Матка (uterus) -- полый непарный орган, в котором происходит развитие зародыша и вынашивание плода. В ней различают дно -- верхняя часть, тело -- средний отдел и шейку -- нижняя суженная часть. Суженный переход тела матки в шейку называется перешейком матки. Нижняя часть шейки, входящая в полость влагалища, носит название влагалищной части шейки, а верхняя, лежащая над влагалищем, -- надвлагалищной частью. Отверстие матки ограничено передней и задней губами. Задняя губа тоньше передней. Матка имеет переднюю и заднюю поверхности. Передняя поверхность матки обращена к мочевому пузырю и называется пузырной, задняя, обращенная к прямой кишке, -- кишечной.

Размеры матки и ее масса варьируют. Длина матки у взрослой женщины в среднем составляет 7--8 см, а толщина 2--3 см. Масса матки у нерожавшей женщины колеблется от 40 до 50 г, у рожавшей достигает 80--90 г. Объем полости матки находится в пределах 4--6 см³. Расположена в полости малого таза между прямой кишкой и мочевым пузырем.

Фиксируется матка при помощи левой и правой широких связок, состоящих из двух листков брюшины (переднего и заднего). Участок широкой связки матки, прилегающий к яичнику, называется брыжейкой яичника. Матка удерживается также круглой связкой и кардинальными связками матки.

Стенка матки состоит из трех слоев. Поверхностный слой представлен серозной оболочкой (периметрием) и охватывает почти всю матку; средний -- мышечной оболочкой (мио-метрием), образованной внутренним и наружным продольными и средним циркулярными слоями; внутренний -- слизистой оболочкой (эндометрием), покрытой однослойным призматическим реснитчатым эпителием. Под брюшиной вокруг шейки матки расположена околоматочная клетчатка -- параметрий.

Матка в значительной степени обладает подвижностью, которая зависит от положения соседних органов.

Маточная (фаллопиева) труба (tuba uterina) -- парный трубчатый орган длиной 10--12 см, диаметром 2--4 мм; способствует проведению яйцеклетки от яичника в полость матки. Маточные трубы расположены по обе стороны дна матки, узким концом они открываются в полость матки, а расширенным -- в полость брюшины. Таким образом, через маточные трубы полость брюшины соединяется с полостью матки.

В маточной трубе различают воронку, ампулу, перешеек и маточную часть. Воронка имеет брюшное отверстие трубы, которая заканчивается длинными узкими бахромками. За воронкой следует ампула маточной трубы, далее -- узкая ее часть -- перешеек. Последний переходит в маточную часть, которая открывается в полость матки маточным отверстием трубы.

Стенка маточной трубы состоит из слизистой оболочки, покрытой однослойным призматическим реснитчатым эпителием, мышечной оболочки с внутренним циркулярным и наружными продольными слоями гладких мышечных клеток и серозной оболочки.

Влагалище (vagina) -- непарный полый орган в виде трубки длиной 8--10 см, толщина стенок равна 3 мм. Верхним концом оно охватывает шейку матки, а нижним через мочеполовую диафрагму таза открывается в преддверие отверстием влагалища. Это отверстие у девственницы закрыто девственной плевой, представляющей собой полулунную или продырявленную пластинку, которая во время полового акта разрывается, а ее лоскуты потом атрофируются. Впереди влагалища находятся мочевой пузырь и мочеиспускательный канал, сзади -- прямая кишка, с которой оно срастается рыхлой и плотной соединительной тканью.

Во влагалище выделяют переднюю и заднюю стенки, которые соединяются одна с другой. Охватывая влагалищную часть шейки матки, они образуют вокруг нее куполообразное углубление -- свод влагалища.

Стенка влагалища состоит из трех оболочек. Наружная -- адвентициальная -- оболочка представлена рыхлой соединительной тканью с элементами мышечных и эластических волокон; средняя -- мышечная -- преимущественно продольно ориентированными пучками, а также пучками циркуляционного направления. В верхней части мышечная оболочка переходит в мускулатуру матки, а внизу она становится более прочной и ее пучки вплетаются в мышцы промежности. Внутренняя слизистая оболочка выстлана многослойным плоским эпителием и образует многочисленные поперечные влагалищные складки. На передней и задней стенках влагалища складки становятся более высокими, образуют продольные столбы складок.

Оогенез -- процесс развития женских половых клеток в яичнике. Первичные женские половые клетки (оогонии) начинают развиваться в первые месяцы внутриутробного развития. Затем оогонии превращаются в ооциты. К моменту рождения в яичнике девочек находится около 2 млн ооцитов, которые превращаются в ооциты первого порядка. Однако и среди них идет интенсивный процесс атрезии, что значительно снижает их количество. До начала половой зрелости остается около 500 000 ооцитов, способных к дальнейшему делению. Далее ооциты превращаются в примордиальные фолликулы, а затем в первичные фолликулы. Вторичные фолликулы появляются только после достижения половой зрелости.

Вторичный фолликул продолжает расти и превращается в зрелый (граафов пузырек). Затем фолликул разрывается и яйцеклетка попадает в брюшинную полость. Этот процесс называется овуляцией.

Менструальный (половой) цикл женщины характеризуется периодическим изменением слизистой оболочки матки, протекающим взаимосвязанно с процессом созревания яйцеклетки в яичнике и овуляцией.

Менструальный цикл состоит из двух циклов: яичникового и маточного. Яичниковый цикл связан с процессом созревания яйцеклетки в яичнике. Второй цикл называют маточным, потому что все изменения, происходящие в строении и функции матки, наступают под влиянием половых гормонов яичников.

Выделяют три фазы изменений слизистой оболочки матки в течение одного менструального цикла женщины: менструальную, постменструальную и предменструальную.

Менструальная фаза (фаза десквамации эндометрия) наступает, когда не происходит оплодотворения яйцеклетки. В фазе десквамации снижается выработка желтым телом эстрогенов и прогестерона. В результате этого в слизистой оболочке матки появляются очаги некроза -- омертвление, кровоизлияния. Функциональный слой слизистой оболочки отпадает и начинается очередная менструация. Эта фаза обычно длится 3--4 дня. В менструальной фазе вытекает 40--50 мл крови.

Постменструальная фаза (фаза пролиферации) наступает после менструации и длится 10--12 дней. Эта фаза тесно связана с воздействием на слизистую оболочку матки эстрогенов -- гормонов, которые образует новый развитый фолликул. Максимальное разрастание слизистой оболочки матки наблюдается на 12--14-й день во время полного созревания фолликула и овуляции. В этот период толщина слизистой оболочки матки составляет 3--4 мм.

Предменструалъная фаза (фаза секреции) является основной в подготовке матки к беременности. Под влиянием гестагенов -- гормонов желтого тела яичника -- железы слизистой оболочки матки все больше наполняются секретом, запасаются в клетках пищевые вещества, увеличивается количество извитых кровеносных сосудов. В это время слизистая оболочка матки и организм женщины подготовлены к принятию и имплантации оплодотворенной яйцеклетки.

Во время беременности размеры матки увеличиваются, изменяется ее форма за счет гипертрофии миометрия. После родов матка принимает свойственные ей форму и размеры.

Менструальная функция регулируется при помощи совместной деятельности сложного комплекса нервных, гуморальных и половых органов (кора головного мозга, гипоталамус, гипофиз, яичники, влагалище, матка, маточные трубы).

Наружные женские половые органы. Они находятся в переднем отделе промежности в области мочеполового треугольника и включают женскую половую область и клитор.

К женской половой области относятся лобок, большие и малые половые губы, преддверие влагалища, большие и малые железы преддверия и луковица преддверия.

Лобок вверху отделен от области живота лобковой бороздой, а от бедер -- тазобедренными бороздами. Он покрыт волосами, которые переходят и на большие половые губы. В области лобка хорошо развит подкожный жировой слой.

Большие половые губы представляют собой округлую парную кожную складку длиной 7--8 см и шириной 2--3 см. Они ограничивают с боков половую щель. Между собой большие половые губы соединяются передней и задней спайкой. Кожа, покрывающая большие половые губы, содержит много сальных и потовых желез.

Между большими половыми губами находится другая пара кожных складок -- малые половые губы. Передние их концы охватывают клитор, образуют крайнюю плоть и уздечку клитора, а задние концы, соединившись между собой, образуют поперечную складку -- уздечку половых губ. Пространство между малыми половыми губами называется преддверием влагалища. В нем располагаются наружное отверстие мочеиспускательного канала и отверстие влагалища.

Клитор является гомологом пещеристых тел мужского полового члена и состоит из парных пещеристых тел. В нем различают тело, головку и ножки, прикрепленные к нижним ветвям лобковых костей. Спереди тело клитора сужается и заканчивается головкой. Клитор имеет плотную фиброзную белочную оболочку и покрыт кожей, богатой нервными чувствительными окончаниями.

Промежность -- комплекс мягких тканей (кожа, мышцы, фасции), закрывающих вход из полости малого таза. Она занимает область, ограниченную спереди нижним краем лобкового симфиза, сзади -- верхушкой копчика, а по бокам -- нижними ветвями лобковых и седалищных костей и седалищными буграми. Линия, соединяющая седалищные бугры, делит промежность на два треугольника: передневерхняя часть получила название мочеполовой, а нижнезадняя -- заднепроходной области. В пределах мочеполовой области находится мочеполовая диафрагма, а в заднепроходной -- диафрагма таза.

Мочеполовая диафрагма и диафрагма таза представляют собой мышечно-фасциальную пластинку, образованную двумя слоями мышц (поверхностным и глубоким) и фасциями.

Поверхностные мышцы мочеполовой диафрагмы включают поверхностную поперечную мышцу промежности, седалищно-пешеристую и луковично-губчатую мышцы. К глубоким мышцам мочеполовой диафрагмы относятся глубокая поперечная мышца промежности и сфинктер мочеиспускательного канала.

В диафрагму таза входит поверхностный слой мышц, который представлен непарной мышцей -- наружным сфинктером заднего прохода. При сокращении он сжимает (закрывает) отверстие заднего прохода. К глубоким мышцам диафрагмы таза относятся две мышцы, которые образуют задний отдел дна полости малого таза: мышца, поднимающая задний проход, и копчиковая.

Внутри тазовое дно покрыто верхней фасцией таза, снизу промежность покрыта поверхностной подкожной фасцией и нижней фасцией диафрагмы таза.

Мышцы мочеполовой диафрагмы лежат между верхней и нижней фасциями мочеполовой диафрагмы, а мышцы диафрагмы таза -- между верхней и нижней фасциями тазовой диафрагмы.

Женская промежность отличается от мужской. Мочеполовая диафрагма у женщин широкая, через нее проходят мочеиспускательный канал и влагалище; мышцы несколько слабее, чем у мужчин, а фасции, наоборот, более сильные. Мышечные пучки мочеиспускательного канала охватывают и стенку влагалища. Сухожильный центр промежности находится между влагалищем и задним проходом, состоит из сухожильных и эластических волокон.

В области промежности, по сторонам от анального отверстия, находится парное углубление, называемое седалищно-прямокишечной ямкой. Эта ямка заполнена жировой клетчаткой и выполняет функцию упругой эластичной подушки.

Вопросы для самоконтроля

1. Каково значение мочеполового аппарата?

2. Объясните строение паренхимы почек, назовите ее отделы и анатомические особенности.

3. Расскажите о нефроне -- элементарной структурно-функциональной единице почек.

4. Как устроена мочевыводящая система почки?

5. Особенности строения кровеносной системы почки.

6. Расскажите о строении мочеточников.

7. Объясните строение стенки мочевого пузыря.

8. Расскажите о строении мочеиспускательного канала, перечислите половые особенности его строения.

9. Объясните механизм мочеобразования.

10. Как осуществляется регуляция мочеобразования? 1. Расскажите о механизме мочевыделения.

12. Перечислите внутренние и наружные мужские половые органы. Какова их функция в организме?

13. Особенности строения и функций яичка.

14. Расскажите о строении семявыносящего протока.

15. Строение семенных пузырьков.

16. Объясните строение предстательной железы.

17. Расскажите о строении наружных мужских половых органов.

18. Что такое сперматогенез?

19. Дайте структурно-функциональную характеристику яичника.

20. Что вы знаете об оогенезе?

21. Опишите строение маточной трубы.

22. Особенности строения матки.

