Лекция 15. Сенсорные системы Все живые организмы существуют в неразрывной связи с внешней средой. Из внешней среды на организм постоянно действуют самые разнообразные сигналы в виде определенного вида энергии: тепловой, химической, электрической, механической, световой. Эти воздействия необходимо воспринимать и распознавать их характер для адекватных ответных реакций организма, для способности организма ориентироваться в пространстве и оценивать его важнейшие свойства. Эту возможность обеспечивают сенсорные системы организма. Способность организма воспринимать и распознавать различные внутренние и внешние воздействия являются основой адаптивного поведения живых организмов. Особенности адаптивного поведения человека связаны с его социальной сущностью жизнью в человеческом обществе. Понятие об анализаторах. Для того, чтобы организм мог воспринимать и распознавать (анализировать) определенные воздействия, происходящие во внешней и внутренней среде, необходима особые системы - анализаторы. Учение об анализаторах принадлежит И.П. Павлову. Он считал, что анализатор - это система, состоящая из трех отделов, которые анатомически и функционально связаны между собой: рецептор проводниковый отдел (нерв) центральный (корковый) отдел в головной мозге. Рецептор - это периферическая часть анализатора, находится в составе органа чувств или других внутренних органов. Рецепторы воспринимают действующую на их энергию и преобразуют ее в энергию нервного импульса. Проводниковый отдел образован определенным нервом, в составе которого находятся афферентные (чувствительные) нервные волокна. Центральный отдел находится в определенном участке коры больших полушарий, где происходит окончательный анализ воздействия, воспринятого рецепторами. В организме человека выделяют следующие анализаторы: слуховой,зрительный, обонятельный, вкусовой, вестибулярный, скелетномышечный, соматический (кожный). Основные свойства рецепторов Рецепторами называют специализированные окончания чувствительных нервов, предназначенные для восприятия и преобразования энергии различных раздражителей в энергию нервного импульса. Классификация рецепторов А. в зависимости от способа взаимодействия рецептора с раздражителем: контактные (рецепторы кожи и вкусовые); дистантные (зрительные, слуховые, обонятельные); Б. по месту расположения в организме: экстерорецепторы - внешние рецепторы в составе органов чувств; интерорецепторы - в составе внутренних органов; проприорецепторы - в скелетных мышцах, суставах и сухожилиях). В. по характеру воспринимаемой энергии: зрительные; слуховые; механорецепторы: тактильные (прикосновение), барорецепторы; хеморецепторы; терморецепторы. Главными свойствами рецепторов являются специфичность, низкий порог чувствительности и адаптация. Специфичность - это способность определенных рецепторов воспринимать только определенный вид энергии. Низкий порог чувствительности - это способность рецептора приходить в состояние возбуждения при самом незначительном воздействии. Адаптация - способность рецепторов "привыкать" к постоянно действующему стимулу. Орган зрения Орган зрения - важнейший из органов чувств, он обеспечивает человеку до 90% информации о внешней среде. Орган зрения тесным образом связан с головным мозгом: светочувствительная оболочка глаза развивается из мозговой нервной ткани. Орган зрения заключает периферическую часть зрительного анализатора - фоторецепторы. Проводниковым отделом зрительного анализатора является зрительный нерв, центральной частью является зрительная зона в коре затылочной доли больших полушарий. Орган зрения у человека представлен двумя глазными яблоками (глазами) и вспомогательным аппаратом. К вспомогательному аппарату относятся веки, ресницы, брови, глазные мышцы и слезные железы. Веки - это кожные складки, ограничивающие глазную щель и закрывающую ее при смыкании. Внутренняя поверхность века покрыта тонкой слизистой оболочкой - конъюнктивой. Функции век: распределение слезной жидкости по поверхности глаза и защита от механических воздействий и от высыхания жидкости по поверхности глаза и защита от механических воздействий и от высыхания поверхности глаза. Человек моргает примерно через каждые 5 секунд. Ресницы располагаются по краям век в 2 - 3 ряда (около 80 ресниц). Ресницы и брови защищают от попадания инородных частиц. Слезная железа располагается в верхнем наружном углу глаза. Ее секрет - слеза вырабатывается непрерывно, за сутки около 100 мл. Через носослезный канал слеза постоянно стекает в носовую полость. Слеза содержит около 1,5% NaCl, обладает бактерицидным свойством, т.