VII. Обмен веществ и энергии

27. метаболизм.

Метаболи́зм (от греч. μεταβολή — «превращение, изменение»), или обмен веществ — набор химических реакций, которые возникают в живом организме для поддержания жизни. Эти процессы позволяют организмам расти и размножаться, сохранять свои структуры и отвечать на воздействия окружающей среды. Метаболизм обычно делят на две стадии: в ходе катаболизма сложные органические вещества деградируют до более простых; в процессах анаболизма с затратами энергии синтезируются такие вещества, как белки, сахара, липиды и нуклеиновые кислоты.

 

 

28. Роль воды, минеральных солей и витаминов в метаболизме.

 

29. Роль белков, углеводов и жиров в метаболизме.

 

Обмен белков. Белки пищи под действием ферментов желудочного, поджелудочного и кишечного соков расщепляются до аминокислот, которые в тонком кишечнике всасываются в кровь, разносятся ею и становятся доступными для клеток организма. Из аминокислот в клетках разного типа синтезируются свойственные им белки. Аминокислоты, не использованные для синтеза белков организма, а также часть белков, входящих в состав клеток и тканей, подвергаются распаду с высвобождением энергии. Конечные продукты расщепления белков — вода, углекислый газ, аммиак, мочевая кислота и др. Углекислый газ выводится из организма легкими, вода — почками, легкими, кожей.

Обмен углеводов. Сложные углеводы в пищеварительном тракте под действием ферментов слюны, поджелудочного и кишечного соков расщепляются до глюкозы, которая всасывается в тонком кишечнике в кровь. В печени ее избыток откладывается в виде нерастворимого в воде (как и крахмал в растительной клетке) запасного материала— гликогена. При необходимости он снова превращается в растворимую глюкозу, поступающую в кровь. Углеводы — главный источник энергии в организме.

Обмен жиров. Жиры пищи под действием ферментов желудочного, поджелудочного и кишечного соков (при участии желчи) расщепляются на глицерин и ясирные кислоты (последние подвергаются омылению). Из глицерина и жирных кислот в эпителиальных клетках ворсинок тонкого кишечника синтезируется жир, свойственный организму человека. Жир в виде эмульсии поступает в лимфу, а вместе с ней — в общий кровоток. Суточная потребность в жирах в среднем составляет 100 г. Избыточное количество жира откладывается в соединительнотканной жировой клетчатке и между внутренними органами. При необходимости эти жиры используются как источник энергии для клеток организма. При расщеплении 1 г жира выделяется наибольшее количество энергии—38,9 кДж. Конечными продуктами распада жиров являются вода и углекисльш газ. Жиры могут синтезироваться из углеводов и белков.

 

 

30. Терморегуляция и её осуществление.

Терморегуляция —это способность животных организмов поддерживать температуру тела в определённых границах, даже если температура внешней среды сильно отличается. Этот процесс представляет собой один из аспектов гомеостаза — динамически изменяющегося состояния равновесия между внутренней средой организма животного и его внешним окружением. Раздел науки, изучающий такие процессы в зоологии, называется экофизиологией или физиологической экологией. Если организм не может поддерживать температуру в нормальных для данного вида организмов границах, и температура повышается значительно выше верхней границы нормы, такое состояние называется гипертермией. Если же температура снижается значительно ниже нижней границы нормы, такое состояние называется гипотермией.

Физическая терморегуляция осуществляется путем изменений отдачи тепла организмом. Особо важное значение она приобретает в поддержании постоянства температуры тела во время пребывания организма в условиях повышенной температуры окружающей среды.

 

Теплоотдача осуществляется путем теплоизлучения (радиационная теплоотдача), или конвекции, т. е. движения и перемещения нагреваемого теплом воздуха, теплопроведения, т. е. отдачи тепла веществам, непосредственно соприкасающимся с поверхностью тела, и испарения воды с поверхности кожи и легких.

 

31. Факторы, влияющие на температуру тела.

 

VIII. Выделение

32. Органы мочевыделительной системы.

Почки.

