Тема: Функции пищеварительного аппарата. Пищеварение в различных отделах ЖКТ. Обмен веществ и энергии. Терморегуляции и ее механизмы регуляции

Цель: изучить общее значение и функцию пищеварительного аппарата и пищеварение в разичных отделах ЖКТ. изучить значение обмена веществ и энергии для организма, обмен белков, жиров и углеводов. Изучить процесс терморегуляции и его значение для организма человека

План лекции:

1. Значение пищеварения для организма человека

2. Физическое изменение пищи

3. Химическое изменение пищи

4. Виды пищеварения

5. Пищеварения в ротовой полости

6. Пищеварение в желудке

7. Пищеварение в двенадцатиперстной кишке

8. Пищеварение в тонком кишечнике

9. Пищеварение в толстом кишечнике

10. Акт дефикации

11. Обмен веществ.

12. Обмен белков

13. Обмен углеводов

14. Обмен жиров

15. Прямая и непрямая калориметрия.

16. Понятие терморегуляции

17. Физические механизмы терморегуляции

18. Химические механизмы терморегуляции

Организм человека в процессе жизнедеятельности расходует различные вещества и значительное количество энергии. Из внешней среды должны поступать вещества, восстанавливающие пластические и энергетические потребности организма. Длительное прекращение или явно недостаточное поступление питательных веществ приводит к нарушению гомеостаза и несовместимо с жизнью. Вместе с тем организм не способен усваивать белки, жиры, углеводы и некоторые другие вещества без предварительной обработки. Эту важную функцию в организме выполняет пищеварительная система.

Пищеварение – это физическая и химическая переработка принятой пищи. В результате компоненты пищи, сохранив энергетическую и пластическую ценность, утрачивают видовую специфичность, но становятся доступными для усвоения организмом и включаются в нормальный обмен.

Физические изменения пищи – это механическая обработка, размельчение, набухание, растворение.

Химические изменения пищи – это ряд последовательных реакций питательных веществ с компонентами секретов пищеварительных желез. В результате этого происходит расщепление белков, жиров и углеводов под влиянием ферментов.

Ферменты вырабатываются секреторными клетками (гландулоцитами) пищеварительных желез и поступают в пищеварительный тракт в составе слюны, желудочного, поджелудочного и кишечного соков. Количество и соотношение ферментов в секретах пищеварительных желез зависит от принятой пищи. В результате действия ферментов белки, жиры и углеводы расщепляются до мономеров. В результате расщепления жиров образуются моноглицериды, глицерин, жирные кислоты. В результате расщепления углеводов – моносахариды. В результате расщепления белков – аминокислоты. В таком виде они всасываются в кровь и лимфу и используются клетками организма.

Вода и минеральные соли в организм поступают в неизмененном виде.

Виды пищеварения:

1. аутолитическое – осуществляется посредством ферментов, входящих в состав пищевых продуктов растительного или животного происхождения.
2. симбионтное – поставщиками ферментов являются бактерии и простейшие.
3. собственное – осуществляется ферментами, которые синтезируются в организме.

Классификация пищеварительных процессов по их локализации:

1. внутриклеточное – это расщепление питательных веществ, попавших внутрь клетки путем фагоцитоза. В организме человека внутриклеточное пищеварение происходит в лейкоцитах.
2. внеклеточное – в желудочно-кишечном тракте (пристеночное и полостное).

Пищеварение в полости рта. Во рту происходит измельчение, смачивание слюной, анализ вкусовых свойств принятой пищи, начальный гидролиз некоторых пищевых веществ и формирование пищевого комка. Средняя длительность пребывания пищи в полости рта 15-18 сек. Поступившая в рот пища раздражает вкусовые, тактильные и температурные рецепторы. Вкусовые рецепторы расположены в сосочках языка и рассеяны в слизистой оболочке полости рта. Тактильные, температурные и болевые рецепторы по всей слизистой оболочке рта. Раздражение рецепторов полости рта имеет значение в осуществлении актов жевания и глотания. Этот отдел пищеварительного тракта оказывает влияние на все этапы переработки пищи.

