Физиологические процессы в организме человека

Физиологические процессы в организме человека

физиологический организм эндокринная нервная система

1)Обмен газами между альвеолярным воздухом и кровью, между кровью и тканями. Перенос кровью кислорода(O2) и углекислого газа(CO2)

При дыхании почти 30% вдыхаемого воздуха находится в дыхательных путях, а 70% заполняет объем альвеол. Именно эта часть воздуха обеспечивает вентиляцию альвеол, его отношение к вдыхаемому воздуху, называется коэффициентом легочной вентиляции. Атмосферный воздух это смесь азота (до 78%), кислорода (до 21%), углекислого газа (до 0,03%), водяного пара и незначительной примеси других газов.

В альвеолах не происходит полной замены воздуха атмосферным, поэтому согласно закону Фика, газообмен О2 между альвеолярным воздухом и кровью происходит благодаря наличию концентрационного градиента О2 между этими средами. В обычных условиях парциальное давление кислорода в альвеолах всегда больше, чем его напряжение в венозной крови (40 мм рт.ст.), а парциальное давление углекислого газа наоборот меньше, чем его напряжения (46 мм рт.ст.). Давление газов в воде или в тканях организма обозначают термином «напряжение газов» и обозначают символами Ро2, Рсo2. Таким образом, разница концентрации кислорода по обе стороны альвеол превышает 60 мм рт.ст. поэтому он перемещается в кровь. Углекислый газ выходит наружу тоже быстро, потому что незначительная разница его концентрации компенсируется лучшей растворимостью в воде. Кроме того, на насыщенности крови газами сказывается то, что они в ней преимущественно находятся в химически связанном состоянии, это способствует постоянной диффузии. Кислород, поступивший в плазму крови из альвеол, перемещается к эритроцитам, в которых соединяется с гемоглобином в соединение оксигемоглобин (1 г гемоглобина присоединяет 1,34 мл кислорода). Кислородная емкость крови - максимальное количество кислорода, которое может быть связано в 100 мл крови, при условии, что весь гемоглобин превратился в оксигемоглобин. В артериальной крови, притекающей к тканям, напряжение кислорода выше, чем в тканях, а напряжение углекислого газа, наоборот, значительно ниже. Вследствие этого кислород переходит из крови в ткани и включается в цикл метаболических процессов, а углекислый газ, в избытке содержащийся в тканях, переходит в кровь и переносится затем в лёгкие. Транспорт О2 начинается в капиллярах легких после его химического связывания с гемоглобином. Гемоглобин (Нb) способен избирательно связывать О2 и образовывать оксигемоглобин (НbО2) в зоне высокой концентрации О2 в легких и освобождать молекулярный О2 в области пониженного содержания О2 в тканях. При этом свойства гемоглобина не изменяются и он может выполнять свою функцию на протяжении длительного времени. Фиксация кислорода и распад оксигемоглобина зависит от факторов, которые сказываются на этой реакции, в частности температуры, наличия кислых веществ и углекислого газа. Повышение температуры в работающих органах и тканях, увеличение концентрации углекислого газа и органических кислот способствуют распаду оксигемоглобина, высвобождению кислорода и перехода его в клетки. А противоположные условия наоборот обеспечивают образование оксигемоглобина, например, в легких.

Гемоглобин переносит О2 от легких к тканям. Эта функция зависит от двух его свойств: 1) способности изменяться от восстановленной формы, которая называется дезоксигемоглобином, до окисленной (Нb + О2 a НbО2) с высокой скоростью (полупериод 0,01 с и менее) при нормальном Ро2 в альвеолярном воздухе;

2) способности отдавать О2 в тканях (НbО2 a Нb + О2) в зависимости от метаболических потребностей клеток организма.