Почки — органы бобовидной формы, размерами 10-12 см в длину, 5-6 см в ширину и 3-4 см в толщину^[1], располагающиеся в забрюшинном пространстве, вблизи поясничного отдела позвоночника. Почки окружены перинефральным жиром; кверху и несколько спереди от почек располагаются надпочечники. Кровоток в почках осуществляется через почечные артерии (ветви брюшной аорты) и составляет 1,25 л/мин (25 % от сердечного кровотока). Это является важным аспектом в связи с тем, что основной ролью почек является фильтрация из кровиненужных веществ. Почечные лоханки продолжаются книзу мочеточниками, спускающимися к мочевому пузырю.

Почка выполняет много функций — концентрация мочи, поддержание электролитного и кислотно-основного гомеостаза. Почка выделяет и повторно поглощает (реабсорбирует) электролиты (натрий, калий, кальций и т. д.) под контролем гормонов местного и системного действия (ренин-ангиотензиновая система). Почки отвечают за регуляцию pH крови, выделяя связанные кислоты и ионы аммония. Помимо этого, через почки выделяется мочевина — продуктметаболизма белков. В результате фильтрации, реабсорбции и секреции почки образуют мочу — гиперосмолярный раствор, накапливающийся в мочевом пузыре.

В среднем человек производит приблизительно 1,5 литра мочи в сутки^[2]. Уровень почечной фильтрации зависит от фильтрации клубочков, которая пропорциональна общему почечному кровотоку. На клубочковый кровоток влияют гормоны местного и системного действия. На производство мочи могут оказывать прямое или косвенное воздействие некоторые лекарственные вещества; мочегонные препараты, как правило, увеличивают мочевыделение посредством воздействия на фильтрацию и реабсорбцию электролитов.

 

Мочевой пузырь.

У людей мочевой пузырь представляет собой полый мышечный орган, располагающийся забрюшинно в малом тазу. Мочевой пузырь служит для накопления мочи. Вместимость мочевого пузыря в среднем 500—700 мл и подвержена большим индивидуальным колебаниям^[3]. Размеры мочевого пузыря меняются в зависимости от его растяжения содержимым. При отсутствии заболеваний, мочевой пузырь может спокойно удерживать 300 мл мочи в течение 2—5 часов.Эпителий мочевого пузыря называется «переходным эпителием». Обычно содержимое мочевого пузыря стерильно.

Поток мочи при её выделении из мочевого пузыря регулируется круговыми мышцами-сфинктерами. Стенка мочевого пузыря также имеет мышечный слой (детрузор), который, сокращаясь, обуславливает мочеиспускание. Мочеиспускание — произвольный (контролируемый сознанием) рефлекторный акт, запускаемый рецепторами натяжения в стенке мочевого пузыря, посылающими в головной мозг сигнал о наполнении мочевого пузыря. Это создаёт ощущение позывов к мочеиспусканию. При начале опорожнения мочевого пузыря его сфинктер расслабляется, а детрузор сокращается, создавая поток мочи. Также в мочеиспускании участвуют поперечнополосатые мышцы промежности, брюшного пресса и мочеполовой диафрагмы.

 

Уретра.

Конечной частью выделительной системы является уретра (мочеиспускательный канал). Мочеиспускательный канал отличается у мужчин и женщин — у мужчин он длинный и узкий (длиной 22—24 см, шириной до 8 мм), а у женщин — короткий и широкий. В мужском организме в уретру также открываются протоки, несущие сперму.

 

33. Фазы образования мочи.

Образование мочи идет в две фазы. Первая фаза - фильтрационная. На этом этапе вещества, приносимые кровью в капилляры клубочка, фильтруются в полость капсулы почечного тельца. В связи с тем, что просвет приносящего сосуда шире, чем выносящего, давление в клубочке капилляров достигает высоких величин (до 70 мм рт. ст.). Высокое давление в капиллярах клубочка обеспечивается еще и тем, что почечные артерии отходят прямо от брюшной аорты и кровь поступает в почки под большим давлением.

Итак, в капиллярах клубочка давление крови достигает 70 мм рт. ст., а давление в полости капсулы низкое (около 30 мм рт. ст.). За счет разности давления происходит фильтрация веществ, находящихся в крови, в полость капсулы почечного тельца.

