Нормальная физиология

Размещено на http://www.allbest.ru/

«СЕВЕРНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации

Факультет менеджмента и информатики

Курсовая работа

Нормальная физиология

Выполнил (а): студент (ка)

Курбанова Екатерина Валерьевна

II курса

Направление подготовки

060500 «Сестринское дело»

степень «бакалавр»

Заочная форма обучения

Проверил: к.м.н., доц. кафедры нормальной физиологии

Шерстенникова Александра Константиновна

г. Архангельск 2013г.



1. Линейная и объемная скорость кровотока в различных отделах системы кровообращения

Гемодинамика -- раздел физиологии кровообращения, использующий законы гидродинамики (физические явления движения жидкости в замкнутых сосудах) для исследования причин, условий и механизмов движения крови в сердечно-сосудистой системе.

Гемодинамика определяется двумя силами: давлением, которое оказывает влияние на жидкость, и сопротивлением, которое она испытывает при трении о стенки сосудов и вихревых движениях.

Силой, создающей давление в сосудистой системе, является сердце. У человека среднего возраста при каждом сокращении сердца в сосудистую систему выталкивается 60?70 мл крови (систолический объем) или 4?5 л/мин (минутный объем). Движущей силой крови служат разность давлений, возникающая в начале и конце трубки.

Почти во всех отделах сосудистой системы кровоток носит ламинарный характер -- кровь движется отдельными слоями параллельно оси сосуда. При этом слой, прилежащий к стенке сосуда, остается практически неподвижным, по этому слою скользит второй, а по нему, в свою очередь, третий и т.д. Форменные элементы крови составляют центральный, осевой поток, плазма движется ближе к стенке сосуда. Следовательно, чем меньше диаметр сосуда, тем ближе располагаются центральные слои к стенке и больше тормозится скорость их движения из-за вязкого взаимодействия со стенкой. В целом это означает, что в мелких сосудах скорость кровотока ниже, чем в крупных. В правильности этого положения легко убедиться сопоставив скорости кровотока в разных участках сосудистого русла. В аорте она составляет 40 см/с, в артериях -- от 40 до 10, артериолах -- 10 -- 0,1, капиллярах -- меньше 0,1, венулах -- меньше 0,3, венах -- 0,3 -- 5,0, полой вене -- 5 -- 20 см/с

Наряду с ламинарным в сосудистой системе существует турбулентное движение с характерным завихрением крови.

Ее частицы перемещаются не только параллельно оси сосуда, как при ламинарном кровотоке, но и перпендикулярно ей. Результатом такого сложного перемещения является значительное увеличение внутреннего трения жидкости. В этом случае объемная скорость тока крови будет уже не пропорциональной градиенту давления, а примерно равной квадратному корню из него. Турбулентное движение обычно возникает в местах разветвлений и сужений артерий, в участках крутых изгибов сосудов. Кровь представляет собой взвесь форменных элементов в коллоидно-солевом растворе, она обладает определенной вязкостью, не являющейся величиной постоянной. При протекании крови через капилляр, диаметр которого меньше 1 мм, вязкость уменьшается. Последующее уменьшение диаметра капилляра еще более уменьшает вязкость протекающей крови. Этот гемодинамический парадокс объясняется тем, что во время движения крови эритроциты сосредоточиваются в центре потока. Пристеночный же слой состоит из чистой плазмы с гораздо меньшей вязкостью, по которому легко скользят форменные элементы. В итоге улучшаются условия тока крови, и происходит снижение перепадов давления, что, в общем, компенсирует увеличение вязкости крови и снижение скорости ее тока в мелких артериях. Переход от ламинарного движения крови к турбулентному сопровождается значительным ростом сопротивления течению крови.

Под линейной скоростью кровотока понимают скорость движения частиц крови по сосудистой системе. Линейную скорость измеряют расстоянием, которое преодолевает частица крови за 1 с. Скорость движения частиц крови, перемещающихся в центре сосуда, больше, чем скорость движения частиц крови, находящихся около стенок сосуда. Показателем средней линейной скорости движения крови является время полного кругооборота крови, т. е. время прохождения частиц крови по большому кругу кровообращения.

В покое время кругооборота крови равно 2123 с., при мышечной деятельности это время сокращается, при легкой работе до 15 с, при тяжелой до 98 с.

В разных отделах кровеносной системы линейная скорость неодинакова. В аорте она наибольшая (около 4050 смс), а в капиллярах наименьшая (0,51 ммс). При переходе крови в венозную систему скорость ее течения вновь возрастает. Величина линейной скорости зависит от ширины сечения всей сосудистой системы. Чем больше суммарный просвет сосудов в какой-нибудь части кровеносной системы, тем меньше линейная скорость.

Наиболее узкий просвет сосудов в аорте и легочной артерии. Там кровь движется с наибольшей скоростью. По мере разветвления крупных сосудов на более мелкие общая ширина их сечения и, скорость движения крови уменьшаются. При увеличении кровяного давления в данном участке сосудистой системы скорость движения крови возрастает, а при понижении давления снижается.

Время кругооборота крови.

Это время, необходимое для прохождения крови по двум кругам кровообращения. У взрослого здорового человека при 70-80 сокращениях сердца в 1 мин полный кругооборот крови происходит за 20-23 с. Из этого времени 1/5 приходится на малый круг кровообращения и 4/5 - на большой.

Движение крови в различных отделах системы кровообращения характеризуется двумя показателями:

- Объемная скорость кровотока (количество крови, протекающей в единицу времени) одинакова в поперечном сечении любого участка ССС. Объемная скорость в аорте равна количеству крови, выбрасываемой сердцем в единицу времени, то есть минутному объему крови.

На объемную скорость кровотока оказывают влияние в первую очередь разность давления в артериальной и венозной системах и сопротивление сосудов. На величину сопротивления сосудов влияет ряд факторов: радиус сосудов, их длина, вязкость крови.

Линейная скорость кровотока - это путь, пройденный в единицу времени каждой частицей крови. Линейная скорость кровотока неодинакова в разных сосудистых областях. Линейная скорость движения крови в венах меньше, чем в артериях. Это связано с тем, что просвет вен больше просвета артериального русла. Линейная скорость кровотока наибольшая в артериях и наименьшая в капиллярах. Следовательно, линейная скорость кровотока обратно пропорциональна суммарной площади поперечного сечения сосудов.

