87. Физиология терморегуляции. Температура карта тела человека и её суточные колебания. Механизмы теплопродукции и теплоотдачи. Внутренняя, или центральная, температура тела остается относительно постоянной, несмотря на значительные колебания температуры окружающей среды. Как правило, в среднем нормальная температуры тела равна 37 о
С с колебаниями от 36,1 о
С до 37,2 о
С, т.е. внутренняя температура организма контролируется в пределах 0,6 о
С.
Максимальная температура тела отмечается в 18 часов, минимальная – в 4 часа утра.
Многие жизненно важные ферменты функционируют в узком температурном диапазоне, что требует соответствующих механизмов для поддержания теплового баланса.
Тепло образуется в процессе метаболизма.
Любое усиление клеточного метаболизма (в результате увеличения уровня тиреоидных гормонов,
адреналина или норадреналина в крови, увеличения скорости основного обмена или при физических нагрузках) повышает выработку тепла. В организме человека 60 % всего тепла образуется в мышцах, 30 % – в печени, 10 % – в прочих органах. В среднем человек массой 70 кгв условиях покоя выделяет около 72 ккал/час, а чтобы повысить его температуру на 1 о
С, надо затратить примерно 58 ккал.
Механизмы теплопродукции. Основное количество тепла в организме образуется при окислении белков, жиров и углеводов, а также в результате гидролиза АТФ. В условиях низкой температуры среды в организме включаются дополнительные механизмы образования тепла:
1. Сократительный термогенез (образование тепла вследствие сокращения скелетных мышц): а) произвольная двигательная активность; б) холодовая мышечная дрожь; в) холодовой мышечный тонус (прирост мышечного тонуса на холоде).2.
Несократительный термогенез (образование тепла в результате активации процессов катаболизма – гликолиза, гликогенолиза, липолиза). Он может наблюдаться в скелетных мышцах, печени, буром жире (за счет специфического динамического действия пищи).
Механизмы теплоотдачи. Отдача тепла организмом в окружающую среду осуществляется следующими путями
(рисунок):
1) испарение – отдача тепла за счет испарения воды;
2) теплопроведение – отдача тепла путем непосредственного контакта с холодным воздухом окружающей среды (уменьшается при наличии одежды и подкожного жирового слоя);
3) теплоизлучение – отдача тепла с участков кожи, не прикрытых одеждой;
4) конвекция – отдача тепла за счет нагревания прилежащих слоев воздуха, поднимания этих нагретых слоев и их замены холодными порциями воздуха.
В условиях температурного комфорта (20 –
22 о
С) основное количество тепла отдается благодаря теплопроведению, теплоизлучению и конвекции, и лишь 20 % теряется с помощью испарения. При высокой температуре окружающей среды путем испарения теряется до 80 – 90 % тепла.
88. Общая функциональная характеристика систем выделения (почки, кишечник, легкие, кожа). Почка как истинный орган выделения. Выделительные и невыделительные функции почки. 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.
Почка является
истинным органом выделения - благодаря ее деятельности происходит экскреция конечных продуктов азотистого обмена и чужеродных веществ
Функции почек:
1) экскреторная, заключающаяся в образовании мочи и включающая процессы фильтрации, реабсорбции и секреции;
2) инкреторная, заключающаяся в синтезе и выделении в кровь биологически активных веществ;
3) гомеостатическая, заключающаяся в поддержании водного, солевого и кислотно-щелочного баланса, регуляции артериального давления;
4) метаболическая, заключающаяся в некоторых особенностях метаболизма, в первую очередь белков и глюкозы в почках
89. Нефрон как структурно-функциональная единица почек. Фильтрация первичной мочи. Фильтрационный барьер. Факторы, определяющие фильтрацию. Количество и состав первичной мочи. Нефрон - структурно-функциональная единица почки (их более 1 млн в каждой почке).
Состоит из нескольких отделов, имеющих различное строение и функции.
Почечное тельце - капиллярный клубочек, охваченный капсулой нефрона', здесь происходит фильтрация части жидкости из капилляров в просвет капсулы, т.е. образование первичной мочи.
Проксимальный каналец - осуществляет основную часть реабсорбции и секреции
(для разных веществ: от 50 до 100%).
Петля Гете - играет особую роль в процессе осмотического концентрирования мочи.
Дистальный каналец - осуществляет, в основном, реабсорбцию NaCl и секрецию
К
+
Собирательная трубка - получает мочу из нескольких нефронов; здесь завершаются процессы образования конечной мочи, происходит ее закисление и осмотическое концентрирование.
Из собирательных трубок моча поступает в чашечно- лоханочную систему почки.
Два типа нефронов Корковые нефроны: «80% всех нефронов, почти целиком находятся в корковом веществе почки. Функция: играют главную роль в процессах образовании мочи.
Юкстамедуллярные нефроны (от лат. juxta - возле): « 20% всех нефронов; их почечные тельца лежат около мозгового вещества, а петли Гейле - очень длинные и глубоко проникают в него. Функция: участвуют в концентрировании мочи.
