спектры ферментов близки. В соке толстой кишки нет энтероки-назы и сахаразы, щелочной фосфатазы содержится в 15—20 раз меньше, чем в соке тонкой кишки. В соке толстой кишки содержится небольшое количество катепсина, пептидазы, липазы, амилазы и нуклеазы.
С участием этих ферментов в проксимальной части толстой кишки происходит гидролиз питательных веществ. В зависимости от осмотического и гидростатического давления кишечного содержимого интенсивно всасывается вода (до 4—6 л за сутки). Химус постепенно превращается в каловые массы (за сутки выводится 150—250 г сформированного кала). При употреблении растительной пищи их больше, чем после приема смешанной или мясной пищи. Если пища богата неперевариваемыми волокнами (целлюлоза, гемицеллюлоза, пектин, лигнин), то количество кала увеличивается не только за счет них, но и вследствие ускорения передвижения химуса и формируемого кала, что предотвращает запоры и их патогенные последствия.
Виды моторной деятельности толстой кишки и её регуляция.
Весь процесс пищеварения у взрослого человека длится 1 — 3 сут, из них наибольшее время приходится на пребывание остатков пищи в толстой кишке. Ее моторика обеспечивает резервуар-ную функцию — накопление содержимого, всасывание из него ряда веществ, в основном воды, продвижение его, формирование каловых масс и их удаление (дефекация).
У здорового человека контрастная масса через 3—3,1/2 ч после ее приема начинает поступать в толстую кишку, которая заполняется в течение 24 ч и полностью опорожняется за 48—72 ч.
Содержимое слепой кишки совершает небольшие и длительные перемещения то в одну, то в другую сторону за счет медленных сокращений кишки. Для толстой кишки характерны сокращения нескольких типов: малые и большие маятникообразные, перистальтические и антиперистальтические, пропульсивные. Первые четыре типа сокращений обеспечивают перемешивание содержимого кишки и повышение давления в ее полости, что способствует сгущению содержимого путем всасывания воды. Сильные пропульсивные сокращения возникают 3—4 раза в сутки и продвигают кишечное содержимое в дистальном направлении.
Толстая кишка имеет интра- и экстрамуральную иннервацию, играющую ту же роль, что и у тонкой кишки. Толстая кишка получает парасимпатическую иннервацию в составе блуждающих и тазовых нервов; парасимпатические влияния усиливают моторику путем условных и безусловных рефлексов при раздражении пищевода, желудка и тонкой кишки. Симпатические нервы проходят в составе чревных нервов и тормозят моторику кишки.
Ведущее значение в организации моторики толстой кишки имеют интрамуральные нервные механизмы при местном механическом и химическом раздражении толстой кишки ее содержимым. Раздражение механорецепторов прямой кишки тормозит моторику вышележащих отделов тонкой кишки. Тормозят ее и серото-нин, адреналин, глюкагон.
Непроизвольная и произвольная регуляция акта дефекации.
Каловые массы удаляются с помощью акта дефекации, представляющего сложнорефлекторный процесс опорожнения дистального отдела толстой кишки через задний проход. При наполнении ампулы прямой кишки калом и повышении в ней давления до 40 — 50 см вод.ст. происходит раздражение механо- и барорецепторов. Возникшие при этом импульсы по афферентным волокнам тазового (парасимпатического) и срамного (соматического) нервов направляются в центр дефекации, который расположен в поясничной и крестцовой частях спинного мозга (непроизвольный центр дефекации). Из спинного мозга по эфферентным волокнам тазового нерва импульсы идут к внутреннему сфинктеру, вызывая его расслабление, и одновременно усиливают моторику прямой кишки.
Произвольный акт дефекации осуществляется при участии коры больших полушарий, гипоталамуса и продолговатого мозга, которые оказывают свой эффект через центр непроизвольной дефекации в спинном мозге. От альфа-мотонейронов крестцового отдела спинного мозга по соматическим волокнам срамного нерва импульсы поступают к наружному (произвольному) сфинктеру, тонус которого вначале повышается, а при увеличении силы раздражения тормозится. Одновременно происходит сокращение диафрагмы и брюшных мышц, что ведет к уменьшению объема брюшной полости и повышению внутрибрюшного давления, что способствует акту дефекации.
