Нервная и гуморальная регуляция сердца

Нервно гуморальная регуляция работы сердца играет подчиненную роль, так как сдвиги в обмене веществ вызываются посредством нервной системы. Сдвиги содержания различных веществ в крови, в свою очередь, оказывают влияние на рефлекторную регуляцию сердечнососудистой системы.

На работу сердца влияют изменения содержания калия и кальция в крови. Увеличение содержания калия оказывает отрицательно хронотропное, отрицательно инотропное, отрицательно дромотропное, отрицательно батмотропное и отрицательно тонотропное влияния. Увеличение содержания кальция действует наоборот.

Для нормальной работы сердца необходимо известное соотношение обоих ионов, которые действуют сходно с блуждающими (калий) и симпатическими (кальций) нервами.

Предполагается, что при деполяризации мембран мышечных волокон сердца из них быстро выходят ионы калия и водорода, что способствует их сокращению. Следовательно, реакция крови имеет значение для сокращения мышечных волокон сердца.

Увеличение количества гистамина, поступающего в кровь, приводит к общему расширению капилляров и резкому падению кровяного давления — циркуляторный шок.

10. Регуляция функционального состояния сосудов. Сосудодвигательный центрРазличные факторы влияют на свойства сердечной мышцы (возбудимость, проводимость, сократимость, автоматизм, тонус) и, следовательно, на основные параметры деятельности сердца - частоту и силу сокращений.
Влияния на частоту сердечных сокращений называются хронотропными, на силу сокращений - инотропными, на возбудимость - батмотропными, на проводимость - дромотропными, на тонус сердечной мышцы - тонотропными влияниями. Влияния, вызывающие увеличение этих показателей называются положительными, а уменьшение - отрицательными.Влияния, идущие от сосудосуживающего центра продолговатого мозга, приходят к нервным центрам симпатической части вегета­тивной нервной системы, расположенным в боковых рогах грудных сегментов спинного мозга, регулирующих тонус сосудов отдельных участков тела. Спинномозговые центры способны через некоторое время после выключения сосудосуживающего центра продолговатого мозга немного повысить давление крови, снизившееся вследствие расширения артерий и артериол. Кроме сосудодвигательных центров продолговатого и спинного мозга, на состояние сосудов оказывают влияние нервные центры промежуточного мозга и больших полушарий.

11. Кровообращение при физической работеФизическая нагрузка сопровождается одной из самых естественных для организма адаптивных реакций, для которой требуется хорошее взаимодействие всех звеньев системы кровообращения. Тот факт, что скелетные мышцы составляют до 40% массы тела, а интенсивность их деятельности может колебаться в очень широких пределах, ставит их в особое положение по сравнению с другими органами. К тому же надо учитывать, что в природе от функциональных возможностей скелетных мышц зависят как поиски пищи, так, порой, и сама жизнь. Поэтому в процессе эволюции выработались тесные взаимосвязи мышечных сокращений и сердечно-сосудистой системы. Они направлены на создание, по мере возможности, максимальных условий для кровоснабжение мышц, даже за счет снижения кровотока в других органах и системах. Учитывая важность обеспечения кровью сократительных мышц, в процессе эволюции сформировался ндвий уровень регуляции гемодинамики со стороны моторных отделов ЦНС. За счет них формируются условнорефлекторные механизмы регуляции кровообращения, т.е. предстартовые реакции. Значение их состоит в мобилизации сердечно-сосудистой системы, благодаря чему еще перед началом мышечной деятельности сердечные сокращения учащаются, а давление повышается.
12 Жизненная емкость легких и составляющие ее объемы Жи́зненная ёмкость лёгких (ЖЕЛ) показатель внешнего дыхания, представляющий собой объем воздуха, выходящего из дыхательных путей при максимальном выдохе, произведенном после максимального вдоха. (ЖЕЛ)

максимальное количество воздуха, выдыхаемое после самого глубокого вдоха. ЖЕЛ является одним из основных показателей состояния аппарата внешнего дыхания, широко используемым в медицине.

Вместе с остаточным объемом, т.е. объемом воздуха, остающегося в легких после самого глубокого выдоха, ЖЕЛ образует общую емкость легких (ОЕЛ). В норме ЖЕЛ составляет около ³/₄ общей емкости легких и характеризует максимальный объем, в пределах которого человек может изменять глубину своего дыхания. При спокойном дыхании здоровый взрослый человек использует небольшую часть ЖЕЛ: вдыхает и выдыхает 300—500 мл воздуха (так называемый дыхательный объем). При этом резервный объем вдоха, т.е. количество воздуха, которое человек способен дополнительно вдохнуть после спокойного вдоха, и резервный объем выдоха, равный объему дополнительно выдыхаемого воздуха после спокойного выдоха, составляет в среднем примерно по 1500 мл каждый. Во время физической нагрузки дыхательный объем возрастает за счет использования резервов вдоха и выдоха.

Определяют ЖЕЛ с помощью спирографии. Величина ЖЕЛ в норме зависит от пола и возраста человека, его телосложения, физического развития, а при различных заболеваниях она может существенно уменьшаться, что снижает возможности приспособляемости организма больного к выполнению физической нагрузки. Для оценки индивидуальной величины ЖЕЛ на практике принято сравнивать ее с так называемой должной ЖЕЛ (ДЖЕЛ), которую вычисляют по различным эмпирическим формулам. Так, исходя из показателей роста обследуемого в метрах и его возраста в годах (В), ДЖЕЛ (в литрах) можно рассчитать по следующим формулам: для мужчин ДЖЕЛ = 5,2×рост — 0,029×В — 3,2; для женщин ДЖЕЛ = 4,9×рост — 0,019×В — 3,76; для девочек от 4 до 17 лет при росте от 1 до 1,75 м ДЖЕЛ = 3,75×рост — 3,15; для мальчиков того же возраста при росте до 1,65 м ДЖЕЛ = 4,53×рост — 3,9, а при росте свыше 1,65 м —ДЖЕЛ = 10×рост — 12,85.

Превышение должных значений ЖЕЛ любой степени не является отклонением от нормы, у физически развитых лиц, занимающихся физкультурой и спортом (особенно плаванием, боксом, легкой атлетикой), индивидуальные значения ЖЕЛ иногда превышают ДЖЕЛ на 30% и более. ЖЕЛ считается сниженной, если ее фактическая величина составляет менее 80% ДЖЕЛ.

Снижение жизненной емкости легких чаще всего наблюдается при болезнях органов дыхания и патологических изменениях объема грудной полости; во многих случаях оно является одним из важных патогенетических механизмов развития дыхательной недостаточности

13. Обмен газов между альвеолярным воздухом и кровью Количество кислорода, поступающего в альвеолярное пространство из вдыхаемого воздуха в единицу времени в стационарных условиях дыхания, равно количеству кислорода, переходящего за это время из альвеол в кровь легочных капилляров. Именно это обеспечивает постоянство концентрации (и парциального давления) кислорода в альвеолярном пространстве. Эта основная закономерность легочного газообмена характерна и для углекислого газа: количество этого газа, поступающего в альвеолы из смешанной венозной крови, протекаю­щей по легочным капиллярам, равно количеству углекислого газа, удаляющегося из альвеолярного пространства наружу с выдыхаемым воздухом.У человека в покое разность между содержанием кислорода в артериальной и смешанной венозной крови равна 45-55 мл О₂ на 1 л крови, а разность между содержанием углекислого газа в ве­нозной и артериальной крови составляет 40- 50 мл СО₂ на 1 л крови. Это значит, что в каждый литр крови, протекающей по легочным капиллярам, поступает из альвеолярного воздуха примерно 50 мл О₂, а из крови в альвеолы — 45 л СО₂. Концентрация О₂ и СО₂ в альвеолярном воздухе остается при этом практически посто­янной, благодаря вентиляции альвеол.Альвеоляр­ный воздух и кровь легочных капилляров разделяет так называемая альвеолярно-капиллярная мембрана, толщина которой варьирует от 0.3 до 2.0 мкм. Основу альвеолярно-капиллярной мембраны составляет альвеолярный эпителий и капиллярный эндотелий, каждый из которых расположен на собственной базальной мембране и образует непрерыв­ную выстилку, соответственно, альвеолярной и внутрисосудистой по­верхности. Между эпителиальной и эндотелиальной базальными мем­бранами находится интерстиций. В отдельных участках базальные мембраны практически прилегают друг к другу

