств и генерации процесса возбуждения. Наиболее высокой возбудимостью обладает нервная система, затем мышечная ткань и наконец железистые клетки.

Раздражители и раздражимость.

На живой организм постоянно действуют различные раздражители (свет, звук, различные запахи и др.). Воздействие раздражителя на организм называется раздражением. Организм воспринимает раздражение благодаря особой способности – раздражимости. Раздражимость – это способность клеток, тканей усиливать или уменьшать активность в ответ на воздействие раздражителей. Условно раздражители можно подразделить на три группы: физические, химические и физико-химические. К физическим раздражителям относятся механические, электрические, температурные, световые звуковые. К химическим относятся гормоны, лекарственные вещества и др. К физико-химическим раздражителям относятся изменения осмотического давления и рН крови.

Раздражители – это факторы среды, способные вызывать ответную реакцию живого образования.

К действию одних раздражителей орган специально приспособлен. Такие раздражители называют адекватными. Неадекватными будут такие раздражители, к воздействию которых данная клетка или ткань не приспособлена. Так для глаза адекватным раздражителем будут световые лучи, а неадекватным звуковые волны.

По силе раздражители подразделяются на подпороговые, пороговые и надпороговые. Пороговый раздражитель характеризуется минимальной силой, достаточной для того чтобы вызвать минимальный специфический эффект в раздражаемой ткани. Подпороговый раздражитель вызывает лишь местную реакцию. Его силы недостаточно для вызывания специфического эффекта. Нпротив, надпороговые раздражители обладают большой силой и вызывают самую большую реакцию.

Биоэлектрические явления в возбудимых тканях. Биоэлектрические явления (животное электричество) было открыто в 1791 году итальянским ученым Л. Гальвани. Современные данные происхождения биоэлектрических явлений были получены в 1952 году А. Ходжикиным, А. Хаксли и Б. Катцем в исследованиях, проведенных с гигантским нервным волокном кальмара (диаметром 1 мм).

Классификация раздражителей.

По их природе

физические (электрический ток, свет, звук, механические воздействия и т.д.);

химические (щелочи, кислоты, гормоны, продукты обмена веществ и др.);

физическо- химические (изменение осмотического или парциального движение жидкостей и газов и т.д.)

биологические (вода, пища, особь другого пола, сигналы для опасности для животного)

социальные (слово для человека)

По происхождению:

внешние (различные формы раздражения окружающей организм материи);

внутренние (изменение химического состава крови, лимфы, тканевой, спинномозговой жидкости).

По силе воздействия:

пороговые – раздражители минимальной силы (энергии), необходимой для раздражения клетки. Такая сила называется пороговой (порогом). Чем ниже порог возбуждения, тем выше возбудимость (у нерва порог возбуждения ниже, чем у мышцы и особенно железы);

подпороговые – раздражители, сила которых меньше пороговой, называются;

сверхпороговые – раздражители, более сильные, чем пороговые.

4. По биологическому значению для ткани, организма:

адекватные – естественные раздражители, действующие на данную ткань в природных условиях;

неадекватные – раздражители, действию которых ткань в естественных условиях не подвергается. К ним относятся физические, механические, электрические раздражители.

При отсутствии достаточных раздражителей в клетке наблюдается состояние физиологического покоя при условии текущего метаболизма. Реакции клетки под воздействием внешних факторов или других клеток организма, выражающиеся в снижении метаболизма, роста, возбудимости, называются торможением.

Возбуждение – реакция возбудимой клетки на действие раздражителя, проявляющаяся в совокупности физических, физико-химических и функциональных изменений. Различают общие и специфические признаки возбуждения:

общие признаки – изменение мембранного потенциала (генерация потенциала действия);

специфические признаки – переход от состояния физиологического покоя к свойственной деятельности: для нервной ткани – это генерация распространяющегося импульса, синтез и разрушение медиаторов; для мышечной – сокращение; для железистой – секреция.