В полость капсулы из плазмы крови, протекающей через капилляры клубочка, фильтруются вода и все растворенные в плазме вещества, за исключением крупномолекулярных соединений. Неорганические соли и такие органические соединения, как мочевина, мочевая кислота, глюкоза, аминокислоты, свободно проходят через стенки капилляров в полость капсулы. Белки с высоким молекулярным весом не проходят в полость капсулы и остаются в крови.

Жидкость, профильтровавшаяся в просвет капсулы, носит название первичной мочи. По составу она соответствует плазме крови без белков.

В сутки образуется около 150-170 л первичной мочи. Через почки в течение суток проходит 1700 л крови. Таким образом, из каждых 10 л крови, протекающей через капилляры клубочков, образуется около 1 л первичной мочи.

Во вторую фазу образования мочи происходит всасывание воды и некоторых составных частей первичной мочи обратно в кровь. Первичная моча, протекая по извитым канальцам, отдает крови воду, многие соли, глюкозу, аминокислоты и некоторые другие органические вещества. Мочевина, мочевая кислота обратно не всасываются, поэтому их концентрация в моче по ходу канальцев увеличивается.

Помимо обратного всасывания (реабсорбции) в канальцах происходит и активный процесс секреции, т. е. выделения в просвет канальцев некоторых веществ. Благодаря секреторной функции канальцев из организма удаляются вещества, которые по каким-либо причинам не могут профильтроваться из клубочка капилляров в полость капсулы почечного тельца.

В результате обратного всасывания и активной секреции у взрослого человека в мочевых канальцах образуется до 1,5 - 2,5 л вторичной (конечной) мочи в сутки; у детей количество мочи меньше.

 

34. Диурез.Энерез.

Диурез — объём мочи, образуемой за определённый промежуток времени. В нефрологической практике наиболее часто пользуются измерением суточного диуреза — объёма мочи, выделенного за 24 ч, и минутного диуреза, величину которого используют при исследовании функции почек методом клиренса.

У здорового взрослого человека суточное выделение мочи составляет 67 — 75 % от количества выпитой жидкости. Минимальный объём мочи, необходимый для выделения почкой всех продуктов метаболизма, составляет 500 мл. В связи с этим объём потребления жидкости не должен быть ниже 800 мл/сут. В условиях стандартного водного режима (потребление 1-2 л жидкости) величина суточного диуреза составляет 800—1500 мл, соответственно величина минутного диуреза составляет 0,55-1 мл.

При патологии количество выделенной мочи может значительно изменяться. Различают полиурию — увеличение суточного диуреза до 3000 мл и более на фоне обычного водного режима, олигурию — уменьшение суточного объёма мочеотделения до 500 мл и анурию, когда зафиксирован суточный диурез, не превышающий 50 мл в сутки^[1].

Различают диурез дневной и ночной. У здорового человека отношение дневного диуреза к ночному составляет 3:1 или 4:1. При патологии это отношение изменяется в пользу ночного диуреза, развивается никтурия.

В зависимости от количества выделенных осмотически активных веществ и объёма мочи различают осмотический диурез (большой объём мочи с высокой концентрацией осмотически активных веществ), антидиурез (малый объём мочи с высокой концентрацией осмотически активных веществ) и водный диурез (большой объём мочи с очень низкой экскрецией осмотических веществ).

Диурез водный — выделение гипоосмолярной мочи. При водном диурезе блокировано выделение АДГ, дистальные канальцы и собирательные трубочки непроницаемы для воды, осмолярность интерстиция почки невелика. Отношение концентрации осмотически активных веществ в моче к концентрации их в крови менее 1.

У здоровых лиц водный диурез развивается после потребления большого количества жидкости; отмечается при переходе от обычной двигательной активности к строгому постельному режиму, к состоянию невесомости. Наблюдается у больных при истинном и почечном несахарном диабете, гипокалиемии, гиперкальциемии, хроническом алкоголизме, при первичной, психогенной или постэнцефалитической полидипсии. В нефрологической клинике может наблюдаться у больных в фазу схождения отёков, в терминальной стадии ХПН, при ОПН.