14. Дыхательный центр и роль нервных и гуморальных влияний в регуляции дыханиДыхательный центр совокупность нескольких групп нервных клеток (нейронов), расположенных в разных отделах центральной нервной системы, преимущественно в ретикулярной формации продолговатого мозга. Постоянная координированная ритмическая активность этих нейронов обеспечивает возникновение дыхательных движений и их регуляцию в соответствии с возникающими в организме изменениями. Импульсы от Д. ц. поступают в двигательные нейроны передних рогов шейного и грудного отделов спинного мозга, от которых возбуждение передаётся к дыхательной мускулатуре. Активность Д. ц. регулируется гуморально, т. е. составом омывающей его крови и тканевой жидкости, и рефлекторно, в ответ на импульсы, поступающие от рецепторов в дыхательной, сердечно-сосудистой, двигательной и др. системах, а также от высших отделов центральной нервной системы. При прекращении поступления нервных импульсов Д. ц. сохраняет активность, способную обеспечить дыхательные движения.

Большое влияние на состояние дыхательного центра оказывает химический состав крови, в частности ее газовый состав. Накопление углекислого газа в крови вызывает раздражение рецепторов в кровеносных сосудах, несущих кровь к голове, и рефлекторно возбуждает дыхательный центр, подобным образом действуют и другие кислые продукты. Поступающие в кровь, например молочная кислота, содержание которой в крови увеличивается во время мышечной работы.

15. Дыхание при физической работеВо время выполнения физической работы мышцам необходимо большое количество кислорода. Потребление 02 и продукция СО2 возрастают при физической нагрузке в среднем в 15 - 20 раз. Обеспечение организма кислородом достигается сочетанным усилением функции дыхания и кровообращения. Уже в начале мышечной работы вентиляция легких быстро увеличивается.

В возникновении гиперпноэ в начале физической работы периферические и центральные хеморецепторы как важнейшие чувствительные структуры дыхательного центра еще не участвуют. Уровень вентиляции в этот период регулируется сигналами, поступающими к дыхательному центру главным образом из гипоталамуса, лимбической системы и двигательной зоны коры большого мозга, а также раздражением проприорецепторов работающих мышц. По мере продолжения работы к нейрогенным стимулам присоединяются гуморальные воздействия, вызывающие дополнительный прирост вентиляции. При тяжелой физической работе на уровень вентиляции оказывают влияние также повышение температуры, артериальная двигательная гипоксия и другие лимитирующие факторы.

Таким образом, наблюдаемые при физической работе изменения дыхания обеспечиваются сложным комплексом нервных и гуморальных механизмов. Однако из-за индивидуально лимитирующих факторов биомеханики дыхания, особенностей экопортрета человека, не всегда удается при выполнении одной и той же нагрузки полностью объяснить точное соответствие вентиляции легких уровню метаболизма в мышцах.

