Пристосувальна регуляція і автоматизм організму. Фізіологія клітини

У статтях, присвячених нервовій системі, ми побачимо, що вона містить величезну кількість взаємопов`язаних механізмів регуляції. Деякі з них представляють собою прості системи зворотного зв`язку, які ми вже обговорювали, проте інші мають зовсім іншу природу. Наприклад, деякі рухи тіла виконуються настільки швидко, що не залишають часу на передачу нервового імпульсу по чутливих шляхах від периферичних рецепторів в мозок, а потім по рухових шляхах назад до периферії.

Тому для необхідного скорочення скелетних м`язів нервова система використовує принцип упреждающей регуляції. Її суть полягає в тому, що чутливі імпульси від рухомих ділянок тіла зазвичай інформують мозок про правильність виконання руху. Якщо воно виконано неправильно, то в наступний раз, коли це буде потрібно, ЦНС пошле попереджуючий сигнал до м`язів. Якщо потреба в корекції рухів все ще зберігається, такий же сигнал буде посланий знову. Цей механізм має назву пристосувальної регуляції. Така регуляція по суті є запізнілої негативним зворотним зв`язком.

Зі сказаного стає ясно, наскільки складні регуляторні системи зворотного зв`язку. Оскільки всі ці системи мають життєво важливе значення, їх обговорення ми присвятили більшу частину книги.

Можна сказати що організм являє собою співтовариство приблизно з 10 клітин, об`єднаних в різні функціональні структури-деякі з них є органами. Кожна така структура вносить свій вклад в підтримку сталості складу позаклітинної рідини, званої внутрішньої середовищем організму. Нормальна життєдіяльність клітин триває до тих пір, поки підтримується постійність внутрішнього середовища.

Кожна клітина не тільки отримує користь з гомеостазу, але і вносить свій вклад в його підтримку. Подібне взаємовигідне співробітництво надає організму властивість автоматизму до тих пір, поки одна або кілька функціональних систем не втратять здатність виконувати своє завдання. Коли це відбувається, страждають всі клітини організму. Виражене порушення функцій цих систем призводить до загибелі організму, а помірне - до розвитку захворювань.

фізіологія клітини

Кожна з приблизно 10 клітин організму людини може жити місяці або роки завдяки навколишнього її рідини, в якій містяться всі необхідні речовини. Зрозуміти, яким чином працюють окремі органи та інші структури, можливо, лише вивчивши основи будови клітин і функцій окремих клітинних структур.

Відео: Робота серця графіка

Клітка складається з двох головних частин - ядра і цитоплазми. Ядро відділене від цитоплазми ядерною мембраною, а цитоплазма відгороджена від навколишнього клітку рідини клітинної, або цитоплазматичної, мембраною.

Різні речовини, складові вміст клітини, називають протоплазми, в ній виділяють п`ять основних речовин: воду, електроліти, білки, жири і вуглеводи.

вода. Вміст води у всіх клітинах, крім липоцитов, становить 70-85%. У воді розчинено безліч хімічних речовин, нерозчинні субстанції представлені у вигляді суспензії. При цьому в хімічні реакції вступають речовини як розчинені, так і розташовані на поверхні зважених в суспензії частинок або на мембранах.

Іони. Найважливішими внутрішньоклітинними іонами є калій, магній, фосфати, сульфати, бікарбонати, а також невелика кількість іонів натрію, хлору і кальцію. Їх значення докладно викладено в розділі 4, де розглядається взаємодія між внутрішньо-і позаклітинної рідиною.

Іони забезпечують неорганічний компонент клітинних реакцій і необхідні для деяких механізмів клітинної регуляції. Наприклад, для електрохімічної передачі збудження по нервовому і м`язовому волокнам необхідні іони, що діють на поверхні клітинної мембрани.
білки. Білки займають друге місце після води за вмістом у клітці і складають 10-20% її маси. Їх можна поділити на структурні до функціональні.

Структурні білки в основному представлені довгими филаментами, складеними з безлічі різних білків. Основне призначення структурних білків - формування мікротрубочок цитоскелету у таких органел, як вії, аксони нейронів, митотические веретена діляться клітин, переплетена мережу мікротрубочок, що утримують частини цитоплазми і каріоплазми в відповідних компартментах.

Позаклітинні фібрилярні білки головним чином виявляються в складі колагенових і еластинових волокон сполучної тканини, стінок кровоносних судин, сухожиль, зв`язок і т.п.

функціональні білки - Це зовсім інший тип білків, зазвичай вони представляють собою комбінацію декількох глобулярних молекул. Більшість функціональних білків складають клітинні ферменти, які на відміну від фібрилярних білків легко переміщуються по цитоплазмі. Багато функціональні білки лежать в безпосередній близькості від внутрішньоклітинних мембран.

Ферменти завдяки здатності вступати в безпосередній контакт з розташованими у внутрішньоклітинної рідини речовинами виступають в ролі каталізаторів хімічних реакцій в клітині. Наприклад, ланцюг реакцій аеробного розщеплення глюкози до води і вуглекислого газу, в результаті яких вивільняється необхідна для роботи клітини енергія, як каталізатор використовує ряд ферментів.

ліпіди. Ліпіди є групу речовин, об`єднаних загальною властивістю, - здатністю розчинятися в органічних розчинниках. Найважливіші ліпіди - це фосфо-ліпіди і холестерол, що становлять близько 2% маси клітини. Фосфоліпіди і холестерол практично нерозчинні в воді, тому використовуються для розмежування клітини на різні компартменти.

На додаток до фосфоліпідів і холестеролу деякі клітини містять великі кількості трігліцерідову званих також нейтральними жирами. У ліпоцитах ці ліпіди складають до 95% клітинної маси. Жир, запасені в цих клітинах, являє собою основне депо поживних речовин, енергія якого згодом може бути використана організмом при необхідності.

Відео: презентація гуморальна регуляція 8 клас

вуглеводи. Вуглеводи, за винятком тих, що входять до складу глікопротеїнів, великого значення в створенні структур організму не мають, проте відіграють важливу роль в харчуванні клітин. У більшості клітин людини запас вуглеводів обмежений: в середньому вони становлять близько 1% маси клітини, в скелетних м`язах їх міститься до 3%, а в гепатоцитах - 6%.

Однак глюкоза завжди присутня в позаклітинній рідині у вигляді розчину і тому легкодоступна для клітин. Невелика кількість вуглеводів майже завжди присутній в клітці у вигляді відкладень глікогену, що представляє собою нерозчинний полімер глюкози. Глікоген може бути деполімеризовані і швидко використаний для енергозабезпечення клітини.