АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Газообмен в тканях

Внутреннее, или тканевое, дыхание совершается следующим образом.

Так как в тканях напряжение СО₂ в результате обмена веществ достигает 7980-9310 Па, а в венозной крови — 6118-6251 Па, то СО₂ диффундирует из тканей в венозную кровь, а из венозной крови — в альвеолярный воздух.

В артериальной крови напряжение 13566-13965 Па. В тканях О₂ потребляется и, следовательно, его напряжение доходит до нуля. Поэтому О₂ диффундирует из артериальной крови в ткани и его напряжение в венозной крови падает до 4921-5320 Па, а в межтканевой жидкости оно колеблется от 2660 до 4921 Па.

Таким образом, ткани потребляют 8 объемных процентов, или 40% всего О₂, который содержится в артериальной крови. При усиленной мышечной работе ткани потребляют 50-60% всего О₂ крови.

Увеличению потребления О₂ в тканях способствует образование при мышечной работе кислот, которые, как известно, понижают способность гемоглобина связывать О₂. Следовательно, это действие кислот обусловливает увеличение потребления О₂, которое зависит от интенсивности процессов окисления в тканях, регулируемых нервной системой, а не от количества доставленного в ткани О₂. Коэффициент утилизации О₂ рассчитывается в кубических нанометрах поглощенного О₂ на 1 мг сухой массы ткани и 1 ч. Коэффициент утилизации O₂ у человека в коре головного мозга — 6,0-10,3, в слизистой оболочке желудка — 9,6, в слюнной железе — 6,3, в лимфатических узлах — 3,8-5,9. Этот коэффициент относительно велик в коре надпочечников и в почках. С возрастом у людей систематически снижается потребление О₂ тканями.

В целом организме коэффициент утилизации, или использовании кислорода определяется количеством кислорода, которое потребляется кровью из 1 дц³ воздуха, поступившего в альвеолы. В покое это количество кислорода равно 40-60 см³, так как 1 дц³ артериальной крови содержит до 200 см³ кислорода, а венозной - до 140 см³.

18 Под дыхательным центром следует понимать совокуп­ность нейронов специфических (дыхательных) ядер продолговатого мозга, способных генерировать дыхательный ритм.

В нормальных (физиологических) условиях дыхательный центр получает афферентные сигналы от периферических и центральных хеморецепторов, сигнализирующих соответственно о парциальном давлении O2 в крови и концентрации Н+ во внеклеточной жидкости мозга. В период бодрствования деятельность дыхательного центра регулируется дополнительными сигналами, исходящими из различ­ных структур ЦНС. У человека это, например, структуры, обеспе­чивающие речь. Речь (пение) может в значительной степени от­клонить от нормального уровень газов крови, даже снизить реакцию дыхательного центра на гипоксию или гиперкапнию. Афферентные сигналы от хеморецепторов тесно взаимодействуют с другими аф­ферентными стимулами дыхательного центра, но в конечном счете химический, или гуморальный, контроль дыхания всегда доминирует над нейрогенным. Например, человек произвольно не может беско­нечно долго задерживать дыхание из-за нарастающих во время остановки дыхания гипоксии и гиперкапнии.

Дыхательный центр выполняет две основные функции в системе дыхания: моторную, или двигательную, которая проявляется в виде сокращения дыхательных мышц, и гомеостатическую, связанную с изменением характера дыхания при сдвигах содержания 02 и СO2 во внутренней среде организма.

Двигательная функция дыхательного центра заключается в ге­нерации дыхательного ритма и его паттерна. Под генерацией ды­хательного ритма понимают генерацию дыхательным центром вдо­ха и его прекращение (переход в экспирацию). Под паттерном дыхания следует понимать длительность вдоха и выдоха, величину дыхательного объема, минутного объема дыхания. Моторная функ­ция дыхательного центра адаптирует дыхание к метаболическим потребностям организма, приспосабливает дыхание в поведенческих реакциях (поза, бег и др.), а также осуществляет интеграцию ды­хания с другими функциями ЦНС.

Гомеостатическая функция дыхательного центра поддерживает нормальные величины дыхательных газов (O2, СO2) и рН в крови и внеклеточной жидкости мозга, регулирует дыхание при изменении температуры тела, адаптирует дыхательную функцию к условиям измененной газовой среды, например при пониженном и повышенном барометрическом давлении.

