2 курс / Нормальная физиология / Физо лекции

81

По мочевыделительной системе конечная моча попадает в мочевой пузырь. Позыв к мочеиспусканию возникает при наполнении мочевого пузыря более 300 мл, что объясняется раздражением механорецепторов и проведением афферентных сигналов в крестцовый отдел спинного мозга, а оттуда поступлением сигналов в ствол мозга, гипоталамус и кору больших полушарий.

Эфферентные импульсы из коры больших полушарий направляются к центрам произвольного мочеиспускания (кора головного мозга, гипоталамус, продолговатый мозг) и непроизвольного мочеиспускания (спинной мозг). Мочеиспускание у взрослого человека происходит произвольно.

Объем конечной мочи равен 1,0–1,5л в сутки. С мочой экскретируются мочевина, мочевая кислота, аммиак, креатинин, аминокислоты, электролиты, продукты распада билирубина, производные гормонов коры надпочечников, АДГ, эстрогены, катехоламины, витамины. В патологических случаях в моче появляются глюкоза, белки, форменные элементы.

Невыделительные функции почки

Эндокринная функция: синтез клетками юкстагломерулярного аппарата ренина, главного компонента ренин-ангиотензин-альдостероновой системы, продукции эритропоэтина или его предшественника, участие в активации витамина Д3, синтез аммиака, простагландинов, брадикининов, гиппуровой кислоты.

Регуляция объема крови, постоянства осмотического давления и ионного состава плазмы, кислотно-щелочного равновесия.

Почки принимают участие в образовании глюкозы из аминокислот при участии глюкокортикоидов - глюконеогенез.

Тестовые вопросы для самостоятельной работы

4.Затруднен отток мочи из нефрона. Как изменится клубочковая фильтрация?

А. существенно не изменится Б. увеличится В. уменьшится

5.В моче обнаружены эритроциты и белок. О чем это свидетельствует?

А. о нарушении процесса секреции в канальцах Б. о нарушении процесса реабсорбции в канальцах

82

В. о нарущении процесса синтеза в канальцах Г. о нарушении проницаемости клубочковой мембраны и фильтрации

6. К категории пороговых веществ при реабсорбции относится:

7.Коэффициент очищения – это_______________________________.

8.Глюкоза реабсорбируется, в основном, в отделе нефрона:

А. капсуле Шумлянского—Боумена Б. петле Генле В. дистальном

Г. проксимальном

9.В каком отделе нефрона осуществляется поворотно-противоточный механизм?

А. в капсуле клубочка Б. в проксимальном канальце

В. в мальпигиевом тельце Г. в петле Генле

10.Облигатная реабсорбция воды происходит, в основном, в

_______________________________________________________.

Пример ситуационной задачи

При заболеваниях почек, сопровождающихся повышением проницаемости почечного фильтра, развиваются отеки. Отеки могут наблюдаться также при длительном голодании.

Вопросы:

1.Какие силы обеспечивают обмен жидкости между кровью и тканями в микроциркуляторном русле?

2.Какие вещества проходят и не проходят через почечный фильтр в норме?

3.Каковы механизмы развития отеков при голодании и повышении проницаемости почечного фильтра?

Ответы:

1.Обмен жидкости между кровью и тканями обеспечивается в основном благодаря взаимодействию гидростатического давления крови, которое способствует выходу жидкости из сосудистого русла, и коллоидно-осмотического давления (КОД) плазмы, обеспечивающего возвращение жидкости в сосудистое русло.

2.При нормальных процессах фильтрации в почечном тельце в первичную мочу свободно проходят все вещества плазмы крови за исключением высокомолекулярных белков, которые почечный фильтр не пропускает.

3.При длительном голодании, а так же при повышении проницаемости почечного фильтра (белок в моче), снижается концентрация белков в плазме крови, что изменяет распределение воды между кровью и межтканевой жидкостью плазмы, это приводит к развитию отеков.

83

Темы рефератов

1.Водно-солевой обмен в организме человека.

2.Клинико-физиологические исследования почек. Анализ мочи.

3.Регуляция баланса кальция и фосфатов в крови.

4.Регуляция процессов мочеобразования.

5.Искусственная почка.

