Углеводы Скачать
презентацию
<<  Моносахариды Углевод Глюкоза  >>
Схема связей между входными и выходными сигналами и центральной
Схема связей между входными и выходными сигналами и центральной
Регуляция содержания глюкозы в крови млекопитающих
Регуляция содержания глюкозы в крови млекопитающих
Фото из презентации «Глюкоза в крови» к уроку химии на тему «Углеводы»

Автор: Коробов. Чтобы познакомиться с фотографией в полном размере, нажмите на её эскиз. Чтобы можно было использовать все фотографии на уроке химии, скачайте бесплатно презентацию «Глюкоза в крови» со всеми фотографиями в zip-архиве размером 71 КБ.

Скачать презентацию

Глюкоза в крови

содержание презентации «Глюкоза в крови»
Сл Текст Эф Сл Текст Эф
1Лекция 14 Исследование сложных систем и пример0 14имеет место, например, при изучении недоступных0
функциональных систем гомеостатического типа. Системный управляющих систем (например, противника) или систем,
анализ и принятие решений. Коробов Александр Сергеевич строение которых изучено недостаточно полно (например,
710-4271 sa_k310@mail.ru. 1. в биологии). Сущность макроподхода определяется
2Классификация задач исследования. Совокупность0 специфическими особенностями сложных систем управления.
задач, возникающих в связи с исследованием сложных В процессе макроподхода исследователь имеет
систем, разбивается на два класса: анализ и синтез возможность, воздействуя различным образом на вход
систем. При этом задача анализа состоит в изучении системы, анализировать ее реакцию на соответствующие
поведения и свойств системы, если заданы: входные воздействия. Чем больше разнообразных
характеристики внешней среды, структура системы воздействий поступает на вход системы, тем детальнее
(модель), характеристики системы (численные значения можно выяснить природу изучаемой системы. При этом
параметров). Очень часто задачи анализа сводятся к мощность множества входных воздействий принципиальным
расчету численного значения показателя эффективности образом связана с разнообразием состояний выходов
системы. Задача синтеза заключается в выборе системы. Если на каждую новую комбинацию входных
оптимальных в том или ином смысле структуры системы или воздействий система реагирует непрогнозируемым образом,
внутренних ее параметров при заданных характеристиках испытание системы необходимо продолжать. Успешно
внешней среды и с учетом ограничений, накладываемых на справиться с разнообразием выходов системы можно только
систему. Иногда задача синтеза ставится как задача при помощи разнообразия входов. 14.
отыскания структуры системы или ее внутренних 15Макроподход (продолжение). В процессе макроподхода0
параметров, доставляющих заданное значение критерию исследователь сознательно ограничивается анализом
эффективности. Из приведенного выше определения ясно, поведения системы лишь на множестве интересующих его
что необходимость решения задач синтеза возникает на воздействий, т. е. лишь в тех ситуациях, реакция
этапе проектирования системы (синтез структуры системы) системы в которых представляет практическую важность.
и в процессе ее эксплуатации (задача отыскания При использовании макроподхода для анализа сложных
оптимального управления). 2. систем необходимо учитывать ряд важных обстоятельств:
3Основные этапы исследования. Выделим основные этапы0 при исследовании многих реальных систем стоимость
исследования: Формулирование задачи исследования каждого эксперимента может быть столь высока, что их
Формализация задачи Исследование разрешимости задачи число не может быть слишком большим; измерение любой
Разработка алгоритма решения задачи Реализация экспериментальной величины всегда осуществляется при
разработанного алгоритма. 3. воздействии помех, в силу чего результат эксперимента —
4Формулирование задачи исследования. Исследование0 случайная величина; условия проведения эксперимента
системы начинается с формулировки задачи исследования, могут меняться от одного эксперимента к другому общее
в которой должна быть раскрыта основная цель количество экспериментов может ограничиваться не только
исследования и сжато сформулированы основные условия, стоимостью, но и какими-либо другими факторами
при учете которых решается задача. Следующий этап — (например, пропускной способностью системы измерений и
содержательное описание и точная постановка задачи. ограниченностью допустимого интервала измерений). 15.