Структурные элементы почекКорковое вещество
- содержит основную часть нефронов; только здесь осуществляется фильтрация, здесь происходят и главные процессы реабсорб- ции и секреции.
Мозговое вещество
- образовано, в основном, петлями Гейле, собирательными трубками и сопровождающими их кровеносными сосудами; осуществляет осмотическое концентрирование мочи.
В процессе клубочковой фильтрации часть жидкости из крови клубочковых капилляров переходит в просвет капсулы нефрона и образует первичную мочу.
Кровь и мочу разделяет фильтрационный барьер -
почечный фильтр: 1.эндотелий капилляров
- его клетки имеют многочисленные поры;
2.базальная мембрана'
, 3.эпителий капсулы
- его клетки (по допиты) имеют отростки, между которыми есть поры для фильтрации.
Почечный фильтр обладает избирательной проницаемостью: а)свободно проницаемдля низкомо-
лекулярных веществ (вода, минеральные соли, глюкоза, аминокислоты, мочевина и др.); б)практически непроницаем для форменных элементов крови и для вы- сокомолекулярных веществ, прежде всего, белков.
Поэтому состав первичной мочи - почти такой же, как плазмы крови, но без белков.
Количество первичной мочи, образующейся в единицу времени (скорость клубочковой фильтрации
) - около 170 л/сут (120 мл/мин).
Первичная моча по своему составу представляет собой плазму, практически лишённую белков. А именно, количество креатинина(у женщин от 53 до 97 мкмоль/л,У мужчин — от 55 до 115), аминокислот, глюкозы(4,0-5,6ммоль/л), мочевины(3,5-
8,3 ммоль/ л), низкомолекулярных комплексов и свободных ионов в ультрафильтрате совпадает с их количеством в плазме крови.
Из-за того, что клубочковый фильтр не пропускает белки-анионы, для поддержания мембранного равновесия
Доннана
(произведение концентраций ионов с одной стороны мембраны равно произведению их концентраций с другой стороны) в первичной моче концентрация анионов хлора и бикарбоната становится примерно на 5 % больше и, соответственно, пропорционально меньше
концентрация катионов натрия и калия, чем в плазме крови.
В ультрафильтрат попадает небольшое количество одних из самых мелких молекул белка — почти 3 % гемоглобина и около 0,01 % альбуминов.
Факторы, определяющие скорость клубочковой фильтрации Скорость клубочковой фильтрации (СКФ), непосредственно зависит от двух величин: эффективного фильтрационного давления
(ЭФД) и коэффициента фильтрации (Кф):
СКФ = Кф х ЭФДю
Коэффициент фильтрации характеризует условия для филътрагщи - площадь почечного фильтра и его проницаемость для воды.
Эффекпшвное фильтрационное давление является причиной фильтрации (движущей силой). Оно зависит от гидростатического и онкотического давлений крови и первичной мочи:
ЭФД = Р
Г
к - Ргм - Рок (+ Ром) 20 мм рт.ст.
Ргк ( 60 мм рт.ст.) - гидростатическое давление крови в капиллярах клубочка - главная движущая сила фильтрации. Оно в 2 раза выше давления в кровеносных капиллярах других органов, потому что выносящие артериолы почечного клубочка уже приносящих.
Ргм ( 15 мм рт.ст.) - гидростатическое давление мочи в капсуле нефрона - препятствует фильтрации.
Рок ( 25 мм рт.ст.) - онкотическое
(коллоидно-осмотическое) давление крови - препятствует фильтрации.
Создается крупномолекулярными веществами
(в основном, белками), которые находятся в плазме и «удерживают» в ней воду.
Ром - онкотическое давление первичной мочи - облегчает фильтрацию. В норме Р
0
м
0, т.к. в первичной моче нет белков.
Однако при патологическом повышении проницаемости почечного фильтра для белков, они проходят в мочу, повышая Р
0
м-
Скорость фильтрации при этом увеличивается.
90. Процессы реабсорбции и секреции в почках. Количество и состав вторичной мочи. Значение альдостерона, антидиуретического и натрийуретического гормонов в регуляции реабсорбции. Механизм концентрирования и разведения мочи. Регуляция мочеиспускания. Локализация процессов реабсорбции и секреции в нефроне
1.Проксимальные канальцы- основные по объему и значению процессы реабсорбции и секреции большинства важных органических и неорганических веществ.
Реабсорбция: 100% белков, аминокислот, глюкозы; 65% NaCl и воды; 50% К+ и мочевины.
Секреция: мочевая кислота, многие чужеродные вещества, Н+ и аммиак
2.Петля Генле – в основном, реабсорбция
NaCl(восходящее колено) и воды(нисходящее колено); важно для процеса осмотического концетрирования мочи.
3.Дистальные канальцы и собирательные трубочки завершающие процессы реабсорбции и секреции. Избирательно регулируются антидиуретическим гормоном (повышает реабсорбцию воды) и альдостероном( повышает реабсорбцию
Na+ и секрецию K+ и H+)
Механизмы канальцевой реабсорбции и секреции Основные механизмы и реабсорбции и секреции - это общие для всех клеток механизмы мембранного транспорта.
