Физиология курс лекции

3) уменьшения уровня протонов водорода (алкалоза).

В настоящее время учеными  выделено пять путей влияния газового состава крови на активность дыхательного центра:

1) местное;

2) гуморальное;

3) через периферические хеморецепторы;

4) через центральные хеморецепторы;

5) через хемочувствительные нейроны коры больших полушарий.

Местное действие возникает в результате накопления в крови продуктов обмена веществ, в основном протонов водорода. Это приводит к активации работы нейронов.

Гуморальное влияние появляется при увеличении работы скелетных  мышц и внутренних органов. В результате выделяются углекислый газ и протоны  водорода, которые стоком крови поступают  к нейронам дыхательного центра и  повышают их активность.

Периферические  хеморецепторы – это нервные окончания с рефлексогенных зон сердечно-сосудистой системы (каротидные синусы, дуга аорты и т. д.). Они реагируют на недостаток кислорода. В ответ начинают посылаться импульсы в ЦНС, приводящие к увеличению активности нервных клеток (рефлекс Бейнбриджа).

В состав ретикулярной формации входят центральные хеморецепторы, которые обладают повышенной чувствительностью к накоплению углекислого газа и протонов водорода. Возбуждение распространяется на все зоны ретикулярной формации, в том числе и на нейроны дыхательного центра.

Нервные клетки коры больших полушарий также реагируют на изменение газового состава крови.

Таким образом, гуморальное  звено играет важную роль в регуляции  работы нейронов дыхательного центра.

3. Нервная регуляция активности нейронов дыхательного центра

Нервная регуляция осуществляется в основном рефлекторными путями. Выделяют две группы влияний –  эпизодические и постоянные.

К постоянным относятся три  вида:

1) от периферических хеморецепторов сердечно-сосудистой системы (рефлекс Гейманса);

2) от проприорецепторов дыхательных мышц;

3) от нервных окончаний растяжений легочной ткани.

В процессе дыхания мышцы  сокращаются и расслабляются. Импульсы от проприорецепторов поступают  в ЦНС одновременно к двигательным центрам и нейронам дыхательного центра. Происходит регуляция работы мышц. При возникновении каких-либо препятствий дыхания инспираторные  мышцы начинают еще больше сокращаться. В результате устанавливается зависимость  между работой скелетных мышц и потребностями организма в  кислороде.

Рефлекторные влияния  от рецепторов растяжения легких были впервые обнаружены в 1868 г. Э. Герингом и И. Брейером. Они обнаружили, что нервные окончания, расположенные в гладкомышечных клетках, обеспечивают три вида рефлексов:

1) инспираторно-тормозные;

2) экспираторно-облегчающие;

3) парадоксальный эффект Хеда.

При нормальном дыхании возникает  инспираторно-тормозные эффекты. Во время вдоха легкие растягиваются, и импульсы от рецепторов по волокнам блуждающих нервов поступают в дыхательный  центр. Здесь происходит торможение инспираторных нейронов, что приводит к прекращению активного вдоха  и наступлению пассивного выдоха. Значение этого процесса заключается  в обеспечении начала выдоха. При  перегрузке блуждающих нервов смена  вдоха и выдоха сохраняется.

Экспираторно-облегчающий  рефлекс можно обнаружить только в ходе эксперимента. Если растягивать  легочную ткань в момент выдоха, то наступление следующего вдоха  задерживается.

Парадоксальный эффект Хеда можно осуществить в ходе опыта. При максимальном растяжении легких в момент вдоха наблюдается дополнительный вдох или вздох.

К эпизодическим  рефлекторным влияниям относятся:

1) импульсы от ирритарных рецепторов легких;

2) влияния с юкстаальвеолярных рецепторов;

3) влияния со слизистой оболочки дыхательных путей;

4) влияния от рецепторов кожи.

Ирритарные рецепторы расположены в эндотелиальном и субэндотелиальном слое дыхательных путей. Они выполняют одновременно функции механорецепторов и хеморецепторов. Механорецепторы обладают высоким порогом раздражения и возбуждаются при значительным спадании легких. Подобные спадания наступают в норме 2–3 раза в час. При уменьшении объема легочной ткани рецепторы посылают импульсы к нейронам дыхательного центра, что приводит к дополнительному вдоху. Хеморецепторы реагируют на появление частиц пыли в слизи. При активации ирритарных рецепторов возникают чувство першения в горле и кашель.