Здесь необходимо четко определить основное содержание 16Задачи решаемые с помощью макроподхода. Макроподход0
проблемы, установить границы ее решения, выявить позволяет решить следующие задачи: выявить макрофункцию
основные факторы, влияющие на исследуемые процессы или системы как отображения множества входных воздействий
систему, и определить отношения между ними. В сущности на множество реакций системы изучить целевое назначение
этот начальный этап исследования является самым важным, системы, исследовать коды входной и выходной
ибо правильное решение любой проблемы зависит прежде информации, исследовать связи изучаемой системы с
всего от того, насколько верно понято, что в другими системами в процессе ее функционирования.
действительности она собой представляет и в чем ее Практические возможности использования этого метода
сложность. В результате этого этапа проработки задачи часто ограничены трудностью, а иногда и невозможностью
исследователь должен: ясно понимать цель и назначение воспроизведения в натурном эксперименте условий
исследуемой системы, выявить информацию об учитываемых функционирования исследуемой системы, близких к
параметрах внешней среды и системы, установить реальным. 16.
совокупность допущений, в рамках которых решается 17Сущность систем управления организмом. Утверждение,0
задача. Задача может считаться поставленной точно, если что некоторые физиологические переменные — такие, как
используемая для решения информация является полной глубокая температура тела, давление, рН крови и
(достаточной для получения результата) и концентрация в ней глюкозы, — подвержены
непротиворечивой. На этом же этапе осуществляется выбор гомеостатическому регулированию, предполагает
критерия для оценки эффективности исследуемой системы. следующее. Во-первых, должны существовать средства для
4. сенсорной «регистрации» изменений регулируемой
5Формализация задачи. Состоит в следующем:0 переменной (вход). Затем нужны какие-то средства для
разрабатывается модель системы; осуществляется расшифровки и интеграции этой сенсорной информации,
аналитическое представление выбранного критерия чтобы выдавать адекватные поправки. Наконец, необходимы
эффективности Выбор критерия для оценки эффективности эффекторные механизмы (выход), противодействующие
системы. В соответствии с основным принципом теории вызванному извне отклонению переменной настолько, чтобы
исследования операций критерий выбирается в строгом вернуть ее в допустимые пределы. 17.
соответствии с задачей, решаемой системой. В связи с 18Схема связей между входными и выходными сигналами и0
этим совершенно ясно, что для правильного выбора центральной нервной системой. 18.
критерия оценки эффективности системы необходимо 19Описании рисунка. На рис. представлены взаимосвязи0
совершенно четко представлять назначение системы и между этими тремя основными компонентами системы
характер выполняемых ею функций. Правильно выбранный управления у млекопитающих. Интеграция практически
критерий должен быть количественным; критичным по целиком возложена на центральную нервную систему (ЦНС).
отношению к конкретным значениям основных параметров Сенсорные органы вне ЦНС (называемые для простоты
внешней среды и исследуемой системы; эффективным в «периферическими») передают ЦНС по афферентным
статистическом отношении (обладать малой дисперсией); (сенсорным) нервным волокнам информацию об изменениях
иметь возможно более простое аналитическое выражение. как внешней, так и внутренней среды. 19.
5. 20Описании рисунка (продолжение). В самой ЦНС, кроме0
6Разработка модели системы. Модель системы,0 того, многие участки чувствительны к специфическим
получаемая на этапе формализации, должна обладать изменениям состава крови (это «центральные рецепторы»).
следующими свойствами: независимость результатов Информация от периферических сенсорных органов и
решения задачи в соответствии с выработанной моделью от центральных рецепторов составляет «входной сигнал» для
конкретного физического истолкования смысла элементов ЦНС. На основании этой информации ЦНС вырабатывает
этой модели, т. е. от физической природы объекта, адекватный выходной сигнал, который вызывает
описываемого выработанной моделью; содержательность, т. соответствующие реакции в эффекторных тканях и тем
е. способность модели отражать существенные стороны и самым обеспечивает необходимые поправки. 20.
