Раздражимость как гомеостатическая реакция

Поддержание гомеостаза свя­зано с наличием у живых организмов свойства раздражимости.

Раздражи­мостью называется способность орга­низмов отвечать на воздействия внеш­ней и внутренней среды определенными активными реакциями.

Раздражимость — одно из основных свойств жизни. Уже первые, самые примитивные живые существа должны были обладать раздражимостью, реа­гировать на пищевые вещества и асси­милировать их, иначе они неминуемо погибли бы. Она проявляется каче­ственным и количественным изменения­ми метаболизма, усилением или ослаб­лением активной деятельности, изме­нением структуры.

Факторы, вызывающие явления раз­дражимости, называются раздражите­лями. Раздражители по своей природе делятся на три группы: физические (механические, температурные, луче­вые, электрические и т. д.), химиче­ские (соли, кислоты, щелочи) и биоло­гические (живые организмы).

Восприятие раздражений может осу­ществляться либо всей протоплазмой, как, например, у амебы, либо специ­альными образованиями — рецепто­рами. Рецепторы — это специализи­рованные воспринимающие структу­ры. У одноклеточных организмов ими могут быть специальные органоиды. У многоклеточных организмов они обычно состоят из нервных волокон, способных преобразовывать энергию внешнего раздражения в процесс нерв­ного возбуждения. Располагаются они чаще всего в органах чувств.

Способность клеток и тканей отве­чать на раздражение называется возбу­димостью. Возбуждение — это слож­ная биологическая реакция, прояв­ляющаяся изменением физического, физико-химического и функционально­го состояния клеток. Изменение вязкости и химического состава прото­плазмы связано, в первую очередь, с изменением электрического состояния клеточной мембраны. В состоянии по­коя внутренняя поверхность мембра­ны заряжена отрицательно по отноше­нию к наружной.

Причина разности потенциалов объ­ясняется неравенством концентрации ионов внутри клетки и в окружающей среде. В цитоплазме ионы калия пре­обладают над ионами натрия, в ткане­вой жидкости — наоборот. В состоянии возбуждения изменяется проницае­мость клеточной мембраны: она начи­нает пропускать внутрь клетки положительно заряженные ионы натрия. Это приводит к изменению электриче­ских потенциалов между цитоплазмой и внешней средой. Возникают электри­ческие биотоки. Исследование их ле­жит в основе электрофизиологических методов диагностики. К ним относят­ся например, электрокардиография — получение электрокардиограммы, т. е. записей электрических потенциалов, возникающих в сердечной мышце, электроэнцефалография — регистрация электрических потенциалов головного мозга.

Вещества, препятствующие проник­новению натрия через мембраны, при­водят к снижению возбудимости. На этом основано действие местных обез­боливающих средств (новокаин, дикаин) и различных наркотических ве­ществ (эфир, хлороформ).

Проведение возбуждения осуще­ствляется либо через протоплазму (у одноклеточных организмов и расте­ний), либо по нервной системе (у мно­гоклеточных животных).

У многоклеточных животных вместе с дифференцировкой клеток, образова­нием органов выделилась особая ткань — нервная. Нервные клетки при­обрели значительно большую чувстви­тельность к раздражителям и способ­ность быстро проводить возбуждение. Нервная система, согласовывая работу органов, объединяет организм в единое целое и регулирует его связи с внешней средой.

В процессе эволюции органического мира совершенствовались и рецепторы но у каждого вида животных они обла­дают своеобразной специфичностью, вы­работавшейся в соответствии с особен­ностями условий существования. Зри­тельным рецепторам пчел и муравьев доступны ультрафиолетовые лучи. Со­баки, лошади и многие другие млекопитающие не различают некоторых цве­тов спектра, хорошо видимых нашим глазом. Летучие мыши издают и слы­шат ультразвуки, не улавливаемые человеком. Самцы ночных бабочек способны по запаху обнаружить сам­ку, находящуюся за километр и бо­лее.

Разнообразные раздражители по­стоянно действуют на организм. Но ни одно животное не отвечает одновре­менно на все раздражители, восприни­маемые рецепторами. Более того, раз­дражитель, вызывающий ответную ре­акцию в одних условиях, не вызывает ее в других. Голодное животное не ста­нет реагировать на пищу, если ему грозит нападение хищника. Следова­тельно, ответная реакция носит изби­рательный характер и наступает лишь при определенной ситуации. Органы и структуры, в которых в результате проведения возбуждения возникают ответные реакции, получили назва­ние эффекторов (лат. effectus — дей­ствие).

У обладающих нервной системой жи­вотных развился особый тип ответ­ных реакций — рефлексы. Рефлекс (лат. reflexus — отражение) — ответ­ная реакция организма на внешнее или внутреннее раздражение при обяза­тельном участии нервной системы.

Изучение безусловных рефлексов и материалистическое объяснение их было сделано одним из основополож­ников отечественной физиологии И.М. Сеченовым (1829—1905), а учение об условных рефлексах было создано мно­голетними трудами академика И.П. Павлова (1849—1936) и его сотрудни­ков.

Поиск по сайту: