Сок тонкой кишки
Объем суточной секреции - 2,5 л. рН - 7,2-7,5. Пищеварение преимущественно пристеночное.
Специфические вещества - щелочные продукты.
Ферменты - действуют на уже частично переваренные вещества. Всего - более 20 ферментов. Наиболее значимые:
Протеазы кишечного сока:
1. Энтерокиназа - фермент, активирующий трипсиноген.
2. Три- и дипептидазы (эрипсины)- расщепляют пептиды на аминокислоты.
Липазы в незначительном количестве (липаза, фосфолипаза).
Карбогидразы кишечного сока:
Альфа-глюкозидаза расщепляет сахарозу до моносахаридов.
Бета-галактозидаза - расщепляет молочный сахар до глюкозы и галактозы.
Сахараза
Лактаза
Мальтаза
Изомальтаза
Гамма-амилаза (фиксирована к стенке кишки).
Нуклеазы
РНКаза
ДНКаза
Нуклетидаза. Вызывает дефосфорилирование мононуклетидов.
Фосфатазы
Щелочная фосфатаза
Кислая фосфатаза
Сок толстой кишки
рН сока - 8,5-9,0.
Специфические вещества- слизь, обеспечивающая формирование каловых масс.
Состав сока толстой кишки определяется микрофлорой.
1. Нормальная микрофлора кишечника предохраняет организм хозяина от внедрения и размножения патогенных микроорганизмов (предотвращает процессы гниения (белки) и брожения (углеводы)).
2. Микрофлора участвует в разложении компонентов пищеварительных секретов (ферментов, желчных кислот).
3. Способна синтезировать витамин К и некоторые витамины группы В.
Регуляция секреции кишечного сока
Нервная регуляция секреции в тонком кишечнике - осуществляется локально, при местном раздражении рецепторов за счет местных рефлексов механическая стимуляция химусом стенки тонкого кишечника вызывает усиление секреции.
Вагусное влияние - не изменяет объем секрета и скорость его выделения, но вызывает повышение содержания ферментов в секрете.
Влияние симпатики - не изменяет объем секрета и скорость его выделения, но вызывает снижение содержания ферментов в секрете.
Гуморальная регуляция секреции в тонком кишечнике
Экзогенный стимулятор - желчь.
Эндогенные стимуляторы:
- энтерокинин;
- дуокренин;
- гастроингибирующий пептид (ГИП);
- мотилин;
- вазоинтестинальный пептид (ВИП);
- кортизол.
Тормозит сокоотделение в тонком кишечнике - соматостатин.
Полостной и мембранный гидролиз пищевых веществ. Характеристика пристеночного пищеварения
Полостное (дистантное) пищеварение, ферменты выделяются секреторными клетками в просвет пищеварительного тракта, действуют на расстоянии от места выделения в полости пищеварительного тракта;
Мембранное (пристеночное) пищеваре ние. В слизистом слое, в зоне щеточной каймы энтероцитов адсорбированы ферменты, которые осуществля ют конечный этап расщепления пищевых веществ.
На долю пристеночного пищеварения приходится до 70% от общего объема пищеварения в тонком кишечнике.
В intestinum объем пристеночного пищеварения к полостному относится как 2:1.
Пристеночное (мембранное) пищеварение совершается на при стеночном слое слизи, на поверхности ворсинок и микроворсинок, на гликокаликсе, где адсорбировано много молекул более 20 различных ферментов, катализирующих конечные этапы пищевари тельного гидролиза белков, жиров и полисахаридов.
Плотное переплетение нитей гликокаликса образует своеобраз ный фильтр, величина ячеек которого препятствует прохождению микроорганизмов к месту расщепления субстратов. Это уменьшает конкуренцию между микро- и макроорганизмом за питательный суб страт и обеспечивает стерильность пристеночного пищеварения.
Ферменты, фиксированные на микроворсинке, ориентированы активными центрами в просвет кишечника, что обеспечивает, наряду с высокой плотностью ферментов, большую скорость гидролиза суб стратов при пристеночном пищеварении.
Моторная деятельность тонкой кишки и ее регуляция
Для тонкой кишки характерны: тонус, перистальтика, маятникообразные движения, ритмическая сегментация.
В тонкой кишке иногда возникает стремительная перистальтика (защитная реакция, которая включается при заболеваниях ЖКТ), что может привести к инвагинации участка кишки и развитию острой непроходимости.
Нервная регуляция моторики в тонком кишечнике - при локальном раздражении механорецепторов активируются все виды моторики в ограниченном отрезке кишки. Таких участков может быть несколько.
Вагусные влияния усиливают моторику, а симпатика – тормозит моторику.
3. Возбуждающие рефлексы кишечника:
Пищеводно-кишечный рефлекс
Желудочно-кишечные моторные рефлексы:
Кишечно-кишечный моторный рефлекс.
4. Тормозящие рефлексы кишечника:
Расслабление верхних отделов кишечника при приеме пищи.
Кишечно-кишечный тормозной рефлекс.
Прямокишечно-кишечный рефлекс.
Гуморальная регуляция моторики в тонком кишечнике
Эндогенные регуляторы моторики тонкой кишки
Стимулируют моторику тонкой кишки:
- мотилин, гастрин, холецистокинин, гистамин, серотонин, кинины, вазопрессин, окситоцин, вилликинин (стимулирует сокращение ворсинок)
Тормозят моторику тонкой кишки:
- секретин;
- гастроингибирующий пептид (ГИП);
- вазоинтестинальный пептид (ВИП).