Пассивный транспорт(= диффузия) - перенос веществ без затраты энергии по электрохимическому градиенту
(т.е. градиенту концентрации и мембранного потенциала, последнее важно для транспорта ионов). Разновидности: а) свободная диффузия; б) облегченная диффузия - с участием мембранных белков- переносчиков.
Активный транспорт - перенос веществ с затратой энергии; может происходить против электрохимического градиента.
Всегда осуществляется переносчиками - мембранными насосами.
Некоторые вещества транспортируются одновременно одним и тем же пере- носчиком
(сопряженный транспорт), причем как в одну сторону, так и в противо- положные. В последнем случае один и тот же механизм одновременно обеспечивает реабсорбцию одного вещества и секрецию другого (пример: K,Na-mcoc).
Основные варианты транспорта веществ в канальцах Na
+
: активная реабсорбция -K,Na-Hacoc б/л мембраны; через апикальную входит обычно сопряженно с другими веществами.
Транспорт натрия очень важен для транспорта других веществ: воды, ионов, глюкозы и аминокислот.
К+: активная секреция -K,Na-Hacoc б/л мембраны; через апикальную выходит по калиевым ионным каналам. К+ может и реабсорбироваться путем диффузии через промежутки между эпителиоцитами канальца (в интерстиции К
+
мало из-за работы насоса).
СГ пассивная реабсорбция вслед за Na
+
, может использоваться общий переносчик.
Глюкоза: пассивная реабсорбция, сопряженная с реабсорбцией Na
+
(через апикальную мембрану). Сила градиента Na
+
, создаваема КДТа-насосом, столь велика, что
Na
+
может «втаскивать» глюкозу в эпителий даже против ее концентрационного градиента. Поэтому такой транспорт называют
«вторично- активным».
Транспорт глюкозы через б/л мембрану осуществляется специфическим переносчиком по градиенту концентрации.
Если концентрация глюкозы в плазме крови
(и, следовательно, в фильтрате) превышает почечный порог реабсорбпии глюкозы («10 ммоль/л), то производительности переносчиков не хватает для
реабсорбции всей профильтровавшейся глюкозы, и она появляется в конечной моче. Такое наблюдается у больных сахарным диабетом, а также у здоровых людей - после приема большого количества сладкой пиши.
Аминокислоты: «вторично-активная» реабсорбция, сопряженная с Na (как глюкоза).
Белки: небольшое количество профильтровавшихся низкомолекулярных белков реабсорбируется путем микропиноцитоза.
Мочевина: пассивная реабсорбция или секреция по градиенту концентрации.
ВОДА: пассивная реабсорбция «вслед за
Na
+
»
- по градиенту осмотического давления, которое повышается в интерстиции за счет активной реабсорбции
Na
+
. Вода проходит через специальные водные каналы в клеточных мембранах
(аквапорины), а также через межклеточные промежутки.
В течение суток образуется всего около 1,5 л вторичной мочи. В ней отсутствуют вещества, необходимые организму, например глюкоза. В состав вторичной мочи входят такие продукты распада белков, как мочевина, мочевая кислота, аммиак и некоторые другие. Во вторичной моче содержатся органические кислоты, например щавелевая, и неорганические соли.
Состав мочи подвержен колебаниям в зависимости от того, какие вещества находятся в плазме крови в избыточном количестве. Это происходит под влиянием нервных и гуморальных механизмов. Так, когда увеличивается концентрация солей в плазме крови, повышается ее осмотическое давление.
Это раздражает особые рецепторы, называемые осморецепторами, которые расположены в подгрубовой области головного мозга. Под влиянием раздражения осморецепторов усиливается вы-деление одного из гормонов гипофиза
— антидиуретического гормона. Приносимый кровью в почку, этот гормон усиливает обратное всасывание воды из первичной мочи, и вторичная моча становится более концентрированной, благодаря чему из организма удаляется много солей при небольшой потере воды. А когда
увеличивается содержание воды в крови, например, вследствие обильного питья, количество антидиуретического гормона, образуемого гипофизом, уменьшается, что приводит к уменьшению обратного всасывания воды из первичной мочи. Тогда вторичная моча становится менее концентрированной и организм освобождается от избытка воды.
Петля Генле и прилежащая к ней собирательная трубка представляют собой поворотно-противоточную множительную систему, с помощью которой происходит регуляция осмотического давления крови и объема выделяемой мочи. Стенка нисходящего колена петли Генле хорошо проницаема для воды, но непроницаема для
Na+ и Cl-, тогда как через стенку восходящего колена хорошо проникают данные ионы, но не проникает вода, поэтому по мере продвижения к вершине петли Генле осмотичность мочи увеличивается, а объем уменьшается
(осмотическое концентрирование мочи).
Активный транспорт ионов из восходящего колена петли Генле происходит не только в нисходящее колено, но и в пространство, окружающее каналец (интерстиций мозгового слоя почки), что приводит к созданию высокого осмотического давления в интерстиции, которое вместе с повышенной концентрацией в нем
Скачать 1.22 Mb.