Продолжительность эвакуации, т.е. время, в течение которого происходит освобождение кишок от содержимого, у здорового человека достигает 24 — 36 часов. Парасимпатические нервные волокна, идущие в составе тазовых нервов, тормозят тонус сфинктеров, усиливают моторику прямой кишки и стимулируют акт дефекации. Симпатические нервы повышают тонус сфинктеров и тормозят моторику прямой кишки.
Функции печени, их характеристика.
Из всех органов печень играет ведущую роль в обмене белков, жиров, углеводов, витаминов, гормонов и других веществ. Ее основные функции:
1) Антитоксическая. В ней обезвреживаются токсические продукты, образующиеся в толстом кишечнике в результате бактериального гниения белков - индол, скатол и фенол. Они, а также экзогенные токсические вещества (алкоголь), подвергаются биотрансформации. (Экк-Павловское соустье).
2) Печень участвует в углеводном обмене. В ней синтезируется и накапливается гликоген, а также активно протекают процессы гликогенолиза и неоглюкогенеза. Часть глюкозы используется для образования жирных кислот и гликопротеинов.
3) В печени происходит дезаминирование аминокислот, нуклеотидов и других азотсодержащих соединений. Образующийся при этом аммиак нейтрализуется путем синтеза мочевины.
4) Печень участвует в жировом обмене. Она преобразует короткоцепочечные жирные кислоты в высшие.
Образующийся в ней холестерин используется для синтеза ряда гормонов.
1) Она синтезирует ежесуточно около 15 г альбуминов, 1 и 2-глобулины, 2-глобулины плазмы.
2) Печень обеспечивает нормальное свертывание крови, аз-глобулинами являются протормбин. Ас-глобулин, конвертин, антитромбины. Кроме того, ею синтезируется фибриноген и гепарин.
3) В ней инактивируются такие гормоны, как адреналин, норадреналин, серотонин, андрогены и эстрогены.
4) Она является депо витаминов А, В, D, Е, К.
5) В ней депонируется кровь, а также происходит разрушение эритроцитов с образованием из гемоглобина билирубина.
6) Экскреторная. Ею выделяются в желудочно-кишечный тракт холестерин, билирубин, мочевина, соединения тяжелых металлов.
7) В печени образуется важнейший пищеварительный сок - желчь.
Понятие о валовом и основном обмене. Факторы, определяющие величину основного обмена.
Общий обмен (Валовый) - это обмен веществ и энергии между организмом и внешней средой, происходящий у животного при обычных условиях его жизни, это обмен веществ в целом, т. е. валовой обмен. При изучении общего обмена учитывают количество питательных веществ в суточном рационе и количество продуктов распада, выделенных из организма с калом и мочой. Для этого проводят так называемые балансовые опыты.
Общий обмен веществ значительно варьирует в зависимости от условий внешней среды, питания, пола, возраста, породы, массы тела, функционального состояния нервной системы и т. д. По существу, почти нет ни одного фактора, который в той или иной степени не влиял бы на характер общего обмена.
Основной обмен. Факторы, определяющие величину основного обмена.
Основной обмен — минимальное количество энергии, необходимое для обеспечения нормальной жизнедеятельности в условиях относительного физического и психического покоя. Эта энергия расходуется на процессы клеточного метаболизма, кровообращение, дыхание, выделение, поддержание температуры тела, функционирование жизненно важных нервных центров мозга, постоянную секрецию эндокринных желёз.
Факторами, влияющими на величину основного обмена, являются: пол человека (у мужчин основной обмен выше, чем у женщин, на 10%), возраст (чем меньше возраст, тем выше основной обмен) и масса тела, характер питания (при ограничении питания основной обмен снижается), физическая нагрузка (напряженная работа мышц способствует усилению основного обмена), климатические факторы (указанный критерий повышается в условиях неблагоприятного климата при низких температурах воздуха (<140 С) на 5%, а при высоких снижается) В среднем величина основного обмена у мужчин 1700 ккал/сут., а у женщин 1550.
Специфическое динамическое действие пищи. Рабочая прибавка. Величины энергозатрат в зависимости от особенностей профессии.
Специфическое динамическое действие пищи.