к. содержит бактерицидное вещество лизоцим. Значение слезы: омывает переднюю поверхность глазного яблока, увлажняя его, что предохраняет от высыхания поверхностные клетки; удаляет инородные частички; разрушает бактерии, попадающие на поверхность глаза; со слезами из организма выводятся вещества, образующиеся при нервном напряжении и эмоциональном стрессе. Глазные мышцы приводят в движение глазные яблоки. Четыре прямые и две косые мышцы каждого глаза работают синхронно и обеспечивают установку глаз таким образом, чтобы обе зрительные оси сходились на рассматриваемом предмете. Глазное яблоко имеет шаровидную форму диаметром у взрослого человека около 24 мм. Оно ограничено с поверхности тремя оболочками: наружная - фиброзная (белочная), средняя сосудистая и внутренняя - светочувствительная (сетчатка). - Фиброзная - это плотная соединительнотканная оболочка, ее передний прозрачный выпуклый отдел - роговица, остальная часть белого цвета - склера. - Сосудистая оболочка содержит густую сеть переплетающихся артерий и вен, между которыми лежит рыхлая соединительная ткань, богатая пигментными летками. Впереди сосудистая оболочка образует ресничное тело и радужку. Большую часть ресничного тела составляет ресничная мышца, состоящая из гладкой мышечной ткани. Ресничное тело окружает хрусталик глаза и обеспечивает изменение его кривизны: при сокращении ресничного тела хрусталик становится более плоским, при расслаблении - более выпуклым. Способность хрусталика изменять кривизну называется аккомодацией. Благодаря изменению кривизны хрусталика человек может одинаково четко видеть предметы, находящиеся на разном расстоянии от глаза. С возрастом мышечные клетки ресничного тела частично заменяются соединительной тканью, что приводит к нарушению аккомодации хрусталика и развитию дальнозоркости. Радужка располагается за роговицей в виде цветного диска с отверстием в центре - зрачком. В составе радужки имеются две мышцы - суживающие или расширяющие зрачок. Диаметр зрачка изменяется от 2 до 8 мм, чем регулируется количество света, поступающего в глаз. Цвет радужки зависит от количества пигмента: чем его больше, тем темнее глаза. В настоящее время разработана диагностика многих заболеваний по радужке. Сетчатка изнутри прилегает к сосудистой оболочке. Главными элементами этой оболочки являются фоторецепторы двух видов - колбочки и палочки. Колбочки имеют большие размеры, чем палочки. Количество колбочек в сетчатке глаза 6 - 7 миллионов, палочек - около 120-130млн. В сетчатке имеется небольшой участок, называемый желтым пятном, или центральной ямкой. Здесь наиболее плотно лежат колбочки и отсутствуют палочки, это место наибольшей остроты зрения. Человек ориентирует глаза так, чтобы от рассматриваемого предмета световые лучи фокусировались именно на желтое пятно. Место выхода из глаза зрительного нерва не содержит фоторецепторов и называется слепым пятном. В составе глазного яблока имеется передняя и задняя камеры глаза, которые лежат за роговицей и заполнены прозрачной жидкостью. За зрачком располагается хрусталик, он имеет вид двояковыпуклой позрачной линзы, обладает эластичностью. Основной объем глазного яблока - это стекловидное тело. Стекловидное тело образовано желеобразной прозрачной жидкостью. Роговица, хрусталик, жидкость передней и задней камеры глаза, стекловидное тело - это светопреломляющие и светопроводящие элементы глаза. Благодаря им световые лучи фокусируются точно на сетчатку. Одинаково четкое видение близких и удаленных предметов возможно благодаря тому, что хрусталик меняет кривизну: при рассматривании