Физиология как наука
 Скачать 1.94 Mb.
|
Температура тела человекаВ тех органах и тканях, где обменные процессы протекают с большой скоростью, образуется большое количество тепла. Решающую роль в перераспределении тепла между тканями с различной теплопродукцией и предупреждении перегревания играет кровь. Обладая высокой теплоемкостью, кровь содействует выравниванию температур в различных частях тела. Подобным образом, за счет изменения скорости кровотока, осуществляется согревание или охлаждение поверхности тела. Температура поверхностных тканей ниже, чем температура более глубоких тканей, где она составляет 36,7 - 37,0 0С и ее суточные колебания не превышают 1 0С. Это - "гомойотермное ядро", т.е. ткани, расположенные на глубине 1 см от поверхности тела и глубже. На поверхности же тела суточные колебания температуры больше и она различна на разных участках - "пойкилотермная оболочка" тела человека. Относительное постоянство температуры сохраняется в большей массе глубоких тканей ("ядро"), если организм находится в среде с температурой 25 - 26 0С - "термонейтральная зона" или " температура комфорта". При снижении температуры окружающей среды масса глубоких тканей с постоянной температурой ("ядра") уменьшается, при повышении - возрастает. В течении суток максимальное значение температуры тела наблюдается в 18-20 часов, минимальное - к 4-6 часам утра. ТерморегуляцияТерморегуляция - это совокупность физиологических и психофизиологических механизмов и процессов, направленных на поддержание относительно постоянства температуры тела. Это достигается с помощью баланса между количеством тепла, рассеиваемого организмом за то же время в окружающую среду. Восприятие температурных раздражений осуществляется: Холодовыми рецепторами. Количественно расположены больше на поверхности тела, повышает частоту импульсации в ответ на охлаждение и снижают ее в ответ на нагревание. Тепловыми рецепторами. Количественно расположены больше в гипаталамусе, действуют противоположным, чем холодовые рецепторы, образом. Афферентный поток импульсов, поступая в соматосенсорную кору больших полушарий, формирует терморегуляторные реакции. Механизмы регуляции теплообмена: 1) Центральные 2) Эффекторные Центральные механизмы выполняются, главным образом, центром терморегуляции, локализующимся в медиальной преоптической области переднего гипоталамуса и заднем гипаталамусе, где имеются: а) термочувствительные нейроны, "задающие" уровень поддерживаемой температуры тела; б) эффекторные нейроны, управляющие процессами теплопродукции и теплоотдачи./центр теплопродукции и центр теплоотдачи/. На основе анализа и интеграции непрерывно определяется среднее значение температуры тела и приводится в соответствие фактическая и заданная температура. Эффекторные механизмы регуляции теплообмена через изменение интенсивности кровотока в сосудах поверхности тела изменяют величину теплоотдачи организма. Если уровень средней температуры тела, несмотря на расширение поверхностных сосудов, 1)превышает величину установочной температуры, происходит резкое усиление потоотделения. В случаях, когда, несмотря на резкое сужение поверхностных сосудов и минимальное потоотделение, уровень средней температуры становится 2)ниже величины "установочной" температуры, активизируются процессы теплопродукции. Если, несмотря на активацию обмена веществ, величина теплопродукции становится меньше величины теплоотдачи, возникает гипотермия - понижение температуры тела. Гипотермия возникает тогда, когда интенсивность теплопродукции превышает теплоотдачу/способность организма отдавать тепло в окружающую среду/. В случае продолжительной гипертермии может развиваться "тепловой удар" - В более легких случаях наблюдается" тепловой обморок", Как при гипертермии, так и при гипертермии имеют место нарушения основного условия поддержания постоянства температуры тела - баланса теплопродукции и теплоотдачи. В процессе эволюции в живых организмах выработалась особая ответная реакция на попадание во внутреннюю среду чужеродных веществ - лихорадка. Это - состояние организма, при котором центр терморегуляции стимулирует повышение температуры тела. Это достигается перестраиванием механизма "установки" температуры регуляции на более высокую. Включаются механизмы, 1)активирующие теплопродукцию (повышение терморегуляционного тонуса мышц, мышечная дрожь) и 2)снижающие интенсивность теплоотдачи (сужение сосудов поверхности тела, принятие позы, уменьшающей площадь соприкосновения поверхности тела с внешней средой). Переход "установочной точки" происходит в результате действия на соответствующую группу нейронов преоптической области гипоталамуса эндогенных пирогенов - веществ. вызывающих подъем температуры тела ( альфа- и бетта- интерклейкин-1, альфа-интерферон, интерклейкин-6). Система терморегуляции использует для осуществления своих функций компоненты других регулирующих систем. Такое сопряжение теплообмена и других гомеостатических функций прослеживается, прежде всего, на уровне гипоталамуса. Его термочувствительные нейроны изменяют свою биоэлектрическую активность под действием эндопирогенов, половых гормонов, некоторых нейромедиаторов. Реакции сопряжения на эффекторном уровне. В качестве эффекторов в реакциях теплообмена используются сосуды поверхности тела, что обусловлено выполнением более важной гомеостатической потребности организма - поддержания системного кровотока. А) Когда температура поверхности тела выравнивается с таковой окружающей среды, ведущее значение приобретает потоотделение и испарение пота и влаги с поверхности тела. Б) Если при подъеме температуры тела, в силу потоотделения теряется жидкость, уменьшается объем циркулирующей крови, то включаются системы осмо- и волюморегуляции ОЦК, как более древнее и более важные для сохранения гомеостаза. В) При действии как гипер-, так и гипотермии могут наблюдаться сдвиги кислотно-щелочного равновесия. *При действии на организм высокой температуры активация потоотделения и дыхания ведет к усиленному выделению из организма углекислого газа, некоторых минеральных ионов и за счет гиперпноэ и интенсификации потоотделения развивается дыхательный алколоз, при дальнейшем нарастании гипертермии - метаболический ацидоз. *При действии гипотермии развивающаяся гиповентиляция является общим эффекторным механизмом, обеспечивающим снижение теплопотерь, поддержание на более низком уровне рН крови соответственно сниженной температуре тела. 88. Гомеостатические функции почек… Почки выполняют ряд гомеостатических функций: 1. регуляция водно-солевого баланса в организме, 2. поддержание постоянства обьема жидкостей тела, 3. поддержание осмотического давления крови (за счет уровня глюкозы, аминокислот, липидов, гормонов в ней), 4. поддержание ионного состава крови, 5.регуляция кислотно-щелочного баланса (рН мочи - от 4,5 до 8,4, тогда как рН крови - постоянная), 6. образование мочи, 7. выделение продуктов обмена веществ, 8. удаление из крови чужеродных соединений и нейтрализация токсических веществ, 9. участие в регуляции развития клеток крови в органах кроветворения - синтез эритропоэтинов и лейкопоэтинов, 10. участие в регуляции артериального давления - синтез и выделение в кровь ренина, 11. секреция ферментов и БАВ (брадикинин, простагландины, урокиназа), 12. участие в регуляции свертывания крови. В основе перечисленных функций лежат процессы, происходящие в паренхиме почек: 1. Клубочковая фильтрация - фильтрация из плазмы крови в капсулу почечного клубочка безбелковой жидкости - первичной мочи. 2. Канальцевая реабсорбция - обратное всасывание воды и растворенных в ней веществ из просвета канальца в капиллярное русло. 3. Секреция - процесс активной деятельности канальцевого эпителия, в результате которого из организма удаляются вещества, не фильтруемые из Мальпигиева клубочка в капсулу Шумлянского-Боумена. 4. Синтез новых соединений, поступающих в кровь или мочу (ренин, уромукоид, гиппуровая кислота, некоторые простагландины и т.