23. Какие циклические изменения происходят в стенке матки в связи с созреванием яйцеклетки?

24. Как устроено влагалище?

25. Перечислите наружные женские половые органы. Объясните особенности их строения.

26. Опишите строение промежности, расскажите о ее границах и половых особенностях.

Практические занятия

Цель занятий -- изучить анатомическое и гистологическое строение мочевых органов, мужских и женских половых органов.

Оснащение-- таблицы, муляжи, схемы, слайды, гистологические препараты, микроскоп, диапроектор.

Содержание работы. Учащийся должен знать: 1) особенности строения органов мочеполовой системы; 2) механизм мочеобразования;

3) регуляцию деятельности почек; 4) количество, состав и особенности мочи; 5) механизм овуляции, менструации.

Оформление протокола. Нарисовать схему строения нефрона и кровообращения почки, сделать необходимые обозначения.

8. Обмен веществ и энергии

Различные формы проявления жизни всегда неразрывно связаны с превращением энергии. Энергетический обмен является своеобразным свойством каждой живой клетки. Богатые энергией вещества усваиваются, а конечные продукты обмена веществ с более низким содержанием энергии выделяются клетками. Согласно первому закону термодинамики, энергия не исчезает и не появляется снова. Живой организм должен получать энергию в доступной для него форме из окружающей среды и возвращать среде соответствующее количество энергии в форме, менее пригодной для дальнейшего использования.

Известно, что живой организм и окружающая среда образуют единую систему, между ними происходит беспрерывный обмен энергией и веществами. Нормальная жизнедеятельность организма поддерживается регуляцией внутренних компонентов, требующих затраты энергии. Использование химической энергии в организме называют энергетическим обменом. Только он служит показателем общего состояния и физиологической активности организма.

Обменные (метаболические) процессы, при которых специфические элементы организма синтезируются из пищевых продуктов, называют анаболизмом (ассимиляцией), а те метаболические процессы, при которых происходит распад структурных элементов организма или усвоение пищевых продуктов, -- катаболизмом (диссимиляцией).

Известно, что белок состоит из аминокислот. В свою очередь аминокислоты являются не только источником. синтеза новых структурных белков, ферментов, веществ гормональной, белковой, пептидной природы и других, но и источником энергии. Характеристика белков, входящих в состав пищи, зависит как от энергетической ценности, так и от спектра аминокислот.

Средний период распада белка неодинаков в разных живых организмах. Так, у человека он составляет 80 суток. При этом многие белки у одного и того же организма обновляются с разной скоростью. Намного медленнее обновляются мышечные белки. Белки плазмы крови у человека имеют период полураспада около 10 суток, а гормоны белково-пептидной природы живут всего несколько минут. У человека за сутки подвергаются разрушению и синтезу около 400 г белка. Причем около 70 % образовавшихся свободных аминокислот снова идет на синтез нового белка, около 30 % превращается в энергию и должно пополняться экзогенными аминокислотами из пищи.

Много белковых структур построено из неповторимых комбинаций только 20 аминокислот. Одни из них могут синтезироваться в организме (глицин, аланин, цистеин и др.), другие (аргинин, лейцин, лизин, триптофан и др.) не синтезируются и должны обязательно поступать с пищей. Такие аминокислоты называются незаменимыми. Те и другие очень важны для организма. Белки, содержащие полный набор незаменимых аминокислот, называются биологически полноценными. В сутки в организм взрослого человека должно поступать с едой около 70--90 г белка (1 г на 1 кг массы тела), причем 30 г белка должно быть растительного происхождения. Количество поступающего белка зависит и от выполняемой физической нагрузки. При средней нагрузке человек должен получать 100--120 г белка в сутки, а при тяжелой физической работе количество белка возрастает до 150 г. О количестве расщепленного в организме белка судят по количеству выделяемого из организма азота (с мочой, потом). Это положение основано на том, что азот входит только в состав белков (аминокислот). Состояние, при котором количество поступившего азота равно количеству выведенного из организма, называется азотистым равновесием. Известно, что 1 г азота соответствует 6,25 г белка.

Так, при расчете азотистого баланса исходят из того, что в белке содержится примерно 16 % азота. Состояние, при котором в организм с пищей поступает меньше азота, а больше его выводится, получило название отрицательного азотистого баланса. В данном случае разрушение белка преобладает над его синтезом. Это наблюдается при белковом голодании, лихорадочных состояниях, нарушениях нейроэндокринной регуляции белкового обмена. Положительный азотистый баланс -- это состояние, при котором количество выведенного из организма азота значительно меньше, чем его содержится в пище (наблюдается накопление его в организме). Положительный азотистый баланс отмечается у беременных, у детей в связи с их ростом, при выздоровлении после тяжелых заболеваний и др.

Белки в организме выполняют в основном пластическую функцию. Они входят в состав ферментов, гормонов, регулируют различные процессы в организме, осуществляют защитные функции, определяют видовую и индивидуальную особенности организма. Кроме того, белки используют в качестве энергетического материала, недостаточное обеспечение ими приводит к потере внутренних белков. Источником свободных аминокислот в первую очередь являются белки плазмы, ферментные белки, белки печени, слизистой оболочки кишечника и мышц, что позволяет длительное время поддерживать без потерь обновление белков мозга и сердца.

На регуляцию белкового обмена влияют нервная система, гормоны гипофиза (соматотропный гормон), щитовидной железы (тироксин), надпочечников (глюкокортикоиды).

В организме человека до 60 % энергии удовлетворяется за счет углеводов. Вследствие этого энергообмен мозга почти исключительно осуществляется глюкозой. Углеводы выполняют и пластическую функцию. Они входят в состав сложных клеточных структур (гликопептиды, гликопротеины, гликолипиды, липополисахариды и др.). Углеводы делятся на простые и сложные. Последние при расщеплении в пищеварительном тракте образуют простые моноса-хариды, которые затем из кишечника поступают в кровь. В организм углеводы поступают главным образом с растительной пищей (хлеб, овощи, крупы, фрукты) и откладываются в основном в виде гликогена в печени, мышцах. Количество гликогена в организме взрослого человека составляет около 400 г. Однако эти запасы легко истощаются и используются главным образом для неотложных потребностей энергообмена.