Величина кровотока в отдельных органах зависит от кровоснабжения органа и уровня его активности.

Принципы и типы регуляции движения крови по сосудам.

Механизмы, регулирующие кровообращение, можно разделить на две группы. Это центральные и местные механизмы. Главная цель центральных механизмов, регулирующих системное кровообращение, -- обеспечить необходимое взаимодействие между сердечным выбросом и тонусом (просветом) сосудов для поддержания артериального давления на постоянном уровне. В основе центральной регуляции системного кровообращения лежат нервный и гуморальный механизмы.

Местные механизмы регулируют величину кровотока через отдельные органы. Задачи местного кровотока определяются не только кровоснабжением его клеток -- доставкой к ним кислорода, питательных веществ и т.д. Уровень органного (местного) кровотока в значительной степени определяется функцией органа и особенностями его обмена веществ. Поэтому гладкие мышцы артериол мозга, почек, пищеварительного тракта, кожи, обладают разной чувствительностью к нервным влияниям и гуморальным факторам. Базальный тонус сосудов некоторых внутренних органов, например, мозга и почек регулируется с помощью особых механизмов ауторегуляции. Гладкие мышцы их сосудов более чувствительны к периферическим гормонам, вырабатываемым местно, (для почек) или к метаболитам (для сосудов мозга).

Сосудистый тонус.

В структуры стенок всех сосудов организма кроме капилляров входят гладкие мышцы, которые даже в отсутствии нервных и гуморальных влияний находятся в состоянии некоторого постоянного сокращения, называемого миогенным базальным тонусом. Одной из причин базального тонуса является способность гладких мышц к автоматии и их высокая чувствительность к механическим влияниям, особенно к растяжению. В разных областях сосудистого русла базальный тонус выражен не одинаково -- он особенно выражен в артертолах, прекапиллярных сфинктерах, посткапиллярных венулах. Основу базального тонуса составляют сокращения гладких мышц сосудов, и, таким образом, базальный тонус -- это мишень различных влияний, регулирующих просвет сосуда в интересах поддержания уровня артериального давления или изменения кровотока в органах.

2. Дыхательный центр. Современное представление о его структуре и организации

По современным представлениям дыхательный центр - это совокупность нейронов, обеспечивающих смену процессов вдоха и выдоха и адаптацию системы к потребностям организма.

Выделяют несколько уровней регуляции:

1) спинальный;

2) бульбарный;

3) супрапонтиальный;

4) корковый.

Спинальный уровень представлен мотонейронами передних рогов спинного мозга, аксоны которых иннервируют дыхательные мышцы. Этот компонент не имеет самостоятельного значения, так как подчиняется импульсам из вышележащих отделов.

Нейроны ретикулярной формации продолговатого мозга и моста образуют бульбарный уровень. В продолговатом мозге выделяют следующие виды нервных клеток:

1) ранние инспираторные (возбуждаются за 0,1-0,2 с до начала активного вдоха);

2) полные инспираторные (активируются постепенно и посылают импульсы всю фазу вдоха);

3) поздние инспираторные (начинают передавать возбуждение по мере угасания действия ранних);

4) постинспираторные (возбуждаются после торможения инспираторных);

5) экспираторные (обеспечивают начало активного выдоха);

6) преинпираторные (начинают генерировать нервный импульс перед вдохом).

Аксоны этих нервных клеток могут направляться к мотонейронам спинного мозга (бульбарные волокна) или входить в состав дорсальных и вентральных ядер (протобульбарные волокна).

Нейроны продолговатого мозга, входящие в состав дыхательного центра, обладают двумя особенностями:

1) имеют реципрокные отношения;

2) могут самопроизвольно генерировать нервные импульсы.

Пневмотоксический центр образован нервными клетками моста. Они способны регулировать активность нижележащих нейронов и приводят к смене процессов вдоха и выдоха. При нарушении целостности ЦНС в области ствола мозга понижается частота дыхания и увеличивается продолжительность фазы вдоха.

Супрапонтиальный уровень представлен структурами мозжечка и среднего мозга, которые обеспечивают регуляцию двигательной активности и вегетативной функции.

Корковый компонент состоит из нейронов коры больших полушарий, влияющих на частоту и глубину дыхания. В основном они оказывают положительное влияние, особенно на моторные и орбитальные зоны. Кроме того, участие коры больших полушарий говорит о возможности самопроизвольно изменять частоту и глубину дыхания.

Таким образом, в регуляции дыхательного процесса принимают различные структуры коры больших полушарий, но ведущую роль играет бульбарный отдел.

Гуморальная регуляция нейронов дыхательного центра.

Впервые гуморальные механизмы регуляции были описаны в опыте Г. Фредерика в 1860 г., а затем изучались отдельными учеными, в том числе И. П. Павловым и И. М. Сеченовым.

Г. Фредерик провел опыт перекрестного кровообращения, в котором соединил сонные артерии и яремные вены двух собак. В результате голова собаки № 1 получала кровь от туловища животного № 2, и наоборот. При пережатии трахеи у собаки № 1 произошло накопление углекислого газа, который поступил в туловище животного № 2 и вызвал у него повышение частоты и глубины дыхания - гиперпноэ. Такая кровь поступила в голову собаки под № 1 и вызвала понижение активности дыхательного центра вплоть до остановки дыхания гипопноэ и апопноэ. Опыт доказывает, что газовый состав крови напрямую влияет на интенсивность дыхания.

Возбуждающее действие на нейроны дыхательного центра оказывают:

1) понижение концентрации кислорода (гипоксемия);

2) повышение содержания углекислого газа (гиперкапния);

3) повышение уровня протонов водорода (ацидоз).

Тормозное влияние возникает в результате:

1) повышения концентрации кислорода (гипероксемии);

2) понижения содержания углекислого газа (гипокапнии);

3) уменьшения уровня протонов водорода (алкалоза).

В настоящее время учеными выделено пять путей влияния газового состава крови на активность дыхательного центра:

1) местное;

2) гуморальное;

3) через периферические хеморецепторы;

4) через центральные хеморецепторы;

5) через хемочувствительные нейроны коры больших полушарий.

