Физиология курс лекции

4) дистальный извитый каналец. Этот отдел канальца соприкасается с клубочком между приносящей и выносящей артериолами;

5) конечный отдел нефрона (короткий связывающий каналец, впадает в собирательную трубку);

6) собирательная трубка (проходит через мозговое вещество и открывается в полость почечной лоханки).

Различают следующие сегменты нефрона:

1) проксимальный (извитая часть проксимального канальца);

2) тонкий (нисходящая и тонкая восходящая части петли Генли);

3) дистальный (толстый восходящий отдел, дистальный извитый каналец и связывающий каналец).

В почке различают несколько типов нефронов:

1) поверхностные;

2) интракортикальные;

3) юкстамедуллярные.

Различия между ними заключаются  в их локализации в почке.

Большое функциональное значение имеет зона почки, в которой расположен каналец. В корковом веществе находятся  почечные клубочки, проксимальный и  дистальные отделы канальцев, связывающие  отделы. В наружной полоске мозгового  вещества находятся нисходящие и  толстые восходящие отделы петель нефрона, собирательные трубки. Во внутреннем мозговом веществе располагаются тонкие отделы петель нефронов и собирательные  трубки. Расположение каждой из частей нефрона в почке определяет их участие в деятельности почки, в  процессе мочеобразования.

Процесс мочеобразования  состоит из трех звеньев:

1) клубочковой фильтрации, ультрафильтрации безбелковой жидкости из плазмы крови в капсулу почечного клубочка, в результате чего образуется первичная моча;

2) канальцевой реабсорбции – процесса обратного всасывания профильтровавшихся веществ и воды из первичной мочи;

3) секреции клетки. Клетки некоторых отделов канальца переносят из неклеточной жидкости в просвет нефрона (секретируют) ряд органических и неорганических веществ, выделяют в просвет канальца молекулы, синтезированные в клетке канальца.

Скорость процесса мочеобразования  зависит от общего состояния организма, присутствия гормонов, эфферентных  нервов или локально образующихся биологически активных веществ (тканевых гормонов).

3. Механизм канальцевой реабсорбции

Реабсорбция – процесс обратного всасывания ценных для организма веществ из первичной мочи. В различных частях канальцев нефрона всасываются различные вещества. В проксимальном отделе полностью реабсорбируются аминокислоты, глюкоза, витамины, белки, микроэлементы, значительное количество ионов Na, Cl. В последующих отделах реабсорбируются преимущественно электролиты, вода.

Обратное всасывание в  канальцах обеспечивается активным и пассивным транспортом.

Активный транспорт –  реабсорбция – осуществляется против электрохимического и концентрационного  градиента. Различают два вида активного  транспорта:

1) первично-активный;

2) вторично-активный.

Первично-активный транспорт  осуществляется при переносе вещества против электрохимического градиента  за счет энергии клеточного метаболизма. Транспорт ионов Na происходит при  участии ферментов натрий-, калий-АТФ-азы, и используется энергия АТФ.

Вторично-активный транспорт  осуществляет перенос вещества против градиента концентрации без затраты  энергии, так реабсорбируются глюкоза  и аминокислоты. Из просвета канальца они поступают в клетки проксимального канальца с помощью переносчика, который должен присоединить ион Na. Этот комплекс способствует перемещению  вещества через клеточную мембрану и поступлению его внутрь клетки. Движущей силой переносчика служит меньшая концентрация ионов Na в цитоплазме клетки по сравнению с просветом  канальца. Градиент концентрации Na обусловлен активным выведением Na из клетки с помощью  натрий-, калий-АТФ-азы.

Реабсорбция воды, хлора, некоторых  ионов, мочевины осуществляется с помощью  пассивного транспорта – по электрохимическому, концетрационному или осмотическому  градиенту. При помощи пассивного транспорта в дистальном извитом канальце всасывается  ион Cl по электрохимическому градиенту, который создается активным транспортом  ионов Na.

Для характеристики всасывания различных веществ в почечных канальцах большое значение имеет  порог выведения. Непороговые вещества выделяются при любой их концентрации в плазме крови. Порог выведения  для физиологически важных веществ  организма различен, выделение глюкозы  с мочой наступает в том  случае, если ее концентрация в плазме крови и в клубочковом фильтрате  превышает 10 ммоль/л.

ЛЕКЦИЯ  № 20. Физиология системы пищеварения

1. Понятие о системе пищеварения. Ее функции

Система пищеварения – сложная физиологическая система, обеспечивающая переваривание пищи, всасывание питательных компонентов и адаптацию этого процесса к условиям существования.

Система пищеварения включает:

1) весь желудочно-кишечный тракт;

2) все пищеварительные железы;

3) механизмы регуляции.

Желудочно-кишечный тракт  начинается с ротовой полости, продолжается пищеводом, желудком и заканчивается  кишечником. Железы расположены на протяжении всей пищеварительной трубки и выделяют в просвет органов  секреты.