Для возникновения возбуждения наряду с силой и временем действия раздражителя имеет значение быстрота нарастания силы раздражителя. Так, при медленном сдавливании пинцетом нерва возбуждение не наступает, а быстром ударе по нерву моментально возникает ответная реакция, т.к. возникло возбуждение. Скорость нарастания силы раздражителя называется градиентом раздражения. Высокий градиент раздражения характеризует мгновенное нарастающее по силе раздражение до своей пороговой величины. Чем ниже градиент возбуждения, тем ниже возбудимость раздражаемых тканей. Приспособление ткани к медленно нарастающей силе раздражения называют аккомодацией. Это объясняется тем, что за длительное время действия раздражителя в клетке происходят изменения, повышающие порог возбудимости. У разных видов тканей скорость аккомодации неодинакова: высокая у двигательных нервов, мала у сердечной мышцы, гладких мышц желудка, кишечника.

Биоэлектрические явления в возбудимых тканях.Биоэлектрические явления (животное электричество) было открыто в 1791 году итальянским ученым Л. Гальвани. Современные данные происхождения биоэлектрических явлений были получены в 1952 году А. Ходжикиным, А. Хаксли и Б. Катцем в исследованиях, проведенных с гигантским нервным волокном кальмара (диаметром 1 мм).

Возникновение и распространение возбуждения связано с изменением электрического заряда живой ткани, с там называемыми биоэлектрическими явлениями.

Электрические явления в животных организмах известны давно. Еще в 1776 г. они были описаны у электрического ската. Началом же экспериментального изучения электрических явлений в животных тканях следует считать опыты итальянского врача Луиджи Гальвани (1791). В опытах он использовал препараты задних лапок лягушки, соединенных с позвоночником. Подвешивая эти препараты на медном крючке к железным перилам балкона, он обратил внимание, что, когда конечности лягушки раскачивались ветром, их мышцы сокращались при каждом прикосновении к перилам. На основании этого Гальвани пришел к выводу, что подергивания лапок были вызваны «животным электричеством», зарождающимся в спинном мозге лягушки и передаваемым по металлическим проводникам (крючку и перилам балкона) к мышцам конечностей.

Против этого положения Гальвани о «животном электричестве» выступил физик Александр Вольта. В 1792 г. Вольта повторил опыты Гальвани и установил, что описанные Гальвани явления нельзя считать «животным электричеством». В опыте Гальвани источником тока служил не спинной мозг лягушки, а цепь, образованная из разнородных металлов, — меди и железа.

Вольта был прав. Первый опыт Гальвани не доказывал наличия «животного электричества», но эти исследования привлекли внимание ученых к изучению электрических явлений в живых образованиях.

В ответ на возражение Вольта Гальвани произвел второй опыт, уже без участия металлов. Конец седалищного нерва он набрасывал, стеклянным крючком на мышцу конечности лягушки; при этом также наблюдалось сокращение этой мышцы.

Источник

Билет 2. Раздражение и раздражители. Классификация раздражителей по биологическому действию и силе.

Нейрофизиология — раздел физиологии животных и человека, изучающий функции нервной системы и её основных структурных единиц — нейронов. Она тесно связана с нейробиологией, психологией, неврологией, клинической нейрофизиологией, электрофизиологией, этологией, нейроанатомией и другими науками, занимающимися изучением мозга.

Методы исследования ЦНС:

Экспериментальные:

— Метод перерезки и выключения

— Методы холодового выключения

— Методы молекулярной биологии

— Стереотаксический метод

Клинические:

— Электроэнцефалография

— Метод регистрации импульсной активности клеток

— Томографические методы

— Реоэнцефалография

— Эхоэнцефалография

Экспериментальные методы:

1.Метод перерезки и выключения различных участков ЦНС производится различными способами. Используя этот метод можно наблюдать за изменением условно-рефлекторного поведения.

2.Методы холодового выключения структур головного мозга даютвозможность визуализировать пространственно-временную мозаику электрических процессов мозга при образовании условного рефлекса в разных функциональных состояниях.