Особенности пищеварения и моторики в толстой кишке
В норме характерна антиперистальтика => содержимое задерживается в кишке => более интенсивное всасывание воды и формирование каловых масс.
Акт дефекации - произвольный акт, т.к. наружный анальный сфинктер представлен поперечно-полосатой мускулатурой.
7. Виды моторики пищеварительного тракта. Механизм мышечных сокращений. Работа сфинктеров пищеварительного тракта. Регуляция движения пищевого комка по пищеварительному тракту.
Виды моторики пищеварительного тракта
Моторная функция обеспечивает размельчение, растирание, пе ремешивание пищевого комка, передвижение пищевых масс по пи щеварительному тракту и выведение экскрементов.
Процесс жевания обеспечивается поперечнополосатой мускула турой, перемешивание и перемещение пищевого комка - гладкой мус кулатурой.
Разновидности моторной функции пищеварительного тракта:
Произвольная моторика (акт жевания, дефекации).
Непроизвольные рефлекторные моторные механизмы.
Автоматия отдельных отделов пищеварительного тракта.
Различают несколько видов таких сокращений: тонус, пери стальтика, ритмическая сегментация, маятникообразные движения.
Механизм мышечных сокращений
Особенности сократительного аппарата ГМК.
Стабильные актиновые нити крепятся к плотным тельцам (аналогам Z линий в ППМ) и располага ются и в цитоплазме, и на внутренней поверхности цитоплазматической мембраны.
Стабильные толстые миозиновые нити отсутствуют.
Сборка толстых миозиновых нитей только в развитии процесса сокращения, увеличива ет время развития сокращения, инициируется ионами Са2+.
Тропонин С в ГМК отсутствует (вместо него кальмодулин)
Выход ионов кальция в цитоплазму из саркоплазматического ретикулума (СПР) осуществляется через кальциевые ка налы, активирует которые ИФ3, который активирует рецепторы к ИФ3 в мембране СПР, ассоциированные с кальциевыми каналами.
Ионы Са2+ инициируют сокращение ГМК, взаимодействуя с кальмодулином.
Кальмодулин фосфорилирует киназы, ответственные за фосфорилирование легких нитей актина и тяжелых нитей мио зина.
Фосфорилирование легких нитей актина и тяжелых нитей миозина, ионы Са2+ активируют их взаимодействие и сколь жение относительно друг друга => укоро чение и/или увеличение напряжения ГМК.
При расслаблении тяжелые миозиновые нити разбираются.
При вызванном сокращении или расслаблении ГМК в кас каде активации могут принимать участие протеинкиназы А, С, G. ГМК собраны в пучки, формирующие слои гладкой мускулатуру пищеварительной трубки:
продольный слой гладкой мускулатуры
поперечный (косой) слой гладкой мускулатуры
циркулярный слой гладкой мускулатуры
Регуляция движения пищевого комка по пищеварительному тракту.
Работа сфинктеров пищеварительного тракта
Виды моторики пищеварительной трубки
1. Тонус гладкой мускулатуры
Выделяют:
базальный тонус
тонические волны
тоническое сокращение сфинктеров
2. Перистальтика гладкой мускулатуры
Обеспечивается сократительной активностью продольного и циркулярного мышечных слоев пищевари тельной трубки. Отвечает за перемешивание пищевого комка и перемещение его по пищеварительной трубке. Перистальтическая волна возникает с частотой 3-5 раз в ми нуту.
3. Ритмическая сегментация гладкой мускулатуры
Обеспечивается сокращением продольных и косых слоев гладкой мускулатуры пищеварительной трубки, возникают с час тотой 15-18 раз в минуту.
4. Маятникообразные движения гладкой мускулатуры
Возникают с частотой 10 раз в минуту и обеспечиваются сокращениями продольного слоя мускулатуры, за счет них происходит эффективное перемешивание химуса.
5. Антиперистальтика гладкой мускулатуры
В норме - в толстой кишке, в других отделах ЖКТ возникает при патологиях.
6. Закрытие и открытие сфинктеров пищеварительной трубки.
В пищеварительной трубке
35 сфинктеров. Они выполняют функции частичной или полной изоляции друг от друга различных частей пищеварительной трубки и открытие их для естественной эвакуации пищевого комка из выше лежащих в ниже лежащие отделы пищеварительной трубки на различных этапах конвейерной обработки пищи. Полностью изолирующие сфинктеры в за крытом состоянии предотвращают заброс химуса из ниже лежащих в выше лежащие отделы пищеварительной трубки, частично изолирующие сфинктеры не обеспечивают полной изоляции => не исключают частичное перемещение пищи по естественному направлению ее движения (в ниже лежащий от дел) и обратный заброс порции химуса в вышележащий отдел пищеварительной трубки.
8. Всасывание веществ в различных отделах пищеварительного тракта. Виды и механизмы всасывания веществ через биологические мембраны.
Всасывание веществ в различных отделах пищеварительного тракта
Всасывание - это совокупность физико-химических и физиологических процессов переноса веществ из просвета ЖКТ во внутреннюю среду организма (кровь, лимфу, тканевую жидкость). Всего реабсорбируется за сутки 8-9 л жидкости (около 1,5 л с пищей; остальное - пищеварительные соки).