удаленных предметов он более плоский, при рассматривании близких предметов он более выпуклый. Рецепторы глаза обеспечивают восприятие и световой энергии преобразование ее в энергию нервного импульса. Колбочки активны при интенсивном освещении и воспринимают цвет. Выделяют три типа колбочек: воспринимающие красный, синий или зеленый цвет. Совместная работа разных колбочек обеспечивает видение всего разнообразия цветов и их оттенков. Палочки являются рецепторами сумеречного зрения, они активны при низкой освещенности и воспринимают свет. Стрелка указывает направление пучка света. В колбочках содержится светочувствительный пигмент - йодопсин, а в палочках - родопсин. Под действием энергии света эти вещества претерпевают перестройки молекул, что приводит к возникновению нервного импульса. молекулы йодопсина могут преобразовываться толькопри воздействии большого количества световой энергии. Родопсин - сложный белок, в состав которого входит небелковая часть ретиналь, образующаяся из витамина А (вот почему недостаток витамина А проводит к развитию сумеречной слепоты). Родопсин обладает очень высокой чувствительностью, и его молекула разрушается при поглощении 1-2 квантов света. На ярком свету родопсин разрушается, и человек, входя в темное помещение, первое время ничего не видит, пока не восстановятся молекулы этого вещества. У человека зрение бинокулярное стереоскопическое, при этом поля зрения обоих глаз сильно перекрываются, что обеспечивает возможность точно определять расстояние до предмета и видеть его рельефно. От каждого глазного яблока отходит зрительный нерв, в составе которого около 1 млн. нервных волокон. В области основания головного мозга лежит перекрест зрительных нервов, где происходит разделение каждого зрительного нерва следующим образом: нервные волокна, идущие от наружной части сетчатки, идут в одноименное полушарие, а от внутренней части (которая ближе к носу) нервные волокна поступают в противоположное полушарие. На сетчатке глаза лучи от рассматриваемого предмета проецирутся таким образом, что его изображение становится перевернутым. Новорожденный ребенок действительно все предметы воспринимает в перевернутом виде. Но постепенно у него формируется правильное восприятие, хотя перевернутость рассматриваемых объектов на сетчатке глаза сохраняется всю жизнь. Нарушения зрения Миопия (близорукость) - неспособность четко видеть удаленные предметы, т.к. фокус находится перед сетчаткой из-за высокой кривизны хрусталика. Развивается миопия часто вследствие постоянного чтения, письма на очень близком расстоянии от глаз. Близорукость формируется, как правило, в детском возрасте. Поэтому профилактикой этого нарушения зрения является привитие с детства навыков гигиены зрения при чтении дозированности работы с компьютером, просмотра телевизора и т.д. Коррекция близорукости достигается с помощью двояковогнутых линз. Пресбиопия (дальнозоркость) - неспособность четко видеть близкие предметы, т.к. фокус глаза располагается за сетчаткой. Наблюдается в основном в пожилом возрасте. Коррекция с помощью двояковыпуклых линз. Астигматизм - это фокусирование разных лучей либо перед, либо позади, либо на сетчатке вследствие неодинаковой кривизны роговицы на разных участках. Коррекция с помощью специальных линз. Дальтонизм - нарушение цветового зрения как наследственное заболевание из-за нарушения синтеза светочувствительных колбочек. Катаракта - помутнение хрусталика, вследствие чего на сетчатку поступает ограниченное количество свет Орган слуха Способность человека воспринимать различные звуковые сигналы позволяет ему более полно ориентироваться в окружающей среде. Устная речь человека - это средство общения. Восприятие звуковых сигналов и их анализ осуществляется деятельностью слухового анализатора. Воспринимающим отделом его являются фонорецепторы в составе органа слуха. Проводниковым отделом является слуховой нерв в составе преддверно-улиткового нерва, отходящего от внутреннего уха. Корковый отдел слухового анализатора находится в коре височной доли коры больших полушарий. Орган слуха (ухо) у человека