Локализация и функциональные свойства дыхательных нейро­нов. Нейроны дыхательного центра локализованы в дорсомедиальной и вентролатеральной областях продолговатого мозга и образуют так называемые дорсальную и вентральную дыхательную группу.

--Изменение дыхания происходит рефлекторно. Оно меняется при болевом раздражении, при раздражении органов брюшной полости, рецепторов кровеносных сосудов, кожи, рецепторов дыхательных путей. При вдыхании паров аммиака, например, раздражаются рецепторы слизистой оболочки носоглотки, что приводит к рефлекторной задержке дыхания. Это важное приспособление, препятствующее попаданию в легкие ядовитых и раздражающих веществ.

Особое значение в регуляции дыхания имеют импульсы, идущие от рецепторов дыхательных мышц и от рецепторов самих легких. От них в большой степени зависит глубина вдоха и выдоха. Это происходит так: при вдохе, когда легкие растягиваются, раздражаются рецепторы в их стенках. Импульсы от рецепторов легких по центростремительным волокнам достигают дыхательного центра, тормозят центр вдоха и возбуждают центр выдоха. В результате дыхательные мышцы расслабляются, грудная клетка опускается, диафрагма принимает вид купола, объем грудной клетки уменьшается и происходит выдох. Поэтому говорят, что вдох рефлекторно вызывает выдох. Выдох, в свою очередь, рефлекторно стимулирует вдох.

В регуляции дыхания принимает участие кора головного мозга, обеспечивая тончайшее приспособление дыхания к потребностям организма в связи с изменениями условий внешней среды и жизнедеятельности организма.

Вот примеры влияния коры больших полушарий на дыхание. Человек может на время задержать дыхание, по своему желанию менять ритм и глубину дыхательных движений. Влияниями коры головного мозга объясняются предстартовые изменения дыхания у спортсменов - значительное углубление и учащение дыхания перед началом соревнования. Возможна выработка условных дыхательных рефлексов. Если к вдыхаемому воздуху добавить около 5-7% углекислого газа, который в такой концентрации учащает дыхание, и сопровождать вдох стуком метронома или звонком, то через несколько сочетаний один только звонок или стук метронома вызовет учащение дыхания.

19 Значение пищеварения состоит в том, что в результате этого процесса генетически чужеродные для организма молекулы белков, жиров, углеводов, нуклеиновых кислот, входящих в пищу, расщепляются в пищеварительном тракте до простых, более мелких молекул, которые могут быть усвоены клетками. Пищеварение - это сложный физиологический процесс, заключающийся в механической и химической обработке пищи, всасывании питательных веществ, выделении не переварившихся остатков пищи. В соответствии с этим пищеварительная система выполняет функции: секреторную, моторную, всасывательную и выделительную. Секреторная функция заключается в выработке пищеварительных соков железистыми клетками, входящими в состав пищеварительных желез. Моторная функция обеспечивается сокращениями мышц, входящих в состав стенок пищеварительного тракта и заключается в механическом измельчении пищи, ее перемешивании и продвижении по пищеварительному тракту. Всасывательная функция - это поступление продуктов ферментативного расщепления (питательных веществ) в кровь и лимфу через стенку отделов пищеварительной системы. Выделительная функция - это выведение из пищеварительного тракта не переварившихся и не усвоенных веществ, а также некоторых продуктов обмена.

ПИЩЕВАРЕ́НИЕ, начальный этап обмена веществ, процесс механической и химической обработки пищи в животном организме, при котором пища превращается в простые составные элементы, которые могут всасываться и использоваться организмом для восполнения его энергетических затрат. Последовательная поэтапная деградация полимерных молекул питательных веществ до мономеров осуществляется пищеварительными соками, содержащими гидролитические ферменты: пептид-гидролазы, расщепляющие пептидные связи в белках и полипептидах; гликозидазы, или карбогидразы, гидролизующие глюкозидные связи в углеводах; липазы, действующие на эфирные связи в жирах. Начальное расщепление пищи происходит в кислой среде, тогда как его конечные этапы требует нейтральной или слабощелочной среды. Все протеолитические ферменты секретируются в виде неактивных предшественников.

В ротовой полости начинается первичная механическая и химическая обработка пищи: размельчение при жевании, смачивание слюной и формирование ее в пищевой комок, который затем в результате глотания поступает в пищевод и далее — в желудок.

