83. Объясните с системных позиций механизмы адаптации организма человека к
условиям высокогорья (при кратковременном и длительном пребывании в
горах). Охарактеризуйте особенности дыхания при повышенном давлении.
Опишите механизмы развития горной и кессонной болезни.
При подъеме на высоту человек оказывается в условиях пониженного атмосферного давления. Следствием понижения атмосферного давления является гипоксия, которая развивается в результате низкого парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе.
Классификация гипоксии
Экзогенная Эндогенная
-действие измененных факторов -физиологические, патологические внешней среды изменения в функциональных системах
гипоксическая гипероксическая
экзоген. гипоксия экзоген. гипоксия
↓ pO2 во вдых. возд ↑pO2 во вдых. возд., что оказывает токсическое действие на кл-ки
Поднятие в гору
*Организм не изменяет параметров дыхания до поднятия в гору на высоту
2,5 тыс. м pO2=60мм.рт.ст pO2= 60мм.рт.ст (гипоксия)
Гипоксия приводит к включению
защитно-приспособительных реакций:
Срочные защитно-
приспособительные
реакции
Долгосрочные защитно-
приспособительные
реакции
Система дыхания
- ↑ ЧДД
- раскрытие ранее не функционирующих альвеол
-рост новых альвеол
-капилляров легочной ткани
Система крови
- ↑ кол-ва эритроцитов (из депо)
-эритропоэз
Сердечно-сосудистая
система
- ↑ЧСС
- перераспределение крови между органами и тканями
- ↑ЧСС
- перераспределение крови между органами и тканями
Механизмы адаптации человека к условиям высокогорья.
• уменьшение чувствительности периферических хеморецепторов к гипоксии
• повышении плотности кровеносных капилляров в тканях, увеличением их длины
• повышении кислородной емкости крови из-за увеличения содержания Hbв крови
• Увеличение уровня утилизации тканями O2 из крови
• увеличении вентиляции легких;
• увеличения содержания в эритроцитах 2,3-ДФГ – увеличение отдачи O2 тканям
• повышении устойчивости клеток, особенно нервных к гипоксии
Механизмы развития горной болезни:
Снижено атмосферное давление.
Парциальное давление кислорода в воздухе снижается (было 160 стало 80 мм рт.ст.). При этом, естественно, уменьшается парциальное давление кислорода и в артериальной крови, в результате чего уменьшается не только насыщение гемоглобина крови кислородом,
(т.к. прочность
молекулярных связей гемоглобина с кислородом зависит от рО
2
в крови. Эта связь прочна при
высоком рO
2
и ослабляется при его уменьшении)
, но и за счет резкого сокращения разности давлений
между артериальной и венозной кровью значительно ухудшается переход кислорода из крови в ткани. Так возникает кислородная недостаточность - гипоксия, могущая привести к заболеванию человека горной болезнью. Недостаток кислорода приводит к возбуждению хеморецепторов - нервных клеток, очень чувствительных к снижению парциального давления кислорода. Их возбуждение служит сигналом для углубления, а затем и учащения дыхания. Однако с усилением дыхания увеличивается вентиляция легких, при которой происходит усиленное выведение («вымывание») углекислоты из организма. В результате в организме возникает недостаток СО2 - так называемая гипокапния, характеризующаяся снижением парциального давления углекислого газа в артериальной крови. Углекислый газ играет важную, роль в регулировании процессов дыхания, кровообращения и окисления. Серьезный недостаток CO2 может привести к параличу дыхательного центра, к резкому падению артериального давления, ухудшению работы сердца, к нарушению нервной деятельности. В результате гипервентиляции легких в крови снижается содержание углекислого газа, в результате чего развивается дыхательный алкалоз (плазма крови и жидкости организма приобретают щелочную реакцию). Это связано с тем, что снижение рСО 2 крови ниже 35 мм рт. ст. сдвигает реакцию жидкостей в щелочную сторону за счёт уменьшения концентрации свободных ионов Н + : СО 2 + Н 2 О -> НСО 3 − + Н + . При дальнейшем подъеме может развиться высотная (горная) болезнь, которая характеризуется слабостью, цианозом, снижением ЧСС и АД, головной болью, уменьшением глубины дыхания. На высоте свыше 7 км могут наступить опасные для жизни нарушения дыхания, кровообращения