Диурез осмотический — выделение большого объёма мочи в результате повышенной экскреции осмотически активных веществ. Развивается осмотический диурез в результате чрезмерной загрузки проксимального отдела нефрона осмотически активными веществами эндогенного (глюкоза, мочевина, бикарбонат) или экзогенного происхождения (маннит, простые сахара и др.). Наличие в просвете проксимальных канальцев эндогенных осмотически активных веществ в концентрациях, превышающих максимальную способность к их реабсорбции, или экзогенных нереабсорбируемыхосмотически активных веществ приводит к снижению проксимальной реабсорбции воды. В результате в петлю нефрона и дистальные канальцы поступает большой объём жидкости. Ускоренный ток жидкости через нефрон препятствует созданию высокого осмотического градиента интерстиция, следствием чего является снижение реабсорбции воды в собирательных трубочках. В итоге выделяется большой объём жидкости с высоким содержанием осмотически активных веществ в ней. Концентрация натрия в моче колеблется в пределах 50-70 ммоль/л.

Осмотический диурез развивается при сахарном диабете, ХПН, в ответ на применение осмотических диуретиков.

Энурез — феномен, характеризующийся недержанием мочи. В большинстве случаев носителями энуреза являются дети (94,5 процентов всех носителей), часть подростков (4,5 процентов носителей), небольшое количество взрослых (около 1 процента носителей). В большинстве случае проявляется во время сна (у более 3/4 носителей), менее распространён вне сна. Причины большинства случаев точно и объективно не установлены наукой. Заболевание упоминалось Авиценной в книге «Канон врачебной науки», и уже тогда Авиценна указывал на то, что мочеиспускание нередко происходит во время глубокого сна, однако в данном источнике нет точной статистики распространения энуреза.

 

35. Физические и химические свойства мочи.

Объем мочи зависит от количества потребляемой жидкости и составляет в среднем 50 – 80% от её объема. Суточное количество мочи у здорового взрослого человека составляет 2000 мл.

Увеличение объема мочи бывает при приеме большого количества жидкости. Особенно выделение мочи возрастает при употреблении в больших количествах чая, кофе, алкогольных напитков. Содержащийся в них кофеин (чай, кофе) и этиловый спирт (алкогольные напитки) угнетают выработку вазопрессина. Синтез этого гормона подавляется также при охлаждении.

При ограниченном приеме жидкости объем мочи уменьшается. Снижение выделения мочи наблюдается и при болезнях почек, при рвоте, поносе, испарении воды кожей при повышенной температуре.

У спортсменов снижение уровня выделения мочи встречается после интенсивных тренировок и соревнований вследствие большой потери воды с потом и выдыхаемым воздухом.

Плотность мочи у нормального здорового человека составляет 1,010 – 1,040 г/мл. После выполнения физических нагрузок, сопровождаемых значительным потоотделением, моча может иметь высокую плотность – до 1,035 – 1,040 г/мл.

Кислотность мочи зависит от питания. Обычно моча имеет слабокислую реакцию. Употребление в пищу мяса делает мочу ещё более кислой, а овощная диета, напротив, делает мочу более щелочной. После выполнения физических нагрузок кислотность мочи возрастает, что объясняется выделением с мочой больших количеств молочной кислоты.

В норме моча имеет соломенно-желтую окраску. Эту окраску придают моче главным образом пигменты, образующиеся при распаде гемоглобина. Интенсивность окраски зависит от плотности мочи. Чем выше плотность, тем насыщеннее окраска мочи.

Свежевыделенная моча у здоровых людей, как правило, прозрачна. Далее возможно ее помутнение. Прозрачность мочи следует оценивать сразу после её выделения.

В сутки с мочой из организма выделяется 50 – 70 г растворенных в ней веществ.

На первом месте в составе мочи – мочевина. За сутки ее выделяется 20 – 35 г. По содержанию мочевины можно судить об интенсивности распада белков в организме. У здорового человека выделение мочевины повышается при приеме богатой белками пищи.

Еще одно вещество – мочевая кислота – выделяется при распаде нуклеиновых кислот. Её обычное содержание в моче 0.7 г. Мочевая кислота и её соли плохо растворимы в воде, поэтому они могут образовывать камни в почках, мочевом пузыре и выпадать в виде осадка в собранной моче.