Пищевые массы, смешанные с желудочным соко м, называются химусом. Хорошо развитая система гладкомышечных элементов желудка и кишечника, обусловливающая разнообразные формы его моторики, в том числе и перистальтику, способствует как продолжению механической обработки пищи, так и ее транспорту. В желудке по мере действия пищеварительного сока начинается расщепление белков до пептонов. Основным ферментом, гидролизующим белки в желудке, является пепсин, который образуется из предшественника — пепсиногена, секретируемого главными клетками фундальных желез. Превращение пепсиногена в пепсин происходит под влиянием соляной кислоты, секретируемой париетальными клетками фундальных желез. Оптимум протеолитической активности пепсина находится при рН 1,5—2.

Из желудка кислый химус небольшими порциями поступает в верхний отдел кишечника — двенадцатиперстную кишку. В тонком кишечнике он перемешивается с щелочными секретами поджелудочной железы, печени и кишечных желез. Переваривание пищи в двенадцатиперстной кишке осуществляется главным образом за счет ферментов панкреатического сока при участии желчи. Протеолитические ферменты поджелудочной железы (трипсин химотрипсин и эластаза) синтезируются в виде неактивных предшественников. Их активация происходит в нейтральной или слабощелочной среде под влиянием энтерокиназы — эндопептидазы, секретируемой слизистой двенадцатиперстной кишки. Кроме протеаз, в панкреатическом соке присутствуют ферменты, расщепляющие жиры (панкреатическая липаза, фосфолипаза А и лецитиназа), углеводы (панкреатическая альфа-амилаза) и нуклеиновые кислоты (нуклеазы).
Желчь, вырабатываемая печенью и хранящаяся в желчном пузыре, во время пищеварения поступает в двенадцатиперстную кишку. Ее главное значение — активация ряда ферментов поджелудочного и кишечного соков, особенно липазы, которая в присутствии желчи действует в 15—20 раз сильнее. Понижая поверхностное натяжение, желчь эмульгирует жиры, что увеличивает поверхность их взаимодействия с ферментами.

Пищеварительные ферменты и их действие

Всасывание. Продукты пищеварения проходят через слизистую оболочку желудочно-кишечного тракта и всасываются в кровь и лимфу при помощи транспорта и диффузии. Всасывание происходит главным образом в тонком кишечнике. Слизистая оболочка ротовой полости также обладает способностью к всасыванию, это свойство используется в применении некоторых лекарственных препаратов (валидол, нитроглицерин и др.). В желудке всасывание практически не происходит. В нем всасываются вода, минеральные соли, глюкоза, лекарственные вещества и др. В двенадцатиперстной кишке также происходит всасывание воды, минеральных веществ, гормонов, продуктов расщепления белка. В верхних отделах тонкого кишечника углеводы в основном всасываются в виде глюкозы, галактозы, фруктозы и других моносахаридов. Аминокислоты белков всасываются в кровь при помощи активного транспорта. Продукты гидролиза основных пищевых жиров (триглицериды) способны проникать через клетку кишечника (энтероцит) только после соответствующих физико-химических преобразований. Моноглицериды и жирные кислоты всасываются в энтероцитах только после взаимодействия с желчными кислотами путем пассивной диффузии. Образовав с желчными кислотами комплексные соединения, они транспортируются главным образом в лимфу. Часть жиров может поступать непосредственно в кровь, минуя лимфатические сосуды. Всасывание жиров тесно связано с всасыванием жирорастворимых витаминов (A, D, Е, К). Витамины, растворимые в воде, могут всасываться методом диффузии (например, аскорбиновая кислота, рибофлавин). Фолиевая кислота усваивается в конъюгированном виде; витамин В12 (цианокобаламин) — в подвздошной кишке при помощи внутреннего фактора, который образуется на теле и дне желудка.
В тонкой и толстой кишках происходит всасывание воды и минеральных солей, которые поступают с пищей и сек-ретируются пищеварительными железами. Общее количество воды, которое всасывается в кишечнике человека в течение суток, составляет около 8—10 л, натрия хлорида — 1 моль. Транспорт воды тесно связан с транспортом ионов Na+ и определяется им.

Немного переварившееся содержимое желудка в форме пищевой кашицы, которая пропитана кислым желудочным соком, движется усилиями мускулатуры желудка к его пилорическому отделу. Затем оно порциями переходит в начальный отдел тонкого кишечника - двенадцатиперстную кишку. Здесь на пищевую массу действует сок двух основных пищеварительных желез - печени и поджелудочной железы, а также сок мелких кишечных желез. Под влиянием находящихся в них ферментов осуществляется наиболее интенсивная химическая переработка белков, жиров и углеводов, которые, подвергаясь последующему расщеплению, доводятся в двенадцатиперстной кишке до такого состояния, что способны всасываться и усваиваться организмом.

