2 курс / Нормальная физиология / Краткий_курс_лекций_по_физиологии_с_основами_анатомии_Петунова_А

лудочно-пищеводный сфинктер. Транспорт пищевого комка по пищеводу происходит благодаря волнам сокращений кольцевых мышц. Пищевод находится позади трахеи. Внутренний кольцевой и наружный продольный мышечный слой обеспечивает чередование сокращений кольцевых и продольных мышц и продвижение комка по направлению к желудку.

Желудок. В желудке твердая пища находится 3-4 ч, жидкая 1,5- 2,5 ч. Слизистая желудка складчатая, это позволяет просвету желудка расширяться после приема больших количеств пищи. В желудке преимущественно происходит расщепление белков под действием соляной кислоты и фермента пепсина.

Тонкий кишечник (двенадцатиперстная кишка (ДПК), тощая кишка, подвздошная кишка). Собственно процесс пищеварения и всасывания происходит здесь. Протяженность тонкого кишечника 3-5 м. Общий желчный проток и проток поджелудочной железы впадают в просвет ДПК. Под действием ферментов поджелудочной железы и желчи происходит расщепление белков, жиров и углеводов.

Поверхность слизистой складчатая и покрыта ворсинками, за счет чего площадь значительно увеличена. Ворсинки осуществляют функцию всасывания. По мере продвижения к дистальной части тонкой кишки всасывание питательных веществ снижается и увеличивается всасывание воды.

Толстая кишка (слепая, поперечная восходящая, поперечная ободочная, поперечная нисходящая, сигмовидная, слепая). Мотори-

ка толстой кишки обеспечивает накопление содержимого, всасывание из него ряда веществ, его продвижение, формирование каловых масс и их удаление. В толстом кишечнике в основном происходит всасывание воды (до 6 л в сут.) и химус постепенно превращается в каловые массы (за сут. 150-250 г).

Поджелудочная железа. Располагается позади желудка, в верхней половине живота. Проток поджелудочной железы идет на всем протяжении железы и открывается, часто вместе с общим желчным протоком в просвет ДПК. По протоку в ДПК поступает поджелудочный сок, главными компонентами которого являются ферменты: амилаза, липаза, трипсин и химотрипсин. В сутки вырабатывается 1,5-2 л сока с щелочной реакцией. Амилаза расщепляет крахмал и гликоген до ди- и моносахаридов. Липаза – триглицериды до жир-

91

ных кислот и моноглицеридов, трипсин и химотрипсин – белки и полипептиды.

Печень. Клетки печени (гепатоциты) постоянно производят желчь. Она покидает печень через правый и левый печеночные протоки, которые объединяются в общий печеночный проток. Общий печеночный проток соединяется с пузырным протоком, идущим от желчного пузыря. Таким образом, возникает общий желчный проток, который впадает в просвет ДПК. Желчный пузырь – резервуар для вырабатываемой печенью желчи. Вне приема пищи желчь поступает в желчный пузырь. Во время приема пищи желчь как из печени, так и из желчного пузыря, поступает в просвет ДПК.

Функции печени: желчеобразование, синтез белков плазмы крови, метаболизм углеводов, жиров, аминокислот, удаление продуктов метаболизма, депо углеводов, белков, витаминов и минеральных веществ, инактивация токсинов, лекарственных веществ, гормонов.

Желчи в сутки выделяется 500-1500 мл, с щелочной реакцией. Функции желчи: эмульгирует жиры, обеспечивает всасывание жиров и жирорастворимых витаминов, активизирует липазу поджелудочного сока, создает оптимум pH среды для ферментов поджелудочной железы, активирует моторику кишечника, регулирует желчеобразование и желчевыделение, оказывает бактериостатическое действие.

ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ. ОСНОВЫ РАЦИОНАЛЬНОГО ПИТАНИЯ

Обмен веществ и энергии (метаболизм). Обмен веществ у жи-

вых организмов заключается в поступлении из внешней среды различных веществ, в превращении и использовании их в процессах жизнедеятельности и в выделении образующихся продуктов распада в окружающую среду. Совокупность взаимосвязанных, но разнонаправленных процессов: анаболизма и катаболизма.

Анаболизм – это совокупность процессов биосинтеза органических веществ, компонентов клетки и других структур органов и тканей. Анаболизм обеспечивает рост, развитие, обновление биологических структур, а также непрерывный ресинтез макроэргических

92

соединений и их накопление. Анаболизм заключается в химической модификации и перестройке поступающих с пищей молекул в другие, более сложные биологические молекулы. Например, включение аминокислот в синтезируемые клеткой белки в соответствии с инструкцией, содержащейся в генетическом материале данной клетки.

Катаболизм – это совокупность процессов расщепления сложных молекул до более простых веществ, с использованием части из них в качестве субстратов для биосинтеза, и расщеплением другой части до конечных продуктов метаболизма с образованием энергии. К конечным продуктам метаболизма относятся вода (у человека примерно 350 мл в день), двуокись углерода (около 230 мл/мин), окись углерода (0,007 мл/мин), мочевина (около 30 г/день), а также другие вещества, содержащие азот (примерно 6 г/день).

Катаболизм обеспечивает извлечение химической энергии из содержащихся в пище молекул и использование этой энергии на обеспечение необходимых функций. Например, образование свободных аминокислот в результате расщепления поступающих с пищей белков и последующее окисление этих аминокислот в клетке с образованием СО2, и Н2О, что сопровождается высвобождением энергии.

Процессы анаболизма и катаболизма находятся в организме в состоянии динамического равновесия или временного превалирования одного из них. Преобладание анаболических процессов приводит к росту, накоплению массы тканей, а катаболических – к частичному разрушению тканевых структур, выделению энергии. Состояние равновесного или неравновесного соотношения анаболизма и катаболизма зависит от возраста. В детском возрасте преобладают процессы анаболизма, а в старческом – катаболизма. У взрослых людей эти процессы находятся в равновесии. Их соотношение зависит также от состояния здоровья, выполняемой человеком физической или психоэмоциональной деятельности.

Энергетический эквивалент пищи. При окислении углеводов и белков выделяется 4,1 ккал/г, окисление 1 г жира дает 9,3 ккал. Запасание энергии в форме жира является наиболее экономичным способом длительного хранения энергии в организме.

Основной обмен – это минимальные для бодрствующего организма затраты энергии на работу внутренних органов, определенные в строго контролируемых стандартных условиях:

93

1)при комфортной температуре (18-20 оС);

2)в положении лежа (но обследуемый не должен спать);

3)в состоянии эмоционального покоя, т. к. стресс усиливает метаболизм;

4)натощак, т.е. через 12-16 ч после последнего приема пищи. Основной обмен зависит от пола, возраста, роста и массы тела

человека. Величина основного обмена в среднем составляет 1 ккал в 1 ч на 1 кг массы тела. У мужчин в сутки основной обмен приблизительно равен 1700 ккал, у женщин основной обмен на 1 кг массы тела примерно на 10% меньше, чем у мужчин, у детей он больше, чем у взрослых, и с увеличением возраста постепенно снижается.

Общий обмен (рабочий обмен) – суточный расход энергии у здорового человека. Складывается из следующих компонентов: основного обмена и энергозатрат, связанных с физической активностью. Степень энергетических затрат при различной физической активности определяется ее коэффициентом. По этому принципу все население делится на 5 групп. При умственном труде энерготраты значительно ниже, чем при физическом.

Основы рационального питания. Согласно теории сбалансиро-

ванного питания (А.А. Покровский) – полноценое питание характеризуется оптимальным соответствием количества всех компонентов пищи физиологическим потребностям организма. Принимаемая пища должна с учетом ее усвояемости восполнять энергетические затраты человека.

При регулярном превышении суточной калорийности пищи над затратами энергии происходит увеличение количества депонированного жира. Например, ежедневное употребление сверх нормы одной сдобной булочки (300 ккал) в течение года может привести к отложению 5,4–10,8 кг жира. В рационе должны быть сбалансированы белки, жиры и углеводы. Среднее соотношение их энергетической ценности должно составлять – 13 %:33 %:54 %, что обеспечивает энергетические и пластические потребности организма. Должны быть сбалансированы белки с незаменимыми и заменимыми аминокислотами, жиры с разной насыщенностью жирных кислот, углеводы с разным числом мономеров и наличием балластных веществ (целлюлоза, пектин и др.). При составлении пищевого рациона (т. е. количества и состава продуктов питания, необходимых человеку в сутки) следует соблюдать ряд принципов.

94

1.Калорийность пищевого рациона должна соответствовать энергетическим затратам организма.

2.Используется закон изодинамии питательных веществ, т.е. взаимозаменяемость белков, жиров и углеводов, исходя из их энергетической ценности. Например, 1 г жира (9,3 ккал) можно заменить 2,3 г белка или углеводов. Однако такая замена возможна только на короткое время, так как питательные вещества выполня-

ют не только энергетическую, но и пластическую функцию. 3. В пищевом рационе должно содержаться оптимальное количество белков, жиров и углеводов, микроэлементов, макроэлементов, витаминов, воды. Не менее одной трети суточной нормы белков и жиров должно поступать в организм в виде продуктов живот-

ного происхождения.

4. Необходимо учитывать правильное распределение калорийности рациона по отдельным приемам пищи. Первый завтрак должен содержать примерно 25-30 % всего суточного рациона, второй завтрак – 10-15 %, обед 40-45 % и ужин – 15-20 %.

АНАЛИЗАТОРЫ.

АНАТОМИЯ И ФИЗИОЛОГИЯ ОРГАНОВ ЗРЕНИЯ И СЛУХА

Анализаторы – совокупность периферических и центральных структур нервной системы, обеспечивающих восприятие, проведение и анализ информации из внутренней и внешней среды и формирующие специфические ощущения. По И.П. Павлову в каждом анализаторе выделяют три отдела:

•периферический. Представлен рецепторными образованиями органов чувств. Он воспринимает действие раздражителя и обеспечивает генерацию возбуждения в рецепторе. Благодаря рецепторам достигается обнаружение, восприятие раздражителей, кодирование информации (преобразование физического или химического стимула в электрическое возбуждение – рецепторный потенциал) и ее передача на афферентные волокна. Орган чувств – это периферический отдел сенсорной системы;

•проводниковый. Образован афферентными нейронами и проводящими путями мозга. В этом отделе происходит распределе-

95

ние направления потоков и отсеивание избыточной информации, ее перекодирование и преобразование;

• центральный (корковый отдел) – это участки коры больших полушарий, воспринимающие афферентные сигналы, выполняющие их детектирование, опознавание образов, высший анализ поступающей информации и ее интеграцию.

Один из принципов классификации анализаторов – их подразделение по характеру ощущений, возникающих в результате воздействия на соответствующие рецепторы. По этой классификации выделяют: обонятельный, вкусовой, слуховой, зрительный, вестибулярный, тактильный, температурный и другие анализаторы.

Зрительный анализатор – это совокупность структур, воспринимающих световое излучение (электромагнитные волны длины 390-700 нм) и формирующих зрительные ощущения. Позволяет различать освещенность предметов, их цвет, форму, размеры, характеристики передвижения, расстояние, на котором они расположены, пространственную ориентацию в окружающем мире. Через данный анализатор поступает 80-90 % всей информации об окружающей среде.

Орган зрения. Состоит из глазного яблока со зрительным нервом и дополнительных образований, включая веки, слезный аппарат и внешние глазные мышцы.

Строение глазного яблока. Глаз (глазное яблоко) – это структура примерно сферической формы диаметром около 24 мм и массой 7 г. Расположено глазное яблоко в костной глазнице, специальном углублении черепа. Там его удерживают четыре прямые и две косые мышцы, которые управляют его движениями.

96

Рис. 10. Строение глазного яблока человека

1 – мышцa глазного яблока, 2 – верхнее веко, 3 – нижнее веко, 4 – конъюнктива, 5 – роговица, 6 – водянистая влага, 7 – зрачок, 8 – хрусталик, 9 – радужка, 10 – циннова связка, 11 – ресничная мышца, 12 – ресничное тело, 13 – слепое пятно, 14 – стекловидное тело, 15 – центральная ямка, 16 – сетчатка, 17 – зрительный нерв, 18 – сосудистая оболочка, 19 – склера.

97

Оболочки глазного яблока. Стенка глаза состоит из 3 слоев, которые имеют разные функции в передней и задней половине глазного яблока. Слои идут в следующем порядке:

•наружная (фиброзная) оболочка глазного яблока, к которой прикрепляются наружные мышцы глазного яблока. Выполняет защитную функцию и благодаря тургору обусловливает форму глаза. В задней части глаза образует склеру, а в передней роговицу;

•средняя (сосудистая) оболочка глазного яблока играет важную роль в обменных процессах, обеспечивая питание глаза и выведение продуктов обмена. Она богата кровеносными сосудами и пигментом. Она образована радужкой, ресничным телом в передней части и собственно сосудистой оболочкой в задней части;

•внутренняя (сетчатая) оболочка глазного яблока – сетчатка

–это рецепторная часть зрительного анализатора. Здесь находятся фоторецепторные клетки, анализирующие свет. В передней части пигментный эпителий ресничного тела и радужки, а в задней части слой фоторецепторов.

В глазе имеются три различные группы функциональных элементов: 1) глазное яблоко, содержащее светорегулирующий (зрачок), светопреломляющий (роговица, жидкость передней и задней камеры глаза, хрусталик, стекловидное тело) и световоспринимающий (сетчатка) аппараты; 2) защитные приспособления: наружные оболочки глаза (склера и роговица), слезный аппарат, веки, ресницы, брови; 3) двигательный аппарат (три пары глазных мышц).