ЭНДОКРИННАЯ СИСТЕМА

Гормоны – это продукты желез внутренней секреции, которые выделяются в кровь, разносятся с кровотоком по телу и оказывают специфическое действие на клетки мишени.

Специфичность гормонов зависит от наличия в тканях мишенях специфических рецепторов к данным гормонам и присутствия той или иной системы внутриклеточных вторичных посредников.

Гормоны секретируются клетками или группами клеток в кровь и оказывают эффективное воздействие даже при очень низких концентрациях.

Активность гормонов лимитируется прекращением секреции гормонов, изменением структуры (инактивация) гормона или полным удалением его из крови, а также отсутствием активности клеток-мишеней.

Классификация гормонов

В зависимости от того, какие клетки являются мишенями для гормонов, различают: а) эффекторные гормоны, которые действуют непосредственно на клетки-мишени (например, инсулин) и б) тропные гормоны, действующие на другие эндокринные железы (например, адренокортикотрипный гормон).

По химической природе гормоны делятся на три основных класса: а) пептиды

ибелки, состоящие из трех или более аминокислот; б) стероидные гормоны, являющиеся производными холестерола; в) производные аминокислот тирозина (например, мелатонин) или триптофана (например, катехоламины и тиреоидные гормоны).

Пептидные гормоны в основном транспортируются в свободном виде в плазме

иимеют короткий период полувыведения. Они связываются с поверхностными рецепторами на клетке-мишени и приводят к быстрому клеточному ответу благодаря активации системы внутриклеточных посредников.

Стероидные гормоны транспортируются в плазме в связанном со специфическими транспортными белками виде. Стероидные гормоны проникают внутрь клетки-мишени, действуют на геном клетки и способствуют синтезу новых белков. Клеточный ответ в данном случае проявляется более медленно по сравнению с ответом, вызванном гормонами белковой природы. Однако данные гормоны могут реализовать и быстрые эффекты, опосредованные рецепторами на мембране клетки.

84

Гормоны-производные аминокислот действуют либо аналогично гормонам пептидной природы, либо аналогично гормонам стероидной природы.

Регуляция образования гормонов

Гипофиз состоит из передней доли (аденогипофиза) и задней доли (нейрогипофиза). У многих животных хорошо развита промежуточная доля гипофиза, расположенная между передней и задней долями, которая по происхождению относится к аденогипофизу. У человека - это тонкая прослойка между передней и задней долями, синтезирующая меланоцитстимулирующий гормон.

В задней доле гипофиза высвобождаются два нейрогормона – окситоцин (усиливающий сокращения матки и выделение молока) и вазопрессин – или антидиуретический гормон (усиливающий реабсорбцию воды в почках). Окситоцин

ивазопрессин синтезируются в паравентрикулярном и супраоптическом ядрах гипоталамуса. Окситоцин и вазопрессин по аксонам нейронов, образующих гипоталамо-гипофизарный тракт, транспортируются в заднюю долю гипофиза. Деполяризация мембраны окончания аксона приводит к экзоцитозу гормонов в кровь.

Секреция гормонов передней доли гипофиза контролируется гормонами гипоталамуса: рилизинг-факторами и ингибирующими факторами (или либеринами

истатинами) – это соматолиберин, тиреолиберин, кортиколиберин, пролактолиберин; соматостатин и пролактостатин.

Гормоны гипоталамуса секретируются в кровь портальной гипоталамогипофизарной системы, достигают гипофиза и контролируют секрецию тропных гормонов передней доли гипофиза: соматотропного, тиреотропного, адренокортикотропного гормонов, пролактина, фолликулостимулирующего и лютеонизирующего гормона.

Секреция тропных гормонов гипофиза регулируется механизмом отрицательной обратной связи.

Высшие нервные центры при участии гипоталамуса могут влиять на секрецию гормонов гипофиза.

Надпочечники

Вкоре надпочечников синтезируются: минералокортикоиды (альдостерон), глюкокортикоиды (кортизол) и половые стероидные гормоны (андрогены). Минералокортикоиды регулируют обмен электролитов и водный баланс; глюкокортикоиды влияют на обмен веществ, участвуют в реакции организма на стресс и обладают противовоспалительным действием; половые гормоны играют большую роль в росте и развитии половых органов в детском возрасте.

