- •Общая физиология
- •Вопрос1 Структура биологических мембран.
- •Вопрос2 Понятие о раздражимости, возбудимости и возбуждении. Классификация раздражителей.
- •Вопрос3 Потенциал покоя и потенциал действия: их происхождение, фазы потенциала действия.
- •Вопрос 4. 4. Фазные изменения возбудимости в процессе развития возбуждения и их соотношение с фазами потенциала действия
- •Вопрос 5. Все раздражители делятся на следующие группы:
- •Вопрос 6 Классификация нервных волокон по скорости проведения возбуждения (опыт Гасссра-Эрлангера). Законы проведения возбуждения по нервным стволам. Проведение возбуждения по нервным волокнам.
- •Вопрос7 нервно-мышечный синапс
- •Вопрос 8 Режимы и типы сокращений скелетных мышц. Характеристика двигательных единиц.
- •Вопрос9 Механизмы мышечного сокращения.
- •Вопрос 10. Светопреломляющие среды глаза. Рефракция, ее аномалии и коррекция. Понятие об остроте зрения. Механизмы аккомодации глаза.
- •Вопрос 11. Строение сетчатки, светочувствительный аппарат глаза, фоторецепторы и зрительные пигменты, фотохимические процессы при действии света. Трехкомпонентная теория цветного зрения.
- •Вопрос 12 Физиология слухового анализатора.
- •Вопрос 15 . Гормоны, их классификация. Виды действия гормонов на клетку (метаболическое, реактогенное, корригирующие и т.Д.). Транспорт, метаболизм и выведение гормонов из организма.
- •Вопрос 16. Рецепция гормонов клетками, механизмы действия стероидных и нестероидных гормонов. Роль вторичных мессенджеров в передаче сигнала.
- •Вопрос 17. Гипоталамо-аденогипофизарная система. Освобождающие и тормозящие нейрогормоны гипоталамуса. Гормоны аденогипофиза, их роль в регуляции функций организма. Гипоталамо-гипофизарная система
- •Вопрос 18. Гипоталамо-нейрогипофизарная система. Гормоны задней доли гипофиза. Механизм действия вазопрессина на клетки эпителия почечных канальцев.
- •Вопрос 19. Гормоны коры и мозгового слоя надпочечников: влияние на обмен веществ и физиологические функции организма. Регуляция продукции глюкокортикоидов и минералкортикоидов.
- •Вопрос 20. Гормоны щитовидной железы
- •Вопрос 21. Физиология поджелудочной железы.
- •Вопрос 22. Формирование чувства голода и насыщения. Пищевое поведение. Гормональная регуляция уровня сахара в крови.
- •Вопрос 23. Регуляция Кальция в организме
- •Вопрос 24. Кислотно-щелочное равновесие, его физиологические показатели. Механизмы компенсации нарушений кислотно-щелочного равновесия буферными системами крови.
- •Вопрос 25. Дыхательные и почечные механизмы поддержания кислотно-щелочного равновесия. Ацидозы и алкалозы
- •Вопрос 27. Классификация трудовой деятельности в зависимости от тяжести и напряженности труда. Периоды трудового процесса. Механизмы развития утомления при физической работе.
- •Вопрос 30. Особенности изменения функций центральной и вегетативной нервной системы у человека при старении. Факторы, ускоряющие и замедляющие процессы старения организма человека.
- •31. Эритроциты, их структура и физиологическое значение, старение и разрушение. Физиологические эpитpоцитозы.
- •32. Гемоглобин его структура и свойства. Виды гемоглобина. Роль гемоглобина в транспорте газов крови и поддержании постоянства рН крови. Обмен железа в организме.
- •37. Строение и функции тpомбоцитов. Этапы сосудисто-тромбоцитарного гемостаза.
- •38. Коагуляционный гемостаз, его фазы. Противосвертывающая и фибринолитическая системы, их роль в поддержании жидкого состояния крови.
- •39. Анализ цикла сердечной деятельности. Основные показатели работы сердца.
- •40. Клапанный аппарат сердца. Анализ состояния клапанов сердца в ходе кардиоцикла. Тоны сердца и их происхождение
- •41. Автоматия сердца, природа ритмического возбуждения сердца, структура и функции проводящей системы. Градиент автоматии. Нарушения ритма работы сердца (блокады, эксрасистолия).
- •42. Гетеро- и гомеометpическая регуляция pаботы сеpдца, их механизмы и условия осуществления
- •43. Влияние блуждающих и симпатических нервов, и их медиаторов на сердце.