Скорость переноса газа через слой ткани прямо пропорциональна площади слоя и разнице парциального давления газа по обе его стороны и обратно пропорциональна толщине слоя. При газообмене между тканями и кровью толщина диффузионного барьера менее 0,5 мкм, однако в мышцах в состоянии покоя расстояние между открытыми капиллярами составляет около 50 мкм. При работе, когда потребление кислорода мышцами увеличивается, открываются добавочные капилляры, что уменьшает диффузионное расстояние и увеличивает диффузионную поверхность. Поскольку СO2 диффундирует в тканях примерно в 20 раз быстрее, чем O2. удаление углекислого газа происходит гораздо легче, чем снабжение кислородом. Недостаточное снабжение тканей кислородом называется тканевой гипоксией.

А -- достаточное снабжение кислородом, Б -- критический уровень снабжения кислородом, В --недостаточное обеспечение кислородом, в средней межкапиллярной зоне аэробный метаболизм невозможен.

Процесс газообмена происходит непрерывно до тех пор, пока существует разность парциальных давлений и напряжений газов в каждой из сред, участвующих в газообмене решающим фактором, обусловливающим непрерывность газообмена, является постоянство газового состава альвеолярного воздуха.

2) Рефлекторная, нервная и гуморальная регуляции тонуса сосудов. Укажите рефлексогенные зоны, с которыми возникают рефлексы на сердце и сосуды. Какие гуморальные факторы влияют на работу сердца и натонус сосудов?

Артерии и артериолы постоянно находятся в состоянии сужения, в значительной мере определяемого тонической активностью сосудодвигательного центра. Тонус сосудодвигательного центра зависит от афферентных сигналов, приходящих от периферических рецепторов, расположенных в некоторых сосудистых областях и на поверхности тела, а также от влияния гуморальных раздражителей, действующих непосредственно на нервный центр.

По классификации В.Н. Черниговского, рефлекторные изменения тонуса артерий -- сосудистые рефлексы -- могут быть разделены на две группы: собственные и сопряженные рефлексы.

Собственные сосудистые рефлексы вызываются сигналами от рецепторов самих сосудов. Особенно важное физиологи четное значение имеют рецепторы, сосредоточенные в дуге аорты и в области разветвления сонной артерии на внутреннюю и наружную. Указанные участки сосудистой системы получили название сосудистых рефлексогенных зон.

Рецепторы, расположенные в дуге аорты, являются окончаниями центростремительных волокон, проходящих в составе аортального нерва. Электрическое раздражение центрального конца нерва обусловливает падение АД вследствие рефлекторного повышения тонуса ядер блуждающих нервов и рефлекторного снижения тонуса сосудосуживающего центра. В результате сердечная деятельность тормозится, а сосуды внутренних органов расширяются.

Рецепторы сосудистых рефлексогенных зон возбуждаются при повышении давления крови в сосудах, поэтому их называют прессорецепторами, или барорецепторами.

Сосудистые рефлексы можно вызвать, раздражая рецепторы не только дуги аорты или каротидного синуса, но и сосудов некоторых других областей тела. Так, при повышении давления в сосудах легкого, кишечника, селезенки наблюдаются рефлекторные изменения АД в других сосудистых областях. Рефлекторная регуляция давления крови осуществляется при помощи не только механорецепторов, но и хеморецепторов, чувствительных к изменениям химического состава крови. Такие хеморецепторы сосредоточены в аортальном и сонном гломусе .

Сопряженные сосудистые рефлексы. Это рефлексы, возникающие в других системах и органах, проявляются преимущественно повышением АД. Их можно вызвать, например, раздражением поверхности тела. Так, при болевых раздражениях рефлекторно суживаются сосуды, особенно органов брюшной полости, и АД повышается.

Сосудистая реакция на ранее индифферентный раздражитель осуществляется условнорефлекторным путем, т. е. при участии коры большого мозга. У человека при этом часто возникает и соответствующее ощущение (холода, тепла или боли), хотя никакого раздражения кожи не было.

Нервная регуляция сосудистого тонуса осуществляется вегетативной нервной системой, которая оказывает сосудосуживающее и сосудорасширяющее действие.

