Физиологические основы терморегуляции
1.Рабочие холодильного цеха мясокомбината периодически работают в условиях низких температур (-40 0 С). Какие механизмы терморегуляции должны включиться для поддержания температуры тела на постоянном уровне в течение первого месяца обучения у человека, проходящего здесь стажировку?
У рабочих новичков холодильного производства по принципу функциональной системы включаются следующие терморегуляторные механизмы; повышается обмен веществ, за счёт этого увеличивается теплообразование; одновременно, в связи с сужением сосудов кожи и снижением её температуры, уменьшается теплоотдача излучением и теплопроведением; уменьшается легочная вентиляция и теплоотдача при дыхании ;в первые недели стажировки будет проявляться защитная реакция от холода в виде «гусиной кожи и мышечной дрожи», что дополнительно увеличивает теплообразование.
2.Во время уборки урожая температура воздуха составляла 38оС, влажность – 64%. Какие пути теплоотдачи в организме человека могли включаться в данных условиях?
При условии, что окружающая температура выше температуры тела,
поддержание температурного гомеостаза возможно теплоотдачей только за счёт испарения пота (при испарении 1г. пота выделяется 0,58 ккал тепла). В описанной ситуации это возможно, т.к. относительная влажность воздуха не достигает 100%. Теплоотдача путём излучения и теплопроведения имеет отрицательное значение – может вызвать перегревание организма.
3.Случилось несчастье, человек попал в прорубь. Вскоре его вытащили. В качестве помощи назначили горчичную ванну ( температурой 40оС) Объясните цель и механизм действия этой процедуры.
Кратковременное общее охлаждение организма ведёт к повышению теплоот дачи при сохранении неизменной теплопродукции. В порядке первичной защитной реакции происходит сужение сосудов кожи, уменьшение лёгочной вентиляции. Теплообразование в мышцах повысится, прежде всего за счёт непроизвольных сокращений (дрожи). Погружением в горячую горчичную ванну предусматривается рефлекторно (за счёт тер-мо — и хеморецепторов кожи) вызвать расширение сосудов кожи, тем самым привести в соответствие теплоотдачу и теплообразование.
4.У больного с воспалением легких температура тела повысилась до 39 о С, кожные покровы побледнели и стали сухими, появилась «гусиная кожа». Какими сдвигами в терморегуляции объясняются проявления лихорадки?
У больного преобладает теплообразование над теплоотдачей. Теплообразование усиливается (в печени и других тканях) за счёт нарушения обменных процессов в связи с интоксикацией, сокращения пиломоторов и познотонических мышц, вызывающих дрожь. Теплоотдача уменьшается за счёт сужения переферических сосудов и сведения до минимума потоотделения. Уменьшение объёма протекающей крови снижает температуру кожи, что создаёт субъективно ощущение холода, несмотря на избыток тепла в организме
Механизмы мочеобразования
Чем объяснить, что у грызунов, обитающих в пустыне, толщина коркового вещества почек больше, чем мозгового?
Чем толще корковое вещество, тем длиннее канальцы. В канальцах происходит реабсорбция веществ, и в первую очередь воды. У пустынных грызунов большая протяжённость канальцев позволяет за счёт усиленной реабсорбции воды сохранять её в организме. При этом почки выделяют очень концентрированную мочу.
Физическая работа приводит к снижению кровотока (при ходьбе со скоростью 5,6 км/час в течение 32 мин. — падение кровотока на 43%). Как при этом изменяется диурез?
Физическая работа, сопровождающаяся снижением почечного кровотока, приводит к снижению диуреза.
У студентов, работающих на уборке урожая, после употребления немытых овощей развились диспепсические явления: тошнота, рвота, жидкий частый стул. Как и почему при этом изменится диурез?
Диспепсические явления обезвоживают организм, это состояние является стимулом (с осмо- и волюморецепторов сосудов), к выделению антидиуретического гормона, который, увеличивая проницаемость дистальных канальцев почек для воды, приводит к увеличению реабсорбции воды и уменьшению диуреза.
В сутки с мочой выводится около 1 г мочевой кислоты, образующейся из пуриновых нуклеиновых кислот и др. соединений. Объясните причины увеличения содержания мочевой кислоты в моче при а) употреблении томатов, кофе, печени и др. продуктов; б) при похудании; в) физиологическом гемолизе новорожденных?