16. Пищеварение в желудке. Состав и свойства желудочного сокаПища из ротовой полости поступает в желудок, где она подвергается дальнейшей химической и механической обработке. Кроме того, желудок является пищевым депо. Механическая обработка пищи обеспечивается моторной деятельностью желудка, химическая осуществляется за счет ферментов желудочного сока. Размельченные и химически обработанные пищевые массы в смеси с желудочным соком образуют жидкий или полужидкий химус.
Желудок выполняет следующие функции: секреторную, моторную, всасывательную (эти функции будут описаны ниже), экскреторную (выделение мочевины, мочевой кислоты, креатинина, солей тяжелых металлов, йода, лекарственных веществ), инкреторную (образование гормонов гастрина и гистамина), гомеостатическую (регуляция рН), участие в гемопоэзе (выработка внутреннего фактора Касла).У взрослого человека в течение суток образуется и выделяется около 2-2,5 л желудочного сока. Желудочный сок имеет кислую реакцию (рН 1,5- 1,8). В его состав входят вода - 99% и сухой остаток - 1%. Сухой остаток представлен органическими и неорганическими веществами.
Главный неорганический компонент желудочного сока - соляная кислота, которая находится в свободном и связанном с протеинами состоянии. Соляная кислота выполняет ряд функций: 1) способствует денатурации и набуханию белков в желудке, что облегчает их последующее расщепление пепсинами; 2) активирует пепсиногены и превращает их в пепсины; 3) создает кислую среду, необходимую для действия ферментов желудочного сока; 4) обеспечивает антибактериальное действие желудочного сока; 5) способствует нормальной эвакуации пищи из желудка: открытию пилорического сфинктера со стороны желудка и закрытию со стороны 12-перстной кишки; 6)возбуждает панкреатическую секрецию.
Кроме того, в желудочном соке содержатся следующие неорганические вещества: хлориды, бикарбонаты, сульфаты, фосфаты, натрий, калий, кальций, магний и др.
В состав органических веществ входят протеолитические ферменты, главную роль среди которых играют пепсины. Пепсины выделяются в неактивной форме в виде пепсиногенов. Под влиянием соляной кислоты они активируются. Оптимум протеазной активности находится при рН 1,5-2,0. Они расщепляют белки до альбумоз и пептонов. Гастриксин гидролизует белки при рН 3,2-3,5. Реннин (химозин) вызывает створаживание молока в присутствии ионов кальция, так как переводит растворимый белок казеиноген в нерастворимую форму - казеин.
В желудочном соке имеются также и непротеолитические ферменты. Желудочная липаза мало активна и расщепляет только эмульгированные жиры. В желудке продолжается гидролиз углеводов под влиянием ферментов слюны. Это становится возможным потому, что пищевой комок, попавший в желудок, пропитывается кислым желудочным соком постепенно, И в это время во внутренних слоях пищевого комка в щелочной среде продолжается действие ферментов слюны.
В состав органических веществ входит лизоцим, обеспечивающий бактерицидные свойства желудочного сока. Желудочная слизь, содержащая муцин, защищает слизистую оболочку желудка от механических и химических раздражении и от самопереваривания. В желудке вырабатывается гастромукопротеид, или внутренний фактор Касла. Только при наличии внутреннего фактора возможно образование комплекса с витамином В12, участвующего в эритропоэзе. В желудочном соке содержатся также аминокислоты, мочевина, мочевая кислота.

17. Пищеварение в двенадцатиперстной кишке. Состав сока поджелудочной железы и механизм его выделенияДвенадцатиперстная кишка является центральным отделом пищеварительного канала. Здесь начинается второй этап пищеварения, который имеет ряд особенностей. В процессе пищеварения в двенадцатиперстной кишке участвуют панкреатический (поджелудочный) сок, желчь и кишечный сок, которые имеют выраженную щелочную реакцию. В состав поджелудочного и кишечного соков входят ферменты, расщепляющие белки, жиры, углеводы.

У взрослого человека за сутки выделяется 1,5-2 л поджелудочного сока.

В состав поджелудочного сока входят органические (протеолитические, амилолитические, липолитические ферменты) и неорганические вещества. К протеолитическим ферментам панкреатического сока относятся: трипсин, химотрипсин, панкреатопептид (эластаза) и карбоксипептидазы. Под их влиянием нативные белки и продукты их распада (высокомолекулярные полипептиды) расщепляются до низкомолекулярных полипептидов и аминокислот. В панкреатическом соке содержатся также ингибиторы протеолитических ферментов. Они имеют существенное значение в предохранении поджелудочной железы от самопереваривания (аутолиз).

К амилолитическим ферментам поджелудочного сока относятся амилаза, расщепляющая углеводы до мальтозы, мальтаза, превращающая солодовый сахар (мальто зу) в глюкозу, лактаза, расщепляющая молочный сахар (лактозу) до моносахаридов.

В состав липолитических ферментов входят липаза и фосфолипаза А. Липаза расщепляет жиры до глицерина и жирных кислот. Фосфолипаза А действует на продукты расщепления жиров.

Секреция поджелудочного сока протекает в три фазы: сложнорефлекторную (мозговую), желудочную и кишечную.

Сложнорефлекторная фаза осуществляется на основе условных и безусловных рефлексов.

Вид пищи, ее запах, звуковые раздражения, связанные с приготовлением пищи, разговор о вкусной пище или воспоминания о ней при наличии аппетита приводят к отделению поджелудочного сока. В этом случае выделение сока происходит под влиянием нервных импульсов, идущих от коры большого мозга к поджелудочной железе, то есть условнорефлекторно. Безусловнорефлекторная секреция поджелудочного сока происходит при раздражении пищей рецепторов ротовой полости и глотки.

Первая фаза секреции поджелудочного сока непродолжительная, сока выделяется мало, но он содержит значительное количество органических веществ, в том числе ферментов.