В моче в сутки может выделяться также 1- 2 г креатина, 8 -15 г хлористого натрия.

При патологических состояниях в моче может появляться белок. Это явление называется протеинурия. Это явление связано с серьезными нарушениями работы почек и сердечной недостаточности. Оно нередко встречается при занятиях спортом и говорит о перетренировке.

Ещё одним поводом для беспокойства может служить глюкозурия – повышенное содержание глюкозы в моче. Причин здесь может быть две: либо повышенное содержание глюкозы в крови, либо плохая работа почек.

Кетоновые тела появляются в моче при диабете, продолжительных физических нагрузках, при голодании. Наличие в моче избытка кетоновых тел называется кетонурия.

Наконец при воспалительных процессах в моче может появляться кровь. Гематурия – называется это явление. У спортсменов – это явление носит, как правило, травматический характер. По виду эритроцитов в этой крови можно сказать о месте нарушения мочевыделительной системы.

 

IX. Половая система.

35. Половое созревание девочек и его признаки.

36. Половое созревание мальчиков, его признаки и основные этапы.

Полово́есозрева́ние (также пуберта́тный период или пуберта́т) — процесс изменений в организме подростка, вследствие которых он становится взрослым и способным к продолжению рода. Половое созревание запускается с помощью сигналов из головного мозга к половым железам: яичкам у мальчиков и яичникам у девочек. В ответ на эти сигналы половые железы вырабатывают различные гормоны, стимулирующие рост и развитие мозга, костей, мышц, кожи и репродуктивныхорганов. Рост тела ускоряется в первой половине пубертатного периода, а полностью заканчивается с завершением полового созревания. До начала полового созревания различия в строении тела девочки и мальчика сводятся практически только к половым органам. В течение периода полового созревания формируются значительные различия в размерах, форме, составе и функции многих структур и систем организма, наиболее очевидные из которых относят ко вторичным половым признакам.

Строго говоря, термины период полового созревания и пубертат (от лат. pubertas — «возраст роста волос») отражают только те изменения, которые происходят в половой системе, но не культурные и социальные аспекты взросления, для характеристики которых более приемлем термин «подростковый период». Подростковый период не только включает в себя пубертат, но значительно перекрывает его по продолжительности.

ПОЛОВЫЕ РАЗЛИЧИЯ В ТЕЧЕНИЕ ПУБЕРТАТА.

Несмотря на значительные индивидуальные колебания, пубертат у девочек в среднем начинается в возрасте 10 лет, у мальчиков — 12, а заканчивается у девочек к 16—17 годам, у мальчиков — к 17—18. У мальчиков основным гормоном полового созревания является андроген и тестостерон, который отвечает за все процессы формирования мужчины, и в том числе рост костей в длину. Несмотря на преобладание тестостерона, существенная часть этого гормона в процессе метаболизма превращается в эстрогены, имеющие свойства закрывать зоны роста костей, но уровень эстрогенов у мальчиков нарастает значительно медленнее, чем у девочек, поэтому рост мальчиков идёт дольше и интенсивнее. Если перед началом пубертата мальчики в среднем на 2 см ниже девочек, то к концу этого периода юноши становятся в среднем на 13 см выше девушек. В процессе женскогопубертата доминирующим является эстрогенный гормон эстрадиол, который вызывает рост и развитие молочных желёз и женских половых органов. Эстрадиол у девочек начинает повышаться раньше и достигает более высокого уровня, чем у мальчиков, поэтому девушки достигают половой зрелости и останавливаются в росте раньше, чем юноши.

НАЧАЛО ПОЛОВОГО СОЗРЕВАНИЯ.

Начало пубертата связывают с высокой пульсативной выработкой гонадотропин релизинг-гормона (ГнРГ) в гипоталамусе, который стимулирует выработкулютеинизирующего и фолликулостимулирующего гормонов в гипофизе. Причина повышения уровня ГнРГ точно не установлена, но предполагают, что в этом большую роль играет лептин, уровень которого значительно возрастает с началом полового созревания и снижается с окончанием последнего.

ИЗМЕНЕНИЯ В МУЖСКОМ ОРГАНИЗМЕ.