Issuu on Google+

FIZJOLOGIA ZWIERZĄT

04.03.2014

II ROK BIOLOGIA 2013/2014

Wykład 2 1 Homeostaza Homeostaza (homeostasis) jest samoregulacją procesów biologicznych polegająca na utrzymaniu stałości określonych parametrów. Podstawowe pojęcie fizjologii zwierząt. 2 Bernard Claude Bernard (Saint-Julien, 1813-1878, Paryż) Fizjolog francuski. Propagator eksperymentów na żywych zwierzętach. Wprowadził termin środowisko wewnętrzne organizmu (milieu de l’entérieur, millieu interieur). Uważał, że niezmienność środowiska wewnętrznego jest warunkiem wolnego i samodzielnego życia

( La fixité du mileu intérieur est la condition d’une vie libre et indépendante). 3 Cannon Walter B.Cannon (Prairie du Chien, 18871- Franklin, 1945) Fizjolog amerykański. Wprowadził pojęcie homeostazy, 1939 na podstawie założeń Claude Bernarda, 1857, dotyczących stabilności środowiska wewnętrznego. 4 Teoria kontroli Teoria kontroli (control theory) jest teorią wyjaśniającą mechanizmy kontroli odpowiedzialne za utrzymanie homeostazy, czyli utrzymanie równowagi fizjologicznej organizmu.


5 Punkt nastawczy (set point), czyli poziom nastawienia regulacji Stanowi WARTOŚĆ OKREŚLONEGO PARAMETRU DANEJ ZMIENNEJ REGULOWANEJ, przy której utrzymywana jest (nastawiana) ta zmienna w mechanizmach regulacji organizmu. Przykładowo, wartość temperatury ciała organizmu stałocieplnego, która utrzymywana jest przez mechanizmy termoregulacji w warunkach środowiskowych nagrzewających lub oziębiających organizm. 6 Sprzężenie zwrotne Sprzężenie zwrotne (feedback) jest oddziaływaniem sygnałów stanu wyjściowego, procesu lub systemu, na jego sygnały wejściowe, polega na otrzymywaniu przez proces lub system informacji o własnym działaniu. 7 Sprzężenie zwrotne ujemne Sprzężenie zwrotne ujemne polega na utrzymaniu wartości jakiegoś parametru na zadanym poziomie. Zaburzenia powodujące odchylenie wartośći parametru od zadanej wartości w którąkolwiek stronę indukują działania prowadzące do zmiany wartości parametru w stronę przeciwną (stąd nazwa „ujemne”), a zatem do kompensacji (zniwelowania) efektu tego odchylenia. Sprzężenia zwrotne ujemne występują powszechnie w organizmach żywych i stanowią fundamentalny mechanizm samoregulacyjny. 8 Sprżeżenie zwrotne dodatnie S.Z.D. polega na tym, że w sytuacji zakłócenia jakiegoś parametru w układzie, układ ten dąży do zmiany wartości parametru w kierunku zgodnym (stąd „dodatnie”) a kierunkiem, w którym nastąpiło odchylenie od zadanej wartośći; zatem odchylenie narasta.


9 Set point- przykład techniczny, termoregulacja Klimatyzacja w mieszkaniach W lecie, gdy temperatura roścnie, termostat rozpoczyna chłodzenie, które obniża temperaturę, czyli zmienną kontrolowaną, do wybranej przez użytkownika miszkania wartości. Ta wartość temp., jest zwana wartością zadaną lub punktem nastawczym; coraz częściej używa się kalki z języka angielskiego, czyli set pointu. Zmienna kontrolowana utrzymywana jest w pewnych granicach wokół sent pointu. Włącza się chłodzenie i po pewnym czasie wyłącza się, lub w pewnej modyfikacji, włącza się ogrzewanie. Regulacja tego typu nazywa się regulacją on-off, czyli włączeniowo- wyłączeniową; albo coś jest włączone albo wyłączone, albo chłodzenie, albo brak chłodzenia, albo brak ogrzewania. Taki uklad kontroli jest układem kontroli o zamkniętej pętli, gdyż nie ma elementów zakłocająch. 10 Termoregulacja- przykład fizjologiczny /1/ Gdy temperatura ciała spada, to rośnie wytwarzanie ciapła, głównie przez mimowolne skurcze mięśni (dreszcze). Gdy temp. ciała rośnie, włącza się chłodzenie, poprzez pocenie lub dyszenie. Zatem ogrzewanie i chłodzenie ciała zwierzęcia stałocieplnego zależy od układów kontrolowanych działających na zasadzie ujemnego sprżeżenia zwrotnego. Szukając ośrodka regulacji temp., możemy ogrzewać krew w szyi psa, co wyzwoli dyszenie; zatem regulacja odbywa się w głowie: zwierzę dyszy, traci ciepło i temp. wnętrza ciała spada. Odwrotniechłodząc krew w tętnicy szyjnej psa wywołujemy u niego dreszcze i temp. wnętrza ciała rośnie. 11 Termoregulacja – przykład fizjologiczny /2/ Ośrodek termoregulacji znajduje się w podkorowej strukturze mózgu, w podwzgórzu. Aby dokladnie zlokalizować ośrodek regulacji cieplnej możemy ogrzewać lub chłodzić określone części podwzgórza. Ośrodek regulacji cieplnej można uważać za termostat, a „normalną” temperaturę ciała za jego punkt nastawczy. Na tym analogie z techniką się kończą, ponieważ mamy do czynienia z biologią, a


