Курс лекций по биологии

  Гуморальная регуляция осуществляется за счет веществ местного и системного действия.

  К веществам местного действия относятся  ионы Ca, оказывающие суживающий эффект и участвующие в возникновении потенциала действия, кальциевых мостиков, в процессе сокращения мышц. Ионы К также вызывают расширение сосудов и в большом количестве приводят к гиперполяризации клеточной мембраны. Ионы Na при избытке могут вызвать повышение кровяного давления и задержку воды в организме, изменяя уровень выделения гормонов.

  Гормоны оказывают следующее действие:

  1) вазопрессин повышает тонус гладкомышечных клеток артерий и артериол, приводя к их сужению;

  2) адреналин способен оказывать расширяющее и суживающее действие;

  3) альдостерон задерживает Na в организме, влияя на сосуды, повышая чувствительность сосудистой стенки к действию ангиотензина;

  4) тироксин стимулирует обменные процессы в гладкомышечных клетках, что приводит к сужению;

  5) ренин вырабатывается клетками юкстагломерулярного аппарата и поступает в кровоток, действуя на белок ангиотензиноген, который превращается в ангиотензин II, ведущий к сужению сосудов;

  6) атриопептиды оказывают расширяющее действие.

  Метаболиты (например, углекислый газ, пировиноградная  кислота, молочная кислота, ионы H) действуют  как хеморецепторы сердечно-сосудистой системы, повышая скорость передачи импульсов в ЦНС, что приводит к рефлекторному сужению.

  Вещества  местного действия производят разнообразный  эффект:

  1) медиаторы симпатической нервной системы оказывают в основном суживающее действие, а парасимпатической – расширяющее;

  2) биологически активные вещества: гистамин – расширяющее действие, а серотонин – суживающее;

  3) кинины (брадикинин и калидин) вызывают расширяющее действие;

  4) простагландины в основном расширяют просвет;

  5) эндотелиальные ферменты расслабления (группа веществ, образуемых эндотелиоцитами) оказывают выраженный местный суживающий эффект.

  Таким образом, на сосудистый тонус оказывают  влияние местные, нервные и гуморальные  механизмы.

11. Функциональная система, поддерживающая на постоянном уровне величину кровяного давления

  Функциональная  система, поддерживающая на постоянном уровне величину кровяного  давления, – временная совокупность органов и тканей, формирующаяся при отклонении показателей с целью вернуть их к норме. Функциональная система состоит из четырех звеньев:

  1) полезного приспособительного результата;

  2) центральног звена;

  3) исполнительного звена;

  4) обратной связи.

  Полезный  приспособительный  результат – нормальная величина кровяного давления, при изменении которого повышается импульсация от механорецепторов в ЦНС, в результате возникает возбуждение.

  Центральное звено представлено сосудодвигательным центром. При возбуждении его нейронов импульсы конвергируют и сходят на одной группе нейронов – акцепторе результата действия. В этих клетках возникает эталон конечного результата, затем вырабатывается программа для его достижения.

  Исполнительное  звено включает внутренние органы:

  1) сердце;

  2) сосуды;

  3) выделительные органы;

  4) органы кроветворения и кроверазрушения;

  5) депонирующие органы;

  6) дыхательную систему (при изменении отрицательного внутриплеврального давления изменяется венозный возврат крови к сердцу);

  7) железы внутренней секреции, которые выделяют адреналин, вазопрессин, ренин, альдостерон;

  8) скелетные мышцы, изменяющие двигательную активность.

  В результате деятельности исполнительного  звена происходит восстановление величины кровяного давления. От механорецепторов сердечно-сосудистой системы исходит вторичный поток импульсов, несущих информацию об изменении величины кровяного давления в центральное звено. Эти импульсы поступают к нейронам акцептора результата действия, где происходит сопоставление полученного результата с эталоном.

  Таким образом, при достижении нужного  результата функциональная система  распадается.