Состав слюны:

1. количество в сутки – 500-2000 мл
2. плотность – 1,002-1,020 г/см³
3. рН – 5,6-7,6
4. вода – 99,14 – 99,42 %
5. амилаза – 1/10 мг/мл

Пищеварение в желудке. Желудок является конвейером пищеварительного тракта и участвует в межуточном обмене веществ, поддержании постоянства рН крови, принимает участие в кроветворении.

Функции желудка:

1. депонирование пищи
2. механическая и химическая переработка пищи
3. порционная эвакуация пищевого содержимого в кишечник

В желудке пища находится несколько часов, пища набухает, разжижается, компоненты пищи растворяются и подвергаются гидролизу ферментами слюны и желудочного сока. Желудочный сок обладает антибактериальным действием. В центре желудка гидролиз происходит под действием слюны. Желудочный сок действует на пищу преимущественно возле стенок желудка. Вся масса в желудке не смешивается с желудочным соком. По мере разжижения и химической обработки пищи ее слой, прилегающий к слизистой оболочке, движениями желудка перемещается в антральную часть, то туда эвакуируется в кишечник. Таким образом, пищеварение в желудке осуществляется некоторое время за счет слюны, но ведущее значение имеют секреторная и моторная деятельность самого желудка.

Состав желудочного сока:

1. количество в сутки – 2000-3000 мл
2. плотность – 1,004- 1,010 г/см³
3. рН – 1,9-1,8
4. вода – 99,4 %
5. общая соляная кислота – 46,0 – 118,3
6. свободная соляная кислота – 0-115,0
7. липаза – 7,0-8,4 ед/мк
8. лизоцим – 7,57 (2,6-19,2) мкг/мл

Пищеварение в тонком кишечнике. Пищеварение в тонком кишечнике расщепление питательных веществ до мономеров. В этом виде они всасываются из кишечника в кровь и лимфу. Пищеварение в тонкой кишке происходит сначала в ее полости (полостное пищеварение), а затем в зоне кишечного эпителия при помощи ферментов, фиксированных на микроворсинках. Это пристеночное пищеварение. Полостное и пристеночное пищеварение осуществляется ферментами сока поджелудочной железы, кишечными ферментами и желчью. Пищеварение в тонком кишечнике начинается с 12-ти перстной кишки. Вне пищеварения ее реакция слабощелочная рН 7,2- 8,0. При переходе в 12-ти перстную кишку порций кислого содержимого желудка реакция дуоденального содержимого становится кислой. Но соляная кислота нейтрализуется желчью, соком поджелудочной железы, соком дуоденальных желез. При этом прекращается действие желудочного пепсина. Чем выше кислотность дуоденального содержимого, тем больше выделяется сока поджелудочной железы и желчи и тем медленнее эвакуируется пища из желудка в 12-ти перстную кишку. Одновременно замедляется эвакуация пищи из 12-ти перстной кишки в тощую кишку. В гидролизе питательных веществ в 12 –ти перстной кишек большую роль играет сок поджелудочной железы.

Состав панкреатического сока:

1. количество в сутки – 600-700 мл
2. плотность – 1,005-1,014 г/см³
3. рН – 7-9
4. вода – 98,7 %
5. ферменты – амилаза, липаза, нуклеаз, трипсин, химотрипсин

Состав желчи:

1. количество в сутки – 500-1200 мл
2. плотность – 1,011-1,032 г/см³
3. рН – 5,6-8,0
4. вода – 85,92
5. билирубин, холестерин, жир нейтральный, жирные кислоты, лецитин, фосфатиды, фосфолипиды,холин.

Состав сока тонкой кишки:

1. количество в сутки – 1000 мл
2. рН – 5,05-7,07
3. вода -97,5%
4. ферменты – сахараза, лактаза, эрепсин, энтерокиназа, липаза, рибонуклеаза

Пищеварение в толстом кишечнике.