Вмозговом веществе надпочечников синтезируются адреналин и норадреналин, которые ускоряют расщепление гликогена в печени и в мышцах, увеличивают частоту и силу сокращений сердца, регулируют тонус сосудов, расширяют бронхи и тормозят секреторную и двигательную функции желудочнокишечного тракта (однако усиливают тонус сфинктеров ЖКТ).

85

Щитовидная и паращитовидные железы

В фолликулах щитовидной железы синтезируются тироксин и трииодтиронин, которые влияют на обмен веществ, на процессы роста и развития, на функции ЦНС и регулируют работу органов.

В парафолликулярных клетках образуется тиреокальцитонин, который понижает уровень кальция и фосфатов в крови.

Паращитовидные железы вырабатывают паратгормон, который повышает уровень кальция в крови. Паратгормон, действуя совместно с тиреокальцитонином, регулирует обмен кальция и фосфатов.

Поджелудочная железа (эндокринная часть).

Альфа-клетки синтезируют глюкагон, который повышает уровень глюкозы в крови, стимулируя расщепление гликогена в печени. Глюкагон также способствует липолизу.

Бета-клетки поджелудочной железы секретируют инсулин, который понижает уровень глюкозы в крови и стимулирует образование гликогена, жира и белков.

Дельта–клетки секретируют соматостатин, который угнетает секрецию инсулина и глюкагона.

D1-клетки, выделяют вазоакти́вный интестина́льный пепти́д (ВИП); PP-клетки, вырабатывают панкреатический полипептид или амилин.

Секреция инсулина стимулируется повышением уровня глюкозы в крови. Секреция глюкагона стимулируется падением уровня глюкозы в крови, например, при голодании.

Шишковидная железа и другие железы

Шишковидная железа (эпифиз) принимает участие в регуляции циркадианных ритмов. В шишковидной железе секретируется гормон мелатонин, принимающий участие в регуляции пигментного обмена. Синтез и освобождение мелатонина уменьшается на свету и увеличивается в темноте.

Втимусе вырабатывается ряд пептидов, которые участвуют в механизмах иммунитета.

Вжелудочно-кишечном тракте синтезируется большое количество местных гормонов, которые участвуют в регуляции функций ЖКТ.

Впочках секретируются ренин, эритропоэтин и витамин Д.

Клетками различных тканей образуются вещества, обладающие гормоноподобным действием: простагландины, простациклины и тромбоксаны, которые усиливают или угнетают действие других гормонов и регулируют функции клеток.

Женские половые железы (яичники) синтезируют женские половые гормоны – эстрогены (представители - эстрадиол, эстрон, прогестерон), и в небольшом количестве мужские половые гормоны – андрогены. мужские половые железы (яички) синтезируют гормоныандрогены (представитель - тестостерон).

86

Тестовые вопросы для самостоятельной работы

1.К гормонам мембранного действия относятся:

А. глюкокортикоиды Б. минералкортикоиды и производные аминокислот

В. пептидные гормоны и производные аминокислот Г. половые гормоны

2.К эффекторным гормонам гипофиза относятся

_____________________________________________________________.

3.Из перечисленных выберите гормоны - производные аминокислот:

А. инсулин и глюкагон Б. половые гормоны и глюкокортикоиды

В. тиреоидные гормоны и адреналин Г. почечный кальцитриол и тимозин

4.Гормоны, оказывающие непосредственное влияние на геном клетки – это__________________________________________________________ .

5.К стероидным гормонам относятся:

А. инсулин и паратгормон Б. глюкагон и аденокортикотропный гормон В. тироксин и адреналин

Г. глюкокортикоиды, минералкортикоиды, половые гормоны

6. Какой гормон из перечисленных в наибольшей степени отвечает за регуляцию основного обмена и за процесс развития мозга?