Желудочная фаза секреции панкреатического сока связана с раздражением рецепторов желудка поступившей пищей. Нервные импульсы от рецепторов желудка по афферентным волокнам блуждающего нерва поступают в продолговатый мозг к ядрам блуждающих нервов. Под влиянием нервных импульсов нейроны ядер блуждающих нервов возбуждаются. Это возбуждение по эфферентным секреторным волокнам блуждающего нерва передается к поджелудочной железе и вызывает отделение панкреатического сока. Желудочная фаза секреции панкреатического сока обеспечивается также гормоном гастрином, который действует непосредственно на секреторные клетки поджелудочной железы. Сок, выделяющийся во вторую фазу, как и в первую, богат органическими веществами, но содержит меньше воды и солей.

Кишечная фаза секреции поджелудочного сока осуществляется при участии нервного и гуморального механизмов.

Под влиянием кислого содержимого желудка, поступившего в двенадцатиперстную кишку, и продуктов частичного гидролиза питательных веществ происходит возбуждение рецепторов, которое передается в центральную нервную систему. По блуждающим нервам нервные импульсы от центральной нервной системы поступают к поджелудочной железе и обеспечивают образование и выделение панкреатического сока.

18. Значение желчи в пищеварении. Функции печениЖелчь — продукт секреции печеночных клеток, представляет собой жидкость золотисто-желтого цвета, имеющую щелочную реакцию (рН 7,3—8,0) и относительную плотность 1,008—1,015.

У человека желчь имеет следующий состав: воды 97,5%, сухого остатка 2,5%. Основными компонентами сухого остатка являются желчные кислоты, пигменты и холестерин. Кроме того, в желчи содержатся муцин, жирные кислоты, неорганические соли, ферменты и витамины.У здорового человека в сутки выделяется 0,5—1,2 л желчи. Секреция желчи осуществляется непрерывно, а поступление ее в двенадцатиперстную кишку происходит во время пищеварения. Вне пищеварения желчь поступает в желчный пузырь.

Желчь относят к пищеварительным сокам. Желчь повышает активность ферментов панкреатического сока, прежде всего липазы. Желчные кислоты эмульгируют нейтральные жиры. Желчь необходима для всасывания жирных кислот, а следовательно, жирорастворимых витаминов А, В, Е и К. Желчь усиливает сокоотделение поджелудочной железы, повышает тонус и стимулирует перистальтику кишечника (двенадцатиперстная и толстая кишка). Желчь участвует в пристеночном пищеварении. Она оказывает бактериостатическое действие на кишечную флору, предупреждая развитие гнилостных процессов.

Блуждающие и правый диафрагмальный нервы при их возбуждении усиливают выработку желчи печеночными клетками, симпатические нервы ее тормозят. На образование желчи оказывают влияние и рефлекторные воздействия, идущие со стороны интерорецепторов желудка, тонкого и толстого кишечника и других внутренних органов.

Отделение желчи усиливается во время еды в результате рефлекторного влияния на все секреторные процессы, осуществляемые в желудочно-кишечном тракте.

Желчегонным эффектом обладают молоко, мясо, хлеб. У жиров это действие выражено в большей степени, чем у белков и углеводов. Наибольшее количество желчи выделяется при смешанном питании.

19. Влияние мышечной работы на пищеварениеВопрос о влиянии мышечной работы на функции органов пищеварения у человека изучен недостаточно.
В опытах, проведенных на человеке после длительной ходьбы или упражнений со штангой, было выявлено угнетение слюноотделения на пищевые раздражители. После работы снижался рН слюны.
Исследования, проведенные на 18 здоровых людях с целью выяснения влияния статической и динамической работы на безусловнорефлекторное слюноотделение, показали, что под влиянием работы руки тормозится слюноотделение в среднем на 18—22%, в то время как общая статическая нагрузка (удержание груза массой 8 кг за плечами) стимулировала отделение слюны, причем в среднем на 22%.
По мнению исследователей, противоположный эффект зависел от того, что напряженно работающая группа мышц руки индуцирует торможение на центр слюноотделения, тогда как статическое напряжение большого количества мышц, поддерживающих акт стояния с небольшим грузом, вызывает иррадиацию возбуждения, распространяющегося и на центр слюноотделения