- •44. Рефлекторная регуляция работы сердца. Рефлексогенные внутрисердечные и сосудистые зоны и их значение в регуляции деятельности сердца.
- •45. Линейная и объемная скорость кровотока в разных участках кровеносного русла, их зависимость от сечения русла и диаметра отдельного сосуда. Время кругооборота крови.
- •46. Особенности движения крови по венам. Кровяные депо. Механизмы венозного возврата.
- •47. Система микроциркуляции. Фактоpы, влияющие на капиллярный кровоток. Механизмы обмена веществ через капиллярную стенку.
- •48. Механизмы регуляции тканевого кровотока. Быстрая и долговременная фазы его регуляции при гиперфункции органов.
- •49. Неpвная регуляция сосудистого тонуса. Сосудодвигательный центр. Вазоконстрикторные и вазодилататорные эфферентные нервы и их медиаторы.
- •50. Кровяное давление, факторы его определяющие. Изменение кровяного давления по ходу сосудистого русла. Особенности движения крови по артериям.
- •51. Основные сосудистые рефлексогенные зоны. Регуляция сосудистого тонуса при раздражении баро- и хемоpецептоpов этих зон. Механизмы быстрой и долговременной регуляции артериального давления.
- •52. Особенности коронарного кровотока и его регуляция
- •53. Особенности кровообращения в легких и его регуляция
- •1. Кровоснабжение Легких
- •2. Нервная регуляция кровоснабжения Легких
- •3. Гуморальная регуляция кровоснабжения Легких
- •54. Особенности кровотока в корковом и мозговом слоях почек, их значение для функции мочеобразования. Механизмы регуляции почечного кровотока.
- •1. Гуморальная регуляция кровоснабжения Почек
- •2. Нервная регуляция кровоснабжения Почек
- •3. Миогенная регуляция кровоснабжения Почек
- •55. Особенности и основные механизмы регуляции кровотока в скелетных мышцах и коже
- •1. Особенности кровоснабжения Скелетных мышц
- •1.1. Миогенная регуляция
- •1.2. Нервная регуляция
- •1.3. Гуморальная регуляция
- •56. Внешнее дыхание. Биомеханика вдоха и выдоха. Факторы, обуславливающие эластическую тягу легких. Роль сурфактанта в вентиляции легких.
- •57. Сущность процессов газообмена. Механизм обмена газами между альвеолярным воздухом, кровью, межклеточной и внутриклеточной жидкостями. Парциальное давление и напряжение газов в различных средах.
- •58. Кислородная емкость крови. Механизм транспорта кислорода кровью. Анализ кривой диссоциации оксигемоглобина.
- •59. Транспорт углекислоты кровью. Гидрокарбонатная и каpбаминовая формы связи со2. Роль карбоангидразы в переносе со2 кровью.
- •61. Нереспираторные функции легких. Механизмы защиты системы дыхания. Защитные дыхательные рефлексы.
- •62. Гормоны желудочно-кишечного тракта, их роль в регуляции пищеварительных функций
- •63. Пищеварение в желудке. Состав и свойства желудочного сока. Механизмы регуляции секреции желудочного сока. Фазы секреции.
- •64. Панкреатический сок, его состав и pоль в пищеварении. Регуляция панкреатической секреции. Фазы секреции.
- •65. Желчеобразовательная функция печени. Условия и механизмы выхода желчи в кишечник. Роль желчи в пищеварении. Регуляция желчеобpазования и желчевыделение.
- •66. Состав и свойства кишечного сока, его pоль в пищеварении. Регуляция секреции. Типы пищеварения в зависимости от локализации гидролитических ферментов.
- •67. Виды моторной деятельности различных отделов желудочно-кишечного тракта. Регуляция моторики.
- •68. Механизмы и особенности всасывания пищевых веществ. Регуляция всасывания.
- •69. Защитные функции различных отделов желудочно-кишечного тракта. Барьерная функция печени. Физиологическая роль микрофлоры кишечника.
- •72. Центры терморегуляции. Механизмы регуляции теплопродукции и теплоотдачи. Адаптация человека к холоду и теплу.
- •73. Этапы высвобождения энергии в организме. Основной и общий обмен. Первичное и вторичное тепло.
- •74. Выделительная функция почек. Механизм клубочковой фильтрации, факторы, влияющие на уровень эффективного фильтрационного давления. Сравнительный состав плазмы крови, первичной и вторичной мочи.