nie z mechaniką. Wastość set pointu jest zmienna, z wejście jest niejedno. Temperatura ciała oscyluje w rytmie dobowym, nawet wówczas, gdy temperatura otoczenia oraz wewnętrzne wytwarzanie ciepła pozostaje bez zmian. Czyli wartość punktu nastawczego podlega cyklicznym zmianom dobowym. Poza tym, podczas wysiłku fizycznego temperatura wnętrza ciała podwyższa się. Ośrodek regulacji cieplnej jest informowany za pomocą działania skórnych receptorów ciepła i chłodu oraz innych wejśc, np. sygnału temperatury krwi tętnicznej docierającej do mózgu. 12 W działalności kontrolnej u zwierząt uczestniczą dwa układy nerwowy i hormonalny. 13 Układy: nerwowy i hormonalny; Szybkość działania i obszar docelowy ∙

Układ nerwowy – działanie szybsze.

Przykladowo, szybka reakcja mięśni szkieletowych zależy od impulsów nerwowych poruszających się z prędkością do 100 m na sekundę, dlatego reakcja zachodzi w zakresie milisekund. ∙

Układ hormonalny- dzialanie wolniejsze.

Przykładowo, hormon zadziała dopiero wtedy, kiedy dotrze z krwią do narządu docelowego, dlatego czas reakcji mierzymy w sekundach i minutach. ∙

Układ nerwowy- obszar docelowy mniejszy.

Przykładowo, akson nerwu ruchowego działa tylko na jeden mięsień lub tylko na jego część, bez działania na inne mięśnie. ∙

Uklad hormonalny- obszar docelowy większy.

Hormon dziala na wszystkie wrażliwe komórki, do których dotarł, wpływając na pracę całych narządów. 14 Podstawowymi jednostkami ukladu nerwowego są komórki nerwowe, czyli neurony. 15 Potencjał spoczynkowy (Resting Potential) Df: różnica potencjału pomiędzy wewnętrzną, a zewnętrzną powierzchnią błony komórkowej.

Różnica mierzona za pomocą mikroelektrod wynosi około 70 mV. Potencjał spoczynkowy występuje w komórkach o spolaryzowanej błonie komorkowej (na zewnątrz zgromadzone ładunki dodatnie, a wewnątrz ładunki ujemne dzięki działaniu pompy jonowej).


16 Potencjał czynnościowy (Action Potential) Df: zmiana w różnicy potencjału elektrycznego po obu stronach błony komórkowej neuronu. Zostaje wywołany przez impuls, który powoduje depolaryzację błony komórkowej. W czasie trwania tego potencjału neurony są niepobudliwe. 17

D- depolaryzacja R-repolaryzacja H- hiperpolaryzacja

18 Potencjał czynnościowy : propagacja -komórka presynaptyczna -komórka postsynaptyczna -elektoda, kierynek AP, synapsa, ciało komórki a - dendryty, b - ciało komórki, c - jądro komórkowe, d - akson, e - otoczka mielinowa, f – komórka Schwanna, g - przewężenie Ranviera, h - zakończenia aksonu.


19 SYNAPSA A.-część presynaptyczna 1. MITOCHONDRIUM 2.PĘCHERZYKI PRESYNAPTYCZNE z NEUTROTRANSMITEREM 3.AUTORECEPTOR SZCZELINA SYNAPTYCZNA 5.NEURORECEPTOR 6.KANAŁ WAPNIOWY 7.PĘRZECHYK UWALNIAJĄCY NEUROTRANSMITERY 8.RECEPTOR ZWROTNEGO WYCHWYTU MEDIATORA B.- część postsynaptyczna 20 Połączenia synpatyczne Nerwowo-nerwowe: połaczenia miedzy dwiema komórkami nerwowymi Nerwowo-mięśniowe: połączenie między komórką nerwową i mięśniową Nerwowo-gruczołowe:


połączenie między komórką nerwową i gruczołową 21 Podział na Pre/ Post

22 Typy synaps 1).Elektryczne (efapsy) Neurony prawie się stykają. Kolba presynaptyczna oddalona jest od kolbki postsynaptycznej o 2nm. Możliwa jest wędrówka jonów z jednej komórki do drugiej- przekazywanie dwukierunkowe. Impuls jest bardzo szybko przekazywany. Występowanie: w mięśniach, siatkówce oka, części korowej mózgu oraz niektórych częściach serca. 2). Chemiczne Neurony są od siebie oddalone o ok. 20nm, między nimi powstaje szczelina synaptyczna. Zakończenie neuronu presynaptycznego tworzy kolbkę synaptyczną, w ktorej są wytwarzane neuroprzekaźniki (mediatory- przekazywane w pęcherzykach synaptycznych), które łączą się z receptorem, powodując depolaryzację błony postsynaptycznej. Występowanie: tam gdzie niepotrzebne jest szybkie przekazywanie impulsu, np. w narządach wew..


Wdfizjologia zwierząt 04 03 2014