Все функции делятся на пищеварительные и непищеварительные. К пищеварительным относятся:

1) секреторная активность пищеварительных желез;

2) моторная деятельность желудочно-кишечного тракта (осуществляется благодаря наличию гладкомышечных клеток и скелетных мышц, обеспечивающих механическую обработку и продвижение пищи);

3) всасывательная функция (поступление конечных продуктов в кровь и лимфу).

Непищеварительные функции:

1) эндокринная;

2) экскреторная;

3) защитная;

4) деятельность микрофлоры.

Эндокринная функция осуществляется за счет наличия в составе органов  желудочно-кишечного тракта отдельных  клеток, вырабатывающих гормоны –  инкреты.

Экскреторная роль заключается  в выделении непереваренных продуктов  пищи, образующихся в ходе процессов  метаболизма.

Защитная деятельность обусловлена  наличием неспецифической резистентности организма, которая обеспечивается благодаря присутствию макрофагов и лизоцима секретов, а также за счет приобретенного иммунитета. Большую  роль играет и лимфоидная ткань (миндалины  глоточного кольца Пирогова, пейеровы бляшки или солитарные фолликулы  тонкого кишечника, червеобразного отростка, отдельные плазматические клетки желудка), которая выделяет в  просвет желудочно-кишечного тракта лимфоциты и иммуноглобулины. Лимфоциты  обеспечивают тканевой иммунитет. Иммуноглобулины, особенно группы А, не подвергаются деятельности протеолитических ферментов пищеварительного сока, препятствуют фиксации антигенов  пищи на слизистой оболочке и способствуют их распознаванию, формируя определенный ответ организма.

Деятельность микрофлоры связана с присутствием в составе  аэробных бактерий (10 %) и анаэробных (90 %). Они расщепляют растительные волокна (целлюлозу, гемицеллюлозу и др.) до жирных кислот, участвуют в синтезе витаминов К и группы В, тормозят процессы гниения и брожения в тонком кишечнике, стимулируют иммунную систему организма. Отрицательным является образование в ходе молочнокислого брожения индола, скатола и фенола.

Таким образом, система пищеварения  обеспечивает механическую и химическую обработку пищи, осуществляет всасывание конечных продуктов распада в  кровь и лимфу, транспортирует к  клеткам и тканям питательные  вещества, выполняет энергетическую и пластическую функции.

2. Типы пищеварения

Выделяют три  типа пищеварения:

1) внеклеточное;

2) внутриклеточное;

3) мембранное.

Внеклеточное пищеварение  происходит за пределами клетки, которая  синтезирует ферменты. В свою очередь, оно делится на полостное и  внеполостное. При полостном пищеварении  ферменты действуют на расстоянии, но в определенной полости (например, это выделение секрета слюнными железами в ротовую полость). Внеполостное осуществляется за пределами организма, в котором образуются ферменты (например, микробная клетка выделяет секрет в  окружающую среду).

Мембранное (пристеночное) пищеварение  было описано в 30-е гг. XVIII в. А. М. Уголевым. Оно осуществляется на границе между внеклеточным и внутриклеточным пищеварением, т. е. на мембране. У человека осуществляется в тонком кишечнике, поскольку там имеется щеточная кайма. Она образована микроворсинками – это микровыросты мембраны энтероцитов длиной примерно 1–1,5 мкм и шириной до 0,1 мкм. На мембране 1 клетки может образовываться до нескольких тысяч микроворсинок. Благодаря такому строению увеличивается площадь контакта (более чем в 40 раз) кишечника с содержимым. Особенности мембранного пищеварения:

1) осуществляется за счет ферментов, имеющих двойное происхождение (синтезируются клетками и абсорбируются содержимого кишечника);

2) ферменты фиксируются на клеточной мембране таким образом, чтобы активный центр был направлен в полость;

3) происходит только в стерильных условиях;

4) является заключительным этапом в обработке пищи;

5) сближает процесс расщепления и всасывания за счет того, что конечные продукты переносятся на транспортных белках.

В организме человека полостное  пищеварение обеспечивает расщепление 20–50 % пищи, а мембранное – 50–80 %.

3. Секреторная функция системы пищеварения

Секреторная функция пищеварительных  желез заключается в выделении  в просвет желудочно-кишечного  тракта секретов, принимающих участие  в обработке пищи. Для их образования  клетки должны получать определенные количества крови, с током которой  поступают все необходимые вещества. Секреты желудочно-кишечного тракта – пищеварительные соки. Любой  сок состоит на 90–95 % воды и сухого остатка. В сухой остаток входят органические и неорганические вещества. Среди неорганических наибольший объем занимают анионы и катионы, соляная кислота. Органические представлены:

1) ферментами (главный компонент – протеолитические ферменты, расщепляющие белки до аминокислот, полипептидов и отдельных аминокислот, глюколитические ферменты преобразуют углеводы до ди– и моносахаров, липолитические ферменты превращают жиры в глицерин и жирные кислоты);

2) лизином. Основной компонент слизи, придающий вязкость и способствующий образованию пищевого комка (болеоса), в желудке и кишечнике взаимодействует с бикарбонатами желудочного сока и образует мукозобикарбонатный комплекс, который выстилает слизистую оболочку и предохраняет ее от самопереваривания;

3) веществами, которые обладают бактерицидным действием (например, муропептидазой);

4) веществами, которые подлежат удалению из организма (например, азотосодержащие – мочевина, мочевая кислота, креатинин и т. д.);

5) специфическими компонентами (это желчные кислоты и пигменты, внутренний фактор Кастла и др.).