д.). Процессы выделения - это конечное звено обмена веществ в организме. В результате него из организма удаляются неиспользуемые продукты обмена. К органам выделения относятся: легкие, желудочно-кишечный тракт, потовые железы, почки. Легкие - выделяют из организма углекислый газ, пары воды, а также некоторые летучие вещества: пары эфира, хлороформа, алкоголя и др. Участвуют в регуляции кислотно-щелочного обмена. Желудочно-кишечный тракт - экскретирует: соли тяжелых металлов, продукты превращения веществ, поступающих с желчью (в частности - желчные пигменты). Слюнные железы и железы желудка выделяют: некоторые тяжелые металлы, ряд лекарственных препаратов (морфий, хинин, салицилаты), некоторые чужеродные органические соединения (красители - индигокармин). Печень - экскретирует: продукты обмена гемоглобина, азотистого метаболизма и многие другие вещества.Поджелудочная железа и кишечник - выделяют: соли тяжелых металлов, лекарственные вещества Потовые железы - экскретируют: воду, минеральные соли, продукты диссимиляции - мочевину, мочевую кислоту, креатинин. Кроме того, при интенсивной мышечной работе через потовые железы может выделяется молочная кислота. При нарушении функции почек роль кожи в выделительных процессах значительно возрастает. Среди органов выделения особое место занимают сальные и молочные железы, которые выделяют не конечные продукты обмена веществ, а продукты, имеющие определенное физиологическое значение (молоко, кожное сало). Главным же выделительным органом являются почки. 89. Выделительная функция почек. Механизмы образования первичной мочи… Общая характеристика выделительной функции почек. 1. Ряд веществ, находящихся в плазме крови в норме отсутствуют во вторичной моче. Это вещества, которые в норме практически не проходят через почечный барьер, и вещества которые в норме в почках полностью реабсорбируются, это, как правило, биологически ценные необходимые организму вещества /аминокислоты, глюкоза/. 2. Другие вещества находятся во вторичной моче в концентрациях, значительно превышающие таковые в плазме крови. Это прежде всего продукты обмена белков/мочевины в 65 раз больше, мочевой кислоты – больше в 12 раз/. В этом проявляется концентрирующая функция почек. 3. Некоторые соли выводятся в концентрациях близких или равных таковым в крови. Процесс мочеобразования включает в себя следующие механизмы: 1. Клубочковая фильтрация. 2. Канальцевая реабсорбция. 3. Секреция. Клубочковая фильтрация. Клубочковая фильтрация - процесс фильтрации из плазмы крови, протекающей через капилляры клубочка в полость капсулы почечного клубочка воды и растворенных в плазме веществ (за исключением крупномолекулярных соединений). Фильтрация в клубочках осуществляется через поры эндотелия, базальную мембрану, щели между клетками эпителия внутренней стенки капсулы. Через почечный фильтр проходят молекулы, молекулярная масса которых не превышает 60 тысяч дальтон, при молекулярной массе от этого уровня до 70 тысяч дальтон /гемоглобин, альбумин/ через поры базальной мембран проходят 1-3% молекул, молекулярная масса порядка 80 тысяч дальтон является абсолютным пределом для прохождения молекул через поры мембраны. Клубочковая фильтрация зависит от: 1. Гидростатического давления крови в капиллярах клубочка (70 мм рт. ст.). 2. Онкотического давления белков плазмы крови (20 мм рт. ст.). 3. Давления в капсуле Шумлянского, т.е. от внутрипочечного давления-(15 мм.рт.ст.). Клубочковая фильтрация обусловлена разностью между гидростатическим давлением в капиллярах и величинами онкотического и внутрипочечного давления. ФД = ГД - (ОД + ВД),где ФД - фильтрационное давление, ГД - гидростатическое давление, ОД - онкотическое давление крови, ВД - внутрипочечное давление. Фильтрационное давление составляет 70мм рт. ст - (20мм рт. ст. + 15мм рт. ст.) = 35 мм рт. ст.. В 1 минуту через почки проходит около 1200 мл крови. При этом образуется 120 мл. фильтрата (первичная моча), это скорость клубочковой фильтрации, в норме она составляет 11-125 мл/мин. За сутки образуется 150-170 л. первичной мочи. Содержание неорганических и органических веществ (за исключением белков) в первичной моче такое же, как и в плазме крови. 