Всасывание начинается в ротовой полости (глюкоза, алкоголь, лекарства)
В желудке всасываются - вода, алкоголь, некоторые соли и моносахариды (мало), вещества, растворенные в спирте (много)
Тонкий кишечник - основной отдел ЖКТ, где происходит интенсивное всасывание. Поверхность слизистой увеличивается за счет ворсинок и микроворсинок. Слизистая тонкой кишки - имеет складки (увеличивают площадь в 3 раза), микроворсинки (увеличивают всасывательную поверхность в 600 раз). Сосудистая система ворсинок имеет ряд особенностей: густую сеть капилляров под базальной мембраной, и большое количество крупных фенестр (окон) в эндотелии (45-70 нанометров), что позволяет всасываться крупным молекулам.
Всасываются: продукты гидролиза жиров, белков, углеводов, вода, минеральные соли, витамины. Скорость всасывания очень высокая - через 1-2 минуты появляются в крови, через 5-10 минут концентрация питательных веществ достигает максимума.
Толстая кишка - основное место всасывания воды, а так же активный транспорт ионов натрия и хлора. Из химуса всасывается почти вся вода, около 5-7 литров, остается лишь около 100 мл.
Виды и механизмы всасывания веществ через биологические мембраны
1. В норме всасываются только низкомолекулярные вещества, лишенные видовой и индивидуальной специфичности.
2. Всасываются только водорастворимые вещества. Нерастворимые в воде жирные кислоты сначала образуют растворимые комплексы с желчными кислотами, после чего всасываются.
Выделяют 2 группы механизмов всасывания: активные и пассивные. Пассивные механизмы всасывания осуществляются за счет диффузии, осмоса, фильтрации.
Диффузия осуществляется за счет градиента концентрации. При этом растворенное вещество проникает из области большей концентрации в сторону меньшей концентрации.
Фильтрация происходит при наличии разности гидростатических давлений и направлена в сторону меньшего давления.
Осмос - это проникновение растворителя через полупроницаемые мембраны из области с меньшей концентрацией вещества в область с большей концентрацией.
Активные механизмывсасывания сопряжены со значительными энергозатратами. Идут в одну сторону, против градиента концентрации, могут идти по концентрационному градиенту с участием переносчиков (облегченная диффузия), необходимы специальные переносчики, большая скорость всасывания, наличие порога насыщения.
Всасывание воды происходит по законам осмоса (Н2О легко проходит из кишечника в кровь и обратно). При поступлении в кишечник гиперосмотического химуса Н2О идет из крови в кишечник для изоосмотичности среды кишечника. В результате наступает жажда, т.к. кровью теряется много воды.
Затем всасываются вещества (соли, глюкоза, аминокислоты), что приводит к понижению осмотического давления химуса.
Одновалентные ионы всасываются легко и много . Двухвалентные ионы – мало.
Углеводывсасываются в виде моносахаридов. Активный транспорт сопряжен с транспортом Nа.
Белки всасываются в виде аминокислот, ди- и трипептидов, по типу транспорта глюкозы (c Nа). Часть аминокислот – через специальные транспортные белки.
Жирывсасываются в виде моноглицеридов и жирных кислот в комплексе с желчными кислотами. После захвата мембранами энтероцитов комплексы распадаются и желчные кислоты вновь возвращаются в полость кишечника. В клетке осуществляется ресинтез триглицеридов в глобулы путем экзоцитоза - экскретируются в межклеточное пространство и оттуда поступает в лимфу в виде хиломикронов. В лимфу - 80-90% всех жиров. Затем - в кровь через грудной лимфатический проток в виде хиломикронов. Остальные 10-20% жирных кислот всасываются в портальную кровь.
9. Принципы регуляции деятельности пищеварительной системы. Роль рефлекторных, гуморальных и местных механизмов регуляции.
Принципы регуляции деятельности пищеварительной системы
1. Прием пищи "запускает" деятельность пищев. желез и моторику ЖКТ.
2. Состав пищи влияет на количество и качество пищеварительных соков.
3. Пищеварение определяется потребностями организма. Нервные и гуморальные механизмы обеспечивают пищевую потребность человека, которая выражается в аппетите.
Роль рефлекторных, гуморальных и местных механизмов регуляции
1. В качестве эфферентной системы выступают и вегетативная, и соматическая нервная система:
- соматическая НС регулирует процесс жевания, 1 и частично 2 фазы глотания, процесс опорожнения прямой кишки.
- вегетативная НС регулирует работу всего пищеварительного конвейера.
2. Воздействие на рецепторы верхних отделов ЖКТ вызывает включение в процесс пищеварения нескольких частей пищеварительного тракта, в каудальных отделах пищеварительного тракта ответ на раздражение рецепторов локальный.
3. Замыкание афферентной части на эфферентную происходит на разных уровнях нервной системы. На этой основе все пищевые рефлексы разделяют на:
- Центральные
- Периферические
- Местные
Гуморальные механизмы регуляции пищеварения
Перестраивают пищеварение медленно: эффекты возникают через несколько минут и сохраняются несколько часов, осуществляется посредством:
- эндогенных веществ (вырабатываются в организме)
- экзогенных веществ (поступают с пищей)
Эндогенные вещества участвующие регуляции пищеварения:
1. Парагормоны:
-ацетилхолин, адреналин, гистамин, серотонин, кинины, простагландин Е.