Изучение функций желудка у человека при выполнении мышечной деятельности привлекло внимание многих исследователей. Во всех работах отмечается, что мышечная деятельность изменяет функциональное состояние желудочных желез, но при этом одни исследователи указывают на ее угнетающее влияние на секрецию желудочного сока, другие — на стимулирующее, а третьи — угнетающее и стимулирующее влияния.
Различный эффект, который наблюдали исследователи даже при действии одного и того же мышечного напряжения, мог зависеть от ряда причин и, в частности, от неоднотиппости методик исследования, небольшого числа испытуемых и определения чаще всего в составе желудочного сока только соляной кислоты

20. Обмен белков и его регуляцияБелки построены из аминокислот. Они являются основным пла­стическим материалом, из которого построены клетки и ткани орга­низма. Например, в составе скелетных мышц находится около 20% белка. Наличием белка обусловлена сократительная функция мы­шечной ткани. Из белков состоят многие ферменты и гормоны. Бе­лок крови гемоглобин участвует в транспорте кислорода. Белок фибриноген необходим для свертывания крови. Некоторые сложные белки — нуклеопротеиды имеют значение для передачи наследст­венных свойств.

Белки могут использоваться организмом и как источники энер­гии. При расщеплении белка из безазотистой части его молекулы образуются углеводы, дальнейшее превращение, которых обеспечивает освобождение энергии. Окисление 1 г белка освобождает 5,3 ккал.(17,6 кДж) Но азотистые продукты расщепления белка (мочевина, аммиак и др.) не подвергаются в организме дальнейшему окисле­нию. Поэтому при окислении 1 г белка в организме освобождается столько же энергии, сколько и при окислении 1 г углеводов, т. е. 4,1 ккал.

Поступая в организм с пищей, белки расщепляются в кишечнике до аминокислот и в таком виде всасываются в кровь и транспорти­руются в печень. Часть поступивших в печень аминокислот подвер­гается дезаминированию и переаминированию. Эти процессы обес­печивают синтез некоторых аминокислот и белков. Из печени ами­нокислоты поступают в ткани и используются для синтеза белков. Избыточные белковые вещества, поступающие с пищей, превраща­ются в организме в углеводы и жиры.

Конечными продуктами расщепления белков в тканях являются аммиак, мочевина, мочевая кислота, креатинин и некоторые другие. Они выводятся из организма почками и частично потовыми желе­зами.

При полном и частичном (белковом) голодании и при некоторых заболеваниях усваивается меньше азо­та, чем выделяется. Такое состояние называется отрицательным азотистым балансом.

Нормальная жизнедеятельность организма возможна лишь при азотистом равновесии, или положительном азотистом балансе.

При поступлении в организм избыточного пищевого белка у взрослого человека азотистое равновесие не нарушается. Чем боль­ше при этом содержится азота в пище, тем больше его выводится с мочой. В виде запасов белок в организме не откладывается. При голодании белки одних органов могут использоваться для поддер­жания жизнедеятельности других, более важных. При этом тратят­ся в первую очередь белки печени и скелетных мышц, и вес этих органов снижается. Вес же мозга и сердца и содержание в них бел­ков остаются почти без изменения.

Обмен белков в организме регулируется нервными центрами, расположенными в подбугровой области промежуточного мозга. При экспериментальном повреждении у животных некоторых ядер этого отдела мозга усиливается белковый обмен, его баланс ста­новится отрицательным, вследствие чего наступает резкое истоще­ние. Нервная система влияет на белковый обмен через гормоны щитовидной железы, передней доли гипофиза (соматотропный гор­мон) и других желез внутренней секреции.

21. Обмен липидов и его регуляцияК липидам относятся нейтральные жиры, фосфатиды и стерины. Нейтральные жиры расщепляются в кишечнике до глицерина и жирных кислот. Эти вещества, проходя через стенку кишки, вновь превращаются в жир, который всасывается в лимфу и в небольшом количестве в кровь. Кровь транспортирует жиры в ткани, где они используются для пластического синтеза и в качестве энергетиче­ского материала. Липиды входят в состав клеточных структур. Они необходимы для новообразования клеток.

Жиры могут откладываться в организме в виде запасов, которые в первую очередь используются при голодании организма. Общее количество жира у человека составляет в среднем 10—12% веса тела, при ожирении оно может достигать 40—50%.