Юкстаальвеолярные рецепторы находятся в интерстиции. Они реагируют на появление химических веществ – серотонина, гистамина, никотина, а также на изменение жидкости. Это приводит к особому виду одышки при отеке (при пневмонии).

При сильном раздражении  слизистой оболочки дыхательных  путей происходит остановка дыхания, а при умеренном появляются защитные рефлексы. Например, при раздражении рецепторов носовой полости возникает чиханье, при активации нервных окончаний нижних дыхательных путей – кашель.

На частоту дыхания  оказывают влияние импульсы, поступающие  от температурных рецепторов. Так, например, при погружении в холодную воду наступает  задержка дыхания.

При активации  ноцецепторов сначала наблюдается остановка дыхания, а затем происходит постепенное учащение.

Во время раздражения  нервных окончаний, заложенных в  тканях внутренних органов, происходит уменьшение дыхательных движений.

При повышении давления наблюдается  резкое понижение частоты и глубины  дыхания, что влечет уменьшение присасывающей  способности грудной клетки и  восстановление величины кровяного  давления, и наоборот.

Таким образом, рефлекторные влияния, оказываемые на дыхательный  центр, поддерживают на постоянном уровне частоту и глубину дыхания.

ЛЕКЦИЯ  № 15. Физиология крови

1. Гомеостаз. Биологические константы

Понятие о внутренней среде  организма было введено в 1865 г. Клодом Бернаром. Она представляет собой совокупность жидкостей организма, омывающих все органы и ткани и принимающих участие в обменных процессах, и включает плазму крови, лимфу, межтканевую, синовиальную и цереброспинальную жидкости. Кровь называют универсальной жидкостью, так как для поддержания нормального функционирования организма в ней должны содержаться все необходимые вещества, т. е. внутренняя среда обладает постоянством – гомеостазом. Но это постоянство относительно, так как все время происходит потребление веществ и выделение метаболитов – гомеостазис. При отклонении от нормы формируется функциональная система, осуществляющая восстановление измененных показателей.

Гомеостаз характеризуется  определенными среднестатистическими  показателями, которые могут колебаться в небольших пределах и иметь  сезонные, половые и возрастные отличия.

Таким образом, по определению  П. К. Анохина, все биологические  константы делятся на жесткие  и пластичные. Жесткие могут колебаться в небольших пределах без значительных нарушений жизнедеятельности. К  ним относятся pH крови, величина осмотического  давления, концентрация ионов Na, R, Ca в  плазме крови. Пластичные могут варьироваться  в значительных пределах без каких-либо последствий для организма.

К этой группе принадлежат  величина кровяного давления, уровень  глюкозы, жиров, витаминов и т. д.

Таким образом, биологические  константы формируют состояние  физиологической нормы.

Физиологическая норма – это оптимальный уровень жизнедеятельности, при котором обеспечивается приспособление организма к условиям существования за счет изменения интенсивности обменных процессов.

2. Понятие о системе крови, ее функции и значение. Физико-химические свойства крови

Понятие системы крови  было введено в 1830-х гг. Х. Лангом. Кровь – это физиологическая  система, которая включает в себя:

1) периферическую (циркулирующую и депонированную) кровь;

2) органы кроветворения;

3) органы кроверазрушения;

4) механизмы регуляции.

Система крови обладает рядом  особенностей:

1) динамичностью, т. е. состав периферического компонента может постоянно изменяться;

2) отсутствием самостоятельного значения, так как все свои функции выполняет в постоянном движении, т. е. функционирует вместе с системой кровообращения.

Ее компоненты образуются в различных органах.

В организме кровь выполняет  множество функций:

1) транспортную;

2) дыхательную;

3) питательную;

4) экскреторную;

5) терморегулирующую;

6) защитную.

Кровь также регулирует поступление  к тканям и органам питательных  веществ и поддерживает гомеостаз.

Транспортная функция  заключается в переносе большинства  биологически активных веществ с  помощью белков плазм (альбуминов и  глобулинов). Дыхательная функция  осуществляется в виде транспорта кислорода  и углекислого газа. Питательная  функция заключается в том, что  кровь доставляет ко всем органам  и тканям питательные вещества –  белки, углеводы, липиды. За счет наличия  высокой теплопроводности, высокой  теплоотдачи и способности легко  и быстро перемещаться из глубоких органов к поверхностным тканям кровь регулирует уровень теплообмена  организма с окружающей средой. Через  кровь доставляются к местам выделения  продукты метаболизма. Органы кроветворения  и кроверазрушения поддерживают на постоянном уровне различные показатели, т. е. обеспечивают гомеостаз. Защитная функция заключается в участии в реакциях неспецифической резистентности организма (врожденный иммунитет) и в приобретенном иммунитете, системе фибринолиза за счет наличия в составе лейкоцитов, тромбоцитов и эритроцитов.