Местное действие возникает в результате накопления в крови продуктов обмена веществ, в основном протонов водорода. Это приводит к активации работы нейронов.

Гуморальное влияние появляется при увеличении работы скелетных мышц и внутренних органов. В результате выделяются углекислый газ и протоны водорода, которые стоком крови поступают к нейронам дыхательного центра и повышают их активность.

Периферические хеморецепторы - это нервные окончания с рефлексогенных зон сердечно-сосудистой системы (каротидные синусы, дуга аорты и т. д.). Они реагируют на недостаток кислорода. В ответ начинают посылаться импульсы в ЦНС, приводящие к увеличению активности нервных клеток (рефлекс Бейнбриджа).

В состав ретикулярной формации входят центральные хеморецепторы, которые обладают повышенной чувствительностью к накоплению углекислого газа и протонов водорода. Возбуждение распространяется на все зоны ретикулярной формации, в том числе и на нейроны дыхательного центра.

Нервные клетки коры больших полушарий также реагируют на изменение газового состава крови. Таким образом, гуморальное звено играет важную роль в регуляции работы нейронов дыхательного центра.

Нервная регуляция активности нейронов дыхательного центра.

Нервная регуляция осуществляется в основном рефлекторными путями. Выделяют две группы влияний - эпизодические и постоянные.

К постоянным относятся три вида:

1) от периферических хеморецепторов сердечно-сосудистой системы (рефлекс Гейманса);

2) от проприорецепторов дыхательных мышц;

3) от нервных окончаний растяжений легочной ткани.

В процессе дыхания мышцы сокращаются и расслабляются. Импульсы от проприорецепторов поступают в ЦНС одновременно к двигательным центрам и нейронам дыхательного центра. Происходит регуляция работы мышц. При возникновении каких-либо препятствий дыхания инспираторные мышцы начинают еще больше сокращаться. В результате устанавливается зависимость между работой скелетных мышц и потребностями организма в кислороде.

Рефлекторные влияния от рецепторов растяжения легких были впервые обнаружены в 1868 г. Э. Герингом и И. Брейером. Они обнаружили, что нервные окончания, расположенные в гладкомышечных клетках, обеспечивают три вида рефлексов:

1) инспираторно-тормозные;

2) экспираторно-облегчающие;

3) парадоксальный эффект Хеда.

При нормальном дыхании возникает инспираторно-тормозные эффекты. Во время вдоха легкие растягиваются, и импульсы от рецепторов по волокнам блуждающих нервов поступают в дыхательный центр. Здесь происходит торможение инспираторных нейронов, что приводит к прекращению активного вдоха и наступлению пассивного выдоха. Значение этого процесса заключается в обеспечении начала выдоха. При перегрузке блуждающих нервов смена вдоха и выдоха сохраняется.

Экспираторно-облегчающий рефлекс можно обнаружить только в ходе эксперимента. Если растягивать легочную ткань в момент выдоха, то наступление следующего вдоха задерживается.

Парадоксальный эффект Хеда можно осуществить в ходе опыта. При максимальном растяжении легких в момент вдоха наблюдается дополнительный вдох или вздох.

К эпизодическим рефлекторным влияниям относятся:

1) импульсы от ирритарных рецепторов легких;

2) влияния с юкстаальвеолярных рецепторов;

3) влияния со слизистой оболочки дыхательных путей;

4) влияния от рецепторов кожи.

Ирритарные рецепторы расположены в эндотелиальном и субэндотелиальном слое дыхательных путей. Они выполняют одновременно функции механорецепторов и хеморецепторов. Механорецепторы обладают высоким порогом раздражения и возбуждаются при значительным спадании легких. Подобные спадания наступают в норме 2-3 раза в час. При уменьшении объема легочной ткани рецепторы посылают импульсы к нейронам дыхательного центра, что приводит к дополнительному вдоху. Хеморецепторы реагируют на появление частиц пыли в слизи. При активации ирритарных рецепторов возникают чувство першения в горле и кашель.

Юкстаальвеолярные рецепторы находятся в интерстиции. Они реагируют на появление химических веществ - серотонина, гистамина, никотина, а также на изменение жидкости. Это приводит к особому виду одышки при отеке (при пневмонии).

При сильном раздражении слизистой оболочки дыхательных путей происходит остановка дыхания, а при умеренном появляются защитные рефлексы. Например, при раздражении рецепторов носовой полости возникает чиханье, при активации нервных окончаний нижних дыхательных путей - кашель.

На частоту дыхания оказывают влияние импульсы, поступающие от температурных рецепторов. Так, например, при погружении в холодную воду наступает задержка дыхания. При активации ноцецепторов сначала наблюдается остановка дыхания, а затем происходит постепенное учащение.

Во время раздражения нервных окончаний, заложенных в тканях внутренних органов, происходит уменьшение дыхательных движений.

При повышении давления наблюдается резкое понижение частоты и глубины дыхания, что влечет уменьшение присасывающей способности грудной клетки и восстановление величины кровяного давления, и наоборот.

Таким образом, рефлекторные влияния, оказываемые на дыхательный центр, поддерживают на постоянном уровне частоту и глубину дыхания.

Автоматия дыхательного центра.

Для нормальной деятельности дыхательного центра необходима постоянная информация о состоянии внутренней среды организма и самих органов дыхания. Мотонейроны спинного мозга получают от проприорецепторов мышц грудной клетки сигналы о степени растяжения этих мышц при вдохе. Эти сигналы могут изменять число вовлеченных в активность мотонейронов, а следовательно, определяют особенности дыхания. Тем самым осуществляется регуляция дыхания уже на уровне спинного мозга.

Афферентные импульсы бульбарный дыхательный центр получает от механорецепторов легких, дыхательных путей и дыхательных мышц, от хемо- и прессорецепторов сосудистых рефлексогенных зон. Особенно важное значение для регуляции дыхания имеет информация, поступающая от механорецепторов легких по чувствительным нервным волокнам, проходящим в блуждающих нервах. Дыхательному центру свойственна автоматия, т, е. способность генерировать ритмические импульсы без поступления к нему каких-либо других возбуждений. Ритмическая активность нейронов дыхательного центра сохраняется даже после перерезки всех идущих к нему афферентных нервов. Автоматическое ритмическое возбуждение дыхательного центра обусловлено протекающими в нем процессами обмена веществ и его высокой чувствительностью к напряжению углекислоты. Углекислота всегда содержится в крови и является наиболее сильным раздражителем нейронов дыхательного центра.

