ЗАДАЧИ С ОТВЕТАМИ. 17. Почему ни одно из насекомых не достигает больших размеров, свойственных многим другим! животным
 Скачать 462.9 Kb.
|
|
512. В регуляции деятельности почек нервные влияния выражены слабее, чем гуморальные, но все же имеют место. В чем конкретно они проявляются? Ответ Какие структуры обеспечивают образование мочи? Это сосуды – артериолы и капилляры клубочка и канальцы. На какие из них могут быть оказаны нервные влияния? Опыт должен подсказать Вам, что в первую очередь – это гладкие мышцы стенок артериол, обеспечивающих протекание крови через клубочки. При изменении просвета этих сосудов в них меняется количество протекающей крови и величина КД. В результате изменяется интенсивность фильтрации. 513. В эксперименте на животном область канальцев почек подвергли избирательному охлаждению. Как это повлияло на содержание натрия в моче? Ответ В канальцах происходит реабсорбция ряда веществ. Особенно большое значение имеет реабсорбция натрия. Этот процесс связан с активным переносом, так как идет против концентрационного и электрохимического градиента. С ним же сопряжен и транспорт глюкозы. Все это требует затраты энергии АТФ. При охлаждении метаболические процессы замедляются. Поэтому активный перенос натрия снизится, реабсорбция уменьшится и количество натрия в конечной моче увеличится. 514. Почему при некоторых заболеваниях почек у больных возникают отеки? Ответ. Система «отек» отражает нарушение осмотического равновесия между кровью и межклеточной жидкостью. Например, при уменьшении содержания белков в крови в результате голодания. При этом уменьшается онкотическое давление крови, а следовательно, и ее общее осмотическое давление, что приводит к усилению перехода воды в ткани. Возникает отек. При патологическом процессе в почках в моче появляется белок. Потери же значительных количеств белка с мочой опять-таки приводят к снижению онкотического давления крови и появлению отеков. 515. У разных видов животных соотношение между толщиной коркового и мозгового слоя почек существенно отличается. Особенно большая величина коркового слоя наблюдается у грызунов, обитающих, в пустыне. В чем физиологический смысл этой особенности? Ответ Размеры какой части нефрона зависят от толщины коркового слоя? Это почечные канальцы. Чем толще корковый слой, тем длиннее канальцы. Теперь перейдем к правилу АСФ. В чем состоит функция канальцев? В реабсорбции веществ, в первую очередь воды. Слово «пустыня» дает нам решающую подсказку. У пустынных грызунов большая протяженность канальцев позволяет за счет усиленного обратного всасывания воды сохранять ее в организме. При этом почки выделяют очень концентрированную мочу. 516. Пищевая глюкозурия у здорового человека (появление глюкозы в моче) наблюдается после приема больших количеств углеводов. Через некоторое время глюкоза из мочи исчезает. Почему все это происходит? Ответ нужно дать в конкретной форме, описав работу соответствующих механизмов. Ответ Во-первых, глюкоза реабсорбируется одновременно с транспортом иона натрия. Во-вторых, для этого в мембранах клеток почечных канальцев имеются специальные белки-переносчики. В третьих, на противоположной стороне клетки комплекс натрий – глюкоза – переносчик распадается на свои три составных элемента. В четвертых, после этого освободившиеся переносчики возвращаются назад и способны переносить следующие комплексы натрия и глюкозы. Теперь найдем лимитирующее звено в этой системе. Понятно, что это количество переносчиков. По мере увеличения концентрации глюкозы в крови и, следовательно, в первичной моче все большее количество переносчиков будет включаться в транспортную систему. И, наконец, когда концентрация глюкозы достигнет некоторой критической величины, все переносчики окажутся «мобилизованными». Избыток глюкозы теперь не сможет реабсорбироваться и будет переходить в конечную мочу. Ничего не поделаешь, если все такси заняты, то лишние пассажиры идут пешком. 