  В настоящее время известно, что  центральный и исполнительный механизмы  функциональной системы включаются не одновременно, поэтому по времени включения выделяют:

  1) кратковременный механизм;

  2) промежуточный механизм;

  3) длительный механизм.

  Механизмы кратковременного действия включаются быстро, но продолжительность их действия несколько минут, максимум 1 ч. К ним относятся рефлекторные изменение работы сердца и тонуса кровеносных сосудов, т. е. первым включается нервный механизм.

  Промежуточный механизм начинает действовать постепенно в течение нескольких часов. Этот механизм включает:

  1) изменение транскапиллярного обмена;

  2) понижение фильтрационного давления;

  3) стимуляцию процесса реабсорбции;

  4) релаксацию напряженных мышц сосудов после повышения их тонуса.

  Механизмы длительного действия вызывают более значительные изменения функций различных органов и систем (например, изменение работы почек за счет изменения объема выделяющейся мочи). В результате происходит восстановление кровяного давления. Гормон альдостерон задерживает Na, который способствует реабсорбции воды и повышению чувствительности гладких мышц к сосудосуживающим факторам, в первую очередь к системе «ренин – ангиотензин».

  Таким образом, при отклонении от нормы  величины кровяного давления различные  органы и ткани объединяются с  целью восстановления показателей. При этом формируется три ряда заграждений:

  1) уменьшение сосудистой регуляции и работы сердца;

  2) уменьшение объема циркулирующей крови;

  3) изменение уровня белка и форменных элементов.

12. Гистогематический барьер и его физиологическая роль

  Гистогематический барьер – это барьер между кровью и тканью. Впервые были обнаружены советскими физиологами в 1929 г. Морфологическим субстратом гистогематического барьера является стенка капилляров, состоящая из:

  1) фибриновой пленки;

  2) эндотелия на базальной мембране;

  3) слоя перицитов;

  4) адвентиции.

  В организме они выполняют две  функции – защитную и регуляторную.

  Защитная  функция связана с защитой ткани от поступающих веществ (чужеродных клеток, антител, эндогенных веществ и др.).

  Регуляторная  функция заключается в обеспечении постоянного состава и свойств внутренней среды организма, проведении и передаче молекул гуморальной регуляции, удалении от клеток продуктов метаболизма.

  Гистогематический барьер может быть между тканью и  кровью и между кровью и жидкостью.

  Основным  фактором, влияющим на проницаемость  гистогематического барьера, является проницаемость. Проницаемость – способность клеточной мембраны сосудистой стенки пропускать различные вещества. Она зависит от:

  1) морфофункциональных особенностей;

  2) деятельности ферментных систем;

  3) механизмов нервной и гуморальной регуляции.

  В плазме крови находятся ферменты, которые способны изменять проницаемость  сосудистой стенки. В норме их активность невелика, но при патологии или  под действием факторов повышается активность ферментов, что приводит к повышению проницаемости. Этими  ферментами являются гиалуронидаза и плазмин. Нервная регуляция осуществляется по бессинаптическому принципу, так как медиатор с током жидкости поступает в стенки капилляров. Симпатический отдел вегетативной нервной системы уменьшает проницаемость, а парасимпатический – увеличивает.

  Гуморальная регуляция осуществляется веществами, делящимися на две группы – повышающие проницаемость и понижающие проницаемость.

  Повышающее  влияние оказывают медиатор ацетилхолин, кинины, простагландины, гистамин, серотонин, метаболиты, обеспечивающие сдвиг pH в кислую среду.

  Понижающее  действие способны оказывать гепарин, норадреналин, ионы Ca.

  Гистогематические барьеры являются основой для  механизмов транскапиллярного обмена.

  Таким образом, на работу гистогематических  барьеров большое влияние оказывают  строение сосудистой стенки капилляров, а также физиологические и  физико-химические факторы.