Механизм смены дыхательных фаз.

Регуляция вдоха и выдоха. Смене дыхательных фаз способствуют сигналы, поступающие от механорецепторов легких по афферентным волокнам блуждающих нервов. При перерезке блуждающих нервов (при проведении опытов на животных) дыхание становится более редким и глубоким. Следовательно, импульсы, поступающие от рецепторов легких, обеспечивают смену вдоха на выдох и смену выдоха вдохом.

В эпителиальном и субэпителиальном слоях всех воздухоносных путей, а также в области корней легких расположены так называемые ирритантные рецепторы, которые обладают одновременно свойствами механо- и хеморецепторов. Они раздражаются при сильных изменениях объема легких, часть этих рецепторов возбуждается при вдохе и выдохе. Ирритантные рецепторы возбуждаются также под действием пылевых частиц, паров едких веществ и некоторых биологически активных веществ, например, гистамина. Однако для регуляции смены вдоха и выдоха большее значение имеют рецепторы растяжения легких, которые чувствительны к растяжению легких.

Во время вдоха, когда воздух начинает поступать в легкие, они растягиваются и рецепторы, чувствительные к растяжению возбуждаются. Импульсы от них по волокнам блуждающего нерва поступают в структуры продолговатого мозга к группе нейронов, составляющих дыхательный центр (ДЦ). Как показали исследовании в продолговатом мозге в его дорсальных и вентральных ядрах локализованы центр вдоха и выдоха. От нейронов центра вдоха возбуждение поступает к мотонейронам спинного мозга, аксоны которых составляют диафрагмальный, наружные межреберные и межхрящевые нервы, иннервирующие дыхательные мышцы. Сокращение этих мышц еще больше увеличивает объем грудной клетки, воздух продолжает поступать-в альвеолы, растягивая их. Поток импульсов в дыхательный центр от рецепторов легких увеличивается. Таким образом, вдох стимулируется вдохом.

Нейроны дыхательного центра продолговатого мозга как бы разделены (условно) на две группы. Одна группа нейронов дает волокна к мышцам, которые обеспечивают вдох, эта группа нейронов получила название инспираторных нейронов (инспираторный центр), т. е. центр вдоха. Другая же группа нейронов, отдающих волокна к внутренним межреберным, и; межхрящевым мышцам, получила название экспираторных нейронов (экспираторный центр), т. е. центр выдоха.

Нейроны экспираторного и инспираторного отделов дыхательного центра продолговатого мозга обладают различной возбудимостью и лабильностью. Возбудимость инспираторного отдела выше, поэтому его нейроны возбуждаются, при действии малой частоты импульсов, приходящих от рецепторов легких. Но по мере увеличения размеров альвеол во время вдоха, частота импульсов от рецепторов легких все больше и больше нарастает и на высоте вдоха она настолько велика, что становится пессимальной для нейронов центра вдоха, но оптимальной для нейронов центра выдоха. Поэтому нейроны центра вдоха тормозятся, а нейроны центра выдоха возбуждаются. Таким образом, регуляция смены вдоха и выдоха осуществляется той частотой, которая идет по афферентным нервным волокнам от рецепторов легких к нейронам дыхательного центра.

Помимо инспираторных и экспираторных нейронов в каудальной части варолиева моста обнаружена группа клеток, получающих возбуждения от инспираторных нейронов и тормозящих активность экспираторных нейронов. У животных с перерезкой ствола мозга через середину варолиева моста дыхание становится редким, очень глубоким с остановками на некоторое время в фазе вдоха, получивших название айпнезисов. Группа клеток, создающая подобный эффект, получила название апноэстического центра.

Дыхательный центр продолговатого мозга испытывает влияния со стороны вышележащих отделов ЦНС. Так, например, в передней части варолиева моста расположен пневмотаксический центр, который способствует периодической деятельности дыхательного центра, он увеличивает скорость развития инспираторной активности, повышает возбудимость механизмов выключения вдоха, ускоряет наступление следующей инспирации.



3. Образование конечной мочи, ее состав и свойства

Вторичной, или конечной, мочой называется моча, выводимая из организма наружу. Она образуется из первичной мочи на протяжении мочевых канальцев нефрона путем обратного всасывания в кровь (путем реабсорбции) воды и некоторых растворенных в ней веществ, не подлежащих удалению из организма. По подсчетам ученых, первичной мочи за сутки образуется около 100 л, а вторичной мочи выделяется только около 41,5 л. Первичная моча по своему составу отличается от вторичной: в первой в отличие от второй содержатся глюкоза, аминокислоты и некоторые другие вещества. Все эти вещества, а также большая часть воды при протекании первичной мочи по канальцам нефрона всасываются обратно в кровь - в кровеносные капилляры, оплетающие мочевые канальцы и являющиеся разветвлениями выносящих сосудов. Вещества, подлежащие удалению из организма, прежде всего продукты распада белков, обратно в кровь почти не всасываются. Эпителий стенок мочевых канальцев, помимо способности всасывать избирательно определенные вещества из мочевых канальцев в кровь, обладает также секреторной функцией - активно выделяет некоторые вещества из крови в мочевые канальцы (креатин и др.).