3.Методы молекулярной биологии направлены на изучение роли молекул ДНК, РНК и других биологически активных веществ в образовании условного рефлекса.

4.Стереотаксический метод заключается в том, что животному вводят в подкорковые структуры электрод, с помощью которого можно раздражать, разрушать, или вводить химические вещества. Тем самым животное готовят для хронического эксперимента. После выздоровления животного применяют метод условных рефлексов.

1. Электроэнцефалография — регистрация ритмических изменений потенциалов определенных областей коры большого мозга между двумя активными электродами (биполярный способ) или активным электродом в определенной зоне коры и пассивным, наложенным на удаленную от мозга область. Электроэнцефалограмма – это кривая регистрации суммарного потенциала постоянно меняющейся биоэлектрической активности значительной группы нервных клеток.

2. Метод регистрации импульсивной активности клеток — для регистрации нейронной импульсной активности головного мозга человека используются микроэлектроды с диаметром кончиков 0,5-10 мкм. Электроды вводятся в мозг с помощью специальных микроманипуляторов, позволяющих точно подводить электрод к нужному месту.

3. Томография– основана на получении отображения срезов мозга с помощью специальных техник. Идея этого метода была предложена Дж.Родоном в 1927 г., который показал, что структуру объекта можно восстановить по совокупности его проекций, а сам объект может быть описан множеством своих проекций. (Компьютерная томография, Позитронно-эмиссионная томография)

4. Реоэнцефалография представляет собой метод исследования кровообращения головного мозга человека, основанный на регистрации изменений сопротивления ткани мозга переменному току высокой частоты в зависимости от кровенаполнения и позволяет косвенно судить о величине общего кровенаполнения мозга, тонусе, эластичности его сосудов и состоянии венозного оттока.

5. Эхоэнцефалография — основана на свойстве ультразвука – по-разному отражаться от структур мозга, цереброспинальной жидкости, костей черепа, патологических образований. Кроме определения размеров локализации тех или иных образований мозга этот метод позволяет оценить скорость и направление кровотока.

Билет 2. Раздражение и раздражители. Классификация раздражителей по биологическому действию и силе.

Раздражители – это факторы внешней или внутренней среды, обладающие запасом энергии и при действии которых на ткань отмечается их биологическая реакция.

Классификация раздражителей зависит от того, что берется за основу:

1.По своей природе раздражители бывают:

механические

термические

биологические

2.По биологическому соответствию, то есть насколько раздражитель соответствует данной ткани:

адекватные – раздражители, которые соответствуют данной ткани. Например, для сетчатки глаза свет – все остальные раздражители не соответствуют сетчатке, для мышечной ткани – нервный импульс и т.д.;

неадекватные – раздражители, которые не соответствуют данной ткани. Для сетчатки глаза все раздражители кроме светового будут неадекватные, а для мышечной ткани все раздражители, кроме нервного импульса.

3.По силе – различают пять основных раздражителей:

подпороговые раздражители – это сила раздражителя при которой не возникает ответная реакция;

пороговый раздражитель – это минимальная сила, которая вызывает ответную реакцию при бесконечном времени действия. Эту силу еще называют реобазой – она единственная для каждой ткани;

надпороговые, или субмаксимальные;

максимальный раздражитель – это минимальная сила при которой возникает максимальная ответная реакция ткани;

сверхмаксимальные раздражители – при этих раздражителях реакция ткани либо максимальная, либо уменьшается, либо временно исчезает.

Для каждой ткани существует один пороговый раздражитель, один максимальный и множество подпороговых, надпороговых и сверхмаксимальных.

Раздражение – это любые воздействия на ткань. В ответ на раздражения возникают биологические реакции ткани.

Раздражимость – это универсальное свойство живой материи и отражает способность любой живой ткани изменять свою неспецифическую деятельность под влиянием раздражения.

Источник

Adblock
detector