Процесс образования и накопления гликогена регулируется гормоном поджелудочной железы инсулином. Процесс расщепления гликогена до глюкозы происходит под влиянием другого гормона поджелудочной железы -- глюкагона.

Содержание глюкозы в крови, а также запасы гликогена регулируются и центральной нервной системой. Нервное воздействие от центров углеводного обмена поступает к органам по вегетативной нервной системе. В частности, импульсы, идущие от центров по симпатическим нервам, непосредственно усиливают расщепление гликогена в печени и мышцах, а также выделение из надпочечников адреналина. Последний способствует преобразованию гликогена в глюкозу и усиливает окислительные процессы в клетках. В регуляции углеводного обмена также принимают участие гормоны коры надпочечников, средней доли гипофиза и щитовидной железы.

Оптимальное количество углеводов в сутки составляет около 500 г, но эта величина в зависимости от энергетических потребностей организма может значительно изменяться. Необходимо учитывать, что в организме процессы обмена углеводов, жиров и белков взаимосвязаны, возможны их преобразования в определенных границах. Дело в том, что межуточный обмен углеводов, белков и жиров образует общие промежуточные вещества для всех обменов. Основным же продуктом обмена белков, жиров и углеводов является ацетилкоэнзим А. При его помощи обмен белков, жиров и углеводов сводится к циклу трикарбоновых кислот, в котором в результате окисления высвобождается около 70 % всей энергии превращений.

Конечные продукты обмена веществ составляют незначительное количество простых соединений. Азот выделяется в виде азотсодержащих соединений (главным образом мочевина и аммиак), углерод -- в виде СО₂, водород -- в виде Н₂О.

Липиды -- сложные органические вещества, к которым относятся нейтральные жиры, состоящие из глицерина и жирных кислот, липоидов (лицетин, холестерин). Кроме жирных кислот, в состав липоидов входят многоатомные спирты, фосфаты и азотистые соединения.

Липиды играют важную роль в жизнедеятельности организма. Некоторые из них (фосфолипиды) составляют основной компонент клеточных мембран или являются источником синтеза стероидных гормонов (холестерин). Часть жира накапливается в клетках жировой ткани как нейтральный запасной жир, количество которого составляет 10--30 % массы тела, а при нарушениях обмена веществ и больше. Мобилизация жира на энергетические потребности организма заключается в гидролизе триглицеридов и образовании свободных жирных кислот. В энергетическом отношении окисление жирных кислот даст в 2 раза больше энергии, чем белки и углеводы (1 г -- 9,3 ккал). Взрослому человеку ежедневно необходимо 70--80 г жира. Жиры имеют не только энергетическое значение. Они растворяют и выводят из организма так называемые незаменимые жирные кислоты (линолевая, линоленовая, арахидиновая), которые условно объединяют в группу витамина F, а также жирорастворимые витамины (витамины A, D, Е, К). Обмен липидов тесно связан с обменом белков и углеводов. При увеличении поступления в организм белки и углеводы могут превращаться в жиры.

В регуляции липидного обмена значительную роль играют центральная нервная система, а также многие железы внутренней секреции (половые, щитовидная железы, гипофиз, надпочечники).

Вода является важной составной частью любой клетки, жидкой основы крови и лимфы. У человека содержание воды в разных тканях неодинаково. Так, в жировой ткани ее около 10 %, в костях -- 20, в почках -- 83, головном мозге -- 85, в крови --90%, что в среднем составляет 70 % массы тела.

Вода в организме выполняет ряд важных функций. В ней растворено много химических веществ, она активно участвует в процессах обмена, с ней выделяются продукты обмена из организма. Вода обладает большой теплоемкостью и теплопроводностью, что способствует процессам терморегуляции.

Основная масса воды содержится внутри клеток, в плазме крови и межклеточном пространстве.

Взрослый человек в обычных условиях употребляет около 2,5 л воды в сутки. Кроме того, в организме образуется около 300 мл метаболической воды, как одного из конечных продуктов энергообмена. В соответствии с потребностями человек в течение суток теряет около 1,5 л воды в виде мочи, 0,9 л путем испарения через легкие и кожу (без потоотделения) и приблизительно 0,1 л с калом. Таким образом обмен воды в обычных условиях не превышает 5 % массы тела в сутки. Повышение температуры тела и высококалорийная пища способствуют выделению воды через кожу и легкие, увеличивают ее потребление.

Регуляция водного обмена в основном контролируется гормонами гипоталамуса, гипофиза и надпочечников.

Минеральные вещества поступают в организм с продуктами питания и водой. Потребность организма в минеральных солях различная. В основную группу входит семь элементов: кальций, фосфор, натрий, сера, калий, хлор и магний. Это так называемые макроэлементы. Они необходимы для формирования скелета (кальций, фосфор) и для осмотического давления биологических жидкостей (натрий). Эти ионы влияют на физико-химическое состояние белков, нормальное функционирование возбудительных структур (К⁺, Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Сl^-), мышечное сокращение (Са²⁺, Mg²⁺), аккумулирование энергии (Р⁵⁺).

Однако организму необходимо еще 15 элементов, общее количество которых составляет менее 0,01 % массы тела. Они называются микроэлементами. Среди них следует выделить железо (составная часть гемоглобина и тканевых цитохромов); кобальт (компонент цианокобаламина); медь (компонент цитохромоксидазы); цинк (фактор потенцирующего действия инсулина на проницаемость мембраны клетки для глюкозы); молибден (компонент ксантиноксидазы); марганец (активатор некоторых ферментных систем); кремний (регулятор синтеза коллагена костной ткани); фтор (участвует в синтезе костных структур и прочности зубной эмали); йод (составная часть тиреоидных гормонов), а также никель, ванадий, олово, мышьяк, селен и др. В большинстве случаев -- это составная часть ферментов, гормонов, витаминов или катализаторы их действия на ферментные процессы.

Специфическая роль ряда неорганических ионов в жизнедеятельности организма в первую очередь зависит от их свойств: заряда, размера, способности образовывать химические связи, реактивности в отношении к воде.

Витамины -- это органические вещества, которым свойственна интенсивная биологическая активность. Они отличаются по своей структуре. Не синтезируются организмом или синтезируются недостаточно, поэтому должны поступать с пищей.