Из тонкой порции химуса через илеоцекальный сфинктер переходят в толстую кишку. Сфинктер выполняет роль клапана, пропускающего содержимое кишечника только в одном направлении. Вне пищеварения этот клапан закрыт. И уже 1-4 мин после приема пищи каждые ½ - 1 минуту клапан открывается и химус небольшими порциями переходит из тонкой кишки в слепую. Перистальтика тонкой кишки повышает давление в тонкой кишке и клапан раскрывается. В процессе переваривания толстая кишка играет небольшую роль. Сок толстой кишки без механического раздражения выделяется в небольшом количестве. В нем выделяют жидкую и плотную части. Плотная часть состоит из отторгнутых эпителиальных клеток и слизи, которые продуцируются бокаловидными клетками. Основное количество ферментов содержится в плотной части. Соковыделение в толстой кишке обусловлено местными механизмами. При механическом раздражении секреции увеличивается в 8-10 раз. У человека за сутки из тонкой кишки в толстую переходит около 400 г химуса. В толстой кишке интенсивно всасывается вода. Химус постепенно превращается в каловые массы, которых за сутки образуется и выводится в среднем 150-250 гр. При питании растительной пищей их больше, чем при смешанном или мясном питании. Пища, богатая растительными волокнами и клетчаткой ускоряет передвижение химуса и формирование каловых масс.

Состав сока толстой кишки:

1. количество в сутки – 250 – 1550 мл
2. рН – 6,1-7,31
3. вода – 86,4-93,9 %

Обмен веществ и энергии — совокупность процессов превращения веществ и энергии, происходящих в живых организмах, и обмен веществами и энергией между организмом и окружающей средой. Обмен веществ и энергии является основой жизнедеятельности организмов и принадлежит к числу важнейших специфических признаков живой материи, отличающих живое от неживого. В обмене веществ, или метаболизме, обеспеченном сложнейшей регуляцией на разных уровнях, участвует множество ферментных систем. В процессе обмена поступившие в организм вещества превращаются в собственные вещества тканей и в конечные продукты, выводящиеся из организма. При этих превращениях освобождается и поглощается энергия.

Клеточный метаболизм выполняет четыре основные специфические функции: извлечение энергии из окружающей среды и преобразование ее в энергию макроэргических (высокоэргических) соединений в количестве, достаточном для обеспечения всех энергетических потребностей клетки; образование из экзогенных веществ (или получение в готовом виде) промежуточных соединений, являющихся предшественниками высокомолекулярных компонентов клетки; синтез белков, нуклеиновых кислот, углеводов, липидов и других клеточных компонентов из этих предшественников; синтез и разрушение специальных биомолекул, образование и распад которых связаны с выполнением специфических функций данной клетки.

Для понимания сущности обмена веществ и энергии в живой клетке нужно учитывать ее энергетическое своеобразие. Все части клетки имеют примерно одинаковую температуру, т.е. клетка изотермична. Различные части клетки мало отличаются и по давлению. Это значит, что клетки не способны использовать в качестве источника энергии тепло, т.к. при постоянном давлении работа может совершаться лишь при переходе тепла от более нагретой зоны к менее нагретой. Т.о., живую клетку можно рассматривать как изотермическую химическую машину.

При анализе конечных продуктов обмена необходимо принимать во внимание пути выделения их из организма. Азот выделяется главным образом с мочой, но также и с калом и в небольшом количестве через кожу, волосы, ногти. Углерод выделяется почти исключительно в форме СО2 через легкие, но некоторое его количество выделяется с мочой и калом. Водород экскретируется в виде Н2О преимущественно с мочой и через легкие (водяной пар), но также через кожу и с калом.

Баланс энергии определяют на основании калорийности вводимых пищевых веществ и количества выделенного тепла, которое может быть измерено или рассчитано. При этом надо учитывать, что величина калорийности, получаемая при сжигании веществ в калориметрической бомбе, может отличаться от величины физиологической калорической ценности, т.к. некоторые вещества в организме не сгорают полностью, а образуют конечные продукты обмена, способные к дальнейшему окислению. В первую очередь это относится к белкам, азот которых выделяется из организма главным образом в виде мочевины, сохраняющей некоторый потенциальный запас калорий. Важной величиной, характеризующей особенности обмена отдельных веществ, является дыхательный коэффициент (ДК), который численно равен отношению объема выдыхаемого СО2 к объему поглощенного О2. Калорическая ценность, ДК и величина теплообразования, рассчитанная на 1 л потребленного О2 для разных веществ различны. Физиологическая калорическая ценность (в ккал/г) составляет для углеводов — 4,1; липидов — 9,3; белков — 4,1; величина теплообразования (в ккал на 1 л потребленного О2) для углеводов — 5,05; липидов — 4,69; белков — 4,49.