- •75. Механизмы реабсорбции различных веществ в проксимальном и дистальном сегментах нефрона.
- •76. Регуляция водно-солевого обмена у человека: роль вазопрессина, альдостерона и натрийуретических пептидов.
69. Защитные функции различных отделов желудочно-кишечного тракта. Барьерная функция печени. Физиологическая роль микрофлоры кишечника.
Ротовая полость
Защитная функция. Слюна обладает бактерицидным действием благодаря содержанию лизоцима. Муцин способен нейтрализовать кислоты и щелочи. В слюне находится большое количество иммуноглобулинов, что защищает организм от патогенной микрофлоры. В слюне обнаружены вещества, относящиеся к системе свертывания крови: факторы свертывания крови, обеспечивающие местный гемостаз; вещества, препятствующие свертыванию крови и обладающие фибринолитической активностью; вещество, стабилизирующее фибрин. Слюна защищает слизистую оболочку полости рта от пересыхания.
Желудок
В состав органических веществ входит лизоцим, обеспечивающий бактерицидные свойства желудочного сока. Желудочная слизь, содержащая муцин, защищает слизистую оболочку желудка от механических и химических раздражении и от самопереваривания. В желудке вырабатывается гастромукопротеид, или внутренний фактор Касла. Только при наличии внутреннего фактора возможно образование комплекса с витамином В12, участвующего в эритропоэзе. В желудочном соке содержатся также аминокислоты, мочевина, мочевая кислота.
Барьерная функция печени направлена на предохранение организма от повреждающего воздействия чужеродных агентов и продуктов метаболизма, сохранение постоянства внутренней среды организма. Барьерная функция осуществляется за счет защитного и обезвреживающего действия печени. Защитное действие обеспечивается неспецифическими и специфическими (иммунными) механизмами. Благодаря неспецифическим механизмам происходит удаление из крови путем фагоцитоза микроорганизмов и их токсинов, иммунных комплексов, жировых капель и др. Специфические (иммунные) защитные реакции осуществляются в результате деятельности лимфоцитов лимфатических узлов печени и синтезируемых ими антител. Обезвреживающее действие токсических продуктов, поступающих извне пли образующихся в ходе межуточного обмена, обеспечивается в печени химическими превращениями.
Каждый из отделов пищеварительного тракта имеет характерные для него количество и набор микроорганизмов. Их число в полости рта, несмотря на бактерицидные свойства слюны, велико (107—108 клеток на 1 мл ротовой жидкости). Содержимое желудка здорового человека натощак благодаря бактерицидным свойствам желудочного сока часто бывает стерильным, но нередко обнаруживается и относительно большое число микроорганизмов (до 103 на 1 мл содержимого), проглатываемых со слюной. Примерно такое же количество их в двенадцатиперстной и начальной части тощей кишки. В содержимом подвздошной кишки микроорганизмы обнаруживаются регулярно, и число их в среднем составляет 106 на 1 мл содержимого. В содержимом толстой кишки число бактерий максимальное, и 1 г кала здорового человека содержит 10 млрд и более микроорганизмов.
Микрофлору кишечника делят на три группы: 1-я — главная; в ее состав входят бифидобактерии и бактероиды, которые составляют 90% от всех микробов; 2 — сопутствующая (лактобактерии, эшерихии, энтерококки, 10% от общего числа микроорганизмов); 3 — остаточная (цитробактер, энтеробактер, протеи, дрожжи, клостридии, стафилококки, аэробные бациллы и др., менее 1%). Анаэробная микрофлора преобладает над аэробной.
Микроорганизмы, связанные со слизистой оболочкой кишечника, относятся к мукозной микрофлоре — М-микрофлоре, а локализованные в полости кишки — к полостной — П-микрофлоре. Соотношения между М- и П-микрофлорой динамичны, определяются многими факторами. К внешним воздействиям М-микрофлора более устойчива, чем П-микрофлора.
За илеоцекальным клапаном (баугиниева заслонка) резко изменяется не только число, но и качество микрофлоры. Толстая кишка является своеобразной микроэкологической зоной. В ней П-микрофлора представлена бактероидами, бифидобактериями, лактобактериями, вейлонеллами, клостридиями, пептострептококками, пептококками, энтеробактериями, аэробными бациллами, дифтероидами, энтерококками, стафилококками, микрококками, плесневыми грибами (преобладают бактероиды, бифидобактерии, лактобактерии). М-микрофлора слизистой оболочки толстой кишки отличается от микрофлоры полости кишки, и в М-микрофлоре наибольшее число бифидо- и лактобактерии. Общее число М-форм слизистой оболочки толстой кишки составляет у людей 106, с соотношением анаэробов к аэробам 10:1. Максимальное число бактерий в фекалиях (1010—1013 на 1 г), где они составляют до 30 % от их массы. В качественном соотношении она сходна с микрофлорой полости толстой кишки.