Витамины относятся к разным видам соединений и выполняют катализирующую роль в обмене веществ, чаще являются составной частью ферментных систем. Таким образом, витамины -- это регуляторные вещества.

Источником витаминов служат пищевые продукты растительного и животного происхождения. В пищевых продуктах они могут находиться в активной -или неактивной форме (провитамины). В последнем случае они в организме переходят в активное состояние. Некоторые витамины могут синтезироваться микрофлорой кишечника.

В настоящее время известно около 40 витаминов. Они делятся на жирорастворимые (A, D, Е, К, F) и водорастворимые (В₁, В₅, B₆, B¹², С, РР и др.). Источником жирорастворимых витаминов являются продукты животного происхождения, растительные масла и частично зеленые листья овощей. Носители водорастворимых витаминов -- пищевые продукты растительного происхождения (зерновые и бобовые культуры, овощи, свежие фрукты, ягоды) и в меньшей степени продукты животного происхождения. Однако основным источником никотиновой кислоты и цианокобаламина являются продукты животного происхождения. Одни витамины устойчивы к разрушению, другие превращаются в неактивную форму при хранении и переработке.

Недостаточное поступление в организм суточной дозы одного или группы витаминов вызывает нарушение обмена веществ и приводит к заболеванию. При снижении поступления витаминов с пищей или нарушении их всасывания появляются признаки гиповитаминоза, а при полном их отсутствии наступает авитаминоз. Различные нарушения функций организма появляются при авитаминозах. Они связаны с разнообразным участием витаминов в регуляторных процессах. Витамины участвуют в регуляции промежуточного обмена и клеточного дыхания (витамины группы В, никотиновая кислота); в синтезе жирных кислот, стероидных гормонов (пантотеновая кислота), нуклеиновых кислот (фолиевая кислота, цианокобаламин); в регуляции процессов фоторецепции и размножения (ретинол); обмена кальция и фосфора (кальциферолы); окислительно-восстановительных процессах (аскорбиновая кислота, токоферолы); в гемопоэзе и синтезе факторов свертывания крови (филлохиноны) и др.

Некоторые вещества обладают свойствами витаминов, например, парааминобензойная кислота, инозит, пангамо-вая кислота, витамин U, липоевая кислота и др.

В ряде случаев суточная потребность в водорастворимых и жирорастворимых витаминах колеблется от 2 мкг (цианокобаламин) до 50--100 мг (аскорбиновая кислота) и 200 г (фолиевая кислота).

Суточная потребность в витамине А у взрослого человека составляет 1 мг, а витамина D -- 100 ME.

Известно, что водорастворимые витамины выполняют антиоксидантную функцию, а жирорастворимые участвуют в стабилизации биологических мембран, предохраняя их от окислительного разрушения.

Жизнедеятельность организма поддерживается благодаря постоянному поступлению энергии в процессе окисления сложных органических молекул при разрыве химических связей. Молекулы распадаются до трехуглеродных соединений, которые включаются в цикл Кребса (лимонная кислота), окисляясь далее до СО; и Н^О. Все энергетические процессы, протекающие с участием кислорода, образуют систему аэробного обмена. Выделение энергии без кислорода называется анаэробным обменом. Накопление энергии происходит главным образом в высокоэнергетических фосфатных связях аденозинтрифосфата (АТФ). АТФ служит также средством переноса энергии, поскольку диффундирует в те места, где необходима энергия. В свою очередь образование и распад АТФ связаны с процессами, на которые необходимо затратить энергию. При необходимости в энергии путем гидролиза разрывается связь фосфатной группы и высвобождается находящаяся в ней химическая энергия. Полученная потенциальная энергия затем превращается в кинетическую -- механическую, химическую, осмотическую и электрическую работу. Часть энергии используется для поддержания постоянства внутреннего состояния организма, синтеза новых веществ, обновления и строения клеток, сокращения мышц, проведения нервных импульсов.

Количество энергии, выделяемой при сгорании какого-либо вещества, не зависит от этапов его распада. Известно, что углеводы и белки дают в среднем около 17,16 кДж/г (4,1 ккал/г) энергии. Самой высокой энергетической способностью обладают жиры: 1 г жира дает 38 гДж/г (9,1 ккал/г) энергии, что больше количества энергии, выделяемой при окислении белков и углеводов, вместе взятых.

Энергетический обмен живого организма состоит из основного обмена и рабочей прибавки к основному обмену. Количество энергии, расходуемой организмом в состоянии покоя и натощак, называется основным обменом.

Основной обмен определяют утром (при этом пациент находится в состоянии покоя -- в положении лежа), при температурном комфорте 18--20°С, натощак, через 12 ч после принятия пищи, при исключении из пищи белков за 2--3 суток до исследования. Основной обмен выражают в килокалориях (ккал) или килоджоулях (кДж), выделенных организмом при указанных условиях на 1 кг массы тела либо на 1 м² поверхности тела за 1 ч или за сутки.

Основной обмен в значительной степени зависит от функций нервной и эндокринной систем, физиологического состояния внутренних органов, а также от внешних влияний на организм. Уровень основного обмена может изменяться при недостаточном или излишнем питании, продолжительной физической нагрузке, изменениях климатических условий и др. У разных людей величина основного обмена зависит главным образом от возраста, массы тела, пола, роста. У взрослого здорового человека основной обмен за 1 ч составляет в среднем 4,2 кДж (1 ккал) на 1 кг массы тела, причем у женщин он на 10--15 % ниже, чем у мужчин. У детей он выше, чем у взрослых; у пожилых людей снижается.

Рабочая прибавка -- это повышение энергетического обмена выше основного объема. Факторы, при которых увеличивается расход энергии -- прием пищи, изменения внешней температуры и мышечная работа.

Основной обмен нарушается при заболеваниях эндокринных желез. Например, при гиперфункции щитовидной железы он может увеличиться до 150 % от нормы, а при гипофункции снижается. Значительные изменения наблюдаются при патологии гипофиза, регулирующего деятельность периферических желез внутренней секреции.

Для определения интенсивности обмена веществ и энергии используют прямые и непрямые методы калориметрии. Метод прямой калориметрии основан на непосредственном определении тепла, выделяемого в процессе жизнедеятельности организма. Для этого человека помещают в специальную калориметрическую камеру, в которой учитывается все количество тепла, отдаваемого телом человека. Метод сложен и применяется только в научно-исследовательских учреждениях.