Повышенное содержание мочевой кислоты в моче обусловлено разными причинами: а) при употреблении томатов, кофе, печени и др. продуктов, содержащих большое количество пуринов, — усиленным растворением пуринов; б) при похудании – повышенным распадом клеточных структур; в) при физиологическом гемолизе новорожденных – разрушением клеток крови.
Источник
Ситуационные задачи
Дайте объяснение известным фактам: а) на войне во время грохота артподготовки солдаты спокойно спят, а после ее прекращения, при наступлении тишины – пробуждаются, б) у победителей раны заживают лучше, чем у побежденных.
Этот факт можно объяснить тем, что у солдат ориентировочный рефлекс на громкие орудийные звуки в связи с обычностью их проявления в боевой обстановке, угас. Вместе с тем, прекращение действия раздражителя (в данном случае канонады) действует как необычный, чрезвычайный стимул и вызывает ориентировочный рефлекс, отсюда и пробуждение.
б) Пример иллюстрирует роль эмоций в осуществлении регенеративных процессов. Положительные эмоции у победителей действуют через нервную и эндокринную системы на заживление раны. У побежденных отрицательные эмоции создают стрессовое состояние, неблагоприятно влияющее на заживление ран.
На экспертизу привели человека, который утверждал, что не слышит звуков. Врач-отоларинголог исключил заболевание органа слуха. Тогда у обследуемого была зарегистрирована ЭЭГ от затылочных и теменных областей мозга в состоянии умственного и физического покоя с закрытыми глазами, а затем – при действии звуковых раздражителей. Заключение подтвердилось. На каком основании было опровергнуто ложное утверждение обследуемого? О чем свидетельствуют данные ЭЭГ?
Обследуемый слышал звуки; в ЭЭГ теменных и затылочных отведений у взрослых здоровых обследуемых в состоянии умственного и физического покоя с закрытыми глазами был зарегистрирован только -ритм. Под влиянием звуковых раздражений в указанных отведениях происходило исчезновение -ритма ипоявление -ритма. Такую реакцию называют десинхронизацией, активацией, депрессией -ритма. Это является показателем структурной и функциональной целости всех частей анализатора звуков.
Объясните, какой физиологический принцип положен в основу правил перехода улицы по сигналу светофора?
Правило перехода улицы по сигналу светофора основано на образовании положительного условного рефлекса на зеленый цвет и дифференцировочного торможения на красный.
В любом виде спортивных эстафет спортсмен имеет право начать прохождение своего этапа только после того, как участник предыдущего этапа передаст ему эстафету. Иногда пловец, стоящий на стартовой тумбочке, не выдерживает и прыгает в воду до того, как его товарищ по команде успел коснуться стенки бассейна. Какой вид условного торможения ослаблен у такого пловца?
Запаздывающее торможение. Условным раздражителем для участника, стоящего на тумбочке, является вид пловца. Подкреплением – касание стенки бассейна рукой плывущего. Но момент подкрепления отставлен на значительное время. С каждым взмахом рук плывущего момент подкрепления приближается, но ответная реакция (прыжок в воду) должна тормозиться до самого последнего взмаха. Этот вид торможения особенно сложен холерикам.
Докажите, что на ранних стадиях выработки условного рефлекса происходит иррадиация возбуждения в коре полушарий большого мозга.
Необходимо доказать, что возбуждение первоначально возникает не только в тех нейронах, к которым непосредственно адресован условный раздражитель. Например, если вырабатывать условный рефлекс на тон «ми», то при отсутствии иррадиации только он будет вызывать условную реакцию, например, выделение слюны. В действительности же на ранних стадиях выработки условного рефлекса слюна будет выделяться и на действие других тонов: «ре, фа, соль». И только после ряда повторений слюна станет выделяться только на тон «ми». После иррадиации возбуждения произойдет его концентрация.
Источник
Ситуационные задачи
На движущемся конвейере лежат одинаковые детали – металлические шарики, некоторые из которых имеют отклонения от стандарта (при этом меняется отражающая способность поверхности) и поэтому подлежат браковке. Одна из фирм использовала в качестве контролеров голубей, которые клевали бракованные детали, в результате последние падали в специальные ящики. Нормальные шарики птицы не трогали. Эффективность браковки оказалась очень высокой. Почему были выбраны именно голуби, и в чем заключалось их обучение?