После приема пищи интенсивность обмена веществ и энерготраты организма увеличиваются по сравнению с их уровнем в условиях основного обмена. Увеличение обмена веществ и энергии начинается через час, достигает максимума через 3 ч после приема пищи и сохраняется в течение нескольких часов. Влияние приема пищи, усиливающее обмен веществ и энергетические затраты, получило название специфического динамического действия пищи.
При белковой пище оно наиболее велико: обмен увеличивается в среднем на 30 %. При питании жирами и углеводами обмен увеличивается у человека на 14—15 %.
Специфически – динамическое действие пищи обусловлено:
• затратами энергии на переваривание пищи,
• всасыванием в кровь и лимфу питательных веществ из ЖКТ
• ресинтезом белковых, сложных липидных и других молекул;
• влиянием на метаболизм биологически активных веществ, поступающих в организм в составе пищи
Рабочая прибавка. Величины энергозатрат в зависимости от особенностей профессии.
Рабочая прибавка — это расход энергии на выполнение внешней работы и движения. Она определяется преимущественно мышечной работой, ее интенсивностью и продолжительностью. Поэтому при установлении величин суточной потребности в энергии взрослого трудоспособного населения определяющее значение приобретает характер труда.
По интенсивности и профессиональной направленности труда с учетом возраста и пола выделяют 5 групп населения (табл. 1).
Суточная потребность в энергии у детей относительно выше, чем у взрослых и составляет на 1 кг массы тела в возрасте 6—9 лет — 80—70 ккал; 10—13 лет — 75—65 ккал и 14—17 лет — 65—50 ккал.
Половые различия у детей по характеру расхода энергии наступают с 11 лет, поэтому в зависимости от возраста суточная потребность в энерготратах определяется в возрасте 7—10 лет — 2 300 ккал; 11—13 лет: мальчики — 2 700 ккал, девочки 2450 ккал; 14—17 лет: юноши — 2900 ккал, девушки — 2 600 ккал.
Таблица 1: Группы населения по интенсивности и профессиональной направленности труда
Группы интенсивности труда |
Возраст (лет) |
Энергия (ккал) |
I. Работники преимущественно умственного труда |
18—29 30—39 40—59 |
2800/2400 2700/2300 2550/2200 |
II. Работники, занятые легким физическим трудом |
18—29 30—39 40—59 |
3000/2550 2900/2450 2900/2450 |
III. Работники среднего по тяжести труда |
18—29 30—39 40—59 |
3200/2700 3100/2600 2950/2500 |
IV. Работники тяжелого физического труда |
18—29 30—39 40—59 |
3700/3150 3600/3150 3450/2900 |
V. Работники, занятые особо тяжелым физическим трудом |
18—29 30—39 40—59 |
|
Регуляция энергетического обмена. Методы исследования энергообмена: прямая и непрямая калориметрия.
Регуляция энергетического обмена.
Высшие нервные центры регуляции энергетического обмена и обмена веществ находятся в гипоталамусе. Они влияют на эти процессы через вегетативную нервную систему и гипоталамо-гипофизарную систему. Симпатический отдел ВНС стимулирует процессы диссимиляции, парасимпатический ассимиляцию. В нем же находятся центры регуляции водно-солевого обмена. Но главная роль в регуляции этих базисных процессов принадлежит железам внутренней секреции. В частности, инсулин и глюкагон регулируют углеводный и жировой обмены. Причем инсулин тормозит выход жира из депо. Глюкокортикоиды надпочечников стимулируют распад белков. Соматотропин наоборот усиливает синтез белка. Минералокортикоиды натрий-калиевый. Основная роль в регуляции энергетического обмена принадлежит тиреоидным гормонам. Они резко усиливают его. Они же главные регуляторы белкового обмена. Значительно повышает энергетический обмен и адреналин. Большое его количество выделяется при голодании.
После приема пищи интенсивность обмена веществ и энерготраты организма увеличиваются по сравнению с их уровнем в условиях основного обмена. Увеличение обмена веществ и энергии начинается через час, достигает максимума через 3 ч после приема пищи и сохраняется в течение нескольких часов. Влияние приема пищи, усиливающее обмен веществ и энергетические затраты, получило название специфического динамического действия пищи.
При белковой пище оно наиболее велико: обмен увеличивается в среднем на 30 %. При питании жирами и углеводами обмен увеличивается у человека на 14—15 %.