517. При растяжении предсердий избытком притекающей крови в них образуется натрийуретический гормон. Почему? В чем физиологическое значение этой реакции? Исходя из механизма действия данного гормона, к какой группе регуляторных факторов Вы его отнесете – быстро или относительно медленно действующих? Ответ Сопоставим две системы «кровообращение» и «работа почек». Если предсердия растягиваются избытком крови, это говорит об увеличении ОЦК. Принцип регуляции подсказывает, что организм должен в этих условиях стремиться к снижению ОЦК, чтобы не перегружать сердце. Как же может помочь этому натрийуретический гормон? Правило АСФ. Натрий активно реабсорбируется в канальцах. Это, в свою очередь способствует реабсорбции воды. Для снижения ОЦК количество воды в организме необходимо уменьшить. Тогда становится понятным механизм действия натрийуретического гормона. Он способствует уменьшению реабсорбции натрия а, следовательно, и воды. В результате больше воды выводится с мочой и ОЦК уменьшается. Поскольку данный механизм гуморальный, то по сравнению с нервной регуляцией он является относительно медленно действующим. 518. Снижение АД в приносящих сосудах почек может привести к катастрофическим последствиям из-за прекращения клубочковой фильтрации. В таких случаях вступает в действие защитный механизм. В почках образуется ренин, который после ряда превращении трансформируется в ангиотензин-2, обладающий сильным сосудосуживающим действием и, следовательно, способствующий повышению КД. Как Вы думаете, можно ли ожидать, что ангиотензин-2 влияет также и на образование альдостерона? Почему? Ответ. АД нужно повысить. Ангиотензин-2 обеспечивает это путем сужения сосудов. А теперь посмотрим на рис. 3.1. Какие еще факторы влияют на величину АД? Это работа сердца и ОЦК. Альдостерон на работу сердца непосредственно не влияет. Но он может изменять ОЦК, усиливая реабсорбцию натрия и воды. А в нашей ситуации ОЦК нужно увеличить, чтобы повысить АД. Отсюда очевиден вывод, что ангиотензин-2 действует двумя путями: непосредственно, суживая сосуды, и опосредованно, стимулируя образование альдостерона и тем самым способствуя задержке воды в организме. 519. Для кого более опасны значительные водные нагрузки – для грудного младенца или для взрослого человека? Ответ К моменту рождения развитие почек еще не заканчивается и активно продолжается в течение первого года жизни. Поэтому для грудных младенцев водные перегрузки могут оказаться опасными, так как компенсаторные реакции почек пока еще весьма ограничены. 531. Удаление части кишечника не представляет опасности для жизни. Но, если у животного удалить сравнительно небольшую 12-перстную кишку, то это приведет к гибели. В чем причина? Как доказать, что летальный исход не связан с тяжелыми нарушениями пищеварения? Ответ12-перстная кишка – это гипофиз пищеварительной системы. Но как доказать, что дело именно в этом, а не в каких-то тяжелых нарушениях пищеварения? Если сделать животному операцию, после которой пища пойдет в обход по искусственному каналу, то, конечно, возникнет ряд нарушений, но без прямой опасности для жизни. 532. Нервную регуляцию можно сравнить с работой телеграфа, который передает сообщения по строго определенному адресу. А с чем можно сравнить гормональную регуляцию Ответ. Наиболее близкая аналогия – работа радиостанции. Она посылает сигналы по принципу «всем, всем, всем». Но только те радиоприемники, которые настроены на данную волну, могут принимать передаваемые сообщения. Так и гормоны направляются с кровью ко всем органам, но подействовать могут только на те из них, которые имеют клетки-мишени, взаимодействующие с данным гормоном. 533. При лабораторном содержании хомячков продолжительность светового дня можно изменять произвольно. Оказалось, что, если светлое время длится 12-14 часов, то хомячки размножаются нормально. Если же световой день сократить до 10 часов, то размножение прекращается. В чем состоит механизм этих реакций? Как он связан с естественными условиями? Ответ Из условия задачи следует, что продолжительность светового дня влияет на размножение. Физиологический смысл этого ясен – летом выращивать потомство легче, чем зимой. 534. Гормоны щитовидной железы влияют на состояние мозга. Какие существуют простые доказательства этого? Ответ Доказательства, действительно, простые. Достаточно понаблюдать за больными с гипер- или гипофункцией щитовидной железы. Для первых характерна повышенная возбудимость, эмоциональность, быстрое нервнопсихическое истощение, раздражительность и т. п. У вторых имеют место противоположные явления – вялость, апатия, пониженная возбудимость 535. У молодой здоровой женщины обнаружено увеличение содержания в крови тиреокальцитонина. Можете ли Вы предположить что-либо о состоянии этой женщины? Ответ Тиреокальцитонин уменьшает количество ионов кальция в крови. Это происходит, в частности, при образовании новой костной ткани, что требует больших количеств кальция. Если женщина здорова, значит, никаких переломов костей и т. п. у нее не было. На что же расходовался кальций? Очевидно, на построение костей плода. Следовательно, речь идет о беременной женщине. При кормлении младенца также расходуется много кальция, поступающего в молоко. Так что возможен и вариант кормящей матери. 