7.Тропными называются гормоны, влияющие на синтез и секрецию:

А. гормонов периферических эндокринных желез Б. гормонов гипофиза В. гормонов гипоталамуса Г. желудочного сока

8.При эмоциональном стрессе уровень катехоламинов в крови повышается вследствие:

А. понижения тонуса парасимпатической нервной системы Б. повышения тонуса скелетных мышц В. повышения тонуса симпатической нервной системы

Г. понижения тонуса хромаффинной ткани

9.Прогестерон синтезируется:

10. Минералкортикоиды выполняют следующие функции:

А. действуют на углеводный и жировой обмен Б. участвуют в энергетическом обмене В. участвуют в формировании стресса Г. действуют на водно-солевой обмен

87

Пример ситуационной задачи

К эндокринологу обратился пациент для заключения о состоянии функции щитовидной железы. В анализе крови — пониженное содержание тиреоидных гормонов. С диагностической целью пациенту ввели тиреолиберин (ТРГ). Результаты исследования: через 20 мин после введения тиреолиберина у него повысилось содержание в крови тиреотропина (ТТГ) в 5 раз, а через 4 ч возросло на 70 % содержание тиреоидных гормонов (Т4 и Т3).

Вопросы:

1.В каком звене нарушен гипоталамо-гипофизарно-тиреоидный гормональный механизм?

2.Имеется ли у пациента гипофизарная недостаточность?

Темы рефератов

1.Принципы гормональной регуляции физиологических функций.

2.Физиологические основы контрацепции. Особенности гормональной контрацепции

3.Возрастные периоды постнатального онтогенеза человека. Особенности физиологических процессов в женском и мужском организме.

4.Физиология половых функций. Половые мотивации. Механизмы регуляции половых функций

5.Эмоциональный стресс, его профилактика

6.Перестройка гормональной регуляции и чувствительности тканей к гуморальным воздействиям при старении

ОБМЕН ВЕЩЕСТВ

Обмен веществ и энергии – особенность, присущая каждой живой клетке, при которой происходит усвоение и химическое преобразование богатых энергией питательных веществ и последующее выделение продуктов обмена.

В обмене веществ (метаболизме) выделяют два противоположно направленных, но взаимосвязанных процесса:

анаболизм – совокупность процессов, в результате которых их пищевых продуктов синтезируются специфические органические вещества, компоненты клеток, органов и тканей.

88

Катаболизм – совокупность процессов распада компонентов клеток, органов, тканей, поглощенных пищевых продуктов до простых веществ, которые обеспечивают энергетические и пластические процессы в организме.

Процессы анаболизма и катаболизма находятся в динамическом равновесии. Основной обмен – это энергозатраты организма в состоянии полного покоя, обеспечивающие функции всех органов и систем и поддержание температуры тела. Основной обмен зависит от возраста, пола, массы тела, роста, частоты сердечных сокращений (ЧСС). В состоянии относительного покоя энергия затрачивается на осуществление функций нервной системы, постоянно идущий синтез веществ, работу ионных насосов, поддержание температуры тела, работу дыхательной мускулатуры гладких мышц, работу сердца и почек.

Энергозатраты организма возрастают при физической и умственной работе, психоэмоциональном напряжении, после приема пищи, при понижении температуры.

Для того, чтобы исключить влияние перечисленных факторов на величину энергозатрат, определение основного обмена проводят в стандартных, строго контролируемых условиях: 1. Утром, в положении лежа, при максимальном расслаблении мышц, 2. В состоянии бодрствования, в условиях температурного комфорта (около 22°С), 3. Натощак (через 1214 часов после приема пищи). Полученные в таких условиях величины основного обмена характеризуют исходный «базальный» уровень энергозатрат организма. Для взрослого человека среднее значение величины основного обмена равно 1 ккал/кг/час.

Белок – источник азота, который усваивается организмом в виде аминокислот, из которых состоят белки. Пластическая роль белков заключается в том, что из аминокислот пищи синтезируются свойственные организму белки, пептидные гормоны, и т.п. Суточная потребность составляет 80-130г. Основной регулятор белкового обмена – тироксин.

Азотистое равновесие – соответствие количества поступающего и выводимого из организма азота (положительный азотистый баланс, отрицательный азотистый баланс).

Липиды играют энергетическую и пластическую роль, обеспечивая около 50% потребности организма в энергии. Энергетическую функцию выполняют в основном триглицериды, пластическую – фосфолипиды, холестерол, жирные кислоты. Суточная потребность составляет 60-150 г.

Углеводы в организм поступают в виде крахмала, гликогена, из которых в процессе пищеварения образуются глюкоза, фруктоза, лактоза, галактоза. Избыток глюкозы в печени превращается в гликоген. Глюкоза осуществляет энергетическую и пластическую функции. Преимущественное влияние на углеводный обмен оказывает инсулин. Суточная потребность составляет 400 – 450 г.