ЛЕКЦИЯ  № 13. Физиология дыхания. Механизмы внешнего дыхания

1. Сущность и значение процессов дыхания

  Дыхание является наиболее древним процессом, с помощью которого осуществляется регенерация газового состава внутренней среды организма. В результате органы и ткани снабжаются кислородом, а  отдают углекислый газ. Дыхание используется в окислительных процессах, в  ходе которых образуется энергия, расходующаяся  на рост, развитие и жизнедеятельность. Процесс дыхания состоит из трех основных звеньев – внешнего дыхания, транспорта газов кровью, внутреннего  дыхания.

  Внешнее дыхание представляет собой обмен газов между организмом и внешней средой. Оно осуществляется с помощью двух процессов – легочного дыхания и дыхания через кожу.

  Легочное  дыхание заключается в обмене газов между альвеолярным воздухом и окружающей средой и между альвеолярным воздухом и капиллярами. При газообмене с внешней средой поступает воздух, содержащий 21 % кислорода и 0,03—0,04 % углекислого газа, а выдыхаемый воздух содержит 16 % кислорода и 4 % углекислого газа. Кислород поступает из атмосферного воздуха в альвеолярный, а углекислый газ выделяется в обратном направлении. При обмене с капиллярами малого круга кровообращения в альвеолярном воздухе давление кислорода 102 мм рт. ст., а углекислого газа – 40 мм рт. ст., напряжение в венозной крови кислорода – 40 мм рт. ст., а углекислого газа – 50 мм рт. ст. В результате внешнего дыхания от легких оттекает артериальная кровь, богатая кислородом и бедная углекислым газом.

  Транспорт газов кровью осуществляется в основном в виде комплексов:

  1) кислород образует соединение с гемоглобином, 1 г гемоглобина связывает 1,345 мл газа;

  2) в виде физического растворения транспортируется 15–20 мл кислорода;

  3) углекислый газ переносится в форме бикарбонатов Na и K, причем бикарбонат K находится внутри эритроцитов, а бикарбонат Na – в плазме крови;

  4) углекислый газ транспортируется вместе с молекулой гемоглобина.

  Внутреннее  дыхание состоит из обмена газов между капиллярами большого круга кровообращения и тканью и внутритканевого дыхания. В результате происходит утилизация кислорода для окислительных процессов.

2. Аппарат внешнего дыхания. Значение компонентов

  У человека внешнее дыхание осуществляется с помощью специального аппарата, основная функция которого заключается  в обмене газов между организмом и внешней средой.

  Аппарат внешнего дыхания включает три компонента – дыхательные пути, легкие, грудную  клетку вместе с мышцами.

  Дыхательные пути соединяют легкие с окружающей средой. Они начинаются носовыми ходами, затем продолжаются в гортань, трахею, бронхи. За счет наличия хрящевой основы и периодического изменения тонуса гладкомышечных клеток просвет дыхательных путей всегда находится в открытом состоянии. Его уменьшение происходит под действием парасимпатической нервной системы, а расширение – под действием симпатической. Дыхательные пути имеют хорошо разветвленную систему кровоснабжения, благодаря которой воздух согревается и увлажняется. Эпителий воздухоносных путей выстлан ресничками, которые задерживают пылевые частицы и микроорганизмы. В слизистой оболочке находится большое количество желез, продуцирующих секрет. За сутки вырабатывается примерно 20–80 мл секрета (слизи). В состав слизи входят лимфоциты и гуморальные факторы (лизоцим, интерферон, лактоферрин, протеазы), иммуноглобулины А, обеспечивающие выполнение защитной функции. В дыхательных путях содержится большое количество рецепторов, образующих мощные рефлексогенные зоны. Это механорецепторы, хеморецепторы, рецепторы вкуса. Таким образом, дыхательные пути обеспечивают постоянное взаимодействие организма с окружающей средой и регулируют количество и состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха.