организм как саморегулирующаяся система
презентация к уроку по физкультуре (9 класс)

Слайд 1

Организм как сложная физико-химическая система Организм можно определить как физико-химическую систему, существующую в окружающей среде в стационарном состоянии. Именно эта способность живых систем сохранять стационарное состояние в условиях непрерывно меняющейся среды и обусловливает их выживание. Для обеспечения стационарного состояния у всех организмов выработались разнообразные анатомические, физиологические и поведенческие приспособления, служащие одной цели — сохранению постоянства внутренней среды.

Слайд 2

История открытия гомеостаза Впервые мысль о том, что постоянство внутренней среды обеспечивает оптимальные условия для жизни и размножения организмов, была высказана в 1857 г. французским физиологом Клодом Бернаром. На протяжении всей его научной деятельности Клода Бернара поражала способность организмов регулировать и поддерживать в достаточно узких границах такие физиологические параметры, как температура тела или содержание в нем воды. Это представление о саморегуляции как основе физиологической стабильности он резюмировал в виде ставшего классическим утверждения: “Постоянство внутренней среды является обязательным условием свободной жизни”. Клод Бернар

Слайд 3

Клод Бернар подчеркивал различие между внешней средой, в которой живут организмы, и внутренней средой, в которой находятся их отдельные клетки, и понимал, как важно, чтобы внутренняя среда оставалась неизменной. Так, например, млекопитающие способны поддерживать температуру тела, несмотря на колебания окружающей температуры. Если становится слишком холодно, животное может переместиться в более теплое или более защищенное место, а если это невозможно, вступают в действие механизмы саморегуляции, которые повышают температуру тела и препятствуют теплоотдаче. Адаптивное значение этого заключается в том, что организм как целое функционирует более эффективно, так как клетки, из которых он состоит, находятся в оптимальных условиях. Любая самоорганизующаяся система поддерживает постоянство своего состава — качественного и количественного. Это явление называется гомеостаз, и оно свойственно большинству биологических и социальных систем. Термин гомеостаз в 1932 г. ввел американский физиолог Уолтер Кэннон. Уолтер Брэдфорд Кэннон

Слайд 4

Гомеостаз как основное условие обеспечения жизнедеятельности организма Гомеостаз (гр. homoios подобный, тот же; stasis стояние, неподвижность) — совокупность сложных приспособительных реакций организма животного и человека, направленных на устранение или максимальное ограничение действия различных факторов внешней или внутренней среды организма. Конечность существования и необходимость выполнения своего предназначения — репродукции себе подобного — позволяют определить стратегию выживания отдельного организма через понятие "сохранение". "Сохранение структурно-функциональной стабильности" — суть любого гомеостаза, управляемого гомеостатом. Как известно, живая клетка представляет подвижную, саморегулирующую систему. Ее внутренняя организация поддерживается активными процессами, направленными на ограничение, предупреждение или устранение сдвигов, вызываемых различными воздействиями из окружающей и внутренней среды. Способность возвращаться к исходному состоянию после отклонения от некоторого среднего уровня, вызванного тем или иным “возмущающим” фактором, является основным свойством клетки.

Слайд 5

Взаимодействие внутри организма осуществляется сложными регулирующими, координирующими и коррелирующими механизмами с участием нервных, гуморальных, обменных и других факторов. Множество отдельных механизмов, регулирующих внутри- и межклеточные взаимоотношения, оказывает в ряде случаев взаимно противоположные воздействия, уравновешивающие друг друга. Это приводит к установлению в организме подвижного физиологического фона состава крови и позволяет живой системе поддерживать относительное динамическое постоянство, несмотря на изменения в окружающей среде и сдвиги, возникающие в процессе жизнедеятельности организма. Как показывают исследования, существующие у живых организмов способы регуляции имеют много общих черт с регулирующими устройствами в неживых системах (машинах). В обоих случаях стабильность достигается благодаря определенной форме управления. В 20 веке в описании механизмов управления живыми системами (организмами) был достигнут большой прогресс, связанный с развитием таких направлений как теория информации (Клод Шеннон) и кибернетика ( Норберт Винер).

Слайд 6

Применительно к оценке организации сложных физико-химических биосистем была развита теория функциональных систем организма П.К.Анохина. Принцип функциональной системы – объединение частных механизмов организма в целостную систему приспособительного поведенческого акта, создание «интегративной единицы». Стадии поведенческого акта: Афферентный синтез Любое возбуждение в центральной нервной системе существует во взаимодействии с другими возбуждениями: головной мозг проводит анализ этих возбуждений. Синтез детерминируют следующие факторы: Мотивация Пусковая афферентация (возбуждения, вызываемые условными и безусловнымираздражителями ) Обстановочная афферентация (возбуждение от привычности обстановки, вызывающей рефлекс, и динамические стереотипы) Память (видовая и индивидуальная) Принятие решения Формирование акцептора результата действия (создание идеального образа цели и его удержание; предположительно, на физиологическом уровне представляет собой циркулирующее в кольце интернейронов возбуждение) Эфферентный синтез (или же стадия программы действия; интеграция соматических и вегетативных возбуждений в единый поведенческий акт. Действие сформировано, но не проявляется внешне) Действие (выполнение программы поведения) Оценка результата действия На этом этапе идёт сравнение реально выполняемого действия с идеальным образом, созданным на этапе формирования акцептора результата действия (происходит обратная афферентация ); на основании результатов сравнения действие или корректируется, или прекращается. Удовлетворение потребности (санкционирующая прекращение деятельности стадия).