парный. Каждое ухо представлено тремя отделами: наружное ухо среднее ухо внутреннее ухо. Наружное ухo. Наружное ухo состоит из ушной раковины, наружного слухового прохода и барабанной перепонки. Ушная раковина - это эластический хрящ сложной формы, покрытый кожей. Ушная раковина у человека неподвижна и играет незначительную роль по сравнению с животными, у которых ее подвижность обеспечивает лучшую ориентировку по отношению к источнику звука. Наружный слуховой проход имеет длину 27 - 35 мм, диаметр 6 - 8 мм. Он проводит звуковые колебания к барабанной перепонке. Барабанная перепонка - это тонкая мембрана, которой заканчивается наружный слуховой проход, толщина ее около 0,1 мм. Она отделяет наружное ухо от среднего. Среднее ухо Среднее ухо помещается в особом углублении височной кости – барабанной полости. Оно представлено барабанной полостью объемом около 1 см 53 9, в которой располагаются три слуховые косточки - молоточек, наковальня и стремечко. Слуховые косточки очень маленькие, например, масса стремечка всего 2,5 мг. Полость среднего уха соединяется с полостью носоглотки слуховой (евстахиевой) трубой. Благодаря этой трубе давление на барабанную перепонку снаружи и изнутри уравновешено. Слуховые косточки передают звуковые колебания от барабанной перепонки к внутреннему уху, при этом они образуют систему рычагов, которые повышают эффективность передачи колебаний с барабанной перепонки на внутреннее ухо. Молоточек одним концом прилегает изнутри к барабанной перепонке, другим концом - к наковальне. Наковальня соединяется со стремечком, которое прилегает к поверхности овального окна внутреннего уха. Внутреннее ухо Внутреннее ухо имеет вид перепончатого лабиринта, который располагается в костном лабиринте височной кости. Оно представлено преддверием, тремя полукружными каналами и улиткой. Улитка относится к органу слуха, а полукружные каналы и преддверие являются органом равновесия. Между стенкой костного лабиринта и наружной поверхность перепончатого лабиринта находится жидкость - перилимфа. Улитка представляет собой тонкий конус длиной 3,5 см, закрученный спирально на 2,5 оборота. По всей длине конуса улитка разделена двумя тонкими мембранами на три канала: верхний - лестница преддверия, средний - улитковый проток, нижний - барабанная лестница. Верхний и нижний каналы заполнены перилимфой, улитковый проток заполнен эндолимфой. На основной мембране улитки, которая разделяет улитковый проток и барабанную лестницу, располагается звуковоспринимающий аппарат кортиев орган. Кортиев орган Кортиев орган состоит из 3 -4 рядов рецепторных (волосковых) клеток, лежащих вдоль всей основной мембраны. Общее количество этих клеток в кортиевом органе до 25000. Каждая рецепторная клетка имеет от 30 до 120 тонких волосков - микроресничек. В состав кортиева органа входит покровная мембрана, которая нависает над волосковыми клетками по всей длине улиткового протока. Работа кортиева органа заключается в преобразовании колебаний перилимфы и эндолимфы в нервный импульс. Звуковые колебания, преданные со стремечка на жидкость, заполняющую улитку, заставляют колебаться основную мембрану, на которой находятся волосковые клетки. Они при этом своими микроресничками касаются покровной мембраны и приходят в состояние возбуждения, и в них возникает нервный импульс. От каждой волосковой клетки отходит чувствительный нейрон, а их совокупность образует общий слуховой нерв. Высокие звуки раздражают волосковые клетки, лежащие в нижних частях улитки, а высокие звуки - волосковые клетки вершины улитки. Особенности звуковосприятия человека Человеческое ухо способно воспринимать звуковые колебания часто той от 16 до 21000 герц. С возрастом верхний порог чувствительности снижается у старых людей до 5000 герц, поэтому пожилые и старые люди лучше слышат низкие звуки, шепот. Человеческое ухо воспринимает не только разную высоту (частоту) звука, но и его силу. Сила звука выражается в децибелах. Негромкие звуки, обычный разговор - это сила звука около 50 - 60 децибел. Интенсивное автомобильное движение - 100 - 120 децибел. Благодаря