Интенсивность обмена веществ и энергии может быть определена прямыми и непрямыми методами. В прямых методах с помощью большого калориметра путем тончайшего измерения температуры определяют отдачу тепла, одновременно производят полное определение баланса отдельных пищевых веществ. В непрямых методах, значительно более простых, измеряют лишь отдельные параметры обмена, чаще всего количество потребленного О2 и выделенного СО2 за определенное время и, кроме того, для оценки интенсивности белкового обмена определяют количество азота, выделенного за это время с мочой. Поскольку содержание азота в белках приблизительно постоянно и составляет в среднем 16 г на 100 г белка, 1 г выделенного азота соответствует 6,25 1 белка, вовлеченного в метаболизм. Зная количество белка, метаболизированного за время опыта, рассчитывают, сколько О2 пошло на окисление белка и сколько СО2 выделилось за счет белка. Эти количества вычитают из общего количества О2 и СО2, измеренного в ходе опыта. В результате получают так называемые небелковые О2 и СО2. Из их соотношения находят небелковый ДК. С помощью данных, помещенных в таблице 1, по величине небелкового ДК находят теплопродукцию за счет небелковых веществ и долю углеводов и липидов в этой теплопродукции. Т.о., на основании данных о количестве поглощенного О2, выдыхаемого СО2 и выделенного с мочой азота за определенный период времени может быть вычислена теплопродукция и установлены количества белка, углеводов и липидов, катаболизировавшихся за этот период.

Влияние различных условий на обмен веществ и энергии. Интенсивность обмена, оцениваемая по общему расходу энергии, может меняться в зависимости от многих условий и в первую очередь от физической работы. Однако и в состоянии полного покоя обмен веществ и энергии не прекращается, и для обеспечения непрерывного функционирования внутренних органов, поддержания тонуса мышц и др. расходуется некоторое количество энергии.

Для оценки индивидуальных особенностей обмена определение интенсивности обмена проводят в стандартных условиях: при полном физическом и психическом покое, в положении лежа, не менее чем через 14 ч после последнего приема пищи, при окружающей температуре, обеспечивающей ощущение комфорта. Полученную величину называют основным обменом. У молодых мужчин основной обмен составляет 1300—1600 ккал/сут. (1 ккал на 1 кг массы тела в час). У женщин величина основного обмена на 6—10% ниже, чем у мужчин. С возрастом (начиная с 5 лет) величина основного обмена неуклонно снижается (с 52,7 ккал/м2/ч у шестилетних мальчиков до 34,2 ккал/м2/ч у мужчин 75—79 лет). С повышением температуры тела на 1° интенсивность основного обмена у человека возрастает приблизительно на 13%. Повышение интенсивности основного обмена наблюдают также при снижении температуры окружающей среды ниже комфортной. Этот адаптационный процесс (химическая терморегуляция) связан с необходимостью поддерживать постоянную температуру тела.

Определяющее влияние на величину обмена веществ и энергии оказывает физическая нагрузка. Основной обмен при интенсивной физической нагрузке по расходу энергии может в 10 раз превышать исходный основной обмен, а в очень короткие периоды (например, при плавании на короткие дистанции) даже в 100 раз. Общая суточная потребность организма в калориях определяется, в первую очередь, характером выполняемой работы.

На обмен веществ и энергии существенно влияет особое свойство пищевых веществ, называемое их специфически-динамическим действием (СДД). Было замечено, что после принятия пищи теплоотдача организма возрастает на величину, превышающую количество калорий, содержащихся в принятой пище. Это свойство, различное для разных пищевых веществ, и назвали их специфически-динамическим действием. Наиболее высоким СДД отличаются белки. Принято считать, что прием белка с потенциальной калорической ценностью 100 ккал увеличивает основной обмен до 130 ккал, то есть СДД белка составляет 30%. СДД углеводов и жиров находится в пределах 4—6%. Механизм СДД заключается не только в том, что прием пищи стимулирует активность пищеварительного аппарата, так как СДД, например аминокислот, — проявляется и при их внутривенном введении. Главным в механизме СДД следует считать влияние пищевых продуктов на промежуточный обмен. Так, расчеты показали, что количество калорий, затрачиваемое на образование 1 моля АТФ при метаболизме белков, примерно на 30% выше, чем при обмене жиров и углеводов.