и потеря сознания. Особенно большую опасность представляет быстрое развитие гипоксии, при котором потеря сознания может наступить внезапно. Увеличение атмосферного давления: При погружении под воду через каждые 10 м давление воды на поверхность тела увеличивается на 1 атм, следовательно, на глубине 90 м на человека действует давление около 10 атм. При погружении под воду в водолазных костюмах человек может дышать только воздухом под соответствующим погружению повышенным давлением. В этих условиях увеличивается количество газов, растворенных в крови, кислорода и особенно азота. Поэтому при погружении на большие глубины для дыхания применяются гелиево-кислородные смеси. Гелий почти нерастворим в крови и при дыхании им снижается сопротивление дыханию. Кислород добавляют к гелию в такой концентрации, чтобы его парциальное давление на глубине (т. е. при повышенном давлении) было близким к тому, которое имеется в обычных условиях. Природа кессонной болезни. После работ на больших глубинах специального внимания требует переход человека от высокого давления к нормальному. При быстрой декомпрессии, например, при быстром подъеме водолаза, физически растворенные в крови и тканях газы значительно больше обычного, не успевают выделиться из организма и образуют пузырьки. Кислород и углекислый газ представляют меньшую опасность, т. к. они быстро связываются кровью и тканями. Особую опасность представляет образование пузырьков азота, которые разносятся кровью и закупоривают мелкие сосуды (газовая эмболия), что сопряжено с большой опасностью для жизни. Состояние, возникающее при быстрой декомпрессии, называется кессонной болезнью, она характеризуется болями в мышцах, головокружением, рвотой, одышкой, потерей сознания, а в тяжелых случаях могут возникать параличи. При появлении признаков кессонной болезни необходимо немедленно вновь подвергнуть пострадавшего действию высокого давления (такого, с которого он начинал подъем), чтобы вызвать растворение пузырьков азота, а затем декомпрессию производить постепенно. 84. Объясните функции почек. Опишите структуру нефрона и особенности кровоснабжения почек, обеспечивающие процессы мочеобразования Функции почек:1) Мочеобразовательная функция (выделительная, экскреторная) - экскретируют из организма конечные продукты обмена: мочевина, мочевая кислота, креатинин и тд 2) Гомеостатическая функция - регуляция водно-солевого баланса в организме, - поддержание постоянства объема жидкостей тела - поддержание осмотического давления крови (за счет уровня глюкозы, аминокислот, липидов, гормонов в ней) - осморегуляция - поддержание ионного состава крови - регуляция кислотно-щелочного баланса (рН мочи - от 4,5 до 8,4, тогда как рН крови - постоянная) - участие в регуляции развития клеток крови в органах кроветворения - синтез эритропоэтинов и лейкопоэтинов - участие в регуляции артериального давления - синтез и выделение в кровь ренина - секреция ферментов и БАВ (брадикинин, простагландины, урокиназа) - участие в регуляции свертывания крови Структурно-функциональная единица почки – нефрон (отвечает за образование мочи) - в почках человека находится 1 — 1,2 млн нефронов Строение: Почечное тельце (= капсула Боумена-Шумлянского + капиллярный клубочек) → проксимальный извитой каналец →прямой каналец → (переход в мозговой слой) → нисходящая часть петли Генле→ поворот 180° →восходящая часть петли Генле → (переход вновь в корковый слой) → дистальный извитой каналец → собирательная трубочка (опускается в глубь мозгового слоя) → выводные протоки → к почечной лоханке
!!!концентрирование и разведение мочи
ренин-ангеотензиновая система
Мочеобразование:
1 – фильтрация (переход жидкости из капиллярного клубочка в полость капсулы)
2 – реабсорбция (возвращение части жидкости обратно в кровеносное русло)
3 – секреция (поступление дополнительного количества веществ из крови в мочу)
Фильтрация:
Происходит в почечных тельцах из просвета капилляров клубочка (первичная капиллярная сеть) в просвет эпителиальной капсулы и приводит к образованию первичной мочи (ультрафильтрат). Каждые сутки обе почки взрослого человека образуют около 180 л первичной мочи.