Жировые депо в организме непрерывно обновляются. В усло­виях нормальной жизнедеятельности выход жира из депо сочетает­ся с его депонированием. При полном энергетическом равновесии интенсивность этих процессов в организме одинакова. Если процес­сы депонирования превышают использование жира, он накапли­вается в организме; если они недостаточны, жировые запасы уменьшаются.

Жиры, поступающие в ткани из кишечника и из жировых депо, путем сложных превращений окисляются и используются как ис­точник энергии. При окислении 1 г жира освобождается 9,3 ккал (38,9 кДж) энергии. В связи с тем, что в молекуле жира содержится относи­тельно мало кислорода, последнего требуется для окисления жира больше, чем для окисления углеводов. Как энергетический материал жир используется главным образом в состоянии покоя и при вы­полнении длительной малоинтенсивной физической работы. В на­чале более напряженной мышечной деятельности используются преимущественно углеводы. Но через некоторое время, в связи с уменьшением запасов гликогена, и при работе начинают окисляться жиры и продукты их расщепления. Процесс замещения углеводов жирами может быть настолько интенсивным, что 80% всей необхо­димой в этих условиях энергии освобождается в результате рас­щепления жира.

Функции жировой ткани Жировая ткань, покрывающая различные органы, предохраняет их от механических воздействий. Скопление жира в брюшной полости обеспечивает фиксацию внутренних органов. Подкожная жиро­вая клетчатка, являясь плохим проводником тепла, защищает тело от излишних теплопотерь. Жир входит в состав секрета сальных желез, который предохраняет кожу от высыхания и излишнего сма­чивания при соприкосновении с водой.

Обмен липидов тесно связан с обменом белков и углеводов. Поступающие в организм в избытке углеводы и белки превращают­ся в жир. Наоборот, при голодании жиры, расщепляясь, служат источником углеводов.

Обмен липидов в организме регулируется центральной нервной системой. При повреждении некоторых ядер подбугровой области промежуточного мозга жировой обмен нарушается. При этом про­исходит либо ожирение организма, либо его истощение.

Нервная система может оказывать непосредственное воздейст­вие на жировой обмен. Если у животного перерезать нервы, иннервирующие жировую ткань с одной стороны тела, то при голодании жировые запасы на этой стороне не уменьшаются.

Нервная система регулирует жировой обмен и путем воздейст­вия на железы внутренней секреции. Недостаточная функция перед­ней доли гипофиза, щитовидной железы и половых желез ведет к ожирению.Гормон поджелудочной железы инсулин стимулирует образование жиров из углеводов.

Увеличение жировых запасов в здоровом организме происходит главным образом в связи с потреблением пищи, превышающим по­требность.

22. Обмен углеводов и его регуляцияУглеводы поступают в организм с растительной и в меньшем количестве с животной пищей. Кроме того, они синтезируются в нем из продуктов расщепления аминокислот и жиров. Углеводы — важная составная часть живого организма, хотя ко­личество их в организме значительно меньше, чем белков и жи­ров,— всего около 2% сухого вещества тела.

Углеводы служат в организме основным источником энергии. При окислении 1 г углеводов освобождается 4,1 ккал энергии. Для окисления углеводов требуется значительно меньше кислорода, чем для окисления жиров. Это особенно повышает роль углеводов при мышечной деятельности. Значение их как источника энергии под­тверждается тем, что при уменьшении концентрации глюкозы в крови резко снижается физическая работоспособность. Большое значение углеводы имеют для нормальной деятельности нервной системы.

Пища содержит главным образом сложные углеводы, которые расщепляются в кишечнике и всасываются в кровь, преимуществен­но в виде глюкозы. В небольших количествах глюкоза содержится во всех тканях. Концентрация ее в крови колеблется от 0,08 до 0,12%. Поступая в печень и мышцы, глюкоза используется там для окислительных процессов, а также превращается в гликоген и от­кладывается в виде запасов.

В организме происходит постоянный обмен глюкозой между пе­ченью, кровью, мышцами, мозгом и другими органами. Главный потребитель глюкозы — скелетные мышцы. Расщепление в них угле­водов осуществляется по типу анаэробных и аэробных реакций. Одним из продуктов расщепления углеводов является молочная кислота.