Слайд 7

П.К.Анохин Гомеостаз в широком понимании охватывает вопросы циклического и фазового течения реакций, компенсации, регулирования и саморегулирования физиологических функций, динамику взаимозависимости нервных, гуморальных и других компонентов регуляторного процесса. Границы гомеостаза могут быть жесткими и пластичными, меняться в зависимости от индивидуальных возрастных, половых, социальных, профессиональных и иных условий. Несмотря на то что кровь представляет общую внутреннюю среду организма, клетки органов и тканей непосредственно не соприкасаются с ней. В многоклеточных организмах каждый орган имеет свою собственную внутреннюю среду (микросреду), отвечающую его структурным и функциональным особенностям.

Слайд 8

Особое значение имеет постоянство внутренней среды для деятельности центральной нервной системы: даже незначительные химические и физико-химические сдвиги могут вызвать резкое нарушение течения жизненных процессов в отдельных нейронах или в их ансамблях. К наиболее совершенным гомеостатическим механизмам в организме высших животных и человека относятся процессы терморегуляции. Организующая роль нервного аппарата (принцип нервизма) лежит в основе широко известных представлений о сущности принципов гомеостаза. Однако ни принцип доминанты, ни теория барьерных функций, ни общий адаптационный синдром, ни теория функциональных систем, ни гипоталамическое регулирование гомеостаза, ни многие другие теории не позволяют полностью решить проблему гомеостаза. В некоторых случаях представление о гомеостазе не совсем правомерно используется для объяснения изолированных физиологических состояний, процессов и даже социальных явлений. Предпринимались попытки свести проблему гомеостаза к принципу саморегулирования. Примером решения проблемы гомеостаза с позиций кибернетики является попытка Эшби сконструировать саморегулирующее устройство, моделирующее способность живых организмов поддерживать уровень некоторых величин в физиологически допустимых границах.

Слайд 9

Перед исследователями и клиницистами на практике встают вопросы оценки приспособительных (адаптационных) или компенсаторных возможностей организма, их регулирования, усиления и мобилизации, прогнозирования ответных реакций организма на возмущающие воздействия. Некоторые состояния вегетативной неустойчивости, обусловленные недостаточностью, избытком или неадекватностью регуляторных механизмов, рассматриваются как “болезни гомеостаза”. С известной условностью к ним могут быть отнесены функциональные нарушения нормальной деятельности организма, связанные с его старением, вынужденная перестройка биологических ритмов.

Слайд 10

Понятие и виды иммунитета Понятие иммунитет произошло от латинского « immunis ». Его значение еще до нашей эры медики понимали как «находящийся под хорошей защитой, устойчивый к заразной болезни». Тренированный организм более устойчив к перегреванию, охлаждению, колебаниям атмосферного давления, вирусам и инфекциям. Устойчивость к инфекциям связана с ростом иммунитета, ведь при занятиях физкультурой в большем количестве вырабатываются макрофаги – «пожиратели» возбудителей болезней. Иммунитет представляет собой защитную реакцию организма, его способность противостоять действию повреждающих агентов. Именно благодаря наличию иммунитета организм справляется с заболеванием и выздоравливает. Иммунная система (иммунитет) – естественный защитный механизм нашего организма. Иммунитет поддерживает постоянство внутренней среды, устраняет чужеродное воздействие инфекционных возбудителей, химических веществ

Слайд 11

Иммунитет отвечает за два важнейших процесса в организме: 1) замена отработавших или поврежденных, состарившихся клеток различных органов нашего тела; 2) защита организма от проникновения разного рода инфекций – вирусов, бактерий, грибков. Существует два вида иммунитета: 1. специфический иммунитет приобретается после инфекции (например после гриппа, кори, краснухи) или вакцинации. Он носит индивидуальный характер и формируется на протяжении всей жизни человека в результате контакта его иммунной системы с различными микробами и антигенами. Специфический иммунитет сохраняет память о перенесенной инфекции и препятствует ее повторному возникновению. Иногда специфический иммунитет может сохраняться на всю жизнь, иногда - несколько недель, месяцев или лет; 2. неспецифический (врожденный) иммунитет – врожденная способность уничтожать все чуждое организму. Это образованная во внутриутробной жизни способность клеток синтезировать мембранные рецепторы к антигенам других организмов, других тканей и некоторым микроорганизмам, а также синтезировать соответствующие антитела и выводить их в жидкости тела.