Подоциты
- содержат внутри отростки — педикулы, которые сокращаясь и расслабляясь, действуют как микронасосы, откачивающие фильтрат в полость капсулы.
Движущая сила фильтрации
- высокое кровяное давлению в капиллярах, который определяет возможность прохождения значительного количества жидкого содержимого капилляров.
Секреция:
в проксимальном отделе - ионы H+, аммиак, холин, серотонин, мочевая кислота в дистальном отделе – аммиак, ионы H+ и К+. Особенности кровоснабжения почек, обеспечивающие процессы мочеобразования: В корковом слое почки имеются две системы капилляров: 1) первичная — в почечных клубочках – ф: образование первичной мочи, 2) вторичная — околоканальцевая (эти капилляры оплетают проксимальные и дистальные извитые канальцы и начальный отдел собирательных трубок) ф: обеспечение питание и доставки кислорода тканям почки, способствует реабсорбции веществ из первичной мочи и секрецию в-в приносящая артериола → ветвится на клубочковые капилляры →сливаются в выносящую артериолу → ветвится, образуя вторичную сеть капилляров Кровоснабжение юкстамедуллярных нефронов: их артериолы не распадаются на вторичную капиллярную сеть, а образуют прямые сосуды, спускающиеся в мозговой слой параллельно петле нефрона и поворачивающие на 180°. переходя в венозные сосуды ф: обеспечение обмена веществ между кровью и тканями !!! В клубочковых капиллярах высокое кровяное давление (около 50 мм рт. ст.), вызвано тем, что у приносящей артериолы широкий просвет, а у выносящей значительно уже, потому что давление и объем крови, проходящей через нее, значительно меньше. 85.Проведите анализ процессов реабсорбции в нефроне: облигатной и факультативной реабсорбции в канальцах нефрона и собирательных трубках, поворотно - противоточного механизма петли нефрона. Этапы мочеобразования: I Фильтрация: переход веществ из просвета сосудов в полость капсулы. II Реабсорбция: вещества из первичной мочи переходят обратно в плазму крови. Облигатная реабсорбция: Реабсорбция облигатная происходит в проксимальных извитых канальцах. В этом отделе нефрона: реабсорбируются две трети отфильтровавшейся жидкости; реабсорбируемая жидкость обладает такими же осмотическим давлением, pH и концентрацией основных электролитов (Na + , K + , Cl - и Ca 2+) , как и плазма крови; полностью реабсорбируются органические субстраты – глюкоза, аминокислоты и прошедшие в фильтрат белки; дополнительно секретируются из крови в мочу те ксенобиотики, для которых существуют переносчики. Благодаря фильтрации с последующим облигатным канальцевым транспортом выполняется первая задача почек – удаление из организма метаболитов и ксенобиотиков. (формируется 1.5-2 литра вторичной мочи, из 150-100 литров первичной) Факультативная реабсорбция: подвергается гуморальной регуляции! - АДГ увеличивает реабсорбцию воды (в собират. трубочке) => уменьшается диурез. - Альдостерон увеличивает реабсорбцию Na + => вода следует за натрием по образующемуся градиенту в интерстиции => уменьшается диурез. - Предсердный натрийуретический фактор (*пептидный гормон, секретируемый кардиомиоцитами и являющийся мощным вазодилататором) уменьшает реабсорбцию Na + => вода следует за натрием по растущему градиенту мочи => увеличивается диурез. Механизмы реабсорбции: 1. Пассивный транспорт (по градиенту концентрации, без затрат АТФ); -осмос (для воды); -диффузия; -облегченная (с помощью специальных белков-переносчиков, встроенных в мембрану клетки канальца); -простая (для нейтральных веществ, например, СО 2 , О 2 и гидрофобных); 2. Активный транспорт (против градиента концентрации, с затратой АТФ) -для переноса Na + с помощью фермента Na/K-АТФазы (встроена также в мембрану клетки канальца); -вторично активный транспорт (источник энергии - энергия градиента концентрации Na + ); -симпорт (когда В ОДНУ СТОТРОНУ с Na + , который проходит по градиенту концентрации, идёт, например, глюкоза против своего градиента); -антипорт (с Na + В ПРОТИОПОЛОЖНУЮ ЕМУ СТОРОНУ идёт другое в-во, также против градиента своей концентрации). Движущая сила реабсорбции – реабсорбция Na + . Она происходит в восходящей части петли Генле. Много митохондрий – нужна энергия. Здесь наблюдается очень высокое осмотическое давление 900 мОсмоль/л. Вследствие этого, в нисходящей части по градиенту концентрации происходит выход воды (реабсорбция воды). Вода выходит пассивно, без затрат энергии. Этот механизм: противоточно – поворотный механизм почки (т.к. канальцы расположены параллельно – экономия энергии). Таким образом, в нисходящей части происходит существенное концентрирование мочи. Моча по сравнению с кровью становится гипертоничной. Уменьшается её объем. В восходящей части моча становится изотоничней крови за счёт выхода Na +
86. Сформулируйте основы оценки деятельности почек по результатам
определения скорости клубочковой фильтрации (СКФ), почечного клиренса
веществ, концентрационной способности почек.