Голуби обладают очень острым зрением и поэтому легко различают шарики, поверхность которых блестит по-разному. Для их обучения был использован метод условных рефлексов. Чтобы заставить голубя клевать «плохие» шарики вырабатывали дифференцировочное торможение: клевание «плохих» шариков подкрепляли пищей (зерном), а клевание «хороших» – нет. После периода обучения голубя ставят перед конвейерной лентой и он уверенно клюет только «плохие» шарики, получая пищевое подкрепление.
В лабораторию для исследования условных рефлексов привели двух собак, одна из которых перед началом эксперимента выпила много воды. Началось исследование. Вначале у обеих собак условные рефлексы протекали нормально, но некоторое время у собаки, пившей воду, они исчезли. Никаких случайных внешних воздействий отмечено не было. В чем причина торможения условных рефлексов?
Из условия задачи следует, что на одну и ту же систему «условный рефлекс» действуют разные факторы: питье воды и отсутствие питья. Как можно это связать с торможением условных рефлексов? Внутреннее торможение в опыте не вызывали. Внешнее торможение может быть вызвано или действием факторов внешней среды, или эндогенными факторами. Поскольку внешних воздействий по условию задачи не было, тормозящим может быть только фактор эндогенный. Очевидно, он связан с питьем большого количества воды, что привело к переполнению мочевого пузыря, что вызвало очаг доминантного возбуждения, что и привело к торможению условных рефлексов.
Известно, что условный рефлекс можно выработать на действие любого индифферентного раздражителя. Но однажды в лаборатории И.П. Павлова не удавалось образовать у одной собаки условный рефлекс на определенный раздражитель – бульканье воды. На все другие раздражители условные рефлексы вырабатывались нормально. Объясните этот необычный результат.
Для данной собаки бульканье являлось не индифферентным раздражителем, а приобрело свойства условного тормоза. Выяснение биографии собаки показало, что она долгое время жила на кухне при столовой, где постоянно кипели котлы, в которых булькала вода. Но собаку при этом никогда не кормили, хотя кругом было много пищи. В результате этого бульканье превратилось в условный тормоз – отрицательный сигнал (кормить не будут).
4. Известно, что сила условного раздражителя должна быть меньше, чем безусловного, в противном случае условный рефлекс выработать не удается. Поэтому считалось, что на очень сильное болевое раздражение выработать пищевой условный рефлекс невозможно. Однако в опытах Ерофеевой в лаборатории П.П. Павлова такой условный рефлекс образовать удалось.
При действии сильного тока собака, сначала дававшая на это сильную оборонительную реакцию (кричала, пыталась убежать), теперь облизывалась, выделяя слюну, и виляла хвостом. Как удалось добиться этого?
Если возможность выработки условного рефлекса определяется соотношением биологической значимости условного и безусловного раздражителей, значит, нужно изменить это соотношение. Поскольку условный раздражитель — электрический ток и так достаточно силен, значит, нужно повысить биологическую значимость пищевого подкрепления. Для этого собаку заставили постоянно голодать, а пищу давали только после болевого воздействия. В конце концов голод победил. Сильный электрический ток постепенно превратился в сигнал получения пищи и соответственно, стал вызывать пищевую условнорефлекторную реакцию. Известный английский физиолог Ч. Шеррингтон, когда увидел эти опыты, воскликнул: «Теперь я понимаю христианских мучеников, которые с пением псалмов всходили на костер!» Однако при чрезмерном усилении болевого воздействия, когда оно достигает надкостницы, выработать условный рефлекс невозможно ни при каких условиях. Это еще раз подтверждает важнейший принцип работы организма – он всегда оценивает, какой из массы падающих на него раздражителей является в данных условиях наиболее биологически важным.
Источник
Ситуационные задачи
Почему детям дошкольного возраста рекомендуется включать в режим дня дневной сон?
У детей дошкольного возраста нервная система несовершенна, нервные клетки обладают низкой работоспособностью. Возбуждение, которое возникает в нервных центрах в часы бодрствования ребенка, может явиться чрезмерным, превышающим предел возможности функции нервных клеток, что приводит к развитию запредельного торможения, возникает потребность в сне. Во время сна работоспособность клеток коры головного мозга восстанавливается.
Как объяснить с точки зрения физиологических механизмов шумную двигательную активность школьников младших классов на переменах? Физиологический смысл «шумовых площадок».