536. Первичные и вторичные половые признаки начинают развиваться еще до структурно – функционального созревания половых желез. Более того, встречаются случаи патологически раннего полового созревания у детей. При этом опять-таки половые железы функционально еще незрелые. В чем же тогда состоит причина указанных явлений? Ответ. Если какое-либо явление наблюдается даже при отсутствии главного элемента системы, вызывающего это явление, значит имеется еще какой-то известный или неизвестный нам элемент, действующий в том же направлении. В данном случае – это кора надпочечников, которая также вырабатывает половые гормоны – андрогены и эстрогены. У взрослых роль надпочечников в этом отношении незначительна, потому что уже функционируют половые железы и половая система полностью сформирована. Но в детском возрасте гормоны надпочечников могут способствовать развитию половых органов. Преждевременное, патологически раннее половое развитие связано ^гиперфункцией коры надпочечников, вызванной чаще всего возникновением в ней опухоли. 537. У здорового новорожденного ребенка частота мочеиспусканий достигает 15 – 20 раз в сутки. Удельный вес мочи при этом низкий. Поскольку ребенок здоров, данные особенности следует связать с недостаточностью у новорожденного какого-то механизма. Какого именно? Ответ Очень большая частота мочеиспусканий может быть связана или с недостаточностью самого механизма мочевыделения или с относительно большим количеством мочи, поступающей в мочевой пузырь. Поскольку в условии указано, что ребенок здоров, остановимся на втором предположении. В задаче говорится, что удельный вес мочи ниже, чем у взрослого. Значит, в ней относительно много воды и поэтому увеличено и общее ее количество. Не возникает ли у Вас аналогия, в данном случае чисто формальная, с несахарным диабетом? Действительно, причина одна и та же – недостаточное количество АДГ. Но у больного это связано с патологическим процессом, а у новорожденного младенца с недостаточной зрелостью структур, вырабатывающих этот гормон. 538. Что произойдет с функцией железы внутренней секреции, если в организм вводить большие дозы гормона, вырабатываемого этой железой? Ответ Если гормон вводится извне, то деятельность железы, вырабатывающей этот гормон, тормозится вплоть до прекращения его образования. Может начаться даже атрофия железы. Если бы она могла говорить, то мы бы услышали «зачем вырабатывать продукт, если он и так есть в достаточном количестве». Одна из важнейших задач медицины – научиться определять оптимальный уровень нагрузки на орган в каждом конкретном случае. 539. Людям, пострадавшим при Чернобыльской аварии, в качестве профилактической меры вводили препараты иода. С какой целью это делали? Ответ Клетки щитовидной железы захватывают из крови йод в больших количествах, так как он необходим для синтеза тироксина. При дополнительном введении избыточных количеств йода клетки щитовидной железы будут полностью насыщены им. Почему это желательно в рассматриваемой ситуации? При аварии в атмосферу и почву попало большое количество радиоактивных нуклидов, в частности, иода. Период его полураспада невелик (8 суток). Однако если в этот период он будет попадать в организм и накапливаться в щитовидной железе, это может привести к серьезной патологии, что и происходило, особенно у детей. Предварительное насыщение железы «обычным» нерадиоактивным йодом способствовало предупреждению этой опасности. 540. В одной семье произошел такой случай. Всеобщая любимица – породистая собака принесла необычно большой приплод – восьмерых щенят. Вскоре после родов без видимых причин у собаки начались сильнейшие судороги. Хозяева не знали что делать, судороги усиливались. В конце концов произошла остановка дыхания и собака погибла. В чем причина? Можно ли было спасти животное? Задача трудная. Поищите подсказку в № 165. Ответ Рассмотрим систему «судороги». Возможны различные причины их возникновения. Но будем исходить из того, что уже встречалось раньше. Например, роль клеток Реншоу. Но вряд ли можно связать нарушение их работы с беременностью и родами. Попробуем использовать условие задачи. Приплод оказался необычно большим. Следовательно, организм матери должен был затратить дополнительные ресурсы на формирование