Материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления пользователям Интернета и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
© 2018 - 2024
Система крови.
Понятие внутренняя среда организма включает совокупность жидкостей – кровь, лимфу и тканевую жидкость.
Кровь непосредственно не соприкасается с клетками организма. Посредником между ними служит тканевая жидкость, которая заполняет промежутки между клетками. По тканевой жидкости из крови к клеткам перемещаются питательные вещества и кислород, а из клеток удаляются продукты обмена. Тканевая жидкость находится в движении и поступает сначала в лимфатические сосуды, а затем в кровь. Тканевая жидкость, оттекающая от органов, называется лимфой.
Человеческий организм может существовать только при условии сохранения постоянства внутренней среды организма (гомеостаза).
Кровь и все органы, в которых происходит образование и разрушение ее составных частей (красный костный мозг, печень, селезенка и т.д.) называются системой крови.
Функции крови.
1. Дыхательная. Эта функция заключается в переносе кислорода от легких к тканям и углекислого газа в обратном направлении.
2. Трофическая (питательная). Трофическая функция состоит в переносе кровью питательных веществ от ЖКТ ко всем органам.
3. Выделительная. Эта функция состоит в том, что с кровью удаляются из тканей образовавшиеся в них продукты обмена, а также излишки воды и минеральных веществ.
4. Регуляторная. Она заключается в доставке к различным органам гормонов и других биологически активных веществ, регулирующих их деятельность.
5. Терморегуляционная . Циркулирующая кровь объединяет органы, в которых вырабатывается тепло, с органами, отдающими тепло, что позволяет организму при помощи крови поддерживать постоянную температуру тела. Например, во время физической работы образующееся в мышцах тепло не задерживается в них, а поглощается кровью. При этом увеличивается приток крови к коже, через которую тепло отдается в окружающую среду.
6. Защитная. Кровь содержит антитела, обеспечивающие иммунитет, а также лейкоциты, участвующие в борьбе с различными инфекционными агентами, попадающими в организм. К защитным функциям относится также свертывание крови.
Общее количество крови у человека составляет около 6 - 8% от массы тела (4 – 6 литров). В обычных условиях не вся кровь циркулирует по сосудистому руслу, часть ее находится в депо – в печени (около 20%), селезенке (16%), коже (10%).
Клетки крови.
Эритроциты – красные кровяные клетки, их основная функция – транспорт кислорода. Они имеют форму двояковогнутого диска, что увеличивает площадь их поверхности, обеспечивая более быстрое проникновение кислорода внутрь. В крови у мужчин содержится около 5х1012/л эритроцитов, а у женщин около 4,5х1012/л.
Для подсчета эритроцитов кровь разводят специальным раствором и вносят в счетную камеру. Наиболее распространена камера Горяева. Она представляет собой стеклянную пластину с нанесенной на нее сеткой. Сетка состоит из 225 больших квадратов. Подсчет производят в 5 квадратах, затем пересчитывают их содержание на литр.
Увеличение количества эритроцитов в крови называется эритроцитозом, а уменьшение – анемией.
Эритроциты не имеют ядер и почти полностью заполнены гемоглобином, состоящим из белка – глобина и гема, содержащего железо. Гемоглобин обладает способностью легко связывать и отщеплять кислород. Окисленная форма гемоглобина (его соединение с кислородом) называется оксигемоглобином. Эта реакция протекает в легких. Количество кислорода, которое содержится в 100 мл крови при полном переходе всего гемоглобина в окисленную форму, называется кислородной ёмкостью крови. Она зависит от содержания в крови эритроцитов и гемоглобина.
В крови содержится в среднем 145 г/л гемоглобина у мужчин и 130 г/л у женщин. Измерить количество гемоглобина можно калориметрическим методом.
В тканях кислород отщепляется от гемоглобина и гемоглобин переходит в восстановленную форму. Оксигемоглобин имеет ярко-красный цвет, а восстановленный темно-красный. Этим объясняется разница в цвете артериальной и венозной крови.
Гемоглобин способен образовывать непрочное соединение с углекислым газом в тканях, перенося его к легким, и прочное соединение с угарным газом. При содержании угарного газа в воздухе всего 0,1% больше половины гемоглобина вступает с ним в связь, блокируя возможность его соединения с кислородом.
Лейкоциты – белые кровяные клетки, имеющие ядра разнообразной формы. В крови содержится от 4,0 до 8,8 х 109/л лейкоцитов. Их количество может меняться под влиянием различных факторов: мышечной работы, приема пищи, болезней. Существует несколько видов лейкоцитов, между которыми существует определенное процентное соотношение, называемое лейкоцитарной формулой.