Запасы углеводов особенно интенсивно используются при физи­ческой работе. Однако полностью они никогда не исчерпываются. При уменьшении запасов гликогена в печени его дальнейшее рас­щепление прекращается, что ведет к снижению концентрации глю­козы в крови до 0,05—0,06%, а в некоторых случаях до 0,04— 0,038%. В последнем случае мышечная деятельность продолжаться не может. Таким образом, уменьшение содержания глюкозы в кро­ви— один из факторов, снижающих работоспособность организма при длительной и напряженной мышечной деятельности. При такой работе необходимо пополнять углеводные запасы в организме, что достигается увеличением углеводов в пищевом рационе, дополни­тельным введением их перед началом работы и непосредственно при ее выполнении. Насыщение организма углеводами способствует сохранению постоянной концентрации глюкозы в крови, что необ­ходимо для поддержания высокой работоспособности человека.

Влияние центральной нервной системы на углеводный обмен осуществляется главным образом посредством симпатической иннервации. Раздражение симпатических нервов усиливает образова­ние адреналина в надпочечниках. Он вызывает расщепление глико­гена в печени и скелетных мышцах и повышение в связи с этим концентрации глюкозы в крови. Гормон поджелудочной железы глюкагон также стимулирует эти процессы. Гормон поджелудочной железы инсулин является антагонистом адреналина и глюкогена. Он непосредственно влияет на углеводный обмен печеночных кле­ток, активирует синтез гликогена и тем самым способствует его депонированию. В регуляции углеводного обмена участвуют гор­моны надпочечников, щитовидной железы и гипофиза.

23. Обмен энергии. Прямая и непрямая калориметрияОтличительным признаком живых организмов являются энерге­тические траты и постоянный обмен веществ с окружающей их внешней средой.

Его сущность состоит в том, что из внешней среды в организм поступают разнообразные, богатые потенциальной хи­мической энергией вещества; в организме они расщепляются на более простые; освобождающаяся при этом энергия обеспечивает про­текание физиологических процессов и выполнение внешней работы.

Кроме того, поступающие в организм вещества используются для восстановления изнашиваемых и построения новых клеток и тка­ней и для образования гормонов и ферментов. Некоторые органические вещества при избыточном поступлении могут депонироваться, т. е. откладываться в организме в виде запасов. Образующиеся в процессе обмена продукты распада удаляются из организма во внешнюю среду органами выделения.

Питательными веществами, снабжающими организм энергией и строительным (пластическим) материалом, являются белки, жиры и углеводы. Кроме того, для нормального протекания обмена ве­ществ в организме необходимо поступление витаминов, воды и ми­неральных солей.

Обмен веществ в организме является сложной системой связан­ных друг с другом реакций расщепления (диссимиляции) и синте­за (ассимиляции) органических веществ. При реакциях диссими­ляции происходит освобождение потенциальной химической энер­гии, которая обеспечивает деятельность всех органов и выполнение внешней работы. Реакции синтеза требуют для своего осуществле­ния притока энергии извне. Затрачиваемая при этом энергия пре­вращается в потенциальную химическую энергию сложных молекул.

Все химические реакции в организме, в том числе переварива­ние пищи, окислительно-восстановительные и другие процессы осу­ществляются при участии биологических катализаторов (ферментов).

Прямая и непрямая калориметрия. Обмен веществ и энергии является по существу единым процессом. Количество энергии, выделяемой организмом за определенный промежуток времени, выражаются в единицах теплоты – джоулях. Определить количество освобождающейся в организме энергии можно методами прямой и непрямой калориметрии.

Прямая калориметрия. Прямая калориметрия производится с помощью специальных аппаратов – калориметрических камер. Показатели полученные методом прямой калориметрии, точные. Но метод этот весьма сложен, громоздок, а главное не дает возможности измерять энергетические затраты организма при любых видах деятельности.

Проще производить расчеты расхода энергии методом непрямой калориметрии.

Непрямая калориметрия. Источником энергии в организме служат окислительные процессы, при которых потребляется кислород и образуется углекислый газ. Чем больше организм освобождает энергии, тем интенсивнее в нем идут окислительные процессы, следовательно, тем больше организм потребляет кислорода и выделяет углекислого газа. Поэтому об энергетических процессах в организме можно судить не только по количеству теплоты отдаваемой в окружающую среду, как это делают при прямой калориметрии, но и по количеству поглощенного кислорода и выделенного углекислого газа, т.е. по величине газообмена.

Дата добавления: 2015-05-26