89

ТЕРМОРЕГУЛЯЦИЯ

Организм человека вырабатывает много тепла, имеет относительно постоянную температуру тела. Температура различна в поверхностных и глубоких участках тела. Глубокие участки (внутренние органы и головной мозг) имеют стабильную температуру 36,7–37оС. Температура кожи разных частей тела сильно варьирует - от 33оС до 24оС (кожа стопы).

Температура тела (36,6оС) измеряется: в подмышечной впадине, полости рта, прямой кишке. Температура тела колеблется в течение суток, подвергаясь влиянию «биологических ритмов» организма и определяется соотношением процессов теплопродукции и теплоотдачи. Когда это соотношение нарушается, включается физиологическая система терморегуляции, которая адаптивно изменяет теплопродукцию и теплоотдачу.

Теплопродукция (химическая терморегуляция) направлена на поддержание оптимальной температуры тела путем изменения интенсивности обмена веществ, участвующих в выработке тепла. Теплопродукция при действии холода увеличивается за счет произвольной и непроизвольной сократительной способности скелетных мышц, перераспределения крови по сосудам, изменения объема циркулирующей крови, а также усилением процессов окисления в жировой ткани.

Теплоотдача (физическая терморегуляция) осуществляется за счет конвекции, путем отдачи тепла веществам, соприкасающимся с поверхностью тела, а также при испарении воды с поверхности кожи и легких. Интенсивное увеличение теплоотдачи происходит при повышении температуры внешней среды. Основную роль играют потовые железы, сосудистая система.

Центр терморегуляции представлен в гипоталамусе – задней группой ядер контролируется химическая терморегуляция, передней – физическая терморегуляция.

Периферические терморецепторы расположены в коже, стенках кожных сосудов, реагируют на холод и тепло. Центральные терморецепторы представлены в передней части гипоталамуса, ретикулярной формации среднего, продолговатого мозга.

Регуляция температуры тела осуществляется кроме гипоталамуса щитовидной железой (тироксин) и надпочечниками (адреналин).

Длительное понижение или повышение температуры внешней среды может нарушать процессы химической и физической терморегуляции, что приводит к гипотермии – переохлаждению или гипертермии – перегреванию организма.

Тестовые вопросы для самостоятельной работы

1.Суточная потребность взрослого человека в белках равна:

2. Преимущественное влияние на углеводный обмен оказывает гормон:

90

3.Длительное белковое голодание приводит к развитию отеков вследствие

_________________________________________________________.

4.Наиболее интенсивно обмен веществ увеличивают гормоны:

А. вазопрессин, окситоцин Б. тироксин, трийодтиронин, адреналин

В. адренокортикотропин, соматотропин Г. все выше перечисленные

5.Величина затрат энергии на выполнение мышечной нагрузки называется_____________________________________________.

6.Для определения величины основного обмена неприемлемо:

А. максимальное расслабление мышц Б. комфортная температура воздуха

В. прием пищи за 12 часов до обследования Г. выполнение физической нагрузки за 1 час до обследования

7. Преимущественное влияние на белковый обмен оказывает гормон:

8. Суточная потребность взрослого человека в углеводах равна:

9.При отсутствии в потребляемой пище незаменимых аминокислот в организме наблюдается ___________________________ азотистый баланс.

10.В терморегуляции преимущественно участвуют гормоны:

Пример ситуационной задачи:

Больному под наркозом осуществляют хирургическую операцию на сердце. Для продления времени оперативного вмешательства на сердце использовали управляемую гипотермию.

Вопросы:

1.Какой тип терморегуляции у человека?

2.Обоснуйте использование управляемой гипотермии в медицинской практике. Ответы:

1.Человек является гомойотермным организмом: выделяют гомойотермное ядро и пойкилотермную оболочку тела.

2.Согласно правилу Вант-Гоффа, интенсивность обмена веществ и энергии возрастает пропорционально росту внешней температуры. У человека, являющегося гомойотермным, эта зависимость скрыта терморегуляцией. При управляемой гипотермии процессы терморегуляции блокируются с одновременным принудительным понижением температуры тела, что приводит к уменьшению потребления 02 и предотвращает наступление функциональных структурных

нарушений. Управляемая гипотермия используется при хирургических