свойства изучаемого реального процесса; дедуктивность, 21Обратная связь. Возьмем для примера обычную0
т. е. возможность конструктивного использования модели лабораторную водяную баню с термостатом, установленным
для получения результата с использованием средств и на 37°С. Вода в бане отдает тепло окружающей среде и
методов научной области, в терминах которой остывает, но, как только температура падает ниже 37°С,
формализована задача (построена модель). При разработке включается нагреватель и поднимает температуру вновь до
модели необходимо: выявить факторы, оказывающие влияние 37°С, после чего нагреватель отключается, и весь цикл
на ход исследуемого процесса или его результаты; повторяется. Это простой пример отрицательной обратной
выбрать те из них, которые поддаются формализованному связи: результат деятельности нагревателя, т. е.
представлению (т. е. могут быть выражены повышение температуры воды, сам по себе обеспечивает
количественно); объединить по возможности выявленные выключение нагревателя. На языке кибернетики, выход
факторы по общим признакам, сократив их перечень; системы определяет ее вход. Однако это происходит
установить количественные соотношения между ними. При строго определенным образом, а именно путем уменьшения
разработке модели изучаемого явления необходимо отклонения действительной температуры воды (которая
добиться разумного компромисса, по замечанию Беллмана, ниже 37°С) от заданного значения. 21.
«между западней переупрощения и болотом 22Обратная связь (продолжение). Обычное горение можно0
переусложнения», обеспечив возможность получения рассматривать как пример положительной обратной связи:
нетривиальных результатов, не выхолащивая существа повышение температуры способствует распространению
реального процесса. 6. пламени; Аналогичный процесс — цепная реакция в ядерной
7Исследование разрешимости задачи. состоит из0 физике. Таким образом, обратная связь возникает, когда
нескольких подэтапов: исследование принципиальной последействие системы (выход) возвращается на один из
разрешимости; выбор метода решения; исследование ее входов, тем самым оказывая влияние на последующий
технической осуществимости и целесообразности решения выход. Поэтому такая система способна оценить
задачи выбранным методом. При исследовании достигнутое сравнить его с тем, что должно быть
принципиальной разрешимости необходимо установить, достигнуто и в случае отрицательной обратной связи
имеются ли среди средств и методов научной области, в скорректировать свой выход должным образом, чтобы
терминах которой построена модель, такие, что при их свести к минимуму отклонение достигнутого от цели. 22.
использовании возможно получение результата. Если 23Регуляция содержания глюкозы в крови млекопитающих.0
принципиально невозможно получить решение таким 23.
образом, необходимо вернуться к этапу формализации 24Описание рисунка. Гормоны: стимулирующие ( + )0
задачи или даже к более ранним этапам проработки, ибо в тормозящие (—) отдельные процессы, обозначены
этом случае модель не удовлетворяет требованию сокращенно: И — инсулин, ГР — гормон роста, Гл —
дедуктивности. 7. глюкагон, ГК — глюкокортикоиды, Ад — адреналин, Т4 —
8Исследование разрешимости задачи (продолжение).0 тироксин. 24.
Выбор метода решения задачи: если входная информация, 25Описание рисунка (продолжение). На рис.0
исследуемая при решении задачи, является заведомо представлена сильно упрощенная гидравлическая модель
неполной и неточной, возникает сомнение в циркуляции глюкозы в крови — кровяной пул глюкозы и его
целесообразности использования для решения задачи связь с депо гликогена в организме. Концентрация
точных методов. Очень часто в условиях неопределенности глюкозы в крови представлена как уровень жидкости в
входной информации получение удовлетворительных баке. Уровень этот, очевидно, зависит от алгебраической
результатов обеспечивают приближенные методы решения, суммы притока и оттока. Приток осуществляется двумя
преимущество которых перед точными состоит в путями: во-первых, периодическим поступлением глюкозы в
существенно большей простоте реализации. Техническая кровь после приема пищи в результате всасывания
осуществимость: Проработка этого вопроса ведется на углеводов, во-вторых, мобилизацией глюкозы из депо
основании информации о технической оснащенности гликогена, главным образом из печени (гликогенолиз).