Главная функция лейкоцитов – защитная. Они могут передвигаться и выходить за пределы кровеносного русла к раздражителю: микробам, распадающимся клеткам данного организма, инородным телам. Своей цитоплазмой лейкоциты способны окружить инородное тело и с помощью специальных ферментов переварить его. Этот процесс называется – фагоцитозом. При этом лейкоцит погибает. Лейкоциты способны также образовывать антитела – клетки, которые имеют “память” о конкретном антигене (болезнетворном агенте), с которым организм уже контактировал и быстро связываются с ним при его повторном попадании в организм, обеспечивая иммунитет к определенным заболеваниям.
Тромбоциты – кровяные пластинки. Они участвуют в свертывании крови.
Плазма крови.
Плазма – бесцветная жидкость. Она на 91% состоит из неорганических веществ, из которых 90% - вода, а 1% - минеральные соли; и на 9% - из органических веществ: 7% - белки, оставшиеся 2% - глюкоза, мочевина, аминокислоты, а также жироподобные вещества.
В плазме содержатся различные ионы: натрий, калий, кальций, магний и т.д. Больше всего в ней ионов натрия и хлора. От концентрации в крови различных ионов зависит осмотическое давление плазмы, которое играет важную роль в поддержании гомеостаза.
Явления осмоса возникают везде, где имеются два раствора различной концентрации, разделенные полупроницаемой мембраной, через которую легко проходит растворитель (вода), но не проходят молекулы растворенных веществ. Сила, которая вызывает движение растворителя через полупроницаемую мембрану в сторону большей концентрации веществ называется осмотическим давлением. Осмотическое давление плазмы определяется прежде всего растворенными в ней солями.
Относительное постоянство осмотического давления поддерживается почками и потовыми железами. Поддержание его постоянства особенно важно для состояния клеток крови. Если в плазму поступает много воды, то концентрация солей в ней снижается, и по закону осмоса вода начинает поступать внутрь клеток, увеличивая их объем. При потере жидкости из плазмы концентрация солей в ней увеличивается, что ведет к выходу воды из клеток крови и их сморщиванию. И в том, и в другом случае нарушается работа клеток.
Осмотическое давление создаваемое белками плазмы называется онкотическим. Оно способствует переходу воды из тканей в кровь.
Белки плазмы крови делятся на альбумины и глобулины. Альбумины участвуют в транспорте различных веществ, в том числе лекарственных препаратов, могут связываться с солями тяжелых металлов. Глобулины также участвуют в транспорте различных веществ, в обеспечении иммунитета (g-глобулины), а также в свертывании крови (фибриноген).
Буферные системы крови. Важнейшим показателем гомеостаза является уровень кислотности крови. Он определяется по концентрации ионов водорода, которые входят в состав всех кислот. Для оценки кислотности используют водородный показатель (рН). Дистиллированная вода имеет рН равный 7,07 (нейтральный рН), кислая среда имеет меньший рН, а щелочная больший. Кровь имеет слабощелочную реакцию (рН около 7,4). Поддержание постоянного уровня кислотности имеет очень важное значение, поскольку большинство химических реакций в организме могут протекать только при определенном уровне рН.
Существует несколько путей поддержания постоянства рН: 1 – буферные системы внутренней среды; 2 – выделение СО2 легкими; 3 – выделительная работа почек. В крови имеются следующие буферные системы: карбонатная, фосфатная, гемоглобиновая и система белков плазмы.
Карбонатная буферная система состоит из угольной кислоты (Н2СО3) и ее солей(NaНСО3 и КНСО3). При поступлении в кровь более сильной кислоты, чем угольная, например, молочной (С3Н6О3), эта кислота вступает в реакцию с солями, вытесняя из них угольную. При этом образуется соль молочной кислоты и угольная кислота, которая расщепляется ферментом крови на воду и углекислый газ, выделяемый легкими.
NaНСО3 + С3Н6О3 = С3Н5NaO3 + Н2СО3 ® Н2O + СО2
При поступлении в кровь щелочных продуктов они вступают в реакцию с угольной кислотой. При этом образуются соли и вода.
Гемоглобиновая буферная система. Гемоглобин может находиться в крови в нескольких формах. Например, оксигемоглобин (соединение гемоглобина с кислородом), (восстановленный) гемоглобин HHb, от которого отщепился в тканях кислород, калиевая соль гемоглобина KHb. Оксигемоглобин является более сильной кислотой, чем восстановленный гемоглобин. При диссоциации оксигемоглобина в капиллярах с отдачей кислорода в ткани появляется большое количество солей гемоглобина, способных связывать ионы водорода (H+), поступающие из тканей с кислотами, например, угольной кислотой (Н2СО3),которая является следствием соединения воды и углекислого газа, образовавшегося в ходе реакций тканях.