Методы исследования энергообмена:
Соотношение между количеством энергии, поступившей в организм с пищей, и энергии, выделенной организмом во внешнюю среду называется энергетическим балансом организма. Существует 2 метода определения выделяемой организмом энергии.
Прямая калориметрия.
Прямая калориметрия. Принцип прямой калориметрии основан на том, что все виды энергии в конечном итоге переходят в тепловую. Поэтому при прямой калориметрии определяют количество тепла выделяемого организмом в окружающую среду за единицу времени. Для этого используют специальные камеры с хорошей теплоизоляцией и системой теплоообменных труб, в которых циркулирует и нагревается вода.
Непрямая калориметрия. Дыхательный коэффициент и калорический эквивалент кислорода.
Непрямая калориметрия. Она заключается в определении соотношения выделенного углекислого газа и поглощенного кислорода за единицу времени. Т.е. полном газовом анализе. Это соотношение называется дыхательным коэффициентом (ДК).
Величина дыхательного коэффициента определяется тем, какое вещество окисляется в клетках организма. Например, в молекуле углеводов атомов кислорода много, поэтому на их окисление кислорода идет меньше и их дыхательный коэффициент равен 1. В молекуле липидов кислорода значительно меньше, поэтому дыхательный коэффициент при их окислении 0,7. Дыхательный коэффициент белков 0,8. При смешанном питании его величина 0,85-0,9. Дыхательный коэффициент становится больше 1 при тяжелой физической работе, ацидозе, гипервентиляции и преобразовании в организме углеводов в жиры. Меньше 0,7 он бывает при переходе жиров в углеводы. Исходя из дыхательного коэффициента рассчитывается калорический эквивалент кислорода, т.е. количество энергии выделяемой организмом при потреблении 1 л кислорода. Его величина также зависит от характера окисляемых веществ. Для углеводов он составляет 5 ккал, белков 4,5 ккал, жиров 4,7 ккал. Непрямая калориметрия в клинике производится с помощью аппаратов "Метатест-2", "Спиролит".
Величина поступившей в организм энергии определяется количеством и энергетической ценностью пищевых веществ. Их энергетическую ценность определяют путем сжигания в бомбе Бертло в атмосфере чистого кислорода. Таким путем получают физический калорический коэффициент. Для белков он равен 5,8 ккал/г, углеводов 4,1 ккал/г, жиров 9,3 ккал/г. Для расчетов используют физиологический калорический коэффициент. Для углеводов и жиров он соответствует физическому, а для белков составляет 4,1 ккал/г. Его меньшая величина для белков объясняется тем, что в организме они расщепляются не до углекислого газа и воды, а да азотсодержащих продуктов.
Терморегуляция как фактор гомеостаза. Температура тела человека и его частей. Суточная динамика температуры тела.
Терморегуляция – это совокупность физиологических процессов, деятельность которых направлена на поддержание относительного постоянства температуры ядра в условиях изменения температуры среды с помощью регуляции теплопродукции и теплоотдачи. Терморегуляция направлена на предупреждение нарушений теплового баланса организма или на его восстановление, если подобные нарушения уже произошли, и осуществляется нервно-гуморальным путём
Постоянство температуры тела, и особенно жизненно важных органов, обязательное условие жизни для человека и теплокровных животных.
Для человека и теплокровных животных снижение или повышение температуры тела хотя бы на 1 °С означает резкое снижение уровня здоровья и работоспособности. Нормальной температурой тела для человека принято считать температуру при ее измерении в подмышечной впадине в пределах 36—37 °С. Регулируя гомеостаз по параметру температуры тела, организм использует для поддержания изотермии практически все системы и органы. Так, например, кровь, лимфа, тканевая жидкость выполняют функцию теплоносителей. Система кровообращения обеспечивает изменения объемной скорости кровотока и перераспределение крови между наружными покровами и внутренними органами, что меняет уровень теплоотдачи. Сокращения мышц увеличивают теплообразование. Потоотделение и дыхание способствуют испарению жидкости с поверхности тела и дыхательных путей.
Терморегуляцию можно разделить на два основных вида: химическую и физическую терморегуляцию.
Они, в свою очередь, также подразделяются на несколько видов:
Химическая терморегуляция
- Сократительный термогенез
- Несократительный термогенез.