2. Интестинальные гормоны:
А) выделяемые энтероэндокринными клетками:
-гастрин, секретин, холецистокинин-панкреозимин, мотилин, вилликинин, гастроингибирующий пептид (ГИП), панкреатический полипептид, бомбезин бульбогастрон, энтерогастрон, дуокренин энтероглюкагон, м-знкефалин, субстанция Р, нейротензин, соматостатин.
Б) выделяемые нервной тканью:
-гастрин-рилизинг гормон, нейропептид Y, относящийся к кальцитониновому гену пептид, вазоинтестинальный пептид (ВИП), соматостатин, м-энкефалин.
3. Гормоны:
- адреналин, глюкагон, инсулин, альдостерон, гормон роста, паратгормон.
4. Цитокины:
- эпидермальный фактор роста.
Экзогенные вещества, участвующие в регуляции пищеварения:
1. Специи (горчица, перец);
2. Некоторые продукты (жирная пища);
3. Некоторые продукты гидролиза (пептоны).
10. Пластическая и энергетическая роль углеводов, жиров и белков. Значение минеральных веществ, микроэлементов и витаминов в организме.
Белки занимают ведущее место среди органических элементов, на их долю прихо дится более 50% сухой массы клетки.
Пластическое значение - восполнение и новообразование различных структурных компонентов клетки.
Энергетическое значение - обеспечение организма энергией, образующейся при расщеплении белков.
Вся совокупность обмена веществ в организме обеспечивается деятельностью ферментов, которые являются белками. Все двигательные функции организма обеспечиваются взаимодействием сократительных белков — актина и миозина.
Белки в организме не депонируются (не откладываются в запас), => при поступлении с пищей значительного количества белка только часть его расходуется на пластические цели, большая часть — на энергетические цели.
Пластическая роль липидов - входят в состав клеточных мембран и в значительной мере определяют их свойства.
Энергетическая роль - их теплотворная способность более чем в два раза превышает таковую у углеводов или белков. Большая часть жиров в организме находится в жировой ткани, меньшая часть входит в состав клеточных структур.
Жировые капельки в клетках — это запасный жир, используемый для энергетических потребно стей.
Пищевые продукты, богатые жирами, содержат липоиды — фосфатиды и стерины. Они входят в состав клеточных структур, в частности клеточных мембран, а также ядерного вещества и цитоплазмы.
Стерины (холестерин) входят в состав клеточных мембран; являются источником образования желчных кислот, а также гормонов коры надпочечников и половых желез.
Основная роль углеводов - энергетическая функция. Глюкоза крови – источник энергии в организме. Быстрота ее распада и окисления, возможность быстрого извлечения из депо обеспечивают экстренную мобилизацию энергетических ресурсов при стремительно нарастающих затратах энергии в случаях эмоционального возбуждения, при интенсивных мышечных нагрузках и др.
Глюкоза, поступающая в кровь из кишечника, транспортируется в печень, где из нее синтезируется гликоген (отложенный в запас углевод). По мере убыли глюкозы в крови происходит расщепление гликогена в печени и поступление глюкозы в кровь, т.е сохраняется постоянство содержания глюкозы в крови.
Гликоген откладывается в мышцах. При работе мышц под влиянием фермента фосфорилазы (активирует ся в начале мышечного сокращения), происходит усиленное расщепление гликогена (энергия для мышечного сокращения).
Витамины - находятся в малых количествах в пище, но оказывают выраженное влияние на физиологическое состояние организма (компоненты молекул ферментов). Витамин А – родопсина (белок сетчатки глаза, участвующий в восприятии света). Витамин D (кальцитриол) регулирует обмен кальция; по механизму действия сходен с гормонами.
Минеральные соли или ионы - незаменимые пищевые вещества. По массе основная часть минеральных веществ: хлориды, фосфаты и карбонаты натрия, калия, кальция и магния.
Микроэлементы - требуются в малых количествах: железо, цинк, медь, марганец, молибден, йод, селен. Кобальт поступает в организм человека в составе витамина B12.
11. Энергообмен, факторы определяющие интенсивность энергообмена. Виды энергообмена. Основной обмен, его характеристика, условия определения, понятие о должном основном обмене. Рабочий обмен. Энергетические затраты организма при различных видах труда. Методы измерения и оценки энергообмена. Прямая и непрямая калориметрия.
Энергообмен, факторы определяющие интенсивность энергообмена
Обмен веществ и энергии связаны между собой. Обмен веществ сопро вождается преобразованием энергии (химической, механической, электрической в тепловую).
Факторы, определяющие интенсивность энергообмена:
1. Состояние окружающей среды:
- температура (+18-22оС),
- влажность (60-80%) ,
- скорость ветра (не более 5 м/с),
- газовый состав атмосферного воздуха (21% О2, 0,03% СО2, 79% N2).
2. Физическая активность. Сокращение скелетных мышц - мощный источник тепла в организме.
3. Состояние нервной системы. Сон, бодрствование, сильные эмоции, регулируются через вегетативную нервную систему -
- симпатика - эрготропное действие (усиливает процессы распада с высвобождением энергии),
- парасимпатика – трофотропное действие (стимулирует накопление энергии).
4. Гуморальные факторы - БАВ и гормоны:
а) Трофотропное действие - ацетилхолин, гистамин, серотонин, инсулин, СТГ.
б) Эрготропное действие - адреналин, тироксин.
Основной обмен, его характеристика, условия определения, понятие о должном основном обмене
Основной обмен - это минимальный обмен веществ, который характеризуется минимальным количеством энергии, которое необходимо для поддержания жизнедеятельности организма в состоя нии физического и психического покоя.