Симпатические нервы являются вазоконстрикторами (сужают сосуды) для сосудов кожи, слизистых оболочек, желудочно-кишечного тракта и вазодилататорами (расширяют сосуды) для сосудов головного мозга, легких, сердца и работающих мышц. Парасимпатический отдел нервной системы оказывает на сосуды расширяющее действие.

Гуморальная регуляция осуществляется веществами системного и местного действия. К веществам системного действия относятся ионы кальция, калия, натрия, гормоны. Ионы кальция вызывают сужение сосудов, ионы калия оказывают расширяющее действие.

Действие гормонов на тонус сосудов:

1. вазопрессин - повышает тонус гладкомышечных клеток артериол, вызывая сужение сосудов;

2. адреналин оказывает одновременно и суживающее и расширяющее действие, воздействуя на альфа1-адренорецепторы и бета1-адренорецепторы, поэтому при незначительных концентрациях адреналина происходит расширение кровеносных сосудов, а при высоких - сужение;

3. тироксин - стимулирует энергетические процессы и вызывает сужение кровеносных сосудов;

4. ренин - вырабатывается клетками юкстагломерулярного аппарата и поступает в кровоток, оказывая воздействие на белок ангиотензиноген, который переходит в ангиотезин II, вызывающий сужение сосудов.

Метаболиты (углекислый газ, пировиноградная кислота, молочная кислота, ионы водорода) воздействуют на хеморецепторы сердечно-сосудистой системы, приводя к рефлекторному сужению просвета сосудов.

К веществам местного воздействия относятся:

1. медиаторы симпатической нервной системы - сосудосуживающее действие, парасимпатической (ацетилхолин) - расширяющее;

2. биологически активные вещества - гистамин расширяет сосуды, а серотонин суживает;

3. кинины - брадикинин, калидин - оказывают расширяющее действие;

4. простогландины А1, А2, Е1 расширяют сосуды, а F2б суживает.

3) Процессы всасывания в различных отделах пищеварительного тракта. Влияние мышечной работы на деятельность пищеварительных органов

Под всасыванием понимают совокупность процессов, обеспечивающих перенос различных веществ в кровь и лимфу из пищеварительного тракта.

Всасывание происходит на всем протяжении пищеварительного тракта, но интенсивность его в разных отделах различна. В полости рта всасывание практически отсутствует вследствие кратковременного пребывания в ней веществ и отсутствия мономерных продуктов гидролиза. Однако, слизистая оболочка полости рта проницаема для натрия, калия, некоторых аминокислот, алкоголя, некоторых лекарственных веществ.

В желудке интенсивность всасывания также невелика. Здесь всасывается вода и растворенные в ней минеральные соли, кроме того в желудке всасываются слабые растворы алкоголя, глюкоза и в небольших количествах аминокислоты.

В двенадцатиперстной кишке интенсивность всасывания больше, чем в желудке, но и здесь оно относительно невелико. Основной процесс всасывания происходит в тощей и подвздошной значение в процессах всасывания, т. к. она не только способствует гидролизу веществ (за счет смены пристеночного слоя химуса), но и всасыванию его продуктов.

В процессе всасывания в тонкой кишке особое значение имеют сокращения ворсинок. Стимуляторами сокращения ворсинок являются продукты гидролиза питательных веществ (пептиды, аминокислоты, глюкоза, экстрактивные вещества пищи), а также некоторые компоненты секретов пищеварительных желез, например, желчные кислоты. Гуморальные факторы также усиливают движения ворсинок, например, гормон вилликинин, который образуется в слизистой оболочке двенадцатиперстной кишки и в тощей кишке.

Всасывание в толстой кишке в нормальных условиях незначительно. Здесь происходит в основном всасывание воды и формирование каловых масс, В небольших количествах в толстой кишке могут всасываться глюкоза, аминокислоты, а также другие легко всасывающиеся вещества. На этом основании применяют питательные клизмы, т. е. введение легкоусваивающихся питательных веществ в прямую кишку.