Слайд 12

Факторы, снижающие иммунитет человека: К факторам, снижающим иммунитет человека, относятся: Плохая экология Стресс Неправильное питание Вредные привычки (спиртное и курение) Бесконтрольный прием антимикробных и антигрибковых препаратов Переутомление и недосыпание Советы по укреплению иммунитета: 1. Правильное питание: пища должна быть разнообразной. Необходимо регулярно употреблять в пищу мясо или рыбу. Нужно избегать употребления большого количества различных консервантов, красителей. Вред организму наносят и продукты с высоким содержанием сахара. Негативное воздействие на иммунитет оказывают диеты, голодание, а также и избыточный вес. 2. Витамины и минералы: самыми важными витаминами для иммунной системы являются A, B5, C, D, F, PP. 3. Активный образ жизни: ежедневные бег, прогулки укрепляют иммунитет. 4. Полноценный сон: для поддержания здоровья человеку необходим полноценный сон. Спать нужно не менее восьми часов в сутки. Бессонницу обязательно нужно лечить.

Слайд 13

Источник энергии для клеток В клетках организма есть так называемые митохондрии (от греческого - крупинка) - утолщенные тельца со внутренними складками, которые производят, хранят и распределяют необходимую для клетки энергию. Только митохондрия может преобразовать различные виды энергии в АТФ, - энергию, используемую клеткой. Расположены в цитоплазме каждой клетки. Человеческие клетки содержат в среднем 1500 митохондрий. По форме митохондрия напоминает цилиндр. Количество митохондрий в клетках непостоянно.

Слайд 14

Клетки не могут функционировать без митохондрий, без них жизнь невозможна. Митохондрии используют 80% кислорода, который мы вдыхаем, чтобы преобразовывать потенциальную энергию в энергию, используемую клеткой. Принцип действия клеточного механизма – преобразование потенциальной энергии в энергию, которую может напрямую использовать клетка. Потенциальные виды энергии попадают в клетку через питание в виде углеводов, жиров и белков. Клеточная энергия состоит из молекулы, называемой АТФ: Аденозинтрифосфат . Она синтезируется в результате преобразования углеводов, жиров и белков внутри митохондрии. Известно, что у нетренированных людей в мышцах в 2-4 раза меньше митохондрий, чем у спортсменов. Количество митохондрий в мышцах достаточно быстро растет в ответ на аэробную нагрузку.

Слайд 15

Утомление и восстановление Спорт - один из наиболее специфических видов человеческой деятельности, здесь сочетаются высочайшие, на пределе человеческих возможностей, физические нагрузки и огромные эмоциональные напряжения. Уровень современной подготовки спортсменов предполагает рост физических и психических нагрузок, что в свою очередь будет увеличивать и степень утомления. Способность преодолевать утомление, возникающее в процессе соревновательной деятельности, в значительной степени обуславливает достижение спортивных результатов. Значительные нагрузки, которые переносят спортсмены, требуют интенсивного поиска средств восстановления их работоспособности в условиях оптимизации тренировочного процесса, а также при подготовке к соревнованиям и в период их проведения. Поэтому знание закономерностей развития утомления и восстановления организма спортсмена имеет важное теоретическое и практическое значение.

Слайд 16

Утомление и восстановление представляют собой своеобразные функциональные состояния организма и характеризуются рядом общих физиологических закономерностей. Механизмы развития этих процессов зависят от индивидуальных особенностей человека, характера его деятельности, уровня профессиональной подготовки. Утомление -это функциональное состояние организма, вызванное умственной или физической работой, при котором могут наблюдаться временное снижение работоспособности, изменение функций организма и появление субъективного ощущения - усталости. При утомлении в первую очередь изменяются различные функции организма и лишь затем снижаются количественные и качественные показатели работоспособности. Работоспособность снижается временно, она быстро восстанавливается при ежедневном, обычном отдыхе. При восстановлении нормализация функциональных констант организма служат основой для улучшения прямых показателей работоспособности. Восстановительные процессы — важнейшее звено работоспособности спортсмена. Способность к восстановлению при мышечной деятельности является естественным свойством организма, существенно определяющим его тренируемость . Поэтому скорость и характер восстановления различных функций после физических нагрузок являются одним из критериев оценки функциональной подготовленности спортсменов. Восстановление - это совокупность происходящих в организме после работы физиологических, биохимических и структурных изменений, которые обеспечивают его переход от рабочего уровня к исходному состоянию. Сразу после окончания физических нагрузок в организме спортсмена сохраняются функциональные изменения, присущие периоду спортивной деятельности и лишь затем начинают осуществляться основные восстановительные процессы, которые носят неоднородный характер.

Слайд 17

При занятиях спортом очень важно не допускать переутомления. После физической нагрузки – утомления, должно следовать равноценное или большее восстановление. Результат физических упражнений увеличивается с каждой последующей тренировкой, если утомление плавно увеличивается вместе с восстановлением. Если допускать переутомление или недостаточное восстановление, то тренировки не будут приносить ожидаемого результата