0001 Фізіологічні реакції живого організму

Кожен живий організм і всі його клітини мають подразливістю, тобтоздатністю відповідати на впливи зовнішнього середовища або порушення їхстану зміною своєї структури, виникненням, посиленням абоослабленням своєї активної діяльності, що нерозривно пов'язано зякісними та кількісними змінами обміну речовин і енергії.
Зміни структури і функцій організму та його клітин у відповідь на різнівпливу називають біологічними реакціями, а впливу, їхвикликають, - подразниками, або стимулами.
Поняття біологічної реакції - це всі види відповідної діяльностіорганізму, його органів і клітин на різний вплив.
Реакції клітин виявляються в зміні їх форми, структури, їх росту іпроцесу поділу, в освіті в них різних хімічних сполук,перетворення потенційної енергії в кінетичну (електричну,механічну, теплову, світлову), здійсненні тієї чи іншої роботи
(переміщення в просторі, виділення тих чи інших речовин, осмотичнійроботі по концентрування в клітині певних електролітів).
Реакції цілісного організму надзвичайно різноманітні. У процесі їхздійснення змінюється діяльність багатьох органів і незліченноїбезлічі клітин, бо організм завжди реагує на різноманітні впливияк ціле, як єдина складна система. Тому хоча реакції організму іздійснюються завдяки діяльності клітин, проте вони не можуть бути зведенідо реакцій окремих клітин. У цьому виявляється загальне правило, щозакономірності системи не можуть бути зведені до закономірностей окремихутворюють систему елементів.

Роздратування
Подразником живої клітини або організму як цілого може виявитися будь-якийзміна зовнішнього середовища чи внутрішнього стану організму, якщо вонодосить велике, виникло досить швидко і триває доситьдовго.
Всі нескінченну різноманітність можливих подразників клітин і тканин можнарозділити на три групи: фізичні, фізико-хімічні та хімічні. Дочисла фізичних подразників належать температурні, механічні
(удар, укол, тиск, переміщення в просторі, прискорення тощо),електричні, світлові, звукові. Фізико-хімічними подразникамиє зміни осмотичного тиску, активної реакції середовища,електролітного складу колоїдальних стану. До числа хімічнихподразників відноситься безліч речовин, що мають різний склад івластивості, що змінюють обмін речовин або структуру клітин. Хімічнимиподразниками, здатними викликати фізіологічні реакції, єщо надходять із зовнішнього середовища речовини їжі, лікарські препарати, отрути, атакож багато хімічні сполуки, що утворюються в організмі, наприкладгормони, продукти обміну речовин. Подразниками клітин, що викликають їхдіяльність, є нервові імпульси. Нервові імпульси, бездоганнонервових волокнах від нервових закінчень в центральну нервову систему абоприходячи від неї до периферичних органів - м'язів, залоз, викликаютьзміни їх стану та діяльності.
За своїм фізіологічному значенням всі подразники ділять наадекватні і неадекватні.
Адекватними називаються ті подразники, які діють на данубіологічну структуру в природних умовах, до сприйняття яких вонаспеціально пристосована і чутливість до яких у неї надзвичайновелика. Для паличок і колб сітківки ока адекватним подразникомє промені видимої частини сонячного спектра, для тактильних рецепторівшкіри - тиск, для смакових сосочків язика - різноманітні хімічніречовини, для скелетних м'язів - нервові імпульси, притікає до них замоторних нервах.
Неадекватними називаються ті подразники, для сприйняття яких данаклітинка або орган спеціально не пристосовані.впливі кислоти або лугу, електричного струму, раптового розтягування,механічного удару, швидкого зігрівання і т. д.
Клітини значно чутливіші по відношенню до своїх адекватнимподразників, ніж до неадекватних. Це є виразом функціональногопристосування, виробленим в процесі еволюції.

Збудливість
Деякі клітини і тканини (нервова, м'язова та залозиста) спеціальнопристосовані до здійснення швидких реакцій на подразнення. Такі клітиниі тканини називають збудливими, а їх здатність відповідати на подразненнязбудженням називають збудливістю.
Мірою збудливості є та мінімальна сила подразника, якавикликає збудження. Ця мінімальна сила подразнення носить назвупорога роздратування. Чим більше мінімальна сила подразнення, необхідна длявиклику реакцій, чим вище поріг роздратування, тим нижче збудливість, і,навпаки, чим нижче поріг роздратування, тим вище збудливість. По відношенню дорізних подразників поріг роздратування може бути різний. Особливо високазбудливість рецепторів по відношенню до адекватних подразників, наприклад,для роздратування нюхової клітини достатньо, щоб на неї подіяловсього кілька молекул пахучого речовини.