Регуляция обмена веществ и энергии. Клеточный метаболизм характеризуется высокой устойчивостью и в то же время значительной изменчивостью. Оба эти свойства, составляющие диалектическое единство, обеспечивают постоянное приспособление клеток и организмов к меняющимся условиям окружающей и внутренней среды. Так, скорость катаболизма определяется потребностью в энергии в каждый данный момент. Точно так же скорость биосинтеза клеточных компонентов определяется нуждами данного момента. Клетка, например, синтезирует аминокислоты именно с такой скоростью, которая достаточна для того, чтобы обеспечить возможность образования минимального количества необходимого ей белка. Подобная экономичность и гибкость метаболизма возможна лишь при наличии достаточно тонких и чутких механизмов его регуляции. Регуляция метаболических процессов осуществляется на разных уровнях возрастающей сложности. Простейший тип регуляции затрагивает все основные параметры, влияющие на скорость ферментативных реакций. К этим параметрам относятся рН среды, концентрация кофермента, субстрата, продукта реакции, наличие активаторов или ингибиторов и т.д. Изменение каждого из них может увеличить или уменьшить скорость реакции. Например, накопление кислых продуктов может сдвинуть рН среды за пределы значений, оптимальных для данного фермента, и таким образом затормозить ферментативный процесс. Нередко ингибитором фермента является сам субстрат и наличие его в высокой концентрации может вызвать остановку реакции.

У человека и высших животных существуют еще два уровня, два механизма регуляции обмена веществ и энергии, которые отличаются тем, что связывают между собой метаболизм, совершающийся в разных тканях и органах, и таким образом направляют и приспосабливают его для выполнения функций, присущих не отдельным клеткам, а всему организму в целом. Одним из таких механизмов управляет эндокринная система. Гормоны, вырабатываемые железами внутренней секреции, служат химическими медиаторами, стимулирующими или подавляющими определенные метаболические процессы в других тканях или органах. Например, когда поджелудочная железа начинает вырабатывать меньше инсулина, в клетки поступает меньше глюкозы, что влечет за собой ряд вторичных метаболических эффектов, в частности уменьшение биосинтеза жирных кислот из глюкозы и усиление образования кетоновых тел в печени. Противоположное инсулину действие оказывает соматотропный гормон (гормон роста).

Вторым уровнем регуляции, характерным для человека и высших животных, является нервная регуляция, представляющая собой самый высший уровень регуляции, наиболее совершенную ее форму. Нервная система, в частности ее центральные отделы, выполняет в организме высшие интегративные функции. Получая сигналы из окружающей среды и от внутренних органов, ц.н.с. преобразует их в нервные импульсы и направляет их к тем органам, изменение скорости метаболизма в которых необходимо в данный момент для выполнения определенной функции. Чаще всего свою регулирующую роль нервная система осуществляет через железы внутренней секреции, усиливая или подавляя поступление гормонов в кровь. Хорошо известно влияние эмоций на метаболизм, например предстартовое повышение показателей обмена веществ и энергии у спортсменов, усиленная продукция адреналина и связанное с этим повышение концентрации глюкозы в крови у студентов во время экзаменов и др. Во всех случаях регулирующее действие нервной системы на обмен веществ и энергии весьма целесообразно и всегда направлено на наиболее эффективное приспособление организма к изменившимся условиям.

Нарушение обмена веществ и энергии лежат в основе повреждений органов и тканей, ведущих к возникновению болезни. Происходящие при этом изменения в протекании химических реакций сопровождаются большими или меньшими сдвигами в энергообразующих и энергопоглощающих процессах. Различают 4 уровня, на которых могут происходить нарушения обмена веществ и энергии: молекулярный; клеточный; органный и тканевой; целостный организм. Нарушения обмена веществ и энергии на любом из этих уровней могут носить первичный или вторичный характер. Во всех случаях они реализуются на молекулярном уровне, на котором изменения обмена веществ и энергии приводят к патологическим нарушениям функций организма.