90. Выделительная функция почек. Образование конечной (вторичной) мочи… Общая характеристика выделительной функции почек. 1. Ряд веществ, находящихся в плазме крови в норме отсутствуют во вторичной моче. Это вещества, которые в норме практически не проходят через почечный барьер, и вещества которые в норме в почках полностью реабсорбируются, это, как правило, биологически ценные необходимые организму вещества /аминокислоты, глюкоза/. 2. Другие вещества находятся во вторичной моче в концентрациях, значительно превышающие таковые в плазме крови. Это, прежде всего продукты обмена белков /мочевины в 65 раз больше, мочевой кислоты – больше в 12 раз/. В этом проявляется концентрирующая функция почек. 3. Некоторые соли выводятся в концентрациях близких или равных таковым в крови. Процесс мочеобразования включает в себя следующие механизмы: 1. Клубочковая фильтрация. 2. Канальцевая реабсорбция. 3. Секреция. Канальцевая реабсорбция - процесс обратного всасывания воды и ряда растворенных в ней веществ. Из 170 литров образующейся первичной мочи выводится в виде конечной мочи лишь 1-1,5 литра в сутки. Остальная жидкость и значительное количество растворенных в ней веществ всасывается в канальцах и поступает в кровь. Такой объем реабсорбции обусловлен большой суммарной поверхностью канальцев. Достаточно сказать, что только длина почечных канальцев достигает 100 километров, а площадь - 50 м2. Ребсорсорбция веществ, растворенных в крови, находится в зависимости от их концентрации в крови. Вещества делятся на беспороговые /непороговые/, они выделяют с мочой при любой /низкой,высокой/ их концентрации в крови, к ним относятся мочевина, креатинин, инулин, маннитол и др. и пороговые/ все жизненно важные для организма вещества, выделение которых с мочой начинается лишь при достижении некоторого порога/уровня/ их концентрации в крови. Так, если концентрация глюкозы в крови не превышает 150-180 мг%, то она полностью реабсорбируется. Если же превышает эти величины, то часть глюкозы поступает в мочу. Избирательность реабсорбции. 1.Многие вещества в норме реабсорбируются полностью. Это биологически ценные, жизненно важные вещества : витамины, аминокислоты, низкомолекулярные белки. 2.Реабсорбируется большая часть многих веществ. Это натрий, калий, кальций, хлор и др. 3.Конечные продукты обмена веществ (мочевина, мочевая кислота, аммиак) реабсорбируются в значительно меньшей степени/выводится 50-70%/. 4.Некоторые вещества (сульфаты, креатинин)полностью выводятся из организма. Реабсорбция подразделяется на облигатную /обязательную/ и факультативную/ не обязательную, зависящую от функционального состояния (проницаемости стенки канальцев, скорости движения жидкости по канальцам, величине осмотического градиента). Канальцевая реабсорбция обеспечивается: 1.активным транспортом,2. пассивным транспортом. Активный транспорт - это транспорт против градиента: электрохимического, концентрационного или осмотического. Активный процесс всегда идет в одном направлении и характеризуется высокой специфичностью в отношении того или иного вещества. Виды активного транспорта: а) первично-активный - это перенос вещества против злектрохимического градиента, за счет энергии клеточного метаболизма (реабсорбция натрия и калия происходит при участии фермента - Na+, K+ - АТФ-азы, использующей знергию АТФ), б) вторично-активный - это перенос вещества против концентрационного градиента, но без затраты энергии клеток непосредственно на этот процесс (реабсорбция глюкозы, аминокислот). Эти органические вещества из просвета канальца входят в эпителиальную клетку проксимального канальца с помощью специального переносчика, который обязательно должен присоединить Nа+. Комплекс - белок-переносчик + органическое вещество + Nа+ перемещается через мембрану щеточной каймы и уже внутри клетки диссоциирует. Пассивный перенос осуществляется по принципу облегченной диффузии (реабсорбция Н2О, СО2, хлориды). Пассивный транспорт может осуществляться по электрохимическому градиенту (Н2О) и по концентрационному градиенту (мочевина). В проксимальном канальце происходит облигатная реабсорбция, реабсорбируются 65-85 % объема первичной мочи (Н2О), а так же 98% аминокислот, 77% мочевой кислоты, 100% глюкозы, 60% мочевины, 95% витаминов, 85% Nа+, 99% Cl-, 100% К+, 95% РО4, 80% НСО3- Реабсорбция веществ из проксимальных канальцев в кровоток происходит за счет первичной реабсорбции натрия, которая осуществляется за счет активного транспорта /первично-активный транспорт/,против градиента концентрации. Перенос натрия в области апикальной мембраны частично сопряжен с транспортом глюкозы и с транспортом аминокислот /симпорт/, так же частично связан с обратным транспортом Н+/антипорт/, вторично-активный транспорт. За счет возникающего осмотического градиента происходит пассивная реабсорбция воды, это вызывает концентрированию некоторых веществ в первичной моче, что позволяет им частично реабсорбироваться по градиенту концентрации. Реабсорбция белков в этом отделе нефрона осуществляется путем пиноцитоза. Первичная моча в конечной части проксимальных канальцах изоосмолярна. Петля Генле /нисходящая и восходящая части петли/. Ход их расположен параллельно друг другу, а ток жидкости противоположен, формирует противоточно - множительную систему (поворотно-противоточная система). В ней реабсорбируется 10- 25% объема первичной мочи, в основном электролиты. Только почки теплокровных способны образовывать мочу, имеющую большую концентрацию осмотически активных веществ, чем таковая в крови /осмотическое концетрирование/, почки у всех других животных способны только к осматическому разведению, человек сохранил и эту способность, но чаще- концентрирование. Концентрационная способность нефрона обеспечивается противоточно-множительной системой. Нисходящая часть петли Генли непроницаема для Na+ и хорошо проницаема для Н2О, в восходящей части петли Генли активно реабсорбируется Na+, но она непроницаема для воды. Реабсорбция натрия создает гиперосмотичность в интерстиции, что способствует выходу дополнительных порций воды из канальцев, что способствует быстрому уменьшению жидкости в канальцах, осмотическому концентрированию мочи. Параллельно умножается эффект реабсорбции воды/Н2О/ В дистальных канальцах происходит факультативная реабсорбция, реабсорбируется 9% общего объема первичной мочи. Оставшийся 1% - вторичная моча. Канальцевая секреция имеет большое значение в выделении из организма продуктов обмена и чужеродных веществ. Секреция позволяет быстро выводить с мочой органические кислоты, пенициллин, органические основания/холин/, ионы /К+, при избытке/. Транспорт в большинстве случаев осуществляется за счет переносчиков, которые обладают высоким сродством к переносимым веществам. Скорость экскреции того или иного вещества изменяется пропорционально его концентрации в плазме крови, при этом скорости экскреции различных веществ существенно различаются. Сочетание различных процессов при проведении различных веществ Разные вещества выводятся по-разному: инулин - только фильтрацией, глюкоза - фильтрацией + реабсорбция, парааминогиппуровая кислота - фильтрацией + секреция, К+ - фильтрацией + реабсорбция + секреция. Физиологические показатели деятельности почек: Клубочковая фильтрация - в норме клубочковая фильтрация составляет 100-130 мл/мин - по клиренсу креатинина. При снижении этого показателя ниже 70,0 -развивается почечная недостаточность. Почечный плазмоток - указывает количество плазмы, которая орошает проксимальные извитые канальцы. - В норме = 650-720 мл/мин при общем почечном кровотоке 1100-1200 мл/мин . Фильтрационная фракция - характеризует ту часть протекающей через клубочки плазмы, которая подвергается в них процессу ультрафильтрации. В норме = 16-19%. Величина максимальной канальцевой реабсорбции глюкозы - в норме = 350 – 370 мг/мин - и реабсорбция воды - (В норме = 99%) - служит показателем процесса канальцевой реабсорбции. Максимальной канальцевой секреции кардиотраста или диотраста - в норме = 90-98 мг/мин - характеризуют функциональную секреторную способность канальцев. |