восприятию звуков двумя органами слуха человек может точно определять нахождение источника звука, так как в одно ухо, находящееся ближе к источнику звука, он поступает несколько раньше, чем в другое. Гигиена органа слуха В связи с тем, что полость среднего уха связана евстахиевой трубой с носоглоткой, в нее могут проникать различные бактерии, вызывающие воспаление среднего уха отит. Поэтому своевременное лечение воспалений носоглотки позволяет избежать воспалительных процессов в ухе. Следствием отита может стать тугоухость, и даже глухота. Шум вредно действует на орган слуха и психику человека, вызывая психоэмоциональный стресс. Длительное действие звуков большой силы приводит к снижению эластичности барабанной перепонки, подвижности слуховых косточек, и как следствие развивается тугоухость. По существующим санитарным нормам предъявляются резко ограничения на силу звуков в жилых помещениях, больницах и других местах. Вестибулярный анализатор Вестибулярный анализатор обеспечивает ориентацию в пространстве: восприятие действия на организм силы земного притяжения, положения тела в пространстве, характера перемещения тела (ускорение, замедление, вращение). При любом изменении положения тела или головы в пространстве раздражаются рецепторы органа равновесия, возникший нервный импульс проводится по вестибулярному нерву в составе преддверноулиткового нерва в головной мозг: средний мозг, мозжечок, таламус и, наконец, в кору теменной доли. Строение и функции органа равновесия (ВЕСТИБУЛЯРНЫЙ АППАРАТ) Орган равновесия является частью внутреннего уха и вместе с улиткой заключен в костный лабиринт височной кости. Он представлен: преддверием внутреннего уха с двумя расширениями овальным и округлым мешочками тремя полукружными каналами. Округлый и овальный мешочки и полукружные каналы заполнены жидкостью - эндолимфой. Внутренняя поверхность мешочков образована слоем эпителиальных клеток, среди которых имеются чувствительные волосковые клетки с тонкими чувствительными выростами. Чувствительные отростки рецепторных клеток погружены в тонкий слой студенистой массы, в которой лежит большое количество очень мелких кристалликов углекислого кальция - статолитов. Любые изменения тела или головы в пространстве, вибрационные воздействия, ускорение или замедление прямолинейного движения вызывают перемещение статолитов. При этом статолиты раздражают определенные группы рецепторных клеток, в результате человек получает сигнал об изменении положения тела. Полукружные каналы расположены в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. Участки полукружных каналов, обращенные к преддверию, имеют расширения - ампулы. На внутренней поверхности ампул также имеются рецепторные клетки с чувствительными волосками, и они также погружены в тонкий слой студенистой жидкости, лежащий по внутренней поверхности ампул. Рецепторные клетки ампул тонко реагируют на малейшие перемещения эндолимфы и студенистой жидкости полукружных каналов. Перемещения жидкости возникают в результате перемещения тела или головы: ускорения, замедления движения и вращательные движения. Поскольку полукружные каналы ориентированы в трех взаимно перпендикулярных плоскостях, то любой по ворот головы или тела воспринимается вестибулярными рецепторами. Таким образом, работа вестибулярного анализатора позволяет постоянно оценивать положение и движение тела в пространстве и в соответствии с этим рефлекторно изменять тонус скелетных мышц, в необходимом направлении менять положение головы и тела. При повреждении вестибулярного аппарата возникают головокружения, нарушается равновесие, проявляются симптомы морской болезни. У человека чувство равновесия и оценка положения тела в пространстве связано не только с органом равновесия, но и с наличием большого количества рецепторов (барорецепторов) в мышцах и коже, которые воспринимают механическое давление на них. Вкусовой анализатор Восприятие вкуса - это один из наиболее эволюционно старых видов чувствительности. Деятельность вкусового анализатора позволяет контролировать и оценивать качество принимаемой пищи. Воспринимающий