Состав и количество микроорганизмов в пищеварительном тракте зависит от эндогенных и экзогенных факторов. К первым относятся влияния слизистой оболочки пищеварительного канала, его секретов, моторики и самих микроорганизмов. Ко вторым — характер питания, факторы внешней среды, прием антибактериальных препаратов. Экзогенные факторы влияют непосредственно и опосредованно через эндогенные факторы. Например, прием той или иной пищи изменяет секреторную и моторную деятельность пищеварительного тракта, что трансформирует его микрофлору.
Существенны влияния на микрофлору функционального состояния пищеварительной системы. Перистальтика пищеварительного тракта обеспечивает транспорт микроорганизмов в составе химуса в дистальном направлении, что играет определенную роль в создании проксимодистального градиента заселенности кишечника микроорганизмами. Дискинезии кишечника изменяют этот градиент.
Баугиниева заслонка, играющая роль клапана, а также более высокое давление содержимого перед заслонкой, чем за ней, предотвращают поступление микроорганизмов с содержимым из толстой кишки в тонкую.
В формировании микрофлоры пищеварительного тракта велика роль пищеварительных секретов. Слюна имеет муромидазу (лизо-цим), которая определяет бактерицидные свойства этого секрета. Желудочный сок за счет соляной кислоты и других факторов обладает бактерицидностью, что существенно влияет на численность и состав микрофлоры кишечника. Количество и состав микрофлоры зависят и от поступления в тонкую кишку сока поджелудочной железы, кишечного секрета и желчи. Эти влияния не только прямые, но и опосредованные. Так, снижение содержания питательных веществ в химусе лишает микроорганизмы необходимых им питательных веществ. Гидролизаты белков и жиров ингибируют развитие ряда микроорганизмов. Такое действие оказывают лейкодиапедез и свободные желчные кислоты, а также выделяемые в составе пищеварительных секретов не только лизоцим, но и иммуноглобулины, С-рективный белок, лактоферрин.
Важным экзогенным фактором является питание. Его стабильность, сбалансированность и адекватность важны в стабилизации эубиоза человека. Вегетарианская диета способствует увеличению количества энтерококков и эубактерий. Избыточный прием животных белков и жиров вызывает повышение в составе микрофлоры числа клостридий, бактероидов. Избыток в рационе животных жиров ведет к увеличению числа бактероидов и уменьшению числа бифидобактерий и энтерококков; недостаток жиров вызывает обратные изменения микрофлоры. Молочная диета (лактоза) способствует повышению количества бифидобактерий.
Включение в рацион человека нефизиологических компонентов (например, белки одноклеточных), сублимированных продуктов неблагоприятно влияет на микрофлору кишечника.
Нормальная микрофлора — эубиоз — выполняет ряд важнейших для макроорганизма функций. Исключительно важным является ее участие в формировании иммунобиологической реактивности организма. Эубиоз предохраняет макроорганизм от внедрения и размножения в нем патогенных микроорганизмов. Нарушение нормальной микрофлоры при заболевании или в результате длительного введения антибактериальных препаратов нередко влечет за собой осложнения, вызываемые бурным размножением в кишечнике дрожжей, стафилококка, протея и других микроорганизмов.
Кишечная микрофлора синтезирует витамины К и группы В, которые частично покрывают потребность в них. Микрофлора синтезирует и другие вещества, важные для организма.
Ферменты бактерий расщепляют не переваренные в тонкой кишке целлюлозу, гемицеллюлозу и пектины, и образовавшиеся продукты используются макроорганизмом. У разных людей количество целлюлозы, гидролизуемое ферментами бактерий, неодинаковое и составляет в среднем около 40%. Гемицеллюлоза метаболизируется в большей мере, чем целлюлоза.
Микроорганизмы утилизируют непереваренные пищевые вещества, образуя при этом ряд веществ, которые всасываются из кишечника и включаются в обмен веществ организма. Микрофлора существенно влияет на печеночно-кишечную циркуляцию компонентов желчи и через них — на деятельность печени. С участием микрофлоры кишечника в организме происходит обмен белков, фосфолипидов, желчных и жирных кислот, билирубина, холестерина.