Благотворное действие физических упражнений на функции органов пищеварения известно людям с давних пор. Однако лишь в конце XIX века с появлением и совершенствованием методов объективного исследования органов пищеварения открылась возможность научного изучения влияния мышечной работы на деятельность пищеварительной системы.

Физиологи, используя метод условных рефлексов, показали, что кора больших полушарий головного мозга регулирует функции всех внутренних органов, в том числе и органов пищеварительной системы. Рефлекторные влияния опорно-двигательного аппарата на пищеварительную систему осуществляются и по механизму безусловных рефлексов.

Характер влияния мышечного напряжения на моторный анализатор определяется интенсивностью выполнения работы: слабое мышечное напряжение стимулирует, сильное -- угнетает условнорефлекторную деятельность. Подобная же зависимость имеется между безусловно-рефлекторным влиянием моторного анализатора и деятельностью органов желудочно-кишечного тракта: интенсивные физические нагрузки оказывают угнетающее, а небольшие и умеренные нагрузки -- стимулирующее влияние на двигательную, секреторную и всасывательную функции органов желудочно-кишечного тракта; умеренные нагрузки стимулируют углеводную, белковую и пигментную функции печени, а также повышают тоническую активность мускулатуры желчного пузыря.

Улучшение функционального состояния органов пищеварительной системы связано также с активным воздействием физических упражнений на течение трофических процессов (трофотропный путь влияния) и регенеративных потенций тканей. Особую роль в этом механизме играет повышение адаптационно-трофических функций симпатической нервной системы.

Процесс упражнения с изменением тонуса симпатической нервной системы достаточно полно изучен и освоен в практике лечебной физической культуры. Так, используя умеренные и эмоционально окрашенные упражнения при гастрите с пониженной секреторной функцией, можно усилить начальные пищеварительные реакции и моторную функцию желудка. У больных язвенной болезнью желудка физические упражнения, выполняемые в медленном темпе и монотонно, способны снижать повышенную двигательную активность и секрецию желудка.

Изменение функционального состояния центральной нервной системы и, в частности, ее вегетативного отдела под влиянием физических упражнений закономерно сказывается на системе кровообращения. При этом изменяется и кровоснабжение органов брюшной полости. Известно, что при физической нагрузке существенно возрастает кровоснабжение скелетной мускулатуры, а количество крови, притекающей к органам брюшной полости, уменьшается. Однако при выполнении легкой физической нагрузки оно компенсируется улучшением венозного кровообращения, усилением кровотока в артериальных сосудах и лимфотока, повышением утилизации кислорода и питательных веществ, что благотворно сказывается на процессах пищеварения.

Вместе с тем действие физической нагрузки зависит от функционального состояния пищеварительных центров. Пищевая доминанта является одной из важнейших в обеспечении жизнедеятельности организма. Строгий характер деятельности пищеварительных центров определяет не только работу органов пищеварения, но и состояние всего организма.

Так, по данным Н. И. Красногорского, в течение первого часа после еды происходит снижение условных двигательных рефлексов. Восстановление условнорефлекторной деятельности начинается через час и достигает максимума лишь на четвертом часу после еды. В литературе имеются также данные о том, что чувство сытости сопровождается снижением возбудимости скелетной мускулатуры.

Если же эти данные дополнить сведениями о том, что сложнорефлекторная фаза (продолжительность ее достигает 1,5--2 час.) осуществляется при участии главного двигательного и секреторного нерва пищеварительной системы -- блуждающего нерва, активность которого требует снижения двигательных реакций, то станет понятным, что выполнение физической нагрузки, особенно вскоре после еды, будет нарушать естественный ход пищеварения. Систематическая тренировочная нагрузка непосредственно после еды может быть причиной не только функциональных, но и органических нарушений в пищеварительной системе.