На состав и количество пищеварительных соков оказывает  влияние рацион питания.

Регуляция секреторной функции  осуществляется тремя способами  – нервным, гуморальным, местным.

Рефлекторные механизмы  представляют собой отделение пищеварительных  соков по принципу условного и  безусловного рефлексов.

Гуморальные механизмы включают три группы веществ:

1) гормоны желудочно-кишечного тракта;

2) гормоны желез внутренней секреции;

3) биологически активные вещества.

Гормоны желудочно-кишечного  тракта относятся к простым пептидам, которые вырабатываются клетками APUD-системы. Большинство действует эндокринным  путем, но некоторые из них осуществляют свое действие параэндокринным способом. Поступая в межклеточные пространства, они действуют на находящиеся  рядом клетки. Так, например, гормон гастрин вырабатывается в пилорической части желудка, двенадцатиперстной кишке и верхней трети тонкого  кишечника. Он стимулирует секрецию желудочного сока, особенно соляной  кислоты и поджелудочных ферментов. Бамбезин образуется в том же месте  и является активатором для синтеза  гастрина. Секретин стимулирует отделение  сока поджелудочной железы, воды и  неорганических веществ, подавляет  секрецию соляной кислоты, оказывает  незначительное влияние на другие железы. Холецистокинин-панкреозинин вызывает отделение желчи и поступление  ее в двенадцатиперстную кишку. Тормозное  действие оказывают гормоны:

1) гастрон;

2) гастроингибирующий полипептид;

3) панкреатический полипептид;

4) вазоактивный интестинальный полипептид;

5) энтероглюкагон;

6) соматостатин.

Среди биологически активных веществ усиливающим действием  обладают серотонин, гистамин, кинины и др. Гуморальные механизмы появляются в желудке и наиболее выражены в двенадцатиперстной кишке и  в верхнем отделе тонкого кишечника.

Местная регуляция осуществляется:

1) через метсимпатическую нервную систему;

2) через непосредственное воздействие пищевой кашицы на секреторные клетки.

Стимулирующее влияние оказывают  также кофе, пряные вещества, алкоголь, жидкая пища и т. д. Местные механизмы наиболее выражены в нижних отделах тонкого кишечника и в толстом кишечнике.

4. Моторная деятельность желудочно-кишечного тракта

Моторная деятельность представляет собой координированную работу гладких  мышц желудочно-кишечного тракта и  специальных скелетных мышц. Они  лежат в три слоя и состоят  из циркулярно расположенных мышечных волокон, которые постепенно переходят  в продольные мышечные волокна и  заканчиваются в подслизистом слое. К скелетным мышцам относятся  жевательные и другие мышцы лица.

Значение моторной деятельности:

1) приводит к механическому расщеплению пищи;

2) способствует продвижению содержимого по желудочно-кишечному тракту;

3) обеспечивает открытие и закрытие сфинктеров;

4) влияет на эвакуацию переваренных пищевых веществ.

Существуют несколько  видов сокращений:

1) перистальтические;

2) неперистальтические;

3) антиперистальтические;

4) голодовые.

Перистальтические относятся  к строго координированным сокращениям  циркулярного и продольного слоев  мышц.

Циркулярные мыщцы сокращаются  позади содержимого, а продольные –  перед ним. Такой вид сокращений характерен для пищевода, желудка, тонкого  и толстого кишечника. В толстом  отделе также присутствуют масс-перистальтика  и опорожнение. Масс-перистальтика происходит в результате одновременного сокращения всех гладкомышечных волокон.

Неперистальтические сокращения – это согласованная работа скелетной  и гладкомышечной мускулатуры. Существуют пять видов движений:

1) сосание, жевание, глотание в ротовой полости;

2) тонические движения;

3) систолические движения;

4) ритмические движения;

5) маятникообразные движения.

Тонические сокращения –  состояние умеренного напряжения гладких  мышц желудочно-кишечного тракта. Значение заключается в изменении тонуса в процессе пищеварения. Например, при  приеме пищи происходит рефлекторное расслабление гладких мышц желудка  для того, чтобы он увеличился в  размерах. Также они способствуют адаптации к различным объемам  поступающей пищи и приводят к  эвакуации содержимого за счет повышения  давления.