Пищеварительные секреты, выполнив свою физиологическую роль, частично разрушаются и всасываются в тонкой кишке, а частично поступают в толстую кишку. Здесь они подвергаются действию микрофлоры. Микроорганизмы принимают участие в разложении парных желчных кислот, ряда органических веществ с образованием органических кислот, их аммонийных солей, аминов и др.
Итак, из пищи реально формируется не два потока: всасываемые питательные вещества (нутриенты) и невсасываемый балласт. На самом деле потоков веществ больше (рис. 9.20): кроме первичных нутриентов, образовавшихся в результате гидролиза питательных веществ пищи, существует значительный поток вторичных нутриентов. По А. М. Уголеву, это три потока: 1-й — модифицированные микрофлорой нутриенты; 2-й — продукты жизнедеятельности бактерий; 3-й — модифицированные балластные вещества.
К числу таких веществ относятся не только упомянутые выше витамины, но и другие физиологически активные амины (кадаверин, октамин, терамин, пиперидин, диметиламин, гистамин и др.), незаменимые аминокислоты, углеводы, жиры.
Существенны и небактериальные потоки эндогенных веществ, в их числе инкретируемые гормоны и ферменты, а также образовавшиеся из пептидов пищи в результате их гидролиза экзогормоны. Среди потоков всасываемых веществ и токсичные продукты деятельности кишечной микрофлоры.
70. Рациональное сбалансированное питание. Роль углеводов, жиров, насыщенных и ненасыщенных жирных кислот, белков, витаминов, витаминоподобных веществ, минеральных веществ, микро- и макроэлементов в организме. Роль пищевых волокон.
Рациональное питание - правильное питание - это такой способ питания, при котором итогом этого процесса является укрепление и улучшение здоровья, физических и духовных сил человека, предупреждение и лечение различных заболеваний, замедление процессов старения, т.е. правильное питание - это здоровое питание. Правильное питание всегда является сбалансированным. Сбалансированное питание предусматривает наличие в пище необходимых, не синтезируемых в организме веществ, причем крайне важно соблюдение соотношения компонентов пищи в рационе. Концепция сбалансированного питания учитывает особенности взаимодействия составных частей пищи. Например: высокое содержание в пище углеводов повышает потребность в витамине В1( повышение количества белка в рационе увеличивает потребность в витамине В6. Итак, под сбалансированным питанием подразумевается оптимальное (по количеству и качеству) введение в организм компонентов пищи, в соответствии с его потребностями. Сбалансированное питание является одним из принципов учения о рациональном питании.
Рациональное питание - это по существу соблюдение трех основных принципов питания:
Равновесие между поступающей с пищей энергией и энергией, расходуемой человеком во время жизнедеятельности, иначе говоря, баланс энергии.
Удовлетворение потребностей организма в определенном количестве и соотношении пищевых веществ.
Соблюдение режима питания (определенное время приема пищи и определенное количество пищи при каждом приеме).
Вся необходимая человеку энергия поступает из пищи. Так как закон сохранения энергии является абсолютным, он действует и в живом организме, в том числе и в клетках человеческого тела. Поэтому, рациональное питание подразумевает баланс поступающей энергии в соответствии с расходом ее на обеспечение нормальной жизнедеятельности. Т.е. количество освобождаемой из пищи энергии должно равняться затраченной организмом. При недостатке поступления энергии с пищей человек теряет вес, при избытке - набирает его.
Установлено, что имеется три пути затрат энергии в организме: а) основной обмен; б) специфическое динамическое действие пищи; в) мышечная деятельность. Основной обмен - это минимальное количество энергии необходимое для поддержания жизни в состоянии полного покоя. В среднем оно составляет для мужчин - 1600 килокалорий, для женщин - 1 400. Основной обмен зависит от возраста, пола, массы тела, внешних условий проживания и индивидуальных особенностей организма. Специфическое динамическое действие пищи состоит в том, что на переваривание пищи, даже в отсутствии мышечной активности, также расходуется энергия. При этом наибольший расход вызывает переваривание белков. Физическая (мышечная) деятельность весьма существенно влияет на энерготраты. Энерготраты находятся в прямой зависимости от характера работы. Максимальная энерготрата наблюдаются у лиц занимающихся тяжелым физическим трудом (3900 - 4000 ккал), минимальная у людей умственного труда (2500 - 2800 ккал). Следовательно, это необходимо учитывать при компенсации расходуемой энергии. Для нормальной жизнедеятельности человека необходимо определенное содержание в пище белков, жиров и углеводов. В рационе здорового человека оптимальным является соотношение белков, жиров и углеводов 1:1,2:4. Не менее важным является поступление с пищей достаточного количества витаминов и минеральных веществ - макро- и микроэлементов, желательно при этом, чтобы в рационе присутствовали все их наиболее важные представители, так как зачастую они оказываются взаимозависимыми, то есть эффективность воз-действия на организм и усвоение с пищей одних витаминов и минералов может зависеть от количественного содержания других.
