Модуль 4. Лекция Введение в физиологию. Физиология биологическая дисциплина, изучающая
 Скачать 150.34 Kb.
|
|
ЛЕКЦИЯ № 6. Физиология крови Гомеостаз. Биологические константы Понятие о системе крови, ее функции и значение. Физико-химические свойства крови 1. Понятие о внутренней среде организма было введено в 1865 г. Клодом Бернаром. Она представляет собой совокупность жидкостей организма, омывающих все органы и ткани и принимающих участие в обменных процессах, и включает плазму крови, лимфу, межтканевую, синовиальную и цереброспинальную жидкости. Кровь называют универсальной жидкостью, так как для поддержания нормального функционирования организма в ней должны содержаться все необходимые вещества, т. е. внутренняя среда обладает постоянством – гомеостазом. Но это постоянство относительно, так как все время происходит потребление веществ и выделение метаболитов – гомеостазис. При отклонении от нормы формируется функциональная система, осуществляющая восстановление измененных показателей. Гомеостаз характеризуется определенными среднестатистическими показателями, которые могут колебаться в небольших пределах и иметь сезонные, половые и возрастные отличия. Таким образом, по определению П. К. Анохина, все биологические константы делятся на жесткие и пластичные. Жесткие могут колебаться в небольших пределах без значительных нарушений жизнедеятельности. К ним относятся pH крови, величина осмотического давления, концентрация ионов Na, R, Ca в плазме крови. Пластичные могут варьироваться в значительных пределах без каких-либо последствий для организма. К этой группе принадлежат величина кровяного давления, уровень глюкозы, жиров, витаминов и т. д. Таким образом, биологические константы формируют состояние физиологической нормы. Физиологическая норма – это оптимальный уровень жизнедеятельности, при котором обеспечивается приспособление организма к условиям существования за счет изменения интенсивности обменных процессов. 2. Понятие о системе крови, ее функции и значение. Физико-химические свойства крови Понятие системы крови было введено в 1830-х гг. Х. Лангом. Кровь – это физиологическая система, которая включает в себя: 1) периферическую (циркулирующую и депонированную) кровь; 2) органы кроветворения; 3) органы кроверазрушения; 4) механизмы регуляции. Система крови обладает рядом особенностей: 1) динамичностью, т. е. состав периферического компонента может постоянно изменяться; 2) отсутствием самостоятельного значения, так как все свои функции выполняет в постоянном движении, т. е. функционирует вместе с системой кровообращения. Ее компоненты образуются в различных органах. В организме кровь выполняет множество функций: 1) транспортную; 2) дыхательную; 3) питательную; 4) экскреторную; 5) терморегулирующую; 6) защитную. Кровь также регулирует поступление к тканям и органам питательных веществ и поддерживает гомеостаз. Транспортная функция заключается в переносе большинства биологически активных веществ с помощью белков плазм (альбуминов и глобулинов). Дыхательная функция осуществляется в виде транспорта кислорода и углекислого газа. Питательная функция заключается в том, что кровь доставляет ко всем органам и тканям питательные вещества – белки, углеводы, липиды. За счет наличия высокой теплопроводности, высокой теплоотдачи и способности легко и быстро перемещаться из глубоких органов к поверхностным тканям кровь регулирует уровень теплообмена организма с окружающей средой. Через кровь доставляются к местам выделения продукты метаболизма. Органы кроветворения и кроверазрушения поддерживают на постоянном уровне различные показатели, т. е. обеспечивают гомеостаз. Защитная функция заключается в участии в реакциях неспецифической резистентности организма (врожденный иммунитет) и в приобретенном иммунитете, системе фибринолиза за счет наличия в составе лейкоцитов, тромбоцитов и эритроцитов. Кровь является суспензий, так как состоит из взвешенных в плазме форменных элементов – лейкоцитов, тромбоцитов и эритроцитов. Соотношение плазмы и форменных элементов зависит от того, где находится кровь. В циркулирующей крови преобладает плазма – 50–60 %, содержание форменных элементов – 40–45 %. В депонированной крови, наоборот, плазмы – 40–45 %, а форменных элементов – 50–60 %. Для определения процентного соотношения плазмы и форменных элементов вычисляют гематокритный показатель. В норме он составляет у женщин 42 ± 5 %, а у мужчин – 47 ± 7 %. Физико-химические свойства крови обусловлены ее составом: 1) суспензионное; 2) коллоидное; 3) реологическое; 4) электролитное. Суспензионное свойство связано со способностью форменных элементов находиться во взвешенном состоянии. Коллоидное свойство обеспечивается в основном белками, которые могут удерживать воду (лиофильные белки). Электролитное свойство связано с наличием неорганических веществ. Его показателем является величина осмотического давления. Реологическая способность обеспечивает текучесть и влияет на периферическое сопротивление. ЛЕКЦИЯ № 20. Физиология почек Функции, значение мочевыделительной системы. Строение нефрона. Процесс мочеобразования. Механизм канальцевой реабсорбции. 