Состав и свойства конечной мочи. В сутки у человека образуется и выделяется от 0,7 до 2 л мочи. Эта величина носит название суточного диуреза и зависит от количества выпитой жидкости, т.к. здоровым человеком выделяется 65-80% ее объема с мочой. Основное количество мочи образуется днем, тогда как ночью оно составляет не более половины дневного объема. Удельный вес мочи колеблется в широком диапазоне - от 1005 до 1025, обратно пропорционально объему принятой жидкости и образовавшейся мочи. Реакция суточной мочи обычно слегка кислая, однако рН колеблется в зависимости от характера питания. При растительной пище моча приобретает щелочную реакцию, а при белковой - становится более кислой. Моча обычно прозрачна, но имеет небольшой осадок, получаемый при центрифугировании и состоящий из малого количества эритроцитов, лейкоцитов и эпителиальных клеток. В осадке мочи, собранной за 12 ночных часов, содержится от 0 до 400 000 эритроцитов, от 300 000 до 1,8 миллионов лейкоцитов. Здесь также могут присутствовать кристаллы мочевой кислоты, уратов и оксалата кальция (в кислой моче) или кристаллы мочекислого аммония, фосфорнокислого и углекислого кальция (в щелочной моче). Белок и глюкоза в конечной моче практически отсутствуют, содержание аминокислот не превышает 0,5 г за сутки. Поскольку в канальцах нефрона происходит обратное всасывание основной части профильтровавшейся воды, солей и других веществ, то выделяется их с мочой от 45% (мочевина) до 0,04% (бикарбонат) от профильтровавшегося количества. Однако, за счет всасывания воды и процессов концентрирования мочи, а также секреции в канальцах, содержание в конечной моче ряда веществ превышает их концентрацию в плазме крови: мочевины в 67 раз, калия в 7, сульфатов в 90, фосфатов в 16 раз. В небольших количествах в мочу поступают производные продуктов гниения белков в кишечнике индола, скатола, фенола. В моче содержится широкий спектр органических кислот, небольшие концентрации витаминов (кроме жирорастворимых), биогенные амины и их метаболиты, стероидные гормоны и их метаболиты, ферменты и пигменты, определяющие цвет мочи. С мочой в разных концентрациях, зависящих от ее количества, выделяются практически все неорганические катионы и анионы, в том числе и широкий спектр микроэлементов.

Реабсорбция в канальцах, механизм ее регуляции.

Реабсорбция - это обратное всасывание веществ в канальцах, которое обеспечивается как активным, так и пассивным транспортом.

Пассивный транспорт осуществляется по электрохимическому и/или концентрационному и/или осмотическому градиенту. Транспорт против электрохимического и концентрационного градиентов (с затратой энергии) называется активным. Выделяют два вида активного транспорта -- первично-активный и вторично-активный.

Первично-активный транспорт происходит за счет энергии клеточного метаболизма. Например - транспорт Na+ происходит при участии фермента Na+/К+ - АТФазы, использующей энергию АТФ (натрий-калиевый насос).

Вторично-активный транспорт происходит без затраты энергии клетки непосредственно. Например, глюкоза и аминокислоты реабсорбируются с помощью специального переносчика, который обязательно должен присоединить ион Na+. Движущей силой переноса комплекса «переносчик+органическое вещество+Na+» через апикальную плазматическую мембрану служит меньшая по сравнению с просветом канальца концентрация натрия в цитоплазме клетки.

Однако градиент концентрации натрия обусловлен непрестанным активным выведением натрия из клетки во внеклеточную жидкость с помощью Na+/К+ - АТФазы, локализованной в латеральных и базальной мембранах клетки.

Следует отметить, что механизмы реабсорбции одного и того же вещества в разных отделах нефрона могут существенно различаться. Так в люминальной мембране толстого восходящего отдела петли Генле поступление Na+ в клетку происходит не с глюкозой, а одовременно с К+ и двумя ионами Cl-.

Для многих веществ (наиболее типичный пример, глюкоза, галактоза, фруктоза) присущ так называемый транспортный максимум (Т max).

Если этот транспортный максимум превышен, вещество начинает экскретироваться.

Транспортная система глюкозы имеет конечную пропускную способность 200 мг на 100 мл. При сахарном диабете по этой причине в моче появляется сахар.

В проксимальном сегменте нефрона практически полностью реабсорбируются аминокислоты, глюкоза, витамины, белки, микроэлементы, значительное количество ионов Na+, С1-, НСОз. В последующих отделах нефрона всасываются преимущественно электролиты и вода. 08

Реабсорбция натрия и хлора представляет собой наиболее значительный по объему и энергетическим тратам процесс. В проксимальном канальце в результате реабсорбции большинства профильтровавшихся веществ и воды объем первичной мочи уменьшается, и в начальный отдел петли нефрона поступает около '/з профильтровавшейся в клубочках жидкости. Из всего количества натрия, поступившего в нефрон при фильтрации, в петле нефрона всасывается до 25 %, в дистальном извитом канальце -- около 9 %, и менее 1 % реабсорбируется в собирательных, трубках или экскретируется с мочой.

Реабсорбция в дистальном сегменте характеризуется тем, что клетки переносят меньшее, чем в проксимальном канальце, ионов, но против большего градиента концентрации.

Поскольку поддержание равновесия между канальцевой реабсорбцией и клубочковой фильтрацией является принципиально важным, существуют многочисленные нервные, гуморальные и местные механизмы, регулирующие реабсорбцию в канальцах, подобно тем, которые служат для управления фильтрацией в клубочках. Важной особенностью регуляции реабсорбции, что особенно характерно для гуморальных механизмов, является ее избирательность: перенос одного вещества не зависит от реабсорбции другого. Гломерулотубулярное равновесие -- способность канальцев увеличивать интенсивность реабсорбции в ответ на увеличение фильтрации. Одним из основных механизмов в регуляции канальцевой реабсорбции является присущая канальцам способность увеличивать реабсорбцию в ответ на возрастание фильтрационной нагрузки. Этот феномен носит название гломерулотубулярного равновесия. Например, при повышении СКФ с 125 до 150 мл/мин абсолютный показатель реабсорбции в проксимальном канальце также возрастает с 81 мл/мин (65% СКФ) до 97,5 мл/мин (снова 65% СКФ). Таким образом, благодаря такому равновесию при увеличении фильтрационной нагрузки происходит соответственное возрастание реабсорбции. Количество реабсорбированной жидкости, попавшей в проксимальный каналец при фильтрации, остается на относительно постоянном уровне, составляя приблизительно около 65%.