Основным путем профилактики нарушений обмена веществ и энергии является научно обоснованное по качественному и количественному составу, витаминизированное, содержащее все микроэлементы, так называемое сбалансированное питание, защита окружающей среды от проникновения в нее токсических веществ, профилактика инфекционных болезней, стрессовых ситуаций, оптимальный режим работы и отдыха. В случаях эндогенных нарушений (молекулярных болезней) большое значение имеют ранняя диагностика и диетическая профилактика.

Температура тела многих животных изменяется в зависимости от температуры окружающей среды. Такие животные называются пойкилотермными, т. е. животными с непостоянной температурой тела. Их активность существенно зависит от температуры окружающей среды, т. к. последняя определяет скорость биохимических реакций, протекающих в организме (их скорость возрастает в 2-3

раза при повышении температуры на каждые 10 градусов). Температура тела человека и высших животных поддерживается на постоянном уровне, несмотря на значительные колебания температуры окружающей среды. Такие животные с постоянной температурой тела называются гомойотермными. Гомойотермные организмы, имея постоянную температуру тела, ведут активный образ жизни при

значительных колебаниях температуры внешней среды. Некоторые гомойотермные животные могут на время выключать терморегуляцию и становиться пойкилотермными.

Изотермия — постоянство температуры тела — имеет для организма большое значение, т. к. она, во-первых, обеспечивает независимость обменных процессов в тканях и органах от колебаний температуры окружающей среды; во-вторых, обеспечивает температурные условия для оптимальной активности ферментов. Температура отдельных участков тела человека различна, что связано с неодинаковыми условиями теплопродукции и отдачи тепла. В состоянии покоя и умеренной физической нагрузки наибольшая теплопродукция и наименьшая теплоотдача происходит во внутренних органах, поэтому их температура высокая (самая высокая в печени—37,8-38 °С). От внутренних органов тепло переносится кровью к поверхности тела, где теплопродукция небольшая, но высокая теплоотдача, поэтому температура кожных покровов не высокая. Наиболее низкая температура кожи у человека отмечается в области кистей и стоп, значительно выше она в подмышечной впадине, где она обычно измеряется (температуру можно измерять в полости рта, в паховой складке, в прямой кишке). В нормальных условиях у здорового человека температура в подмышечной впадине равна 36,5-

36,9 °С. В течение суток температура тела человека колеблется: минимальная в 3-4 часа, максимальная — в 16-18 часов. Способность гомойотермных животных поддерживать температуру тела на постоянном уровне обеспечивается двумя взаимосвязанными процессами - теплообразованием

и теплоотдачей, равенство которых обеспечивает изотермию организма. Процессы, связанные с образованием тепла в организме, объединяют понятием химическая терморегуляция, а процессы, обеспечивающие отдачу тепла — физическая терморегуляция.

Химическая терморегуляция. Химическая терморегуляция обеспечивает определенный уровень теплопродукции, необходимый для нормального осуществления ферментативных процессов в тканях. Образование тепла в организме происходит вследствие непрерывно совершающихся экзотермических реакций, которые протекают во всех органах и тканях, но с различной интенсивностью. Наиболее интенсивное образование тепла происходит в мышцах. Если даже человек лежит неподвижно, но с

напряженной мускулатурой, то теплообразование повышается на 10%. Незначительная двигательная активность приводит к повышению теплообразования на 50-80%, а тяжелая мышечная работа — на 400-500%. В условиях холода теплообразование в мышцах резко возрастает. Это обусловлено тем, что охлаждение поверхности тела приводит к рефлекторному беспорядочному сокращению мышц — мышечной дрожи. В процессах теплообразования, кроме мышц, значительную роль играют печень и

почки. При охлаждении тела теплопродукция в печени возрастает.