1. Процесс выделения важен для обеспечения и сохранения постоянства внутренней среды организма. Почки принимают активное участие в этом процессе, удаляя избыток воды, неорганические и органические вещества, конечные продукты метаболизма и чужеродные вещества. Почки – парный орган, одна здоровая почка успешно поддерживает стабильность внутренней среды организма. Почки выполняют в организме ряд функций. 1. Регулируют объем крови и внеклеточной жидкости (осуществляют волюморегуляцию), при увеличении объема крови волюморецепторы левого предсердия активируются: угнетается секреция антидиуретического гормона (АДГ), усиливается мочеотделение, увеличивается экскреция воды и ионов Na, что ведет к восстановлению объема крови и внеклеточной жидкости. 2. Осуществляют осморегуляцию – регуляцию концентрации осмотически активных веществ. При избытке воды в организме снижается концентрация осмотически активных веществ в крови, что уменьшает активность осморецепторов супраоптического ядра гипоталамуса и ведет к уменьшению секреции АДГ и увеличению выделения воды. При обезвоживании осморецепторы возбуждаются, усиливается секреция АДГ, возрастает всасывание воды в канальцах, отделение мочи уменьшается. 3. Регуляция ионного обмена осуществляется путем реабсорбции ионов в почечных канальцах при помощи гормонов. Альдостерон увеличивает реабсорбцию ионов Na, натрийуретический гормон – снижает. Секрецию К усиливает альдостерон, снижает инсулин. 4. Стабилизируют кислотно-щелочное равновесие. В норме рН крови cоставляет 7,36 и поддерживается постоянной концентрацией ионов H. 5. Выполняют метаболическую функцию: участвуют в обмене белков жиров, углеводов. Реабсорбция аминокислот дает материал для синтеза белка. При длительном голодании почки могут синтезировать до 50 % глюкозы, образующейся в организме. Геральдика Вспомогательные исторические дисциплины 99 руб. Историческая ономастика Вспомогательные исторические дисциплины 99 руб. Вариант 6 - Сельское хозяйство Биологические основы сельского хозяйства 199 руб. Жирные кислоты в клетке почек включаются в состав фосфолипидов и триглицеридов. 6. Осуществляют экскреторную функцию – выделение конечных продуктов азотистого обмена, чужеродных веществ, избытка органических веществ, поступивших с пищей или образовавшихся в процессе метаболизма. Продукты метаболизма белков (мочевина, мочевая кислота, креатинин и др.) фильтруются в клубочках, затем реабсорбируются в почечный канальцах. Весь образованный креатинин выводится с мочой, мочевая кислота подвергается значительной реабсорбции, мочевина – частичной. 7. Выполняют инкреторную функцию – регулируют эритропоэз, свертывание крови, артериальное давление за счет выработки биологически активных веществ. Почки выделяют биологически активные вещества: ренин отщепляет от ангиотензиногена неактивный пептид, превращает его в ангиотензин I, который под действием фермента переходит в активное сосудосуживающее вещество ангиотензин II. Активатор плазминогена (урокиназа) увеличивает выделение Na с мочой. Эритропоэтин стимулирует эритропоэз в костном мозге, брадикинин является мощным вазодилятатором. Почка является гомеостатическим органом, принимает участие в поддержании основных показателей внутренней среды организма . 2. Строение нефрона Нефрон – функциональная почечная единица, где происходит образование мочи. В состав нефрона входят: 1) почечное тельце (двустенная капсула клубочка, внутри нее находится клубочек капилляров); 2) проксимальный извиты каналец (внутри него находится большое количество ворсинок); 3) петля Генли (нисходящая и восходящая части), нисходящая часть тонкая, опускается глубоко в мозговое вещество, где каналец изгибается на 180 и идет в корковое вещество почки, образуя восходящую часть петли нефрона. Восходящая часть включает тонкую и толстую части. Она поднимается до уровня клубочка своего же нефрона, где переходит в следующий отдел; 4) дистальный извитый каналец. Этот отдел канальца соприкасается с клубочком между приносящей и выносящей артериолами; 5) конечный отдел нефрона (короткий связывающий каналец, впадает в собирательную трубку); 6) собирательная трубка (проходит через мозговое вещество и открывается в полость почечной лоханки). Различают следующие сегменты нефрона: 1) проксимальный (извитая часть проксимального канальца); 2) тонкий (нисходящая и тонкая восходящая части петли Генли); 3) дистальный (толстый восходящий