Энергия ОО необходима для:
1. Обеспечения базального уровня обмена веществ в каждой клетке.
2. Поддержания деятельности жизненно-важных органов (ЦНС, сердце, почки, печень, дыхательная мускулатура).
3. Поддержание постоянной температуры тела.
Для определения ОО необходимо соблюдать следующие условия:
- физический и эмоциональный покой,
- "зона комфорта"
- натощак (не менее 12-16 часов после приема пищи)
- бодрствование (во время сна ОО снижается на 8-10%).
Величина основного обмена зависит от:
-пола (у мужчин на 10% больше), роста, возраста, веса
Должный основной обмен (ДОО) – определяется по таблицам
В норме для мужчин равен 1 ккал (4,19 кДж)/кг/час, для женщин - на 10% меньше.
В среднем для человека составляет 1400-1700 ккал/сутки.
Рабочий обмен. Энергетические затраты организма при различных видах труда
Рабочий обмен - количество тепла, выделяемого при работе. Значительно превышает ОО и зависит от вида труда.
Выделяют 5 видов труда, исходя из интенсивности рабочего обмена:
1. Умственный труд: инженерный состав, врачи (кроме хирургов), работники науки и искусства, руководители и т.п. - 2200-2700 ккал/сут.
2. Легкий физический труд: инженерно-технический состав, работники связи, радиоэлектронной промышленности, медсестры, санитарки - 2700-3000 ккал/сут.
3. Труд средней тяжести: токари, слесари, железнодорожники, хирурги, водители, продавцы продуктов, водники - 3000 - 3400 ккал/сут.
4. Тяжелый физический труд:строительные рабочие, металлурги и литейщики, механизаторы, плотники, нефтяники и газовики - 3400 - 3900 ккал/сут.
5.Очень тяжелый физический труд: шахтеры, сталевары, вальщики леса, землекопы, грузчики - 3900 - 4800 ккал/сут.
Методы измерения и оценки энергообмена. Прямая и непрямая калориметрия
1. Прямая калориметрия.
Метод основан на улавливании и измерении тепловой энергии, теряемой организмом в окружающее пространство. Измеряется с помощью калориметрических камер (биокалориметров) (по кол-ву Н2О, удельной теплопроводности и разнице температур).
2. Непрямая (косвенная) калориметрия:
Оценка энергозатрат - косвенно, по интенсивности газообмена.
В процессе расщепления: в-во + О2 = СО2 + Н2О + Q (энергия).
Т.е., зная количество поглощенного О2 и выделенного СО2, можно судить косвенно о количестве выделившейся энергии. Интенсивность газообмена характеризуется дыхательным коэффициентом (ДК).
ДК - соотношение между объемом образовавшегося СО2 и поглощенного О2.
- для углеводов ДК=1 (С6Н12О6 + 6О2=6СО2+6Н2О + Q)
- для белков - 0,8,
- для жиров - 0,7.
При смешанной пище - ДК - от 0,7 до 1,0, т.е. = 0,85.
Каждому ДК соответствует своё кол-во энергии, которое при этом выделяется (свой Калорический Эквивалент Кислорода - КЭО2).
КЭО2 - количество тепла, которое выделяется в соответствующих условиях при потреблении организмом 1 л кислорода. Выражается в ккал. Находится по таблице, в зависимости от конкретного ДК.
Для получения показателей газообмена, необходимых для расчета основного обмена, используют следующие методы.
а) метод полного газового анализа - метод Дугласа-Холдейна.
- по количеству и соотношению выделенного СО2 и поглощенного О2,
- менее точный, чем прямая калориметрия, но более точный, чем метод неполного газоанализа
б) метод неполного газового анализа - по оксиспирограмме.
- самый неточный, но самый распространенный,
- позволяет быстро и без больших затрат получить ориентир.результат.
Этапы расчетов энергозатрат по оксиспирограмме:
- количество поглощенного кислорода за 1 минуту.
- ДК=0,85 (априори, усредненный).
- ему соответствует КЭО2 = 4,86 ккал.
- кол-во погл. О2 за 1 мин. x 1440 мин. в сутках = кол-во энергозатрат. найденный показатель сравниваем с должным ОО
12. Тепловой обмен. Теплопродукция и теплоотдача. Факторы, определяющие интенсивность теплообразования. Основные механизмы теплообразования. Механизмы теплоотдачи, их характеристика. Температура тела. Постоянство температуры внутренней среды организма, понятие о «гомойотермном ядре» и «пойкилотермной оболочке». Терморегуляция, основные механизмы терморегуляции.
Все живые организмы делятся на:
Гомойотермные - теплокровные (человек и млекопитающие).
Пойкилотермные – холоднокровные
Образующаяся в организме энергия питательных веществ, превращается в тепло (тепловую энергию).
Теплопродукция и теплоотдача
Баланс теплопродукции и теплоотдачи - главное условие поддержания постоянной температуры тела.
Суммарная теплопродукция в организме состоит из:
«первичной теплоты», выделяющейся в ходе реакций обмена веществ, постоянно протекающих во всех органах и тканях
«вторичной теплоты», образующейся при расходовании энергии макроэргических соединений на выполнение определенной работы.
Факторы, определяющие интенсивность теплообразования. Основные механизмы теплообразования.