После подавления активности в моторных и речедвигательных зонах коры головного мозга на уроке наступает повышение возбудимости и возбуждение в этих зонах на переменах – это закон последовательной положительной индукции. «Шумовые площадки» предусматривают возможность такой разрядки.
Психоэмоциональное состояние студента характеризовалось оптимизмом, отличным настроением, сном и аппетитом. Для него была характерна жажда деятельности, высокая работоспособность по скорости и точности работы, несколько меньшая – по длительности, но с быстрым восстановлением. Уровень адренокортикотропного гормона и глюкокортикоидов соответствовал верхней половине зоны нормы, а соматотропного, тиреотропного, гонадотропных гормонов, минералокортикоидов, тироксина и половых гормонов – верхней трети зоны нормы и выше. Оцените адаптационные возможности организма студента. Какому типу адаптационной реакции и уровню реактивности оно соответствует?
Оптимальное адаптационное состояние: реакция повышенной активации высоких уровнейреактивности.
Ситуационные задачи
Два юноши-земляка приехали в другой город и поступили в медицинский институт. Первый быстро освоился, второй – загрустил, стал плохо спать, неохотно принимался за подготовку к занятиям. Чем объяснить разную реакцию студентов в одной и той же ситуации?
Разная реакция студентов объяснялась различной подвижностью нервных процессов. У первого была высокая подвижность, и новый динамический стереотип выработался быстро. Обучение будущей профессии совпадало с его интересами, в результате чего положительные эмоции способствовали более быстрой адаптации. У второго студента была низкая подвижность нервных процессов, поэтому ломка динамического стереотипа и выработка нового происходила медленно. Кроме того, изучаемые науки не вызвали у этого студента интереса и создавали отрицательную эмоциональную настройку.
2. В отдел кадров предприятия обратился молодой человек с просьбой устроиться на работу. Ему предложили два места: чертежником в конструкторское бюро и экспедитором (работа, связанная с частыми командировками). При исследовании типа ВНД выяснено, что этого молодого человека можно отнести к сильному уравновешенному инертному типу по Павлову. На какую работу Вы посоветовали бы ему устроиться?
Человеку с низкой подвижностью нервных процессов (инертный тип) следует рекомендовать более стабильную работу, не связанную с постоянной ломкой привычного стереотипа. В данном случае наиболее подходящей является работа в конструкторском бюро.
3. Скорость выработки условного рефлекса является одним из показателей силы процесса возбуждения. Существует методика выработки речедвигательных условных рефлексов у человека. Испытуемый должен нажимать на рычаг. Вначале включается условный раздражитель (звонок, лампочка), затем дается речевое подкрепление – «нажмите». После нескольких сочетаний испытуемый начинает нажимать на рычаг сразу после включения условного раздражителя, не дожидаясь команды «нажмите». Это свидетельствует о том, что условный рефлекс образовался. Но некоторые испытуемые даже после десятков сочетаний не нажимают на рычаг, пока не получат словесный приказ. Со здоровьем у них все в порядке. Может быть, у них сильно ослаблен процесс возбуждения или есть другая причина?
Испытуемый, очевидно, приучен к тому, что надо реагировать только на словесный приказ. Подобное торможение со стороны второй сигнальной системы, которое не позволяет выработать речедвигательный условный рефлекс, часто встречается у солдат, привыкших к четкому и строгому выполнению словесных приказов.
4. Как в эксперименте на человеке доказать наличие явления обобщения во второй сигнальной системе, используя метод условных рефлексов?
Обобщение связано с использованием понятий, носящих объединяющий характер по отношению к ряду конкретных объектов. Например, мяч, кукла, кубики – игрушки. Реакции во второй сигнальной системе связаны с действием словесных раздражителей. Так, можно выработать условный рефлекс (двигательный, мигательный, сосудистый) на слово «воробей». После упрочения условного рефлекса он может быть вызван обобщающим словом – «птица». У человека степень обобщения весьма велика.
5. В литературе описаны такие случаи. В семье кто-то заболел очень опасной болезнью. От больного это приходится скрывать. Через некоторое время у кого-то из родственников, вынужденных так себя вести, возникает нервное расстройство. К какому типу высшей нервной деятельности скорее всего относятся такие люди?
Наиболее уязвимым в этом отношении являются представители двух типов: слабый и безудержный. Когда человек вынужден подавлять в себе эмоции, это вызывает перенапряжение процесса торможения.
Источник