KHb + Н2СО3 = KНСО3 + HHb
Тема 5: Дыхательная система.
Внешнее дыхание.
Газообмен между организмом и окружающей средой называется дыханием. Дыхание как функция состоит из следующих процессов:
1) внешнего дыхания;
2) обмена газов между кровью и альвеолами;
3) переноса газов кровью;
4) обмена газов между кровью и тканями;
5) тканевого дыхания.
Внешнее дыхание обеспечивается дыхательным актом (циклом). Дыхательный цикл состоит из двух фаз: вдоха и выдоха.
Вдох немного короче выдоха, их соотношение - 1: 1,3. Вдох осуществляется при участии следующих мышц: основной — диафрагмы, вспомогательных — наружных межреберных мышц.
Выдох происходит пассивно при расслаблении мышц вдоха. Мышцы, способствующие выдоху, подключаются лишь при форсированном (усиленном) дыхании. К мышцам выдоха относятся мышцы брюшной стенки. Они увеличивают внутрибрюшное давление, что способствует движению купола диафрагмы вверх и уменьшению объема грудной клетки.
В процессе работы дыхательные мышцы преодолевают определенное сопротивление. 2/3 сопротивления приходятся на эластическое сопротивление (эластическую тягу) легких, которая создается в основном за счет поверхностно-активных веществ — сурфактантов, выстилающих альвеолы изнутри. Они помогают альвеолам сохранять сферическую форму, препятствуя перерастяжению на вдохе и спадению на выдохе.
1/3 сопротивления, преодолеваемого мышцами, приходится на неэластическое сопротивление воздушному потоку воздухопроводящих путей. Это сопротивление зависит от просвета воздухопроводящих путей - голосовой щели и бронхов. На выдохе – просвет сужается, что является причиной увеличения времени выдоха. Также изменяется и просвет бронхов.
Легочные объемы.
Объем воздуха, вдыхаемый за каждый цикл – называется дыхательным объемом (ДО).
В покое дыхательный объем невелик. При работе ДО может увеличиваться за счет резервного объема вдоха.
Резервный объем вдоха - это количество воздуха, которое можно вдохнуть дополнительно после спокойного вдоха.
Резервный объем выдоха - это количество воздуха, которое можно выдохнуть дополнительно после спокойного выдоха.
ДО, резервные объемы вдоха и выдоха составляют жизненную ёмкость легких.
Жизненная емкость легкость (ЖЕЛ) - это количество воздуха, которое можно выдохнуть при максимально возможном выдохе после максимально возможного вдоха. Величина ЖЕЛ зависит от пола, возраста, размеров тела, тренированности и у спортсменов от спортивной специализации. У мужчин она больше, чем у женщин, и больше у спортсменов, тренирующихся на выносливость, т.е. занимающихся теми видами спорта, где энергообеспечение идет за счет аэробных источников. У взрослых молодых людей больше, чем у пожилых и детей. Средняя величина ЖЕЛ для юноши 20 лет ростом 175см составляет 4,5л; для девушки такого же возраста ростом 165см -3,2л.
Особенно велика ЖЕЛ у пловцов и гребцов (может достигать 9л), т.к. у этих спортсменов сильно развиты вспомогательные дыхательные мышцы (большие и малые грудные).
Легочный газообмен.
Легочный газообмен - это процесс перехода кислорода из альвеолярного воздуха в кровь и углекислого газа из крови в альвеолы. Этот процесс обусловлен разным парциальным давлением этих газов.
Парциальное давление - это часть от общего давления газовой смеси, приходящаяся на конкретный газ.
Например: О2 в воздухе — 21%, атмосферное давление воздуха — 760 мм рт. Ст., значит, парциальное давление кислорода составляет 21% от 760 мм рт. ст., т.е. 159 мм рт. ст.
В альвеолярном воздухе содержание кислорода ниже, чем в атмосферном (14% против 21%), так как обновляется не весь воздух (существуют резервные объемы и остаточный объем). Углекислого газа (С02) в атмосферном воздухе - 0,03%, в альвеолярном — 5,5% (парциальное давление около 40 мм рт. ст.).
В венозной крови, притекающей к альвеолам, парциальное давление кислорода ниже, чем в альвеолах (40 мм рт. ст. против 102 мм рт. ст.), а углекислого газа выше (47 мм рт. ст. в крови против 40 мм в альвеолах). Благодаря этой разнице в давлениях происходит газообмен между альвеолами и капиллярами.