вычислительного процесса. Если количество операций, 25.
необходимых для проведения вычислительной процедуры, 26Описание рисунка (продолжение 2). Глюкоза0
оказывается столь большим, что осуществить ее расходуется из пула по мере потребления в тканях.
имеющимися вычислительными средствами в приемлемое Следует отметить, что большинство тканей способно
время невозможно, то нужно вернуться к одному из более использовать для обмена как глюкозу, так и метаболиты
ранних этапов проработки задачи. Целесообразность жиров. Кроме того, глюкоза может извлекаться из крови и
решения: Решение задачи нецелесообразно, если результат запасаться в виде гликогена (гликогенез), а при
решения устаревает к моменту его получения и его достаточно высокой концентрации выводится с мочой. В
использование не имеет смысла. 8. норме у человека концентрация глюкозы в крови остается
9Разработка алгоритма решения задачи. Алгоритм0 в пределах, обозначенных на рис серым. Так, во время
представляет собой конечный упорядоченный набор точных всасывания (после приема пищи) уровень может достигать
правил, указывающих, какие действия и в каком порядке 6,1—6,7 ммоль/л (ПО—120 мг глюкозы на 100 мл крови),
необходимо выполнить, чтобы после конечного числа шагов тогда как после умеренного голодания концентрация может
получить решение. 9. падать до 3,5— 5,0 ммоль/л (70—80 мг на 100 мл). 26.
10Реализация разработанного алгоритма. На этом этапе0 27Описание рисунка (продолжение 3). У верхней границы0
разработанный, удовлетворяющий требованиям алгоритм нормы происходит гликогенез, т. е. в депо гликогена
программно реализуется на цифровой вычислительной поступает больше глюкозы, чем из него расходуется. Если
машине. После выполнения алгоритма приступают к концентрация глюкозы в крови падает ниже 3,3 ммоль/л
анализу, полученных результатов. На этом этапе легче (60 мг на 100 мл), глюкоза не проникает в клетки, за
всего вскрываются недостатки проработки задачи на всех исключением клеток головного мозга. Остальным клеткам в
предшествующих этапах. Если полученные результаты этом случае приходится черпать метаболическую энергию
удовлетворяют предъявляемым требованиям, то переходят к из жиров. Если уровень глюкозы продолжает падать
этапу использования результатов; если же результаты (глубокая гипогликемия), то глюкозы не хватает даже для
неудовлетворительны, то следует возвратиться к одному мозга, возникают судороги, кома и смерть. 27.
из предыдущих этапов проработки. Заключительный этап - 28Как определяется направление перемещения глюкозы?0
использование результатов решения задачи - не требует Ответ заключен главным образом в действии различных
пояснений. 10. гормонов, которые служат «клапанами» и регулируют
11Классификация методов анализа сложных систем. Для0 должным образом поступление глюкозы в клетки,
решения задач анализа систем может быть использован гликогенез и гликогенолиз. Шесть гормонов, оказывающих
общий подход к исследованию систем, изложенный выше. основное действие, показаны на где «+» означает
Однако этот общий подход может быть реализован различно стимуляцию процесса, а «—» - его торможение. 28.