- величина основного обмена
- мышечная активность
- интенсивность метаболизма
Наибольшее количество тепла образуется в мышцах при их тоническом напряжении и сокращении - «сократительный термогенез» (наиболее значимый механизмом дополнительного теплообразования у взрослых).
У новорожденных, мелких млекопитающих имеется механизм теплообразования за счет возрастания общей метаболической активности и , прежде всего, высокой скорости окисления жирных кислот - «несократительный термогенез» (увеличивает теплопродукцию в 3 раза).
Механизмы теплоотдачи, их характеристика
Излучение- способ отдачи тепла в окружающую среду поверхностью тела человека в виде электромагнитных волн инфракрасного диапазона. Количество рассеиваемого тепла прямопропорционально площади поверхности излучения и разности температур кожи и окружающей среды.
Теплопроводность- способ отдачи тепла при соприкосновении тела человека с другими физическими телами. Количество отдаваемого при этом тепла прямопропорционально:
а) разнице средних температур контактирующих тел
б) площади контактирующих поверхностей
в) времени теплового контакта
г) теплопроводности контактирующего тела
Конвекция- способ теплопередачи, осуществляемый путем переноса тепла движущимися частицами воздуха (или воды). Для конвекции требуется обтекание поверхности тела потоком воздуха с более низкой температурой, чем температура кожи. Количество отдаваемого тепла увеличивается при увеличении скорости движения воздуха (ветер, вентиляция).
Испарение- способ рассеивания организмом тепла в окружающую среду за счет его затрат на испарение пота в окружающую среду за счет его затрат на испарение пота в окружающую среду за счет его затрат на испарение пота или влаги с поверхности кожи или влаги со слизистых дыхательных путей.
Температура тела. Постоянство температуры внутренней среды организма, понятие о «гомойотермном ядре» и «пойкилотермной оболочке»
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. 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.
Терморегуляция, основные механизмы терморегуляции
Терморегуляция- это совокупность физиологических и психофизиологических механизмов и процессов, направленных на поддержание относительно постоянства температуры тела.
Восприятие температурных раздражений осуществляется:
Холодовыми рецепторами (расположены на поверхности тела, повышает частоту импульсации в ответ на охлаждение и снижают ее в ответ на нагревание)
Тепловыми рецепторами (расположены в гипоталамусе, действуют противоположным, чем холодовые рецепторы, образом)
Механизмы регуляции теплообмена:
1) Центральные
Выполняются центром терморегуляции (в медиальной преоптической области переднего гипоталамуса и заднем гипоталамусе), где имеются:
а) термочувствительные нейроны, "задающие" уровень поддерживаемой температуры тела;
б) эффекторные нейроны – управляют процессами теплопродукции и теплоотдачи (центр теплопродукции и центр теплоотдачи)
2) Эффекторные
Через изменение интенсивности кровотока в сосудах поверхности тела изменяют величину теплоотдачи организма.
При расширении поверхностных сосудов усиление потоотделения.
При сужении поверхностных сосудов активизируется теплопродукция.
Теплопродукция < теплоотдачи => гипотермия
Теплопродукция > теплоотдачи => гипертермия
При гипер- и гипотермии: нарушение баланса теплопродукции и теплоотдачи.
Особая ответная реакция на попадание во внутреннюю среду чужеродных веществ – лихорадка (центр терморегуляции стимулирует повышение температуры тела через перестраивание механизма "установки" температуры регуляции на более высокую).
Включаются механизмы:
1) активирующие теплопродукцию
2) снижающие интенсивность теплоотдачи
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).
В качестве эффекторов в реакциях теплообмена используются сосуды поверхности тела для поддержания системного кровотока.
Когда t0 поверхности тела = t0 окружающей среды, ведущее значение приобретает потоотделение и испарение пота и влаги с поверхности тела.
Если при подъеме t0 тела теряется жидкость => уменьшается ОЦК => включаются системы осмо- и волюморегуляции ОЦК.
При гипер- и гипотермии - сдвиги кислотно-щелочного равновесия.
Гипертермия: 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.
Гипотермия: развивающаяся гиповентиляция является общим эффекторным механизмом, обеспечивающим снижение теплопотерь, поддержание на более низком уровне рН крови соответственно сниженной температуре тела.
13. Гомеостатические функции почек, их характеристика и значение. Выделительная функция кожи, лёгких, желудочно-кишечного тракта.
Гомеостатические функции почек, их характеристика и значение
Регуляция:
водно-солевого баланса в организме
кислотно-щелочного баланса (рН мочи 4,5 - 8,4)
Поддержание:
постоянства обьема жидкостей тела
осмотического давления крови (за счет уровня глюкозы, аминокислот)
ионного состава крови
Образование мочи, выделение продуктов обмена веществ, удаление из крови чужеродных соединений и нейтрализация токсических веществ
Участие в регуляции:
развития клеток крови в органах кроветворения - синтез эритропоэтинов и лейкопоэтинов
артериального давления (синтез и выделение в кровь ренина)
свертывания крови
Секреция ферментов и БАВ (брадикинин, простагландины, урокиназа)
В основе этих 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.
Выделительная функция кожи, лёгких, желудочно-кишечного тракта
Кожа: выделит. функция обеспечивается деятельностью потовых и сальных желез
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.
Сальныежелезы выделяют кожное сало.
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).
14. Выделительная функция почек. Механизмы образования первичной мочи, факторы её определяющие. Основные характеристики процесса клубочковой фильтрации.