Транспорт О2 и CO 2 кровью.
Около 2% содержащегося в крови кислорода растворено в плазме и переносится в свободном виде. Остальной кислород переносится в виде оксигемоглобина эритроцитами. Оксигемоглобин — это соединение кислорода и гемоглобина эритроцитов.
Около 6% содержащегося в крови углекислого газа растворено в плазме, остальной вступает в различные химические связи: с гемоглобином, образуя карбоксигемоглобин; с водой, образуя слабую угольную кислоту (Н2СОз) и прочие.
Обмен газов в тканях.
Парциальное давление кислорода в тканях значительно меньше, чем в артериальной крови, поэтому кислород отщепляется от гемоглобина и переходит из крови в ткани.
Парциальное давление углекислого газа, наоборот, больше в тканях, чем в крови. В связи с этим он переходит из тканей в кровь.
Процесс перехода О2 из крови в ткани и С02 из тканей в кровь называется обменом газов в тканях.
При физической работе усиливается переход кислорода из крови в ткани. Этому способствуют:
1. Снижение содержания 02 в тканях, что происходит, например, в работающих мышцах.
2. Рост капиллярных сетей при систематических занятиях и раскрытие пустующих капилляров, что увеличивает площадь контакта крови с тканью и облегчает переход кислорода.
3.Увеличение рН тканей. При физической работе в мышцах накапливается молочная кислота и другие продукты обмена, увеличивающие кислотность. В кислой среде легче расщепляется оксигемоглобин.
4.Повышение температуры. В работающих мышцах усиливаются обменные процессы, что способствует повышению температуры. Это, в свою очередь, облегчает переход О2 в ткани.
Тканевое дыхание.
Поступивший в ткани кислород участвует в сложных химических реакциях, называемых тканевым дыханием. В результате окислительных реакций образуется необходимая тканям энергия и продукты обмена.
Регуляция дыхания.
Сокращение дыхательных мышц регулируется дыхательным центром, клетки которого расположены в стволе мозга (ретикулярная формация и продолговатый мозг). В дыхательном центре различают инспираторные нейроны (работают в фазе вдоха) и экспираторные (работают в фазе выдоха) и группу нейронов, работающих в переходный период.
Деятельность дыхательного центра обусловлена импульсами, исходящих из хеморецепторов и механорецепторов.
Хеморецепторы сигнализируют о газовом составе внутренней среды. Выделяют центральные рецепторы, расположенные в продолговатом мозге и периферические, лежащие в артериях.
Скопление хеморецепторов находится в области деления аорты. Они реагируют на снижение кислорода в крови (гипоксемию), увеличение СО2в крови (гиперкапнию) и увеличение рН крови (ацидоз).
Все это увеличивает активность дыхательного центра. Чем сильнее импульсы от хеморецепторов, тем активнее вдох, но так как при этом резче растягиваются легкие, те вдох быстрее сменяются выдохом. При этом увеличиваются глубина и частота дыхания. Избыток СО2 в крови является большим стимулом для дыхательного центра, чем недостаток 02.
Механорецепторы регулируют глубину вдоха и его длительность, участвуют в защитном рефлексе - кашле. Они расположены, главным образом, в гладкомышечном слое трахеи и бронхов и чувствительны к давлению. Они сигнализируют о растяжении дыхательных путей и легких.
Тема 6: Обмен веществ и энергии.
Обмен веществ заключается в усвоении питательных веществ, поступающих из окружающей среды, сложных превращениях их в организме и выделении в окружающую среду отработанных продуктов. Эти реакции обеспечивают постоянство состава организма, его рост и развитие. Усвоенные питательные вещества являются источником энергии для всех жизненных процессов.
Процесс расщепления (распада) сложных веществ называется диссимиляцией. А процессы построения тканей, синтеза – ассимиляцией. Эти процессы протекают в организме одновременно и неразрывно связаны друг с другом. В растущем организме процессы ассимиляции преобладают над процессами диссимиляцией, во взрослом – находятся в относительном равновесии, в стареющем – преобладают процессы диссимиляции. Всякое усиление деятельности (например, занятия спортом) приводит к усилению процессов диссимиляции. Поэтому для поддержания равновесия в организме спортсменам необходимо усиленное питание.
Обмен белков.
Белки – сложные органические соединения (полимеры), построенные из аминокислот (мономеров), в состав которых входит азот (аминогруппа NH2). Белки различных видов живых организмов, разных индивидуумов одного вида и даже белки разных органов и тканей одного организма отличаются по составу аминокислот.