Аналогичное равновесие в какой-то степени наблюдается и в других отделах канальцевой системы, особенно в петле Генле. Точные механизмы, благодаря которым поддерживается равновесие, до конца не ясны, однако они могут быть связаны с изменениями сил, действующих в просвете канальцев или в окружающем их межклеточном пространстве, что будет изложено далее. Очевидно, что гломерулотубулярное равновесие не зависит от гуморальных влияний, что доказывается в опытах на изолированной почке или полностью изолированных проксимальных канальцах. Значение гломерулотубулярного равновесия заключается в том, что с его помощью при увеличении СКФ можно избежать перегрузки дистальных сегментов нефрона. Данный механизм выполняет функцию второй «линии обороны», стабилизируя выделение мочи при внезапных изменениях СКФ. (Первая «линия обороны» включает механизмы саморегуляции кровотока в клубочке, которые предотвращают изменения СКФ.) Саморегуляция кровотока в клубочке и гломерулотубулярное равновесие, вместе взятые, предупреждают развитие значительных изменений объема жидкости в дистальных канальцах при колебаниях артериального давления или других нарушениях, которые при отсутствии компенсирующих механизмов приводили бы к непоправимым сбоям в системе регуляции водно-солевого обмена. Гидростатическое и коллоидно-осмотическое давление представляют собой силы, управляющие процессом реабсорбции в перитубулярных капиллярах, подобно тому, как эти силы определяют процесс фильтрации в капиллярах клубочка. Изменения реабсорбции в этих капиллярах способны, в свою очередь, повлиять на гидростатическое и коллоидно-осмотическое давление в межклеточной жидкости почечной ткани и в итоге -- на реабсорбцию воды и растворенных веществ из канальцевой системы почки.

Поворотно-противоточно-множительная система.

Поворотно-противоточная система - структура, обеспечивающая поток жидкостей в противоположных направлениях, что способствует сохранению тепла или накоплению растворенных веществ.

Мозговое вещество - уникальная область, характеризующаяся высоким перепадом осмолярности (в глубоких отделах мозговой части осмолярность в 5 раз выше осмолярности коры. Перепад осмолярности - главная причина реабсорбции воды.

Морфологическими элементами поворотно-противоточной системы почки являются петля Генле прямые сосуды собирательные трубки Противоточный умножитель в почке работает с затратой энергии и создает концентрационный градиент. Активным элементом служит клеточная система противоградиентного транспорта Na+.

Важнейшее значение в работе противоточного умножителя имеют ионы натрия, хлора и мочевины.

Теперь рассмотрим механизм осмотического концентрирования мочи. Из проксимального канальца в тонкий нисходящий отдел петли нефрона жидкость попадает в зону почки, в интерстициальной ткани которой концентрация осмотически активных веществ выше, чем в корковом веществе почки (300 мосмоль/кгН2О).

Это повышение осмоляльной концентрации в наружной зоне мозгового вещества связано с активным транспортом Na+, Cl эпителием толстого восходящего отдела петли нефрона из просвета канальца в интерстиций наружного слоя мозгового вещества почки.

Стенка нисходящего отдела петли проницаема для воды. Вода всасывается из просвета канальца в окружающую интерстициальную ткань по осмотическому градиенту, а осмотически активные вещества остаются в просвете канальца.

Во внутреннем слое мозгового вещества осмоляльность интерстиция еще выше и вода продолжает выходить из просвета канальца.

В восходящей тонкой части петли Генле Na+ начинает выходить в интерстиций по градиенту концентрации.

Стенка толстого восходящего отдела петли Генле непроницаема для воды, а клетки активно транспортируют Na+, Cl- в интерстициальную ткань.

Концентрация осмотически активных веществ в жидкости, поступающей из восходящего отдела петли в начальные отделы дистального извитого канальца, составляет уже около 200 мосмоль/кгН2О, т.е. она ниже, чем в ультрафильрате.

На первый взгляд это не выгодно. Задача состоит в том, чтобы повысить осмолярность плазмы и первичной мочи в 300 мосмоль/л до осмолярность конечной мочи порядка 600 - 800 мосмоль/л.

Но решающим обстоятельством является то, что канальцевая жидкость должна спуститься по собирательной трубочке обратно в мозговой слой с высокой осмолярностью. То, что происходит при этом окончательном оттоке, и определяет осмолярность выводимой мочи.

Есть два пути:

Собирательная трубочка проницаема для воды - вода всасывается в интерстиций - на выходе концентрированная моча.

Собирательная трубочка не проницаема для воды - вода не всасывается в интерстиций - на выходе гипотоничная моча. Эти процессы носят название осмотическое концентрирование и разведение.

4. Состав и физиологическая роль слюны

Обработка пищевых веществ начинается в ротовой полости. У человека пища в ней находится 15-20 сек. Здесь она измельчается, смачивается слюной и превращается в пищевой комок. В ротовой полости происходит всасывание некоторых веществ. Например всасывается небольшое количество глюкозы и алкоголя В нее открываются протоки 3 пар крупных слюнных желез: околоушных, подчелюстных и подъязычных. Кроме того имеется большое количество мелких желез в слизистой языка, щек и неба. В течение суток вырабатывается около 1,5 литров слюны. рН слюны 5,8 - 8,0. Осмотическое давление слюны ниже, чем крови. Слюна содержит 99% воды и 1% сухого остатка. В состав сухого остатка входят:

1. Минеральные вещества. Катионы калия, натрия, кальция, магния. Анионы хлора, роданата (SCN-), гидрокарбонат, фосфат анионы.

2. Простые органические вещества. Мочевина, креатинин, глюкоза.

3. Ферменты. a-амилаза, мальтаза, калликреин, лизоцим (мурамидаза), небольшое количество нуклеаз.

4. Белки. Иммуноглобулины А, немного белков плазмы крови.

5. Муцин, мукополисахарид, придающий слюне слизистые свойства.

Функции слюны:

1.Она играет защитную роль. Слюна смачивает слизистую рта, а муцин препятствует ее механическому раздражению. Лизоцим и роданат обладают антибактериальным действием. Защитную функцию обеспечивают также иммуноглобулины А и нуклеазы слюны. Со слюной из ротовой полости удаляются отвергаемые вещества. При их попадании в рот выделяется большое количество жидкой слюны.

2. Слюна смачивает пищу и растворяет ее некоторые компоненты.

3. Она способствует склеиванию пищевых частиц, формированию пищевого комка и его проглатыванию (опыт с глотанием).