На практике чаще используют метод непрямой калориметрии. Суть его заключается в том, что вначале определяют объем легочной вентиляции, а затем количество поглощенного кислорода и выделенного углекислого газа. Отношение объема выделенного углекислого газа к объему поглощенного организмом кислорода называется дыхательным коэффициентом. По величине последнего можно судить о характере окислительных веществ в организме.

Так, при окислении углеводов дыхательный коэффициент равен 1, поскольку для полного окисления 1 молекулы глюкозы до углекислого газа и воды потребуется 6 молекул кислорода, при этом выделяется 6 молекул углекислого газа:

При окислении белков дыхательный коэффициент равен 0,8, при окислении жиров -- 0,7. В результате небольшого содержания в жирах и белках внутримолекулярного кислорода для их окисления потребуется больше кислорода: для окисления 1 г белков -- 0,97 л, а 1 г жиров -- 2,03 л.

Определить расход энергии можно и по газообмену. Количество тепла, освобождаемого в организме при употреблении 1 л кислорода (калориметрический эквивалент кислорода), зависит от того, на окисление каких веществ использовался кислород. Калориметрический эквивалент кислорода для окисления углеводов равен 21,13 кДж (5,05 ккал), белков -- 20,1 кДж (4,8 ккал), жиров -- 19,62 кДж (4,686 ккал). Существует зависимость между дыхательным коэффициентом и количеством энергии, которая образуется при поглощении 1 л кислорода (табл. 4).

Таблица 4. Зависимость между величинами дыхательного коэффициента и энергией окисления

Дыхательный коэффициент	Количество энергии, высвобожденной при окислении,%	Калориметрический эквивалент кислорода
	жиров	углеводов
0,70	100	0,0	4,69
0,75	85	15	4,74
0,80	68	32	4,80
0,85	51	49	4,86
0,90	34	66	4,92
0,95	17	83	4,98
1,00	0,0	100	5,05

Интенсивность обменных процессов в значительной степени зависит от величины физической нагрузки. Уровень обмена веществ при очень низкой активности («относительный покой» индивидуума) составляет примерно 9600 кДж/сут (2300 ккал/сут) для мужчин. Уровень нагрузки при физической работе может быть оценен по затраченной энергии и выражаться при помощи так называемой ступенчатой энергетической шкалы, соседние ступени которой отстоят одна от другой на 2000 кДж. Так, при легкой работе интенсивность обменных процессов достигает 12 000 кДж/сут (2800 ккал/сут), при умеренной -- 22 000 кДж/сут (5200 ккал/сут), при тяжелой -- 42 000 кДж (10 000 ккал/сут).

Под рациональным питанием понимают достаточное в количественном и полноценное в качественном отношении питание. Основа рационального питания -- сбалансированность, оптимальные соотношения компонентов пищи (аминокислот, полиненасыщенных жировых кислот, фосфатидов, стеринов, жиров, Сахаров, витаминов, минеральных солей, органических кислот и др.). Насчитывается около 60 пищевых веществ, требующих сбалансированности. Рациональное питание обеспечивается оптимальным поступлением энергетических, пластических и регуляторных веществ, необходимых для нормальной жизнедеятельности организма. Однообразное питание, при котором исключаются отдельные компоненты сбалансированного пищевого рациона, вызывает нарушение обмена веществ. Для человека сбалансированное питание включает белки, жиры и углеводы в массовых соотношениях 1:1:4. Это дает возможность проводить нормирование суточной калорийности пищевого рациона за счет белков: 15 % суточной калорийности (половина животного происхождения). Жиры должны составлять примерно 30 % суточной калорийности (70--80 % животный жир). Энергетическая доля углеводов при таких соотношениях должна быть 55 %. Если необходимо снизить массу тела, то следует ограничить количество употребляемых углеводов. При тяжелой мышечной работе разрушается много белков, поэтому необходимо увеличить их поступление с пищей в организм человека.

Вопросы для самоконтроля

1. Дайте определение обмену веществ и энергии.

2. Расскажите о белковом обмене.

3. Что такое углеводный обмен? Как происходит его регуляция?

4. Расскажите о липидном обмене и его значении для организма человека.

5. Охарактеризуйте водный и минеральный обмен.

6. Роль витаминов в организме человека.

7. Расскажите об образовании и расходе энергии.

8. Что такое основной обмен?

9. Каков расход энергии при разных ступенях физической нагрузки?

10. Что такое рациональное питание?

Практические занятия

Цель занятий -- определение основного обмена по таблицам с учетом возраста, пола, массы тела, роста, а также по формуле Рида (см. Прил. 1, 2, 3); определение рабочей прибавки, суточных энергорасходов организма.

Оснащение -- ростомер, весы, таблицы для определения основного обмена, сфигмоманометр, фонендоскоп, секундомер.

Содержание работы. Учащийся должен знать: 1) что такое ассимиляция и диссимиляция; 2) значение белкового, углеводного, липидного, водного и минерального обменов; 3) значение витаминов для организма человека; 4) образование и расход энергии; 5) определение основного обмена.

Задания

1. Расчет основного обмена по таблицам

Ход работы. По специальным таблицам (см. Прил. 2) можно определить среднестатистический уровень основного обмена человека, учитывая его рост, возраст, массу тела. Сравнив эти среднестатистические данные с результатами, полученными при исследовании рабочего обмена при помощи приборов, можно вычислить затраты энергии, необходимые для выполнения той или иной нагрузки. С помощью ростомера и весов измеряют рост и массу исследуемого. Если исследуемый взвешивается в одежде, то необходимо снизить полученную массу тела на 5 кг для мужчин и на 3 кг для женщин. Таблицами пользуются следующим образом. Если, например, исследуемая 27-летняя женщина имеет рост 172 см и весит 65 кг, то по таблицам для определения основного обмена у женщин (часть А) рядом со значением массы исследуемого находят цифру 960. В Прил. 2 (часть Б) по горизонтали находят возраст (27 лет), а по вертикали -- рост (172 см); на пересечении граф возраста и роста находится число 678. По сумме двух чисел (960 + 678 = 1638) получают среднестатистическое значение нормального основного обмена женщины определенного возраста, роста и массы тела -- 1638 ккал.