тел многочисленных щенков. А теперь вспомните, при нарушении работы каких желез возникает тетания – сильнейшие судороги? Это паращитовидные железы. Они регулируют уровень кальция в крови. Выделяемый ими парат-гормон обеспечивает повышение содержания кальция за счет его мобилизации из костной ткани. В организме беременной собаки создались особые условия. Восемь щенков – это очень большое количество костной ткани, на формирование которой организм израсходовал так много кальция, что паращитовидные железы не смогли достаточно быстро компенсировать его усиленный расход. В результате количество кальция резко уменьшилось. А это приводит к значительному повышению возбудимости и возникновению судорог. Если же судороги распространяются и на дыхательные мышцы, наступает гибель. Спасти животное можно было очень просто, если понять причину и иметь под рукой раствор, например, хлористого кальция. 541. Если гормон является белком или полипептидом, то его нельзя вводить перорально, так как он будет разрушен в пищеварительном тракте протеолитическими ферментами. Приходится делать инъекции (например, инсулин), что сопряжено с рядом неудобств. Предложите безинъекционный способ введения таких гормонов Ответ. . Молекулы гормона должны всосаться в кровь. Обычный для этого путь – из тонкого кишечника. Но по условию задачи он исключен. Подкожные и внутримышечные инъекции также желательно исключить. Что же остается? Всасывание через другие слизистые оболочки помимо тонкой кишки. Это – полость рта, полость носа, прямая кишка. Подобные исследования уже проводятся. Нужно детально исследовать систему «всасывание» применительно к конкретной ситуации и после этого разработать приемы, позволяющие повлиять на процесс всасывания из «нетрадиционной» области так, чтобы сделать его оптимальным. 542. При пересадке почки, например, на шею животного, она продолжает нормально функционировать. Это говорит о том, что для данного органа главную роль играет гуморальная регуляция, а не нервная. Деятельность гипофиза также регулируется гуморальным путем. Однако после аналогичной пересадки он перестает выделять многие гормоны. Почему? Ответ В чем различия гуморальной регуляции функции почек и гипофиза? Вещества, влияющие на работу почки (например, АДГ) поступают в нее «издалека». Эти сосудистые связи сохраняются и после пересадки. В гипофизе же выделение тропных гормонов регулируется либеринами и статинами, которые образуются в нейросекреторных клетках гипоталамуса и затем «стекают» в гипофиз через его портальную систему. При пересадке гипофиза эта его структурная связь с гипоталамусом нарушается и ничем компенсирована быть не может. 543. Как определить наличие в крови животного или человека определенного гормона, не используя для этого никаких химических или физических методов? Ответ Помимо физических и химических методов имеются и биологические. Применительно к действию гормонов они являются необычайно чувствительными. Так, изолированное сердце лягушки может реагировать на действие адреналина при разведении его в миллиард раз. 544. Как доказать, что гонадотропные гормоны гипофиза оказывают свое действие не непосредственно, а через половые железы? Ответ. Если удалить у животного половые железы и после этого вводить ему гонадотропные гормоны, то эффекта не будет. 545. Можете ли Вы указать на какую-то связь между процессами аксонного транспорта и сокращениями мышц беременной матки? Ответ Какую систему нужно построить? Очевидно, «сокращения беременной матки». Главный их стимулятор – окситоцин. Он синтезируется в гипоталамусе в клетках паравентрикулярного ядра и по их аксонам направляется к гипофизу. Если в этих аксонах нарушатся процессы аксонного транспорта, то замедлится или полностью прекратится поступление окситоцина в гипофиз. В результате снизится его содержание в крови и в конечном счете ослабеет сократительная деятельность беременной матки. 558. Глаз лягушки видит немного, но он прекрасно приспособлен к ловле Насекомых – основной их пищи. Все насекомые подвижны. В сетчатке глаза лягушки есть специальные детекторы, четко выделяющие движущийся предмет. Но неподвижные объекты лягушка просто не видит. Летом лабораторным лягушкам требуется много корма. Ловить и запускать в лягушатник живых мух хорошо в мультфильме, но не в научных лабораториях. Можно приучить лягушек питаться маленькими кусочками мяса. Но даже гору такой закуски лягушки не увидят, поскольку она неподвижна. Как же ученые вышли из затруднительного положения? |