отдел анализатора - это вкусовые рецепторы, находящиеся в сосочках языка, в слизистой оболочке ротовой полости, неба и глотки. Проводниковый отдел - это чувствительные нейроны в составе языкоглоточного и частично лицевого и блуждающего нервов. Нервные импульсы поступают через средний мозг и таламус в центральный отдел вкусового анализатора, который расположен в коре височной доли в глубине боковой борозды. Вкусовые рецепторы расположены в эпителии языка и слизистой ротовой полости. Они расположены неравномерно: кончик языка воспринимает сладкий вкус, боковые части языка воспринимают кислый и соленый вкус, задняя часть языка воспринимает горький вкус. Лекция 16. Эндокринная система Организм человека представляет собой систему высокодифференцированных клеток, тканей, органов, согласованная работа которых является непременным условием нормального функционирования организма. С другой стороны, для нормального функционирования организма необходимо состояние гомеостаза, т.е. поддержание постоянства химического состава и физикохимических свойств клеток, тканей и внутренней среды организма человека. Наконец, организм человека существует в условиях постоянного изменения внутренней и внешней среды, к которым необходимо постоянно приспосабливаться. Интегрирование (согласование) процессов и функций организма и адекватные приспособительные реакции организма осуществляется благодаря непрерывному протеканию процессов регуляции. В организме человека имеется два основных вида регуляции функций: нервная и гуморальная регуляция. Первая осуществляется в результате деятельности нервной системы, вторая - благодаря деятельности желез внутренней секреции и других органов, обладающих секреторной активностью. Физиологические процессы во всех клетках, тканях, органах находятся под непрерывным регулирующим воздействием со стороны нервной и эндокринной систем. Благодаря этому наиболее тонко и точно поддерживается состояние гомеостаза организма и приспособление организма к конкретному состоянию внутренней и внешней среды. Оба вида регуляции имеют свои особенности: Нервная регуляция Гуморальная регуляция Связь с органами, на которые направлено регулирующее воздействие, осуществляется по нервным путям. Регулирующее воздействие осуществляется путем распространения биологически активных веществ жидкими средами организма. Имеется точный "адресат" (орган, ткань, группа клеток), на который направлено регулирующее воздействие. Не имеется точной направленности, поэтому в ответную реакцию включается большое количество органов. Очень высокая скорость регулирующего воздействия, т.к. скорость проведения нервного импульса достигает 120 - 140 м/с. Скорость регулирующего воздействия в сотни раз ниже, чем нервная регуляция. Возможно быстрое прекращение регулирующего воздействия Прекращение регулирующего воз действия растянуто во времени. Оба вида регуляции, имея свои особенности, дополняют друг друга, взаимосвязаны, поэтому правильнее говорить о едином регулирующем механизме - нейрогуморальной регуляции, благодаря чему организм существует как единое целое. Главными центрами координации и согласования нервной и эндокринной регулирующих систем являются гипоталамус (подбугровая часть промежуточного мозга) и гипофиз. Гипоталамус и гипофиз вместе образуют гипоталамо-гипофизарную систему. В гипоталамусе вырабатываются нейрогормоны, поступающие в гипофиз и регулирующие его деятельность. Нейрогормоны либерины усиливают, а статины замедляют выработку гипфизарных гормонов. Гуморальная регуляция физиологических процессов Название этого вида регуляции происходит от латинского hymor - жидкость. Этот вид регуляции осуществляется с помощью химических веществ, обладающих очень высокой биологической активностью - гормонов. Гормоны разносятся по всему организму кровью, лимфой, тканевой жидкостью. Гормоны обнаружены у растений и животных разных уровней организации, но наибольшей сложности и разнообразия эндокринная система достигает у позвоночных животных. Понятие о железах Гормоны вырабатываются специальными органами - железами внутренней