Физическая терморегуляция. Физическая терморегуляция осуществляется путем изменения отдачи тепла организмом. Теплоотдача осуществляется следующими путями:

• излучением (радиацией);

• проведением (кондукцией);

• конвекцией;

• испарением.

Теплоизлучение (радиация) обеспечивает отдачу тепла организмом окружающей его среде при помощи инфракрасного излучения с поверхности тела. Путем радиации организм отдает большую часть тепла. В состоянии покоя и в условиях температурного комфорта за счет радиации выделяется более 60% тепла, образующегося в организме.

Теплопроведение происходит при контакте с предметами, температура которых ниже температуры тела. Путем теплопроведения организмом теряется около 3% тепла.

Конвекция обеспечивает отдачу тепла прилегающему к телу воздуху или жидкости. В процессе конвекции тепло уносится от поверхности коки потоком воздуха или жидкости. Путем конвекции организмом отдается около 15% тепла. Отдача тепла организмом осуществляется также путем испарения воды с поверхности кожи и со слизистых оболочек дыхательным путей в процессе дыхания.

Испарение воды с поверхности тела происходит при выделении пота. Даже в условиях температурного комфорта и при отсутствии видимого потоотделения через кожу испаряется до 0,5 л воды в сутки. Испарение 1 л пота у человека может понизить температуру тела на 10°С. Путем испарения из организма удаляется около 20% тепла. При температуре окружающей среды, равной или выше температуры тела человека, когда другие способы отдачи тепла резко уменьшаются, испарение воды становится главным способом отдачи тепла. Отдача тепла испарением уменьшается при увеличении влажности воздуха и полностью прекращается при 100% относительной влажности.

Регуляция постоянства температуры тела. Температура тела является константой организма, определяющей постоянство скорости биохимических реакций—одного из важнейших условий жизнедеятельности организма. Поддержание постоянства температуры тела осуществляется по принципу саморегуляции, путем формирования функциональной системы терморегуляции. Системообразующим фактором (константой) этой функциональной системы является температура крови в правом предсердии (37" С). Рефлекторные изменения процессов терморегуляции происходят при раздражении тепловых и холодовых рецепторов, расположенных в кожных покровах, в слизистых оболочках дыхательных путей, во внутренних органах, в сосудах, в различных отделах ЦНС (гипоталамусе, ретикулярной формации, продолговатом и спинном мозге, двигательной коре и др.). Особенно большое количество центральных терморецепторов, которые реагируют на изменение температуры крови, находится в гипоталамусе. В гипоталамусе расположены группы ядер, составляющих центр терморегуляции, состоящий, в свою очередь, из центра теплообразования и центра теплоотдачи. Центр теплообразования расположен в каудальной части гипоталамуса. При разрушении этого участка мозга у животного нарушаются механизмы теплообразования и такое животное становится неспособным поддерживать температуру тела при понижении температуры окружающей среды, и развивается гипотермия. Центр теплоотдачи расположен в переднем гипоталамусе (между передней комиссурой и зрительным перекрестом). При разрушении этой области животное также теряет способность поддерживать изотермию, при этом способность переносить низкие температуры у него сохраняется. Кроме гипоталамуса на процессы терморегуляции оказывают влияние и другие структуры ЦНС: центры спинного мозга, полосатое тело, ретикулярная формация ствола мозга, кора больших полушарий головного мозга. Из этих структур гипоталамус, ретикулярная формация и осцилляторные центры спинного мозга играют ведущую роль в рефлекторной регуляции температуры тела. Например, при снижении температуры окружающей среды возбуждение от холодовых рецепторов

поступает по афферентным нервам в центры теплопродукции гипоталамуса и осцилляторные центры спинного мозга. Отсюда возбуждение идет по двигательным нервам к мышцам, увеличивая их тонус, а затем вызывает мышечную дрожь, что приводит к значительному увеличению теплообразования. По вегетативным нервам возбуждение поступает к сосудам (особенно кожных покровов) и вызывает

уменьшение их просвета. В результате этого поверхностные слои кожи получают меньше теплой крови и, следовательно, отдают меньше тепла. В терморегуляции принимают участие и гуморальные факторы, прежде всего, гормоны щитовидной железы (тироксин и др.) и надпочечников (адреналин и др.). При снижении температуры внешней среды количество тироксина и адреналина в крови возрастает. Эти гормоны вместе с симпатическими нервными влияниями усиливают окислительные процессы, увеличивая тем самым количество тепла, образующегося в организме. Адреналин, кроме того, суживает периферические сосуды, что приводит к дальнейшему снижению теплоотдачи. Таким образом, при снижении температуры окружающей среды включаются нервно- гуморальные механизмы, которые приводят к значительному усилению теплообразования и уменьшению теплоотдачи, в результате чего температура тела в этих условиях остается постоянной. При повышении температуры окружающей среды, рассмотренные выше процессы, имеют противоположный характер. Если человек длительное время находится в условиях значительно высокой или низкой температуры окружающей среды, то регуляторные механизмы, с помощью которых в обычных условиях поддерживается изотермия, могут оказаться недостаточными. Если не применить поведенческие способы регуляции температуры, направленные на охлаждение или согревание организма, то может наступить перегревание — гипертермия — или переохлаждение — гипотермия.

Гипертермия — состояние, при котором температура тела повышается выше 37 °С. Она возникает при продолжительном действии высокой температуры окружающей среды, особенно при высокой влажности воздуха. Резкая гипертермия, при которой температура тела достигает 40-41 °С сопровождается тяжелым общим состоянием организма и носит название теплового удара. Гипертермия может наступить под влиянием некоторых эндогенных факторов, усиливающих процессы теплообразования (тироксин, жирные кислоты и др.), а также под влиянием микроорганизмов, так как гипоталамические центры терморегуляции обладают высокой чувствительностью к бактериальным токсинам.

Гипотермия — состояние, при котором температура тела снижается ниже 35 С. Быстрее всего гипотермия наступает при погружении в холодную воду. При этом вначале наблюдается возбуждение симпатического отдела вегетативной нервной системы и рефлекторно ограничивается теплоотдача и усиливается теплопродукция, особенно за счет мышечной дрожи. Но через некоторое время температура тела все же начинает падать, при этом наблюдается состояние, подобное наркозу: исчезновение чувствительности, ослабление рефлекторных реакций, снижение возбудимости нервных центров, резкое снижение интенсивности обмена веществ, замедление дыхания, урежение сердечной деятельности, понижение артериального давления. В настоящее время искусственная гипотермия с охлаждением тела до 24-28 С находит применение в хирургии при операциях на сердце и ЦНС. Гипотермия значительно снижает обмен веществ головного мозга и, следовательно, уменьшает потребность его в кислороде. Поэтому мозг в таких условиях способен переносить более длительное обескровливание (вместо 3-5 мин при нормальной температуре до 15-20 мин при 25-28 С), а это значит, что при гипотермии организм может легче переносить временное выключение сердечной деятельности и остановку дыхания. Для выключения приспособительных реакций, направленных на поддержание температуры тела, при искусственной гипотермии применяют препараты, выключающие передачу импульсов в симпатическом отделе вегетативной нервной системы (ганглиоплегические препараты) и прекращающие передачу возбуждения с нервов на скелетные мышцы (миорелаксанты). Гипотермию прекращают путем быстрого согревания тела.

Литература:

1. Руководство к практическим занятиям по нормальной физиологии. К.В.Судаков, А.В.Котова, М., 2002.
2. Нормальная физиология, под ред. К.В.Судакова, М., 2000.

Контрольные вопросы:

1. Объясните физическое изменение пищи
2. Объясните химическое изменение пищи

3. Назовите виды пищеварения

1. Объясните пищеварения в ротовой полости
2. Объясните пищеварение в желудке
3. Объясните пищеварение в двенадцатиперстной кишке
4. Объясните пищеварение в тонком кишечнике
5. Объясните пищеварение в толстом кишечнике
6. Объясните акт дефекации
7. Что такое обмен веществ?
8. Объясните процесс образования энергии?
9. Значение терморегуляции для организма человека
10. Что такое теплоизлучение?
11. Что такое конвенция?
12. Механизм регуляции температуры тела человека
13. Что такое гипертермия?
14. Что такое гипотермия?
15. Что такое изотермия?