отдел, дистальный извитый каналец и связывающий каналец). В почке различают несколько типов нефронов: 1) поверхностные (суперфициальные); 2) интракортикальные; 3) юкстамедуллярные. Различия между ними заключаются в их локализации в почке. Большое функциональное значение имеет зона почки, в которой расположен каналец. В корковом веществе находятся почечные клубочки, проксимальный и дистальные отделы канальцев, связывающие отделы. В наружной полоске мозгового вещества находятся нисходящие и толстые восходящие отделы петель нефрона, собирательные трубки. Во внутреннем мозговом веществе располагаются тонкие отделы петель нефронов и собирательные трубки. Расположение каждой из частей нефрона в почке определяет их участие в деятельности почки, в процессе мочеобразования. 3. Процесс мочеобразования состоит из трех звеньев: 1) клубочковой фильтрации, ультрафильтрации безбелковой жидкости из плазмы крови в капсулу почечного клубочка, в результате чего образуется первичная моча; Клубочковая ультрофильтрация – осуществляется в результате противодействия 2 сил: Гидростатичекого давление крови в мальпигиевом тельце – 70 - 90 мл.рт.ст.; Онкотическое давление белков крови - 30 мл.рт.ст. и давление фильтрата в капсуле Шумлянского-Боумена - 20 мл.рт.ст. В этом случае фильтрирующая сила равна: 70 – (30+20) = 20 мл.рт.ст. 2) канальцевой реабсорбции – процесса обратного всасывания профильтровавшихся веществ и воды из первичной мочи; Происходит в почечных канальцах: проксимальном и дистальном извитых канальцах, сегменты петли Генли. Общая длина канальцев – 100 км. Цилиндрический и кубический эпителий канальцев имеет щеточную кайму (микроворсинки) – это увеличивает рабочую поверхность в 40 раз. Из 90 л. фильтрата (первичная моча) образуется 1 л. вторичной мочи (конечная моча). 3) секреции клетки. Клетки некоторых отделов канальца переносят из неклеточной жидкости в просвет нефрона (секретируют) ряд органических и неорганических веществ, выделяют в просвет канальца молекулы, синтезированные в клетке канальца. Скорость процесса мочеобразования зависит от общего состояния организма, присутствия гормонов, эфферентных нервов или локально образующихся биологически активных веществ (тканевых гормонов). 4. Механизм канальцевой реабсорбции Реабсорбция – процесс обратного всасывания ценных для организма веществ из первичной мочи. В различных частях канальцев нефрона всасываются различные вещества. В проксимальном отделе полностью реабсорбируются аминокислоты, глюкоза, витамины, белки, микроэлементы, значительное количество ионов Na, Cl. В последующих отделах реабсорбируются преимущественно электролиты, вода. Обратное всасывание в канальцах обеспечивается активным и пассивным транспортом. Активный транспорт – реабсорбция – осуществляется против электрохимического и концентрационного градиента. Различают два вида активного транспорта: 1) первично-активный; 2) вторично-активный. Первично-активный транспорт осуществляется при переносе вещества против электрохимического градиента за счет энергии клеточного метаболизма. Транспорт ионов Na происходит при участии ферментов натрий-, калий-АТФ-азы, и используется энергия АТФ. Вторично-активный транспорт осуществляет перенос вещества против градиента концентрации без затраты энергии, так реабсорбируются глюкоза и аминокислоты. Из просвета канальца они поступают в клетки проксимального канальца с помощью переносчика, который должен присоединить ион Na. Этот комплекс способствует перемещению вещества через клеточную мембрану и поступлению его внутрь клетки. Движущей силой переносчика служит меньшая концентрация ионов Na в цитоплазме клетки по сравнению с просветом канальца. Градиент концентрации Na обусловлен активным выведением Na из клетки с помощью натрий-, калий-АТФ-азы. Реабсорбция воды, хлора, некоторых ионов, мочевины осуществляется с помощью пассивного транспорта – по электрохимическому, концетрационному или осмотическому градиенту. При помощи пассивного транспорта в дистальном извитом канальце всасывается ион Cl по электрохимическому градиенту, который создается активным транспортом ионов Na. Для характеристики всасывания различных веществ в почечных канальцах большое значение имеет порог выведения. Непороговые вещества выделяются при любой их концентрации в плазме крови. Порог выведения для физиологически важных веществ организма различен, выделение глюкозы с мочой наступает в том случае, если ее концентрация в плазме крови и в клубочковом фильтрате превышает 10 ммоль/л. Физико-химические свойства мочи животных. Цвет мочи – от соломенно-желтого до светло коричневого (зависит от количества пигментов урохрома и уробелина). Плотность мочи – 1,020 – 1,040. Органические вещества: мочевина – 80-85%, креатин, пуриновые основания, аммиак, мочевая кислота – 15-20%. Неорганические вещества – представлены хлористыми, углекислыми, фосфорнокислыми солями: Na, K, Mg. Реакция мочи: • травоядные pH – 7,1-8,7 щелочная • плотоядные pH – 5,7-7,0 кислая • всеядные pH – 6,6-7,1 слабокислая ЛЕКЦИЯ № 21. Физиология системы пищеварения - 1 1. Сущность процесса пищеварения. 