Физическая терморегуляция
-Излучение.
-Теплопроведение (кондукция)
-Конвекция
-Испарение
Изотермия в процессе онтогенеза развивается постепенно. У новорожденного ребенка способность поддерживать постоянство температуры тела несовершенна. Вследствие этого может наступать охлаждение (гипотермия) или перегревание (гипертермия) организма при таких температурах окружающей среды, которые не оказывают влияния на взрослого челове¬ ка. Равным образом даже небольшая мышечная работа, например, связанная с актом сосания или длительным криком ребенка, может привести к повышению температуры тела. Температура тела детей раннего возраста, как правило, на 0,3—0,4 °С выше, чем у взрослого, постепенно приближается к последней и выравнивается с ней лишь к 5-му году жизни. В теле человека принято различать «ядро», температура которого сохраняется достаточно постоянной, и «оболочку», температура которой существенно колеблется в зависимости от температуры внешней среды. При этом область «ядра» сильно уменьшается при низкой внешней температуре и, наоборот, увеличивается при относительно высокой температуре окружающей среды. Поэтому справедливо говорить о том, что изотермия присуща главным образом внутренним органам и головному мозгу. Поверхность же тела и конечности, температура которых может изменяться в зависимости от температуры окружающей среды, имеют различную температуру в зависимости от удаленности от «ядра» и степени защищенности одеждой. Так, температура кожи туловища и головы равна 32-34 °С; на участках кожи, покрытых одеждой, 30—32 °С; на пальцах ног, кончике носа, ушной раковине 22 °С; на открытой тыльной стороне ладоней в холодное время года до 12—14 °С. Температура конечностей и кожи у гомойотермных является результирующей величиной между доставляемым теплом и интенсивностью его отдачи. В организме гомойотермных животных происходит постоянное выравнивание температуры горячего «ядра» и более холодной «оболочки» за счет смешивания потоков теплой и холодной крови от них. Температура тела человека, измеряемая в подмышечной впадине, колеблется в пределах 36—37 °С, а в прямой кишке 37,5—37,9 °С. У детей младшего возраста иногда измеряют температуру в полости рта. Она на несколько десятых градуса ниже, чем ректальная, и составляет в норме 37,2-37,5 °С. Температуру тела обычно измеряют максимальным ртутным термометром (удерживает отмеченную максимальную температуру после его извлечения из подмышечной впадины благодаря сужению капилляра над ртутным резервуаром). Температура тела у взрослого человека в течение суток не остается постоянной и колеблется в пределах 0,5—0,7 °С, в отдельных случаях до 1 °С. Покой и сон понижают, мышечная деятельность, эмоции повышают температуру тела. Максимальная температура тела наблюдается в 16—18 ч, затем она постепенно падает и к 3—4-м ч утра достигает минимума, возвращаясь к исходной величине опять в 16—18 ч. Эта суточная периодика определяется для животных факторами внешней среды, а для человека главным образом социальными, в частности ритмом общественной жизни, замирающей в ночное время. Суточные сдвиги физиологических функций определяются периодической активностью ЦНС, которая в свою очередь рефлекторно реагирует на изменения внешней физической и социальной среды. В опытах на обезьянах было показано, что при имитации по режиму питания и освещения 12 часовых суток температура их тела имела колебания с периодикой, соответствующей 12-часовым суткам. У человека при переезде на жительство, для участия в спортивных соревнованиях, на отдых в другие широты суточный ритм колебаний температуры тела соответственно изменяется. Каждый участок тела, каждый орган имеет свою температуру, отличающуюся от температуры тела. Самый «горячий» орган — печень. Температура ее ткани 38,5—39,5 °С, температура глубоких структур мозга 38—38,5 °С, поверхности коры большого мозга под твердой мозговой оболочкой 37,2-37,6 °С. В работающих тканях температура повышается в результате увеличения в них уровня обмена веществ. Так, в работающей скелетной мышце темпе¬ ратура увеличивается на 2—2,5 °С, в активно секретирующей околоушной железе на 0,8—1,0 °С, в корковых центрах двигательного условного рефлекса на 0,3 °С. Постоянство температуры тела у человека может сохраняться лишь при условии равенства теплообразования и теплопотери всего организма. Это достигается с помощью физиологических механизмов терморегуляции.