Выделительная функция почек
1. Ряд веществ плазмы крови в норме отсутствуют во вторичной моче. Это вещества, в норме непроходящие через почечный барьер, и вещества, которые в норме в почках полностью реабсорбируются. Это биологически ценные необходимые организму вещества (аминокислоты, глюкоза).
2. Другие вещества находятся во вторичной моче в концентрациях, значительно превышающих таковые в плазме крови. Это 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.
Механизмы образования первичной мочи, факторы её определяющие.
Основные характеристики процесса клубочковой фильтрации
Процесс мочеобразования включает в себя следующие механизмы:
1. Клубочковая фильтрация. 2. Канальцевая реабсорбция. 3. Секреция.
Клубочковая фильтрация - процесс фильтрации из плазмы крови, протекающей через капилляры клубочка в полость капсулы почечного клубочка воды и растворенных в плазме веществ. Осуществляется через поры эндотелия, базальную мембрану, щели между клетками эпителия внутренней стенки капсулы.
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 - внутрипочечного давления (15 мм.рт.ст.).
ФД = ГД - (ОД + ВД),
где ФД - фильтрационное давление, ГД - гидростатическое давление, ОД - онкотическое давление крови, ВД - внутрипочечное давление.
Фильтрационное давление 70мм рт. ст - (20мм рт. ст. + 15мм рт. ст.) = 35 мм рт. ст.
За 1 минуту через почки проходит около 1200 мл крови. При этом образуется 120 мл. фильтрата (первичная моча), это скорость клубочковой фильтрации (в норме 11-125 мл/мин). За сутки образуется 150-170 л. первичной мочи.
15. Выделительная функция почек. Образование конечной (вторичной) мочи. Характеристика процессов канальцевой реабсорбции различных групп веществ, механизмы канальцевой реабсорбции, их регуляция. Поворотно-множительная система, её значение в процессе образования конечной мочи. Процессы секреции, механизм секреции. Основные показатели выделительной функции почек, их клинико-физиологическая оценка.
Характеристика процессов канальцевой реабсорбции различных групп веществ, механизмы канальцевой реабсорбции, их регуляция
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. Длина почечных канальцев 100 километров, а площадь - 50 м2. Ребсорсорбция веществ, растворенных в крови, находится в зависимости от их концентрации в крови.
Вещества делятся на:
Беспороговые (непороговые) - выделяются с мочой при любой их концентрации в крови (мочевина, креатинин, инулин, маннитол)
Пороговые (жизненно важные для организма вещества, выделение которых с мочой начинается лишь при достижении некоторого уровня их концентрации в крови). 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 (натрий, калий, кальций, хлор)
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).
Канальцевая реабсорбция обеспечивается:
1.Активным транспортом
Транспорт против градиента: электрохимического, концентрационного или осмотического. Всегда идет в одном направлении и характеризуется высокой специфичностью в отношении того или иного вещества.
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.
2. Пассивным транспортом.
Осуществляется по принципу облегченной диффузии (реабсорбция Н2О, СО2, хлориды). Также 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-
Поворотно-множительная система, её значение в процессе образования конечной мочи
Петля Генле - ток жидкости противоположен, формирует противоточно - множительную систему. В ней реабсорбируется 10- 25% объема первичной мочи, в основном электролиты.
ПМС обеспечивает концентрационную способность почек.
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 => гиперосмотичность в интерстиции => выход дополнительных порций воды из канальцев => быстрое уменьшение жидкости в канальцах, осмотическое концентрирование мочи.
В дистальных канальцах происходит факультативная реабсорбция, реабсорбируется 9% общего объема первичной мочи. Оставшийся 1% - вторичная моча.
Процессы секреции, механизм секреции
Секреция позволяет быстро выводить с мочой органические кислоты, пенициллин, органические основаниях, ионы. 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.
Разные вещества выводятся по-разному: инулин - только фильтрацией, глюкоза - фильтрацией + реабсорбция, парааминогиппуровая кислота - фильтрацией + секреция, К+ - фильтрацией + реабсорбция + секреция.
Основные показатели выделительной функции почек, их клинико-физиологическая оценка
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%.
Оценка:
1. Определение суточного количества мочи. Объем выделяемой мочи за сутки в норме около 1,1 - 1,6 литра (полиурия, олигоурия, анурия, никтурия, гиперстенурия, гипостенурия)
2. Определение удельного веса мочи. УВ (плотность) мочи от 1,014 до 1, 025.
3. Определение белков, сахара, солей, форменных элементов крови, ферментов в моче (глюкозурия, протеинурия, ацетонурия, лейкоцитурия, гематурия, билирубинурия)
4. Определение мочевины, мочевой кислоты, общего азота и креатинина.
5. Определение клиренса. Почечный клиренс - это скорость очищения плазмы.
а. Клиренс инулина - соответствует скорости клубочковой фильтрации
б. Клиренс парааминогиппуровой кислоты - равен общему почечному плазмотоку.
16. Регуляция функции почек. Значение почек в регуляции АД. Нервная регуляция функции почек. Гуморальная регуляция функции почек.
Значение почек в регуляции АД
Повышение АД (при возбуждении нервной системы) => усиление клубочковой фильтрации; понижение АД => уменьшение фильтрации
Эти реакции почек направлены на поддержание уровня АД и постоянства объема крови.
Нервная регуляция функции почек
Рефлекторное расширение сосудов почек увеличивает диурез.