секреции, или эндокринными железами. Эндокринные железы не имеют собственных выводных протоков, поэтому их секреты - гормоны - выделяются в жидкие среды организма: кровь, лимфу, тканевую жидкость. В эндокринных железах поэтому сильно развиты системы мелких и капиллярных кровеносных и лимфатических сосудов. В организме человека существуют также железы внешней секреции (экзокринные железы и железы смешанной секреции. Железы внешней секреции имеют собственные выводные протоки, через которые выделяют свой секрет в полости внутренних органов или на поверхность тела (потовые, слюнные, сальные и др. железы). Железы смешанной секреции одновременно функционируют как железы внешней и внутренней секреции (половые железы, поджелудочная железа). Понятие о гормонах Гормоны - это химические вещества, обладающие высокой биологической активностью (например, 1 грамма адреналина достаточно, чтобы усилить работу 100 миллионов изолированных сердец лягушки, т.е. для стимуляции деятельности одного сердца достаточно 0,00000001г адреналина). Гормоны в очень малых количествах вырабатываются железами внутренней секреции, но вызывают значительный физиологический эффект и играют ведущую роль в гуморальной регуляции функций организма. Гормональной активностью обладают и ряд других внутренних органов, например, легкие, почки, слизистая кишечника и др. Конкретные гормоны обладают специфичностью действия, влияют на деятельность органов, расположенных вдали от места их выработки. Они сравнительно быстро разрушаются, поэтому для обеспечения функций организма должны постоянно вырабатываться и выделяться в жидкие среды организма. Гормоны оказывают воздействие на физиологические процессы путем влияния на обмен веществ, стимулируя, замедляя или блокируя синтез тех или иных веществ. Выделяют три основные функции гормонов: обеспечение развития организма; обеспечение приспособительных изменений в деятельности клеток, тканей, органов и организма в целом в зависимости от состояния внешней и внутренней среды и потребностей организма; гомеостатическая функция (поддержание важнейших физиологических функций на постоянном уровне). По химической природе гормоны подразделяются на три группы: белки и полипептиды (инсулин, гормон роста и др.); производные аминокислот (тироксин, адреналин и др.); жироподобные вещества - стероиды (тестостерон, андростерон). Система желез внутренней секреции человека Эта система образована следующими железами: г ипофиз тимус (вилочковая железа) эпифиз надпочечники щитовидная железа поджелудочная железа паращитовидные железы половые железы Нарушения деятельности желез внутренней секреции Нарушения деятельности этих желез вызывает заболевания, называемые эндокринными. Эти нарушения бывают двух видов: вызванные повышенной секрецией гормона, т.е. усиленной работой железы - гиперфункцией вызванные снижением секреции гормона, т.е. ослаблением деятельности железы - гипофункцией. Эндокринные заболевания у современного человека встречаются очень часто. Причины этих нарушений многообразны: нервные переутомления, стрессы, неправильное несбалансированное питание, вредные привычки, влияние экологически неблагополучной окружающей среды и др. Гипофиз и эпифиз А.Гипофиз Гипофиз - это нижний придаток промежуточного мозга. Масса этой железы у взрослого человека всего 0,5 - 0,7 г. Она расположена в особом углублении турецкого седла клиновидной кости. Гипофиз - это важный регуляторный центр, контролирующий функции других желез внутренней секреции и влияет на общий обмен веществ. Гипофиз состоит из трех долей: передней, промежуточной и задней, каждая из которых выделяет определенные гомоны. Передняя доля гипофиза вырабатывает гормоны, которые действуют на другие эндокринные железы – тропные гормон: -тиреотропный гормон, регулирующий рост, развитие и деятельность щитовидной железы, стимулируя выработку ею гомонов; адренокортикотропный гормон, регулирующий развитие и деятельность коры надпочечников, усиливая выработку гормонов в ней; -гонадотропные гормоны - это группа гормонов, регулирующих деятельность половых желез (фолликулостимулирующий