Светопреломляющий аппарат глаза построен по принципу по-

следовательно расположенных оптических линз.

Роговица. Когда луч света падает на глаз, вначале он встречает это круглое прозрачное окно – это первая из двух линз глаза. Оптическая сила роговицы составляет до двух третей общей оптической силы глаза. Пройдя сквозь нее, луч света попадает в первую из двух камер внутри глаза – переднюю. Она наполнена водянистой внутриглазной жидкостью, которая постоянно обменивается. Внутриглазная жидкость поддерживает давление в глазу и поставляет питательные вещества хрусталику и роговице.

Радужка образует заднюю часть в передней камере глаза. Пигмент радужки дает цвет глазу. Она действует как диафрагмальное отверстие в фотоаппарате: ее мышечные волокна расширяют или

98

сужают зрачок, контролируя интенсивность света, попадающего на сетчатку.

Зрачок – отверстие в радужке, через которое проходит свет. Хрусталик – следующая преломляющая среда. Это двояковы-

пуклая линза, от кривизны которой зависит фокусировка изображения на сетчатке. Разделяет водянистую влагу и стекловидное тело.

Стекловидное тело находится за хрусталиком. Основная белоксодержащая, желеобразная масса глаза, основу которого составляет коллаген и гиалуроновая кислота (98 % воды). Занимает почти 2/3 общего объема глазного яблока и придает ему прочность. Сохраняет шаровидную форму глаза. Пройдя через стекловидное тело, свет попадает на сетчатку.

Ресничное тело – место, где соединяется склера и роговица. Содержит клетки эпителия, кровеносные сосуды и ресничную мышцу.

Ресничная мышца – гладкомышечное кольцо, состоящее из кольцевых и радиальных мышечных волокон, которые изменяют кривизну хрусталика при аккомодации.

Циннова связка соединяет хрусталик и ресничное тело. Передняя камера глаза расположена позади роговицы. Она за-

полнена водянистой влагой и сзади ограничена зрачком и радужкой. В месте перехода радужки в роговицу расположена соединительнотканная трабекулярная сеть. Водянистая влага проходит через ее отверстие и попадает в специальную круговую вену, так называемый шлемов канал. Через зрачок передняя камера сообщается с задней камерой глаза, в которой секретируется водянистая влага. Спереди задняя камера ограничена задней поверхностью радужки и ресничного тела, а сзади она граничит с передней частью стекловидного тела.

Внутриглазное давление. Форма глазного яблока обеспечивается его соединительнотканной оболочкой – склерой, но в еще большей степени – внутриглазным давлением, которое превышает атмосферное примерно на 15-20 мм.рт.ст. Внутриглазное давление создается водянистой влагой, и его поддержание зависит от равновесия между его секрецией и оттоком. Если, например, отток из шлеммова канала (см. выше) затруднен, то давление может возрасти до опасных пределов (глаукома). При повышении внутриглазного давления на-

99

рушается кровоснабжение глаза, что чревато повреждением сетчатки и слепотой.

Хрусталик и процесс аккомодации. Хрусталик состоит из ядра,

эптелия и волокон и совершенно прозрачен. Он подвешен к круго-

вой ресничной мышце поясковыми волокнами, которые также распо-

ложены по кругу. При изменении формы хрусталика меняется его преломляющая сила. Таким образом производится наведение фокуса на объекты, располагающиеся на различном расстоянии (аккомодация). Когда ресничная мышца сокращается, поясковые волокна теряют напряжение и перестают растягивать хрусталик. В результате хрусталик приобретает сферическую форму, т.е. радиус кривизны его поверхности уменьшается. Вследствие этого падающий свет преломляется сильнее и происходит аккомодация глаза на объекты, расположенные вблизи. Когда же ресничная мышца, иннервируемая парасимпатическими волокнами, расслабляется, хрусталик уплощается под влиянием натяжения поясковых волокон – таким путем происходит аккомодация на удаленные предметы. Эти сложные взаимоотношения можно вкратце представить в виде таблицы 4.

С возрастом хрусталик теряет эластичность и твердеет (склероз). В результате снижается его способность к аккомодации и он теряет возможность фокусироваться на близко расположенные объекты (пресбиопия).

Преломляющая сила. Изображение на сетчатке образуется благодаря преломлению (рефракция) световых лучей на выпуклых поверхностях (роговицы и хрусталика). Чтобы зрение было четким, все лучи, идущие от одной точки объекта, должны снова сойтись на одной точке сетчатки. Таким образом, оптическая система глаза действует как собирающая линза. Чем более выпукла поверхность

100