4. Слюна содержит пищеварительные ферменты, осуществляющие начальный гидролиз углеводов. a-Амилаза расщепляет крахмал до декстринов. Она активна только в щелочной и нейтральной среде. Мальтаза гидролизует дисахариды мальтозу и сахарозу до глюкозы.

5. Без растворения слюной сухих пищевых веществ невозможно восприятие вкуса.

6. Слюна обеспечивает минерализацию зубов т.к. содержит фосфор и кальций. Т.е. выполняет трофическую функцию.

7. Экскреторная. Со слюной выделяется небольшое количество продуктов белкового обмена - мочевина, мочевая кислота, креатинин, а также соли тяжелых металлов.

Слюноотделение, его регуляция.

В железистых клетках ацинусов слюнных желез находятся секреторные гранулы. Они осуществляют синтез ферментов и муцина. Образующийся первичный секрет выходит из клеток в протоки. Там он разбавляется водой и насыщается минеральными веществами. Околоушные железы в основном образованы серозными клетками и вырабатывают жидкий серозный секрет, а подъязычные слизистыми, которые выделяют слюну богатую муцином. Подчелюстные вырабатывают смешанную серсзно-слизистую слюну.

Регуляция слюноотделения преимущественно осуществляется нервными механизмами. Вне пищеварения в основном функционируют мелкие железы. В пищеварительный период секреция слюны значительно возрастает. Регуляция пищеварительной секреции осуществляется условно - и безусловнорефлекторными механизмами. Безусловнорефлекторное слюноотделение возникает при раздражении первоначально тактильных, а затем температурных и вкусовых рецепторов полости рта. Но основную роль играют вкусовые. Нервные импульсы от них по афферентным нервным волокнам язычного, языкоглоточного и верхнегортанного нервов поступают в слюноотделительный центр продолговатого мозга. Он находится в области ядер лицевого и языкоглоточного нервов. От центра импульсы по эфферентным нервам идут к слюнным железам. К околоушной железе эфферентные парасимпатические волокна идут от нижнего слюноотделительного ядра в составе нерва Якобсона, а затем ушно-височных нервов. Парасимпатические нервы, иннервирующие серозные клетки подчелюстных и подъязычных желёз начинаются от верхнего слюноотделительного ядра, идут в составе лицевого нерва, а затем барабанной струны. Симпатические нервы иннервирутощие железы идут от слюноотделительных ядер II - VI. грудных сегментов, прерываются в шейном ганглии, а затем их постганглионарные волокна идут к слизистым клеткам. Поэтому раздражение парасимпатического нервов ведет к выделению большого количества жидкой слюны, а симпатических небольшого объема слизистой. Условно-рефлекторное слюноотделение начинается раньше, безусловно, рефлекторного. Оно возникает на запах, вид пищи, звуки предшествующие кормлению. Условно-рефлекторные механизмы секрецией' обеспечиваются корой 'больших полушарий, которая через нисходящие пути стимулирует центр слюноотделения.

Небольшой вклад в регуляцию слюноотделения вносят гуморальные факторы. В частности его стимулируют ацетилхолин и гистамин, а тормозит тироксин. Калликреин вырабатываемый слюнными железами стимулирует образование из кининогенов плазмы брадикинина. Он расщепляет сосуды желез и усиливает секрецию слюны.

5. Учение И.П. Павлова о I и II сигнальных системах

Раздражителями для образования условных рефлексов у человека являются не только факторы внешней среды (тепло, холод, свет), но и слова, обозначающие тот или иной предмет, явление. Исключительная способность человека (в отличие от животных) воспринимать смысл слова, свойства предметов, явления, человеческие переживания, обобщенно мыслить, общаться друг с другом с помощью речи. Вне общества человек не может научиться говорить, воспринимать письменную и устную речь, изучать опыт, накопленный за долгие годы существования человечества, и передавать его потомкам.

Особенностью высшей нервной деятельности человека является высокое развитие рассудочной деятельности и ее проявление в виде мышления. Уровень рассудочной деятельности напрямую зависит от уровня развития нервной системы. Человек обладает самой развитой НС. Особенностью ВНД человека является осознанность многих внутренних процессов его жизни. Сознание - функция человеческого мозга.

Белое вещество полушарий состоит из нервных волокон, связывающих различные участки коры мозга между собой и с отделами, находящимися под корой, -- подкоркой.

Кора больших полушарий мозга человека является высоко организованной частью центральной нервной системы. В коре находится во много раз больше нервных клеток (у человека до 14 миллиардов), чем в других отделах центральной нервной системы. Отростки этих клеток, вытянутые в длину, составили бы несколько тысяч километров. Клетки в коре имеют различную форму и величину. Таким образом, кора -- высший отдел центральной нервной системы -- и является тем органом, благодаря которому осуществляется психическая, или, как ее назвал И. П. Павлов, высшая нервная деятельность человека, обеспечивается единство организма с внешней средой, объединение его в единое целое и согласованная работа всех его частей.

На протяжении многих веков в результате трудовой деятельности и общественного существования человека его головной мозг достиг более высокого развития по сравнению с мозгом животных и в его высшей нервно деятельности появилась качественно новая важнейшая особенность -- речь, мышление.

«Таким образом, -- говорит И. П. Павлов, -- большие полушария являются органом анализа раздражений и органом образования новых рефлексов, новых связей. Они -- орган животного организма, который специализирован на то, чтобы постоянно осуществлять все более и более совершенное уравновешение организма с внешней средой, орган для соответственного и непосредственного реагирования на различнейшие комбинации и колебания явлений внешнего мира, в известной степени специальный орган для беспрерывного дальнейшего развития животного организма».

Великое учение И. П. Павлова о рефлекторной деятельности, о сигнальных системах помогло ученым разгадать сущность сна.

И.П. Павлов установил «что сон есть торможение, распространившееся на большие районы полушарий, на все полушария и даже ниже -- на средний мозг». Таким образом, сон наступает в результате утомления и перенапряжения нервных клеток.

Многочисленные опыты, проведенные в лаборатории Павлова доказали, что сон может возникнуть даже в результате слабых, но длительно действующих монотонных раздражителей: звуковых, тактильных -- прикосновением к поверхности кожи.

При изучении высшей нервной деятельности И.П. Павлов выделил две сигнальные системы. В первую сигнальную систему (согласно его учению) приходят раздражения, вызванные непосредственным действием "внешних агентов" - предметов или явлений на наши органы чувств. При помощи первой сигнальной системы мы видим, слышим, осязаем, чувствуем запахи. Первая сигнальная система, общая как для человека, так и для животных, имеет дело с конкретными образами внешнего мира. Собака видит кусок мяса - и вся ее нервная система настраивается на то, чтобы этот кусок мяса захватить и съесть.

У человека тоже "бегут слюнки" при виде богато сервированного стола. Но никакое высокоорганизованное животное никак не прореагирует на слово "пища", если оно не подкреплено конкретным куском мяса, конкретным куском сахара. Только у человека могут вызвать живую эмоциональную реакцию слова и их возникающий образ.

Слово, речь, согласно учению И. П. Павлова, составили вторую, специфическую только для человека, сигнальную систему.

Вторая сигнальная система начинает развиваться у ребенка с первого сказанного им слова. Процесс овладения речью - это процесс формирования (пусть пока еще примитивный) второй сигнальной системы.

Второй этап - это овладение "внутренней речью", в течение которого слова постепенно становятся орудием мысли. "Внутренняя речь" формируется к 6-7 годам. Окончательное же развитие второй сигнальной системы происходит в более поздние возрастные периоды - подростковый и юношеский.

Под первой сигнальной системой понимают работу мозга, обуславливающую превращение непосредственных раздражителей в сигналы различных видов деятельности организма. Второй сигнальной системой обозначают функцию мозга человека, которая имеет дело со словесными символами.

I СС является физиологической основой конкретного (предметного) мышления и ощущений; а II ССД - основой абстрактного (отвлеченного) мышления. Совместная деятельность сигнальных систем у человека является физиологической основой умственной деятельности, основой общественно-исторического уровня отражения как сущности психики и преобразования образов и сигналов в представления.

II СС является высшим регулятором человеческого поведения. II СС, взаимодействуя с I СС, служит физиологической основой специфически человеческих форм отражения действительности - сознательного отражения, регулирующего целенаправленную планомерную деятельность человека не просто как организма, а как субъекта общественно-исторической деятельности.

С точки зрения сигнальных систем ВНД человека имеет три уровня своего механизма:

Первый уровень - бессознательный, его основу составляют безусловные рефлексы;

Второй уровень - подсознательный, его основу составляет I СС;

Третий уровень - сознательный, его основу составляет II СС.

Речь значительно повысила способность мозга человека отражать действительность. Она обеспечила высшие формы анализа и синтеза.

Сигнализируя о том или ином предмете, слово выделяет его из группы других. Это аналитическая функция слова. В то же время слово как раздражитель имеет для человека и обобщающее значение. Это проявление его синтетической функции.

Физиологический механизм приобретенных сложных форм обобщения заложен у человека в свойствах слова как сигнала сигналов. Слово в этом качестве формируется благодаря его участию и образованию большого количества временных связей. Степень обобщения нельзя рассматривать как постоянную, устойчивую категорию, потому что она меняется, и, что особенно важно, в зависимости от условий формирования временных связей.

В физиологическом отношении в основе обобщения и отвлечения выступают два принципа:

1. образование системности в коре мозга;

2. постепенное сокращение сигнального образа.

Взаимодействие сигнальных систем является наиболее важным фактором в формировании конкретного и абстрактного. В процессе установления взаимоотношений между сигнальными системами возможно появление помех преимущественно за счет наиболее ранимой второй сигнальной системы. Так, например, при отсутствии стимулов, способствующих развитию второй сигнальной системы, мыслительная деятельность ребенка задерживается, а преобладающей оценочной системой его взаимоотношения с окружающей средой остается первая сигнальная система (образное, конкретное мышление).

Первая и вторая сигнальные системы постоянно взаимодействуют между собой. Принято считать, что вторая сигнальная система формируется на базе первой. Первая сигнальная система по отношению ко второй является проводником действительности (И. П. Павлов). Отсюда, объем и качество второй сигнальной системы определяется такими же параметрами первой сигнальной системы. Однако, как только сформируется вторая сигнальная система, она начинает выступать по отношению к первой в роли высшего регулятора.

Доказательством этого являются:

1) Ориентировка в окружающей среде у человека происходит через образование обобщенных понятий, через мышление и слова, связанные с ним.

2) Эксперименты свидетельствуют, что на подачу слова, обозначающего действие определенного безусловного раздражителя, возникает реакция организма более сильная, чем на непосредственное действие этого раздражителя. В большинстве случаев у человека наблюдается динамическое равновесие между первой и второй сигнальными системами, обусловливающие адекватное реагирование организма на различные раздражители социального и биологического характера. Однако, часто встречаются и отклонения в этом динамическом равновесии, когда у человека наблюдается преобладание одной системы над другой. Так, если первая сигнальная система превалирует над второй, формируется художественный тип человека, живущий преимущественно эмоциями и непосредственными жизненными впечатлениями. Поступки людей, руководствующихся главным образом чувствами, нередко непоследовательны и ненадежны. Они подчас могут быть отзывчивыми как на хорошее, так и на плохое, могут быть легко управляемыми со стороны. Из людей художественного типа чаще всего выходят прекрасные артисты, талантливые художники и поэты, хорошие композиторы и т.д. Если же преобладает вторая сигнальная система над первой, то в этом случае формируются люди мыслительного типа, воспринимающие мир несколько абстрактно. Представители мыслительного типа обычно логичны в своих поступках, но черствы и эгоистичны. Окружающую среду воспринимают сухо и схематично, такие люди трудны в коллективе, так как будучи мало эмоциональны, часто не могут понять психологического состояния своих сослуживцев. Из людей мыслительного типа чаще всего выходят настоящие ученые.

слюна моча дыхательный кровообращение



Список литературы

1. Гайтон, А.К. Медицинская физиология / А.К. Гайтон, Дж.Э. Холл/Пер. с англ.; Под ред. В.И. Кобрина.- М.:Логосфера,2008.

...