2. Вычисление уровня основного обмена по формуле Рида

Формула Рида дает возможность вычислить процент отклонения величины основного обмена от нормы. Эта формула основана на взаимосвязи между артериальным давлением, частотой пульса и теплопродукцией организма.

Ход работы. У исследуемого определяют частоту пульса с помощью секундомера и артериальное давление по способу Короткова 3 раза с промежутками в 2 мин при выполнении условий, необходимых для расчета основного обмена. Процент отклонений (ПО) основного обмена от нормы определяют по формуле Рида:

ПО = 0,75 (ЧП + ПД0,74) - 72, где ЧП -- частота пульса; ПД -- пульсовое давление (разница между величиной систолического и диастолического давления).

Цифровые значения частоты пульса и артериального давления определяют, как среднее арифметическое из трех измерений.

Пример расчета. Пульс 75 ударов в минуту, артериальное давление 120/80 мм рт. ст. ПО равен 0,75 [75 + (120 -- 80)0,74] -- 72 = = 0,75 (75 + 400,74) --11= 6,45. Таким образом, основной обмен у исследуемого увеличен на 6,45 % и находится в пределах нормы. Для упрощения расчетов по формуле Рида имеется специальная номограмма (см. Прил. 3). По номограмме, соединив линейкой значения частоты пульса и пульсового давления, на средней линии легко определить величину отклонения основного обмена от нормы.

Оформление протокола. Запишите полученные показатели. Сравните данные основного обмена, полученные для исследуемого с помощью приборов, с результатом, найденным в таблице. Сравните найденную в таблице величину основного обмена со значениями, полученными в ходе эксперимента по формуле Рида.

9. Железы внутренней секреции

Управление процессами, происходящими в организме, обеспечивается не только нервной системой, но и железами внутренней секреции (эндокринной системой). К ним относятся специализированные, топографически разъединенные (разного происхождения) железы, которые не имеют выводных протоков и выделяют в кровь и лимфу выработанный ими секрет. Продукты деятельности эндокринных желез -- гормоны.

Гормоны являются сильнодействующими агентами, поэтому для получения специфического эффекта достаточно небольшого их количества. Одни гормоны ускоряют рост и формирование органов и систем, другие регулируют обмен веществ, определяют поведенческие реакции и т. д. Анатомически обособленные железы внутренней секреции оказывают влияние друг на друга. В связи с тем, что это влияние обеспечивается гормонами, доставленными кровью к органам-мишеням, принято говорить о гуморальной регуляции этих органов по принципу обратной связи. В результате такой связи содержание гормонов в крови поддерживается на оптимальном для организма уровне. Однако известно, что все процессы, протекающие в организме, находятся под постоянным контролем центральной нервной системы. Такую двойную регуляцию деятельности органов называют нервно-гуморальной. Изменение функций желез внутренней секреции вызывает тяжелые нарушения и заболевания организма, в том числе и психические расстройства.

В организме человека железы внутренней секреции располагаются следующим образом (рис. 86): в области головного мозга -- гипофиз и эпифиз; в области шеи и грудной клетки -- щитовидная, паращитовидная и вилочковая железы; в брюшной полости -- поджелудочная железа и надпочечники; в области таза -- яичники и семенники.

Гипофиз (hypophysis). Это небольшая, овальной формы железа находится в гипофизарной ямке турецкого седла клиновидной кости, отделяется от полости черепа отростком твердой оболочки головного мозга и образует диафрагму седла. Масса гипофиза у мужчин составляет около 0,5 г, у женщин -- 0,6 г, а у беременных может увеличиваться до 1 г. Поперечный размер гипофиза 10--17 мм, переднезадний -- 5--15 мм, вертикальный -- 5--10 мм. Снаружи гипофиз накрыт капсулой. Гипофиз состоит из передней, средней и задней доли.

Рис. 86. Расположение желез внутренней секреции человека (схема): 1 -- полушарие большого мозга; 2 -- ядра гипоталамуса; 3 -- гипофиз; 4 -- щитовидная железа; 5 -- трахея; 6-- легкое; 7-- перикард; 8-- мозговое вещество надпочечника; 9 -- корковое вещество (кора) надпочечника; 10 -- почка; 11 -- аорта; 12-- мочевой пузырь; 13-- яичко; 14-- нижняя полая вена; 15-- аортальный параганглий; 16-- поджелудочная железа; 17-- надпочечник; 18 -- печень; 19 -- вилочковая железа (тимус); 20 -- паращитовидная железа; 21-- сонный гломус; 22-- мозжечок; 23-- шишковидное тело (эпифиз); 24--мозолистое тело

Передняя доля (аденогипофиз) более крупная и плотная, составляет 70--80 % всей массы гипофиза. В передней доле выделяют дистальную, промежуточную и бугорную части. Паренхима средней доли представлена несколькими типами железистых клеток, между которыми находятся кровеносные сосуды. Задняя доля (нейрогипофиз) находится в задней части гипофизарной ямки. Она состоит из воронки и нервной доли; образована нейроглиальными клетками (питу-ициты), нервными волокнами, которые идут от гипоталамуса в нейрогипофиз, и нейросекреторными тельцами.

При помощи нервных волокон и кровеносных сосудов гипофиз функционально связан с гипоталамусом промежуточного мозга, который регулирует деятельность гипофиза.

В гипофизе вырабатывается семь гормонов, четыре из них влияют на периферические эндокринные железы и называются тройными гормонами (фолликулостимулирующий, лютеинизирующий, тиреотропный, адренокортикотропный), три гормона -- эффекторные, гормон роста (соматотропный), пролактин (лютеотропный гормон, меланоцитостимулирующий гормон) -- непосредственно влияют на органы и ткани-мишени.

В передней доле гипофиза вырабатывается соматотропный гормон (СТГ) роста. Секреция гормона роста регулируется гипоталамическими гормонами: рилизин-гормоном и ингибирующим гормоном соматостатином. Он принимает активное участие в регуляции процессов роста и развитии молодого организма. После полового созревания происходит окостенение эпифизарных хрящей и СТГ перестает влиять на рост костей в длину. Если у взрослых происходит чрезмерная выработка этого гормона, то у них наблюдается разрастание мягких тканей, деформация и утолщение костей. Это заболевание называется акромегалией. А при излишней выработке гормона в молодом возрасте, когда кости способны расти в длину, развивается гигантизм, при недостаточности гормона роста -- карликовость (нанизм). Для этой болезни характерны отставание в росте (в возрасте 20 лет-- менее 120 см у женщин и 130 см у мужчин), пропорциональное уменьшение всех частей тела и внутренних органов. Имеется половое недоразвитие.