Сок, который выделяется поджелудочной железой, представляет собой бесцветную прозрачную жидкость щелочной реакции. В нем присутствует фермент трипсин, который расщепляет белковые вещества до аминокислот. Трипсин образуется в неактивной форме клетками железы и активируется с помощью ферментов кишечного сока. Находящийся в соке фермент липаза активируется желчью, которая поступает из печени и желчного пузыря, и, воздействуя на жиры, преобразует их в глицерин и жирные кислоты. Ферменты амилаза и мальтаза преобразуют сложные углеводы в моносахариды типа глюкозы. Отделение поджелудочного сока происходит 6-14 ч и зависит от состава и свойств принятой пищи.

Относительная величина массы поджелудочной железы намного увеличивается в возрасте от 1 года до 8 лет. Преобразуется и ее секреторная функция. Активность белковых ферментов принимает довольно высокие значения уже у грудных детей, затем она постепенно увеличивается, достигая максимального значения к возрасту 4-6 лет. Активность липазы возрастает к концу первого года жизни и сохраняется на высоком уровне до 9-летнего возраста. Активность ферментов, которые расщепляют углеводы, на протяжении первого года жизни значительно увеличивается (в 3-4 раза), а максимальные значения достигаются к 9 годам.

При протекании процесса переваривания пищевых веществ в двенадцатиперстной кишке важнейшая роль отводится желчи.

Желчь, во-первых, активизирует состояние липазы, которая вырабатывается клетками поджелудочной железы, и другие ферменты.

Во-вторых, желчь эмульгирует жиры, преобразуя их во взвесь мелких капелек (эмульгированные жиры легче перевариваются).

В-третьих, желчь активно воздействует на процессы всасывания в тонкой кишке. Кроме того, желчь способствует обострению отделения сока поджелудочной железы. Выделение желчи печенью наблюдается с первого дня жизни детей. Количество желчи в раннем детстве вполне достаточно для переваривания основного пищевого продукта, который они потребляют, - молока, содержащего эмульгированный жир. С возрастом желчеотделение усиливается. Количество желчных кислот в печеночной желчи очень большое, в первые дни после рождения, в дошкольном и младшем школьном возрастах оно понижается, у взрослых содержание желчных кислот снова резко повышается. При развитии ребенка увеличивается способность желчного пузыря концентрировать желчь.

21 В цитоплазме клеток органов и тканей постоянно идет процесс синтеза сложных высокомолекулярных соединений и одновременно с этим — их распад с выделением энергии и образованием простых низкомолекулярных веществ — углекислого газа, воды, аммиака и др.Процесс синтеза органических веществ называется ассимиляцией, или анаболизмом. В ходе ассимиляции обновляются органоиды клетки, и накапливается запас энергии. Распад структурных элементов клетки сопровождается выделением заключенной в химических связях энергии, а конечные продукты распада, вредные для организма, выводятся за пределы клетки, а затем из организма.Процесс распада органических веществ противоположен процессу ассимиляции и называется диссимиляцией, или катаболизмом. Подобного типа реакции идут с поглощением кислорода, поэтому расщепление органических веществ связано с окислением, а освободившаяся при этом энергия идет на синтез ЛТФ (аденозинтрифосфорная кислота), необходимой для ассимиляции.

Таким образом, ассимиляция и диссимиляция — это две противоположные, но взаимосвязанные стороны единого процесса — обмена веществ. При нарушении ассимиляции и диссимиляции расстраивается весь обмен веществ.

В организме человека непрерывно протекают водный, солевой, белковый, жировой и углеводный обмен. Непрерывный распад и окисление органических соединений возможны лишь тогда, когда количество этих веществ в клетках постоянно пополняется. Однако потребность в питательных веществах неодинакова. Большая их часть используется организмом для образования энергии. В процессе жизнедеятельности организма энергетические запасы непрерывно уменьшаются, и их пополнение идет за счет пищи.

Соотношение количества энергии, поступающей с пищей, и энергии, расходуемой организмом, называется энергетическим балансом. Количество потребляемой пищи должно соответствовать энергетическим затратам человека.

Дата добавления: 2015-12-15 | Просмотры: 834 | Нарушение авторских прав