Деятельность блуждающего нерва начинает заметно ослабевать; через 1,5--2 часа после еды. Наступающая затем нейрогуморальная фаза определяется деятельностью автономной нервной системы желудка, симпатико-адреналовой и других нейрогуморальных систем. Активизация симпатической нервной системы, связанная с выполнением физической нагрузки в этот период, не только не угнетает, но даже усиливает протекание пищеварительного процесса. Подобная закономерность сохраняется и во время кишечной фазы пищеварения. Все это делает понятным, почему физические нагрузки, даже очень интенсивные и продолжительные, спустя 1,5--2 часа после еды оказывают положительное влияние на функции желудка, кишечника, печени, жёлчевыводящих путей, поджелудочной железы.

Таким образом, в механизме действия физических упражнений на органы пищеварения важную роль играет тот фактор, что они влияют на функциональное состояние коры больших полушарий головного мозга и тонус вегетативной нервной системы.

Все это говорит о целесообразности использования направленного действия физических упражнений при лечении и профилактике заболеваний органов пищеварительной системы.

4) Эндокринная функция поджелудочной железы и ёё значение

Поджелудочная железа -- крупный (длиной 12--30см) секреторный орган двойного действия (секретирует панкреатический сок в просвет двенадцатиперстной кишки и гормоны непосредственно в кровоток), расположен в верхней части брюшной полости, между селезёнкой и двенадцатиперстной кишкой. Поджелудочная железа обладает внешнесекреторной и внутреннесекреторной функциями. Внешнесекреторная функция органа реализуется выделением панкреатического сока, содержащего пищеварительные ферменты. В качестве эндокринного органа она является главным источником ферментов для переваривания жиров, белков и углеводов -- в основном, трипсина и химотрипсина, панкреатической липазы и амилазы.

Основной панкреатический секрет протоковых клеток содержит и ионы бикарбоната, участвующие в нейтрализации кислого желудочного химуса. Секрет поджелудочной железы накапливается в междольковых протоках, которые сливаются с главным выводным протоком, открывающимся в двенадцатиперстную кишку. Между дольками паренхимы железы располагаются микроскопические образования (они составляют 1-2% от объема железы) - это лежащие между ацинусов панкреатические островки, или островки Лангерганса. Количество их может достигать 1 500 000 - 2 000 000.

Островки состоят из клеток -- инсулоцитов, среди которых ,на основании наличия в них различных по физико-химическим и морфологическим свойствам гранул, выделяют 5 основных видов:

§ бета-клетки, секретируют инсулин (регулятор углеводного обмена, снижает уровень глюкозы в крови);

§ альфа-клетки, секретируют глюкагон (регулятор углеводного обмена, прямой антагонист инсулина);;

§ дельта-клетки, образуют соматостатин (угнетает секрецию многих желез);D1 -клетки, выделяющие ВИП;

§ PP-клетки, вырабатывающие панкреатический полипептид (подавляет секрецию поджелудочной железы и стимулирует секрецию желудочного сока);

§ Эпсилон-клетки -- секретируют грелин («гормон голода» -- возбуждает аппетит).

Значение у поджелудочной железы особое: островковые клетки, которые вырабатывают гормоны инсулин и глюкагон, регулируют углеводный обмен в организме. Так, инсулин увеличивает потребление глюкозы клетками, способствует превращению глюкозы в гликоген, уменьшая таким образом количество сахара в крови. Благодаря действию инсулина содержание глюкозы в крови поддерживается на постоянном уровне, благоприятном для протекания процессов жизнедеятельности. При недостаточном образовании инсулина уровень глюкозы в крови повышается, что приводит к развитию болезни сахарный диабет. Не использованный организмом сахар выводится с мочой. Больные пьют много воды, худеют. Для лечения этого заболевания необходимо вводить инсулин. Другой гормон поджелудочной железы -- глюкагон-- является антагонистом инсулина и оказывает противоположное действие, т. е. усиливает расщепление гликогена до глюкозы, повышая ее содержание в крови.