Кровь является суспензий, так  как состоит из взвешенных в плазме форменных элементов – лейкоцитов, тромбоцитов и эритроцитов. Соотношение  плазмы и форменных элементов  зависит от того, где находится  кровь. В циркулирующей крови  преобладает плазма – 50–60 %, содержание форменных элементов – 40–45 %. В депонированной крови, наоборот, плазмы – 40–45 %, а форменных элементов – 50–60 %. Для определения процентного соотношения плазмы и форменных элементов вычисляют гематокритный показатель. В норме он составляет у женщин 42 ± 5 %, а у мужчин – 47 ± 7 %.

Физико-химические свойства крови обусловлены ее составом:

1) суспензионное;

2) коллоидное;

3) реологическое;

4) электролитное.

Суспензионное свойство связано  со способностью форменных элементов  находиться во взвешенном состоянии. Коллоидное свойство обеспечивается в основном белками, которые могут удерживать воду (лиофильные белки). Электролитное  свойство связано с наличием неорганических веществ. Его показателем является величина осмотического давления. Реологическая  способность обеспечивает текучесть  и влияет на периферическое сопротивление.

ЛЕКЦИЯ  № 16. Физиология компонентов крови

1. Плазма крови, ее состав

Плазма составляет жидкую часть крови и является водно-солевым  раствором белков. Состоит на 90–95 % из воды и на 8—10 % из сухого остатка. В состав сухого остатка входят неорганические и органические вещества. К органическим относятся белки, азотосодержащие вещества небелковой природы, безазотистые органические компоненты, ферменты.

Белки составляют 7–8 % от сухого остатка (что составляет 67–75 г/л) и выполняют ряд функций. Они отличаются по строению, молекулярной массе, содержанию различных веществ. При увеличении концентрации белков возникает гиперпротеинемия, при уменьшении – гипопротеинемия, при появлении патологических белков – парапротеинемия, при изменении их соотношения – диспротеинемия. В норме в плазме присутствуют альбумины и глобулины. Их соотношение определяется белковым коэффициентом, который равняется 1,5–2,0.

Альбумины – мелкодисперсные  белки, молекулярная масса которых 70 000—80 000 Д. В плазме их содержится около 50–60 %, что составляет 37–41 г/л. В организме они выполняются следующие функции:

1) являются депо аминокислот;

2) обеспечивают суспензионное свойство крови, поскольку являются гидрофильными белками и удерживают воду;

3) участвуют в поддержании коллоидных свойств за счет способности удерживать воду в кровеносном русле;

4) транспортируют гормоны, неэтерефицированные жирные кислоты, неорганические вещества и т. д.

При недостатке альбуминов возникает отек тканей (вплоть до гибели организма).

Глобулины – крупнодисперсные молекулы, молекулярная масса которых  более 100 000 Д. Их концентрация колеблется в пределах 30–35 %, что составляет около 30–34 г/л. При электрофорезе глобулины распадаются на несколько видов:

1) β₁– глобулины;

2) β₂-глобулины;

3) β-глобулины;

4) γ-глобулины.

За счет такого строения глобулины выполняют различные  функции:

1) защитную;

2) транспортную;

3) патологическую.

Защитная функция связана  с наличием иммуноглобулинов – антител, способных связывать антигены. Также  они входят в состав защитных систем организма, такие как – системы  пропердина и комплемента, обеспечивая  неспецифическую резистентность организма. Участвуют в процессах свертывания  крови за счет наличия фибриногена, занимающего промежуточное положение  между β-глобулинами и γ-глобулинами, являющимися источником фибриновых нитей. Образуют в организме систему  фибринолиза, основным компонентом  которой является плазминоген.

Транспортная функция  связана с переносом металлов с помощью гаптоглобина и церулоплазмина. Гаптоглобин относится к β₂-глобулинам и образует комплекс с трансферрином, сохраняющим для организма железо. Церулоплазмин является β₂-глобулином, который способен соединять медь.