Другим гормоном этой доли является адренокортикотропный гормон (АКТГ). Он необходим для нормального развития и функции коры надпочечника, стимулирует выработку и секрецию глюкокортикоидов. Стимулируется образование АКТГ кортикотропин-рилизинг-гормоном гипоталамуса; гормоны коры надпочечника на основании механизма обратной связи также включаются в регуляцию секреции АКТГ.

Вырабатывается передней долей гипофиза и тиреотропный гормон (ТГ). Он регулируется тиреотропин-рилизинг-гормоном гипоталамуса, стимулирует рост и развитие щитовидной железы, выработку и выделение гормонов тироксина (Т₄) и трииодтиронина (Т₃).

Гонадотропные гормоны -- фолликулостимулирующий (ФСГ) лютеинизирующий (ЛГ) и пролактин (ПРЛ) -- влияют на половое созревание организма, регулируют и стимулируют развитие фолликулов в яичниках, овуляцию, рост молочных желез и выработку молока, процесс сперматогенеза у мужчин. Стимулируют выделение этих гормонов рилизинг-факторы гипоталамуса.

В промежуточной доле образуется меланоцитстимулиру-ющий гормон (МСГ). Основная его функция заключается в стимуляции биосинтеза кожного пигмента меланина, а также в увеличении размеров и количества пигментных клеток. Регуляция клеток промежуточной доли гипофиза осуществляется гипоталамическими и рилизинг-факторами, а также ингибирующими гормонами. Гормоны вазопрессин и окситоцин вырабатываются нейросекреторными клетками гипоталамуса и по аксонам гипоталамо-гипофизарного тракта переходят в заднюю долю гипофиза. А из задней доли гипофиза эти вещества поступают в кровь.

Гормон вазопрессин оказывает антидиуретическое и сосудосуживающее действие, за что и получил название антидиуретического гормона (АДГ). Недостаточная секреция этого гормона приводит к возникновению несахарного диабета. Характерным для этого заболевания является выделение большого количества мочи (от 4 до 20 л/сут и более) при ее низкой относительной плотности. Потеря почками воды и повышение осмотического давления плазмы крови сопровождаются неутолимой жаждой, вследствие которой больные в большом количестве пьют воду.

Окситоцин оказывает стимулирующее действие на сократительную функцию мускулатуры матки, усиливает выделение молока молочной железой, влияет на изменение тонуса гладких мышц желудочно-кишечного тракта, вызывает торможение функции желтого тела.

Шишковидное тело (corpus pineale), или эпифиз. Это небольшое овальное железистое образование, которое относится к промежуточному мозгу и располагается в неглубокой борозде между верхними холмиками среднего мозга.

Масса железы у взрослого человека около 0,2 г, длина 8-- 15 мм, ширина 6--10 мм, толщина 4--6 мм.

Снаружи шишковидное тело покрыто мягкой соединительнотканной оболочкой мозга, которая содержит множество анастомозируюших кровеносных сосудов. Клеточными элементами паренхимы являются специализированные железистые клетки -- пинеоциты и глиальные клетки -- глиоциты.

Эндокринная роль шишковидного тела заключается в том, что его клетки выделяют вещества (серотонин, мелатонин) и другие гормоны, а также полипептиды. Мелатонин является антагонистом меланоцитостимулирующего гормона, обладает антигонадотропным действием и тормозит развитие гонад. Шишковидное тело участвует в регуляции обмена электролитов, влияет в раннем возрасте на комплекс эндокринных органов (гипофиз, щитовидную железу, кору надпочечника), участвующих в процессах роста и полового развития организма.

Щитовидная железа (glandula thyroidea). Это непарный орган, располагающийся в передней области шеи на уровне гортани и верхнего отдела трахеи. Состоит из Правой и левой доли и перешейка. Масса щитовидной железы у взрослых составляет в среднем около 20 г, поперечный размер 50--60 мм, продольный каждой доли -- 50--80 мм, вертикальный размер перешейка от 2 до 2,5 см, а толщина его равна 2--6 мм. Масса и объем железы у женщин больше, чем у мужчин. Железа имеет фиброзную капсулу, от которой в глубину ткани отходят соединительнотканные перегородки -- трабекулы, разделяющие железу на дольки, состоящие из фолликулов.

Внутри стенка фолликулов выстлана эпителиальными клетками кубической формы. Внутри полости фолликула находится густое вещество -- коллоид, которое содержит тиреоидные гормоны. Железистый фолликулярный эпителий обладает избирательной способностью к накоплению йода. В щитовидной железе под влиянием тиреотропного гормона вырабатываются тироксин (Т₄) и трииодтиронин (Т₃). Кроме того, в щитовидной железе вырабатывается тиреокальцитонин, который снижает уровень кальция в парафолликулярной ткани. Трииодтиронин синтезируется в меньшем количестве, чем тироксин, но имеет большую активность.

Тиреоидные гормоны -- это гормоны широкого спектра действия. Их основные эффекты связаны с влиянием на различные обменные процессы, рост и развитие организма, они участвуют в адаптативных реакциях. Особенно выражено влияние Т₃ и Т₄ на энергетический обмен. Гормоны действуют путем индукции и активации ферментов, что увеличивает синтез белка, распад жиров и углеводов. Таким образом, тиреоидные гормоны влияют на разные виды обмена веществ.

Тиреоидные гормоны играют значительную роль в регуляции жизненно важных функций организма; изменение их уровня в крови вызывает тяжелые заболевания. Известно, что воздействие в течение длительного времени стимулятора щитовидной железы, который обладает свойствами тиреотропного гормона, ведет к неограниченному образованию тиреоидных гормонов и развитию токсического зоба. При этом нарушаются углеводный, жировой, водный и минеральный обмены, изменяются процессы окислительного фосфорилирования. Заболевание сопровождается похудением, тахикардией, повышенной нервной возбудимостью, экзофтальмом.

...