Основным строительным материалом для организма служат белки или протеины. Именно из белков в основном построены клетки. В настоящее время удалось выявить огромное количество различных белков обладающих разнообразными свойствами. Белки состоят из аминокислот, аналогично тому, как слова состоят из букв. Аминокислоты синтезирующиеся в организме называются заменимыми. Аминокислоты, которые не синтезируются в организме называются незаменимыми. Белки, содержащие весь набор незаменимых аминокислот, являются биологически полноценными. Они содержатся в животной пище и в некоторых пищевых растениях - в сое, горохе, фасоли. С пищей обязательно должны поступать незаменимые аминокислоты, так как недостаток хотя бы одной из них со временем приводит к гибели организма. Суточная потребность в белке зависит от пола, возраста, образа жизни человека. При сокращении поступления белка в организм либо при увеличении его расходования в организме либо при сокращении его поступления с пищей возникает белковая недостаточность. Дефицит белка уменьшает устойчивость организма к инфекциям, т.к. снижается уровень образования защитных антител, которые являются белками. Недостаток белка приводит к нарушениям функции всех органов и систем организма. Однако и избыток белка в пище также неблагоприятно влияет на организм, так как при этом возрастает нагрузка на такие жизненно важные органы, как печень, почки, желудок и кишечник, что также приводит к возникновению различных заболеваний.
Жиры (липиды) - обширный класс органических веществ. Они являются поставщиком энергии и пластическим материалом, так как входят в состав клеточных компонентов, особенно оболочек клеток (мембран). При отсутствии жиров в рационе подопытных животных нарушается деятельность мозга, ослабевает иммунитет, сокращается продолжительность жизни. В то же время избыточное потребление жиров, особенно животного происхождения способствует развитию атеросклероза и ожирения, что приводит к инфарктам, кровоизлияниям в мозг и является основной причиной смерти человека. Углеводы или сахара являются основным поставщиком энергии для организма. Углеводы делятся на простые (сахароза, фруктоза и др.) и сложные, например крахмал. Недостаток углеводов приводит к резкому сокращению поступления энергии в организм, поэтому в рационе они должны составлять около 50% от всех потребляемых веществ. Однако избыток углеводов может приводить к развитию некоторых заболеваний, в частности сахарного диабета.
Витамины также относятся к важнейшим классам пищевых веществ. Они обладают исключительно высокой биологической активностью. Они не являются источником энергии, а участвуют в обмене веществ как компоненты ферментативных реакций. Известно 13 витаминов.
Минеральные вещества, как и витамины не обладают энергетической ценностью, однако недостаток или избыток минеральных веществ в организме приводит к возникновению ряда патологических состояний. Минеральные вещества делятся на макро- и микро-элементы. К макроэлементам относят кальций, фосфор, магний, натрий, хлор, серу. К микроэлементам - железо, йод, селен, цинк, медь и др. Необходимо знать, что бесконтрольный прием витаминов и минеральных веществ может наносить значительный ущерб здоровью, вызывать патологические изменения во всех органах и тканях. Например избыточное употребление витамина А и D может вызывать повреждение печени и сердечно- сосудистой системы. Избыток натрия приводит к повышению кровяного давления, т.е. к гипертонии. Однако наибольший ущерб организму наносит недостаток этих веществ. При недостатке витаминов возникают состояний называемые гиповитаминозами, проявления которых очень разнообразны. Недостаток витаминов, в конечном счете, приводит к гибели организма. При недостатке йода возникает такая распространенная болезнь как эндемический зоб, при недостатке селена снижаются защитные силы организма и особенно противораковые.
71. Физиологическая сущность механизмов теплопродукции (сократительный и несократительный термогенез). Образование первичного и вторичного тепла. Механизмы теплоотдачи.
Терморегуляция - это совокупность физиологических процессов теплообразования и теплоотдачи, обеспечивающих поддержание нормальной температуры тела. В основе терморегуляции лежит баланс этих процессов.
Источником тепла в организме являются экзотермические реакции окисления белков, жиров, углеводов, а также гидролиза АТФ. Суммарная теплопродукция (теплообразование) в организме состоит из первичной и вторичной теплоты. Первичная теплота выделяется в ходе постоянно протекающих во всех органах и тканях реакций обмена веществ. Вторичная теплота образуется при расходовании энергии макроэргических соединений на выполнение человеком определенной мышечной работы. При гидролизе питательных веществ часть освобожденной энергии аккумулируется в АТФ, а часть рассеивается в виде теплоты (первичная теплота). При использовании энергии, аккумулированной в АТФ, часть энергии идет на выполнение полезной работы, часть рассеивается в виде тепла (вторичная теплота). Таким образом, два потока теплоты — первичной и вторичной — являются теплопродукцией. При высокой температуре среды или соприкосновении человека с горячим телом, часть тепла организм может получать извне (экзогенное тепло).
При необходимости повысить теплопродукцию (например, в условиях низкой темпера¬туры среды), помимо возможности получения тепла извне, в организме существуют меха¬низмы, повышающие продукцию тепла.
Классификация механизмов теплопродукции:
1.Сократительный термогенез — продукция тепла в результате сокращения скелетных мышц:
а) произвольная активность локомоторного аппарата;
б) терморегуляционный тонус;
в) холодовая мышечная дрожь, или непроизвольная ритмическая активность скелет¬ных мышц.
2.Несократительный термогенез, или недрожательный термогенез (продукция тепла в результате активации гликолиза, гликогенолиза и липолиза):
а)в скелетных мышцах (за счет разобщения окислительного фосфорилирования);
б) в печени;
в) в буром жире;
г) за счет специфико-динамического действия пищи.
Сократительный термогенез
При сокращении мышц возрастает гидролиз АТФ, и поэтому возрастает поток вторич¬ной теплоты, идущей на согревание тела. Произвольная мышечная активность, в основном, возникает под влиянием коры больших полушарий. Опыт человека показывает, что в усло¬виях низкой температуры среды необходимо движение. Поэтому реализуются условнорефлекторные акты, возрастает произвольная двигательная активность. Чем она выше, тем выше теплопродукция. Возможно повышение ее в 3—5 раз по сравнению с величиной ос¬новного обмена. Обычно при снижении температуры среды и температуры крови первой реакцией является увеличение терморегуляционного тонуса. Впервые его выявили в 1937 г. у животных, а в 1952 г. — у человека. С помощью метода электромиографии показано, что при повышении тонуса мышц, вызванного переохлаждением, повышается электрическая активность мышц. С точки зрения механики сокращения, герморегуляционный тонус пред¬ставляет собой микровибрацию. В среднем, при его появлении, теплопродукция возрастает на 20—45% от исходного уровня. При более значительном переохлаждении терморегуля¬ционный тонус переходит в мышечную холодовую дрожь. Терморегуляционный тонус эко-номнее, чем мышечная дрожь. Обычно в его создании участвуют мышцы головы и шеи.
Дрожь, или холодовая мышечная дрожь, представляет собой непроизвольную ритмиче¬скую активность поверхностно расположенных мышц, в результате которой теплопродук¬ция возрастает по сравнению с исходным уровнем в 2—3 раза. Обычно вначале возникает дрожь в мышцах головы и шеи, затем — туловища и, наконец, конечностей. Считается, что эффективность теплопродукции при дрожи в 2,5 раза выше, чем при произвольной деятель¬ности.
Сигналы от нейронов гипоталамуса идут через «центральный дрожатель¬ный путь» (тектум и красное ядро) к альфа-мотонейронам спинного мозга, откуда сигналы идут к соответствующим мышцам, вызывая их активность. Курареподобные вещества (миорелаксанты) за счет блокады Н-холинорецепторов блокируют развитие терморегуляционного тонуса и холодовой дрожи. Это используется для создания искусственной гипотер¬мии, а также учитывается при проведении оперативных вмешательств, при которых приме¬няются миорелаксанты.
Несократительный термогенез. Он осуществляется путем повышения процессов окисления и снижения эффективности сопряжения окислительного фосфорилирования. Основным местом продукции тепла явля¬ются скелетные мышцы, печень, бурый жир. За счет этого вида термогенеза теплопродук¬ция может возрасти в 3 раза.
В скелетных мышцах повышение несократителыюго термогенеза связано с уменьшени¬ем эффективности окислительного фосфорилирования за счет разобщения окисления и фо¬сфорилирования, в печени — в основном, путем активации гликогенолиза и последующего окисления глюкозы. Бурый жир повышает теплопродукцию за счет липолиза (под влияни¬ем симпатических воздействий и адреналина). Бурый жир расположен в затылочной облас¬ти, между лопатками, в средостении по ходу крупных сосудов, в подмышечных впадинах. В условиях покоя около 10% тепла образуется в буром жире. При охлаждении роль бурого жира резко повышается. При холодовой адаптации (у жителей арктических зон) возрастает масса бурого жира и ее вклад в общую теплопродукцию.
Регуляция процессов несократительного термогенеза осуществляется путем активации симпатической системы и продукции гормонов щитовидной железы (они разобщают окислительное фосфорилирование) и мозгового слоя надпочечников.
МЕХАНИЗМЫ ТЕПЛООТДАЧИ. Основная масса тепла образует¬ся во внутренних органах. Поэтому внутренний поток тепла для удале¬ния из организма должен подойти к коже. Перенос тепла от внутренних органов осуществляется за счет теплопроведения (таким способом пе¬реносится менее 50% тепла) и кон¬векции, т. е. тепломассапереноса. Кровь в силу своей высокой тепло¬емкости является хорошим провод¬ником тепла.
Второй поток тепла — это поток, направленный от кожи в среду. Его называют наружным потоком. Рас-сматривая механизмы теплоотдачи, обычно имеют ввиду именно этот поток.
Отдача тепла в среду осуществ¬ляется с помощью 4 основных меха¬низмов:
1)испарения;
2)теплопроведения;
3)теплоизлучения;
4)конвекции.
Вклад каждого механизма в теплоотдачу определяется состоянием среды и скоро¬стью продукции тепла в организме. В условиях температурного комфорта основная масса тепла отдается за счет теплопроведения, теплоизлучения и конвекции и лишь 19—20% — с помощью испарения. При высокой температуре среды до 75—90% тепла отдается за счет испарения.
Теплопроведение — это способ отдачи тепла телу, которое непосредственно контакти¬рует с телом человека. Чем ниже температура этого тела, чем выше температурный гради¬ент, тем выше скорость потери тепла за счет этого механизма. Обычно этот способ отдачи тепла ограничен одеждой и воздушной прослойкой, которые являются хорошими изолято¬рами тепла, а также подкожным жировым слоем. Чем толще этот слой, тем меньше вероят¬ность передачи тепла к холодному телу.
Теплоизлучение — отдача тепла с участков кожи, не прикрытых одеждой. Происходит путем длинноволнового инфракрасного излучения, поэтому такой вид теплоотдачи еще называют радиационной теплоотдачей. В условиях температурного комфорта за счет этого механизма отдается до 60% тепла.
Конвекция. Воздух, соприкасающийся с кожей, нагревается и поднимается, его место занимает «холодная» порция воздуха и т. д. Таким способом — за счет тепломассапереноса отдается в условиях температурного комфорта до 15% тепла.
Испарение. Отдача тепла происходит за счет траты энергии (0,58 ккал на 1 мл воды) на испарение воды. Различают два вида испарения, или перспирации: неощущаемую и ощущаемую пер¬спирацию.
а)неощущаемая перспирация — это испарение воды со слизистых дыхательных путей и воды, которая просачивается через эпителий кожного покрова (тканевой жидкости). За сут¬ки через дыхательные пути испаряется в норме до 400 мл воды, т. е. отдается 400x0,58ккал=232ккал/сутки. При необходимости эта величина может быть увеличена за счет так назы¬ваемой тепловой одышки, которая обусловлена влиянием нейронов центра теплоотдачи на дыхательные нейроны ствола мозга.
В среднем за сутки через эпидермис просачивается около 240 мл воды. Следовательно, за счет этого отдается 240•0,58ккал=139ккал/сутки. Эта величина не зависит от процессов регуляции и различных факторов среды.
Оба вида неощущаемой перспирации за сутки позволяют отдать (400 + 240) • 0,58 = 371 ккал.
б)ощущаемая перспирация (отдача тепла путем испарения пота). В среднем за сутки при комфортной температуре среды выделяется 400—500 мл пота, следовательно, отдает¬ся до 300 ккал. Однако при необходимости объем потоотделения может возрасти до 12 л/сутки, т. е. путем потоотделения можно отдать почти 7000 ккал в сутки. За час потовые железы могут продуцировать до 1,5 л, а по некоторым источникам — до 3 л пота.