2. Пищеварение в ротовой полости. 3. Пищеварение в однокамерном желудке. 4. Желудочное пищеварение у лошади. 5. Желудочное пищеварение у свиней. 1. Пищеварение – (начальный этап обмена веществ) совокупность механических, химических и биологических процессов, обеспечивающих обработку и превращение пищевых продуктов в простые химические соединения, способные усваиваться клетками организма и использоваться как пластический и энергетический материал. Последовательная цепь процессов, приводящая к расщеплению пищевых веществ до мономеров, способных всасываться, носит название пищеварительного конвейера. Механическая обработка корма состоит в измельчении, перетирании, увлажнении и превращении в кашицеобразную массу как жевательным аппаратом, так и при помощи мускулатуры пищеварительного тракта. Химическая обработка корма происходит при помощи ферментов пищеварительных соков, вырабатываемых железами пищеварительного тракта: слюнными, желудочными, кишечными, поджелудочной. Различают три группы пищеварительных ферментов: протеолитические - расщепляющие белки до аминокислот, глюкозидные (амилолитические)-гидролизирующие углеводы до глюкозы и липолитические- расщепляющие жиры на глицерин и жирные кислоты. Биологическая обработка корма осуществляется под влиянием микроорганизмов, населяющих пищеварительный тракт. Микроорганизмы действуют на кормовые вещества при помощи вырабатываемых ими ферментов. Процесс пищеварения происходит в пищеварительном тракте, который делится на три отдела: передний, средний и задний. К переднему отделу относят ротовую полость с вспомогательными органами, глотку и пищевод, к среднему – желудок и отдел тонких кишок, к заднему – отдел толстых кишок. · Внеклеточное пищеварение характерно для всех гетеротрофных организмов, клетки которых имеют клеточную стенку — бактерий, архей, грибов, хищных растений и др. Переваривание пищи происходит вне клетки, образовавшиеся мономеры всасываются с помощью белков-транспортеров клеточной мембраны. · Внутриклеточное пищеварение — процесс, тесно связанный с эндоцитозом и характерен для групп эукариотных организмов и лейкоцитов (фагоцитоза, пиноцитоз). При этом способе пищеварительные ферменты освобождаются из лизосом и осуществляют гидролиз питательных веществ. · Полостное (внутрикишечное) пищеварение — характерно для многоклеточных животных, имеющих желудочно-кишечный тракт, в полость которых и выделяются пищеварительные секреты. · Внекишечное пищеварение — характерно для некоторых животных, которые обладают кишечником, но вводят пищеварительные ферменты в тело добычи, всасывая затем полупереваренную пищу (наиболее известные из таких животных — пауки и личинки жуков-плавунцов). · Пристеночное или мембранное пищеварение — происходит в слое слизи между микроворсинками тонкого кишечника и непосредственно на их поверхности (в гликокаликсе) у позвоночных и некоторых других животны Прием корма определяет чувство голода связано с повышением возбудимости пищевого центра, который и регулирует пищевое поведение животных. Пищевой центр — это очень сложный гипоталамо-лимбикоретикулокортикальный комплекс. Ведущим его отделом являются латеральные ядра гипоталамуса. При их разрушении наблюдается отказ от пищи (афагия), а при раздражении — усиленное потребление пищи (гиперфагия). Функциональное состояние пищевого центра определяется химическим составом крови; наличием в ней глюкозы, аминокислот, жирных кислот и других метаболитов, а также гормонов поджелудочной железы и энтериновой системы. Наряду с гуморальными факторами на возбудимость пищевого центра влияют и рефлекторные реакции, исходящие от раздражения разнообразных рецепторов пищеварительного тракта. Ощущение жажды, связанное с уменьшением поступления воды в организм или с большой ее потерей вследствие усиленного потоотделения или избыточного приема минеральных веществ. При этом наблюдается сухость в ротовой полости, снижение уровня соливации, диуреза, потоотделения. При более значительном дефиците воды в организме наступают нарушения многих жизненно–важных функций.Механизм возникновения чувства жажды многообразен. Он связан с возбуждением осморецепторных клеток гипоталамуса, где располагается центр, регулирующий водный обмен, а также возбуждением разнообразных рецепторов пищеварительной и других систем организма. С приемом воды ощущение жажды проходит. 2. Пищеварение в ротовой полости состоит из приема корма и воды, жевания, слюноотделения и глотания. |