в зависимости от конкретной задачи исследования 29Поступление глюкозы в клетки. В большинстве тканей,0
системы. Выделим два различных подхода: Микроподход за исключением мозга, кишечника и почек, этот процесс
Макроподход. 11. зависит от присутствия инсулина. Секреция инсулина
12Микроподход. Применение этого метода сводится к0 прежде всего определяется концентрацией глюкозы в
исследованию отдельных элементов (ячеек), из крови: если уровень глюкозы ниже 3,3 ммоль/л (60 мг на
совокупности которых состоит система. Выбор этих 100 мл), инсулин вовсе не выделяется, а по мере
элементарных ячеек неоднозначен и определяется задачами превышения этого порога инсулин выделяется во все
исследования и системой. При использовании микроподхода больших количествах. Вследствие этого во время дефицита
изучается структура каждого из выделенных элементов глюкозы (менее 3,3 ммоль/л, т. е. 60 мг/100 мл крови)
системы, их функция, совокупность и диапазон возможных имеющийся минимум глюкозы не может попасть в клетки,
изменений параметров, после чего делается попытка зависимые от инсулина, поэтому глюкоза сберегается для
понять процесс функционирования системы в целом. Задачи таких тканей, как мозг, в которых утилизация глюкозы не
микроподхода состоят, таким образом, в сле­дующем: зависит от инсулина и которые, кроме того, абсолютно не
выявление элементов исследуемой системы; изучение могут обходиться без глюкозы. Инсулин, помимо влияния
структуры выделенных элементов; раскрытие функции на поступление глюкозы в клетки, стимулирует гликогенез
каждого из элементов; к выявление связей между и ингибирует гликогенолиз, что также направлено на
элементами. 12. снижение концентрации глюкозы в крови. 29.
13Микроподход (продолжение). Важно отметить, что0 30Действие инсулина. Инсулин, секреция которого0
возможности микроподхода в отношении исчерпывающего увеличивается при повышении уровня глюкозы в крови, по
исследования сложных систем управления ограничены в меньшей мере тремя путями обеспечивает снижение этого
силу следующего обстоятельства. Практическая реализация уровня (гипо-гликемизирующее действие), т. е. действует
наиболее важного этапа микроподхода —выявление механизм отрицательной обратной связи. Инсулин жизненно
элементов системы—сопряжена с необходимостью важен для регуляции снабжения метаболической энергией,
преодоления противоречия между желанием возможно более поскольку он единственный гормон, обладающий
детального изучения каждого из элементов системы и гипогликемизирующим действием. 30.
реальными возможностями установить при этом структуру 31Действие других гормонов. Как видно из рис.0
системы в целом и характер ее функционирования. глюкагон, глюкокортикоиды, адреналин, гормон роста и
Действительно, если «размеры» элементов выбрать тироксин — все эти гормоны стимулируют расщепление
большими, задача установления связей между ними и их гликогена, а гормон роста еще замедляет поступление
взаимодействия в интересах анализа системы в целом глюкозы в некоторые клетки. Поэтому эти гормоны
будет решаться легко, однако при этом будет затруднено действуют в сторону повышения концентрации глюкозы в
изучение каждого из элементов. Можно, наоборот, каждый крови (гипергликемизирующий эффект) и, как и следует
из элементов системы выбрать столь малым, что изучить ожидать, падение уровня глюкозы стимулирует их
его индивидуальную структуру будет сравнительно просто. секрецию. Поэтому концентрация глюкозы в крови
Однако совокупность связей между элементами и описание регулируется по механизму двойной обратной связи;
их взаимодействия при этом могут оказаться настолько гипергликемия стимулирует секрецию инсулина, который
сложными, что решение задачи анализа системы в целом вызывает гипогликемическую реакцию, и, напротив,
достигнуто не будет. 13. гипогликемия подавляет секрецию инсулина и в то же
14Макроподход. При макроподходе сложная система0 время стимулирует выброс остальных гормонов, обладающих
управления рассматривается как «черный ящик», гипергликемизирующим действием. 31.
внутреннее строение которого неизвестно. Такая ситуация
31 «Глюкоза в крови» | Глюкоза 0
http://900igr.net/fotografii/khimija/Gljukoza/Gljukoza-v-krovi.html
cсылка на страницу
Урок

Химия

64 темы
Фото
Презентация: Глюкоза в крови | Тема: Углеводы | Урок: Химия | Вид: Фото