5) Возрастные особенности развития высшей нервной деятельности у детей иподростков

Ребенок рождается с набором безусловных рефлексов, рефлекторные дуги которых начинают формироваться на 3-м месяце пренатального развития. К моменту рождения у ребенка формируется большинство врожденных безусловных рефлексов, обеспечивающих ему нормальное функционирование вегетативной сферы.

Существующие немногочисленные данные физиологии свидетельствуют, что младший школьный возраст (с 7 до 12 лет) -- период относительно «спокойного» развития высшей нервной деятельности. Сила процессов торможения и возбуждения, их подвижность, уравновешенность и взаимная индукция, а также уменьшение силы внешнего торможения обеспечивают возможности широкого обучения ребенка. Это переход «от рефлекторной эмоциональности к интеллектуализации эмоций»

Однако только на базе обучения письму и чтению слово становится предметом сознания ребенка, всё более отдаляясь от связанных с ним образов предметов и действии. Незначительное ухудшение процессов высшей нервной деятельности наблюдается только в 1-м классе в связи с процессами адаптации к школе. Интересно отметить, что в младшем школьном возрасте на основе развития второй сигнальной системы условно - рефлекторная деятельность ребенка приобретает специфический характер, свойственный только человеку. Например, при выработке вегетативных и соматодвигательных условных рефлексов у детей в ряде случаев наблюдается ответная реакция только на безусловный раздражитель, а условный не вызывает реакции. Так, если испытуемому была дана словесная инструкция, что после звонка он получит клюквенный сок, то слюноотделение начинается только при предъявлении безусловного раздражителя. Подобные случаи «не образования» условного рефлекса проявляются тем чаще, чем старше возраст испытуемого, а среди детей одного возраста -- у более дисциплинированных и способных.

Словесная инструкция значительно ускоряет образование условных рефлексов и в некоторых случаях даже не требует безусловного подкрепления: условные рефлексы образуются у человека в отсутствие непосредственных раздражителей. Эти особенности условно-рефлекторной деятельности обусловливают громадное значение словесного педагогического воздействия в процессе учебно-воспитательной работы с младшими школьниками.

Особое значение для учителя и воспитателя имеет следующий возрастной период--подростковый (с 11 -- 12 до 15--17 лет). Это время больших эндокринных преобразований в организме подростков и формирования у них вторичных половых признаков, что в свою очередь сказывается и на свойствах высшей нервной деятельности. Нарушается уравновешенность нервных процессов, большую силу приобретает возбуждение, замедляется прирост подвижности нервных процессов, значительно ухудшается дифференцировка условных раздражителей. Ослабляется деятельность коры, а вместе с тем и второй сигнальной системы. Образно этот период можно было бы назвать «горным ущельем».

Все функциональные изменения приводят к психической неуравновешенности подростка (вспыльчивость, «взрывная» ответная реакция даже на незначительные раздражения) и частым конфликтам с родителями и педагогами.

Только правильный здоровый режим, спокойная обстановка, твердая программа занятий, физическая культура и спорт, интересная внеклассная работа, доброжелательность и понимание со стороны взрослых являются основными условиями для того, чтобы переходный период прошел без развития функциональных расстройств и связанных с ним осложнений в жизни ребенка.

1. Основы физиологии человека: в 2-х книгах/ Под ред. Б.И. Ткаченко.- СПб. Международный фонд истории науки, 1994.

2. Физиология человека/ Под ред. В.М. Покровского, Г.Ф. Коротько. - 2-е изд. перераб. и доп. - М. Медицина, 2003.

3. Физиология человека/ Под ред. В.М. Смирнова. - М. Медицина, 2001.

4. Практикум по нормальной физиологии/ Под ред. Н.А. Агаджаняна, А.В. Коробкова.- М. Высшая школа, 1983.

5. Физиология/ Под ред. А.В. Коробкова.- М. Высшая школа, 1980.

Размещено на Allbest

Рекомендуем ознакомится: http://knowledge.allbest.ru