Белки, поступающие с пищей, расщепляются в ЖКТ до аминокислот, которые всасываются и разносятся с током крови по всему организму. В тканях из аминокислот синтезируются присущие им специфические белки.
Белки являются основным строительным материалом для организма. Они входят в состав мышечной ткани, хрящевой, костной, в состав плазмы крови, гемоглобина, антител, ферментов и гормонов. Кроме того белки являются источником энергии. При окислении 1 г белка выделяется 4,1 ккал энергии.
Конечными продуктами расщепления белков являются – аммиак, мочевая кислота и мочевина, которые удаляются через почки.
Белки - незаменимые пищевые вещества. Их источником являются продукты животного происхождения - мясо, рыба, сыр, яйца, молоко, творог, сыр, а также продукты растительного происхождения - фасоль, горох, соя, злаковые и др. Для синтеза белков присущих человеческому организму необходим определенный набор аминокислот. Белки, содержащие все необходимые организму аминокислоты, называются полноценными. Полноценными являются животные белки. Растительные белки не содержат всех необходимых аминокислот и являются неполноценными.
Потребность взрослого организма в белке составляет около 100 г в сутки. При физических нагрузках потребность увеличивается до120 – 170 г. Особенно важны белки для растущего организма.
У человека постоянно поддерживается относительное белковое равновесие, т.е. сколько расходуется белка, столько и должно поступить с пищей. О количестве расщепляющегося белка можно судить по количеству выводимого из организма азота, т.к. в других питательных веществах он практически не содержится. Поэтому о белковом равновесии можно судить по азотистому балансу, т.е. по соотношению введенного в организм с пищей азота и азота, выведенного из него. У взрослого здорового хорошо питающегося человека эти показатели равны. Состояние, при котором усвоение азота превышает его выведение, называется положительным азотистым балансом. Оно характерно для растущего организма, а также для спортсменов, у которых интенсивно идут процессы синтеза мышечных белков. Преобладание азота выведенного над азотом, полученным с пищей, называется отрицательным азотистым балансом. Это состояние наблюдается при некоторых заболеваниях и голодании.
Обмен углеводов.
Углеводы – это группа веществ, построенных из трех химических элементов: углерода, водорода, кислорода. Особенно богата углеводами растительная пища: крупы, овощи, фрукты. Суточное потребление углеводов – 400 - 800 г. Из них примерно 35% приходится на долю моносахаридов (глюкозы, фруктозы) и дисахаридов (свекловичного сахара), 65% на долю полисахаридов, к которым относятся крахмал и гликоген.
Углеводы являются основным источником энергии. Они являются выгодным энергетическим материалом: для их окисления требуется меньше кислорода, т.к. его много в самих молекулах углеводов. При окислении 1 г углеводов выделяется 4,1 г ккал энергии. Конечные продукты окисления углеводов – вода и углекислый газ. Углеводы также являются единственным источником энергии, который можно использовать в условиях недостатка кислорода, т.е. анаэробно. При анаэробном способе процесс расщепления глюкозы происходит не полностью, в результате образуется молочная кислота.
В ЖКТ при переваривании сложные углеводы расщепляются до глюкозы, которая всасывается и с током крови разносится по всему организму. Под влиянием инсулина, выделяющимся после приема пищи глюкоза усваивается тканями. Инсулин способствует образованию из глюкозы гликогена, который депонируется в печени и мышцах. При снижении концентрации глюкозы в крови – под влиянием адреналина гликоген расщепляется, и глюкоза выбрасывается в кровь.
Обмен липидов.
Липиды – большая группа жиров и жироподобных веществ различного химического строения. Общим свойством всех липидов является их нерастворимость в воде. Количество липидов в организме зависит от характера питания и образа жизни. В норме содержание жира – 10 -20% от массы тела.
Жиры являются источником энергии. При окислении 1 г жиров выделяется 9,3 ккал энергии. Помимо этого жиры являются необходимой частью протоплазмы, ядра и мембраны клетки. Холестерин, синтезируемый в организме из поступивших жиров, необходим для нормального функционирования нервной системы и синтеза гормонов. Жировые выделения сальных желез предохраняют кожу от пересыхания. Подкожно-жировая клетчатка предохраняет организм от переохлаждения и смягчает механические воздействия. Жировая клетчатка, окружающая органы, удерживает их в определенном положении. Клетчатка, окружающая сосуды и нервы, предохраняет их от травм. Жиры служат растворителем для некоторых витаминов.
Жиры поступают в организм с растительной и животной пищей. В ЖКТ они расщепляются до глицерина и жирных кислот, которые всасываются главным образом в лимфатические сосуды.
Дата: 2019-02-25, просмотров: 220.