Клиренс, или коэффициент очищения
, - важнейший показатель функции почек. По определению, клиренс
некоего вещества равен объему плазмы, полностью очищающемуся от данного вещества за единицу времени.
Важно подчеркнуть, что этот объем – условный. Например, клиренс инсулина равен 180 л/сут; это означает, что почки способны были бы за сутки полностью очистить от этого вещества 180л плазмы.
Формула расчета клиренса
Представим себе, что некоего вещества Х концентрация в плазме равна Сn, в моче – Сm, а суточный диурез равен Д. Тогда за сутки выводится количество вещества N:
N=Cm×Д.
Это же количество при концентрации Cn было бы растворено в объеме плазмы V:
N=Cn×V
Следовательно,
Cm×Д=Сn×
V
или
V
=Cm/Cn×Д
Этот объем V и есть клиренс вещества Х, а последнее уравнение – формула для его расчета
Приведем важнейшие примеры использования клиренса в клинике.
ОЦЕНКА СКФ
Если некое вещество только фильтруется, но не реабсорбируется и не секретируется, то очевидно, что объем плазмы, который очищается от этого вещества за единицу времени (то есть клиренс этого вещества), равен объему плазмы который за эот время вместе с этим веществом отфильтровывается, то есть СКФ.
Например, если за сутки отфильтровывается 180 л плазмы с некоторым веществом Х, а затем из них 178 л реабсорбируется, но уже без данного вещества, то очевидно, что весь этот объем очищается от вещества X.
Типичное такое вещество- экзогенное соединение инулин. Клиренс инсулина почти точно равен СКФ
(125мл/мин, или 180л/сутки). В клинике, однако используют другое вещество, которое тоже почти исключительно фильтруется: эндогенное соединение креатинин. Клиренс креатинина несколько менее точно отражает СКФ, но его значительно удобнее определять.
Оценка почечного кровотока
Если некое вещество фильтруется, а затем еще полностью секретируется, то оттекающая от почек кровь будет полностью очищена от данного вещества. Значит, клиренс такого вещества равен почечному плазмотоку, по которому легко рассчитать почечный кровоток. Типичный пример – парааминогиппуровая кислота.
Оценка почечной реабсорбции и секреции отдельных веществ
Если клиренс некоего вещества больше СКФ, то это вещество фильтруется и секретируется (точнее, секреция преобладает над реабсорбцией).
Если клиренс некоего вещества меньше СКФ, то это вещество фильтруется и реабсорбируется (точнее, реабсорбция преобладает над секрецией).
Следовательно, по отношению клиренса вещества к клиренсу креатинина можно оценить относительной объем его секреции либо реабсорбции.
Оценка элиминации различных веществ
Клиренс используют не только для оценки функции почек. Он служит важнейшим показателем скорости элиминации (удаления из крови) различных веществ — гормонов, лекарственных средств, отравляющих веществ и пр. Если вещество удаляется разными путями, то его суммарный клиренс равен сумме клиренсов для разных путей элиминации, например почечного и печеночного клиренсов. Клиренс лекарственного вещества позволяет подбирать дозы этого вещества и интервалы между дозами; клиренс отравляющего вещества позволяет планировать меры по лечению отравления и т. п.
87. Дайте физиологическую интерпретацию показателям общего анализа мочи: плотности, содержанию глюкозы и белков, наличию или отсутствию форменных |
Скачать 5.34 Mb.