Порушення
Для збудливих клітин характерна специфічна форма реагування надію подразників: у них виникає хвилеподібний фізіологічнийпроцес - збудження являє собою складну біологічну реакцію,яка виявляється в сукупності фізичних, фізико-хімічних, хімічнихпроцесів і функціональних змін. Обов'язковою ознакою збудженняє зміна електричного стану поверхневої клітинноїмембрани. Клітини при порушенні переходять від стану фізіологічногоспокою до стану властивою даній клітині фізіологічної діяльності:м'язову волокно скорочується, залозиста клітина виділяє секрет ..
У збудливою клітці постійно є різниця електричних потенціалівміж її цитоплазмою і зовнішнім середовищем, тобто по обидві сторони поверхневоїклітинної мембрани. Остання є, таким чином, поляризованої - їївнутрішня поверхня заряджена негативно по відношенню до зовнішньої. Цюрізницю потенціалів називають мембранним потенціалом. Причиною такоїрізниці потенціалів є нерівність концентрації іонів всередині клітини
- В її цитоплазмі і зовні клітини - в навколишній тканинної рідини: уцитоплазмі міститься більше іонів калію і менше іонів натрію в порівнянніз тканинної рідиною. У стані спокою мембрана клітини мало проникна дляіонів Na °. При порушенні проникність мембрани збільшується, і вонапропускає позитивно заряджені іони натрію всередину клітини, що приводитьдо зниження мембранної різниці потенціалів (деполяризації мембрани) і навітьдо появи різниці потенціалів протилежного знака.
Зміна електричної різниці потенціалів при порушенні отрималоназва потенціалу дії. Електричний ж струм, що виникає приз'єднанні порушеної ділянки тканини з збудженому, називають струмомдії.
Порушення являє собою як би вибуховий процес, що виникає ввнаслідок зміни проникності мембрани під впливом подразника.
Ця зміна спочатку відносно невелика і супроводжується лише невеликийдеполяризації, невеликим зменшенням мембранного потенціалу в тому місці,де було докладено роздратування, і не поширюється вздовж збудливоютканини (це так зване місцеве збудження). Досягнувши критичного --порогового - рівня, зміна різниці потенціалів лавиноподібно наростаєі швидко - в нерві за кілька десятитисячних доль секунди - досягаєсвого максимуму.
Відновлення вихідної різниці потенціалів - реполяризації мембрани --відбувається спочатку за рахунок виходу іонів калію з клітини. Потім завдякиособливому фізіологічного механізму, так званого натрій-калієвоїнасосу, відновлюється нерівність іонних концентрацій міжцитоплазмою і навколишнього клітку середовищем (іони калію назад входять доклітину, а іони натрію виходять з неї). Цей процес відновленнявимагає деякої витрати енергії, постачальником якої є процесиобміну речовин.
Характерною особливістю клітини в момент її порушення - у періодмаксимальної деполяризації мембрани - є її нездатністьвідповідати на нове роздратування. Стан невозбудімості клітини під час їїпорушення носить назву рефрактерності.
Збудження - хвилеподібно поширюється процес. Виникнувши водній клітці або в одному її ділянці, наприклад в одній ділянці нервовоговолокна, збудження поширюється, переходить на інші клітини або наінші ділянки тієї ж клітини. Проведення збудження обумовлено тим, щопотенціал дії, що виник в одній клітці або в одному її ділянці,стає подразником, що викликає збудження потрібних ділянок.
Збудження від однієї нервової клітини до іншої або від нервового волокна дом'язової або залізистої клітці передається хімічним шляхом. У нервовомузакінчення утворюються хімічні сполуки - передавачі нервового імпульсу
(ацетилхолін, норадреналін тощо), що викликають збудження в тій збудливоюклітці, на якій розташовано нервове закінчення. Хімічні передавачінервового імпульсу називаються медіаторами.