Симпатика - сужение почечных сосудов => снижение фильтрационного давление => уменьшение (прекращение) диуреза.
Нервная система может:
Рефлекторно изменить секрецию гормонов гипофиза (вазопрессин или АДГ) и коры надпочечников (из "минералокортикоидов" - альдостерон - Na - сберегающий)
Вызвать болевую анурию (при болевых раздражениях выброс АДГ усиливается).
Гуморальная регуляция функции почек
Вазопрессин (АДГ - антидиуретический гормон). Усиливает обратное всасывание воды (уменьшает диурез). Недостаточность функции задней доли гипофиза (выделяющей АДГ) => стенка дистального отдела нефрона становится непроницаемой для воды и почка выводит ее до 25 литров в сутки - несахарное мочеизнурение.
Альдостерон (гормон коркового вещества надпочечников) - Na+ - сберегающий гормон - усиливает реабсорцию натрия в проксимальных канальцах, усиливает секрецию К+ в дистальных канальцах.
Натрийуретический гормон вырабатывается в предсердии при раздражнии волюморецепторов - (действует на проксимальные канальцы, восходящую часть петли Генли)
Инсулин- снижает реабсорбцию К+. Паратгормон - (влияет на проксимальные и дистальные канальцы) - усиливает реабсорбцию Са2+, снижает канальцевую реабсорбцию фосфата, Кальцитонин - уменьшает реабсорбцию Са2+ в проксимальных канальцах.
Ренин-ангиотензиновая система. Снижение АД => выброс ренина => ангиотензиноген = > ангиотензин I => ангио тен зин II. Ангиотензин II - сосудосуживающие вещество. Длительно повышает тонус гладкой мускулатуры артериол => повышение сосудистого сопротивления => повышение АД и восстанавление фильтрации. Ангиотензин II вызывает выброс альдостерона.
Адреналин, норадреналин (гормоны мозгового слоя надпочечников) усиливают выработку ренина, непосредственно возбуждая адренорецепторы юкстагломерулярных клеток, а также косвенно активируя барорецепторы в результате сокращения гладкой мускулатуры приносящих артериол.
17. Водный баланс организма, факторы поддержания водного баланса, регуляция водного баланса. Водные пространства, их характеристика.
Водно-солевой баланс- обеспечивается совокупностью процессов поступления воды и электролитов в организм, распределения их во внутренней среде и выделения из организма.
Выделяют:
1. Водный баланс - равенство объемов выделяющейся из организма и поступающей за сутки воды. Тесно связан с обменом элетролитов.
2. Электролитный баланс - (Na, К, Са и т.д.)
Суммарная концентрация ионов формирует осмотическое давление, определяет функциональное состояние возбудимых тканей; проницаемость биомембран и др. Так как синтез минеральных веществ в организме не идет, в организм они попадают только с пищей.
Водный баланс
Поступление: 2.500 мл
|
Выделение: 2.500 мл
|
Питье и жидкая пища - 1200
|
С мочей - 1500
|
С твердой пищей - 1000
|
С потом - 500
|
Эндогенная Н2О
(при окислении) - 300
|
С выделяемым воздухом - 400
С калом - 100
| Внутренний цикл жидкостей ЖКТ (в мл). Слюна – 1500. Желудочный сок – 2500. Желчь – 500. Сок поджелудочной железы – 700. Кишечный сок – 3000. Итого: секреция: 8200 - 8100 (реабсорб.) = 100 (с калом)
Н2О - важнейший неорганический компонент организма, обеспечивающий связь внешней и внутренней среды, транспорт веществ между клетками и органами.
Эндогенная Н2О - образуется при окислении веществ: ( окисление Н+)
100 г жира - 100 мл Н2О, 100 г белка - 40 мл Н2О, 100 г углевод. - 55 мл Н2О.
Общее количество воды в организме - 44-70% массы тела (38-42 л) В тканях - от 10% (жировая ткань), до 83-90% в почках и крови.
Уменьшение воды: а) с возрастом; б) у женщин; в) при ожирении.
Регуляция водного баланса происходит за счет:
Процессов и механизмов, поддерживающих постоянство объема жидкости в организме.
Оптимального распределения воды между водными пространствами и секторами организма.
Факторы поддержания водного баланса:
Осмотическое и онкотическое давление жидкостей (осморецепторы)
Гидростатическое и гидродинамическое давление крови (волюморецепторы)
3. Проницаемость гистогематических барьеров и других биомембран
4. Величина активного транспорта
5. Состояние нейро-эндокринных механизмов регуляции деятельности почек
6. Питьевое поведение и жажда
Водные пространства, их характеристика
1. Внутриклеточное пространство (2/3 общей воды)
2. Внеклеточное пространство (1/3)
а) внутрисосудистый сектор - плазма крови - 4 - 5% от массы тела
б) интерстициальный сектор - 15% от массы тела ( максимально подвижный объем при избытке или недостатке воды).
3. Вода полостей тела ( при патологии - в брюшной, плевральной)
Вся вода обновляется за месяц,внеклеточная - за неделю.
Гипергидратация (увеличение поступления)– вода накапливается в интерстициальном секторе. При водной интоксикации: понижение осмотического давления в интерстиции => набухание клеток (снижение их осмотического давления) => возбуждение нервных центров => судороги. Понижение воды в интерстиции => сгущение крови и нарушение гемодинамики. Потеря 20% воды от массы тела – смерть.
|
Скачать 96.38 Kb.