гормон способствует росту половых клеток в женском и мужском организме; лютеинизирующий гормон способствует образованию желтого тела в яичниках и выработке полового гормона прогестерона семенниками и яичниками; пролактин способствует выработке грудного молоки молочными железами) -соматотропный гормон (гормон роста) контролирует процессы роста скелета и мягкий тканей, белковый, углеводный и жировой обмен. Гиперфункция гипофиза по соматотропному гормону в детском возрасте ведет к гигантизму (рост свыше 2 метров), а в зрелом возрасте, когда закончены процессы роста скелета, приводит к развитию заболевания акромегалия (сильное увеличение отдельных частей тела: носа, кистей и стоп, нижней челюсти и др.). Гипофункция в детском возрасте приводит к резкому отставанию в росте и развитию карликовости, когда рост прекращается при достижении роста 1 метр и менее. Гипофизарные карлики характеризуются нормальным психическим развитием и пропорциями тела, характерными для взрослого человека нормального роста. Гипофункция в зрелом возрасте в результате нарушения обмена веществ, приводит либо к сильному похуданию, либо к сильному ожирению. Промежуточная доля гипофиза вырабатывает меланоцитостимулирующий гормон, или интермедин, роль которого заключается в стимуляции синтеза пигмента меланина клетками кожного эпителия. Задняя доля гипофиза (нейрогипофиз) вырабатывает два гомона: вазопрессин и окситоцин. Вазопрессин повышает тонус мускулатуры артериол, увеличивая в них давление, а также усиливает обратное всасывание воды из канальцев нефронов, снижая количество вторичной мочи. Гипофункция по этому гормоны приводит к развитию несахарного диабета, когда количество вторичной мочи, не содержащей сахара, значительно увеличивается. Окситоцин действует на гладкую мускулатуру матки, усиливая ее сокращение при родах, а также стимулирует выработку молока молочными железами. Гормоны задней доли гипофиза вырабатываются в гипоталамусе, а из него поступают в гипофиз. В гипоталамусе вырабатываются нейрогормоны, поступающие в гипофиз и регулирующие его деятельность. Нейрогормоны либерины усиливают, а статины замедляют выработку гормонов передней долей гипофиза. Б.Эпифиз Эпифиз является верхним придатком промежуточного мозга, округлой формы, масса его у взрослого человека около 0,2 г. Железа вырабатывает гормоны мелатонин и серотонин. Мелатонин регулирует процессы полового созревания, вызывая их задержку. Серотонин является предшественником при синтезе мелатонина. Деятельность эпифиза имеет четко выраженный суточный ритм: ночью синтезируется мелатонин, днем - серотонин. Поэтому считают, что эпифиз играет роль "биологических часов", регулируя суточные ритмы организма Щитовидная железа Щитовидная железа расположена на передней поверхности шеи впереди гортани и верхней части трахеи. В ней различают две доли и перешеек. Масса железы около 20 - 30 г. Железа интенсивно снабжается кровью: минутный кровоток в ней превышает ее массу в 3 - 7 раз. Гормонами щитовидной железы являются тироксин, трийодтиронин, тетрайодтиронин, в состав которых входит йод. Концентрация йода в щитовидной железе в 200-300 раз больше, чем в крови. Действие гормонов щитовидной железы очень многогранное. Они участвуют в регуляции белкового, углеводного и жирового обмена, регулируют теплопродукцию и дифференцировку тканей организма, изменяют деятельность сердечнососудистой системы и органов дыхания, влияют на возбудимость нервной системы, обеспечивают устойчивость организма к инфекционным заболеваниям и адаптации к различным внешним факторам. Гипофункция и гиперфункция приводят к тяжелым заболеваниям. Гипофункция в раннем детском возрасте приводит к развитию кретинизма: резко задерживается умственное и физическое развитие, больные дети имеют карликовый рост. Гипофункция у взрослых - микседема. Заболеванию чаще подвержены женщины (около 80% всех случаев). При умеренном снижении выработки гормонов наблюдается апатия, слабость, быстрая утомляемость, нарушения памяти и расстройства психики, снижение температуры тела, увеличение массы тела. При гиперфункции, которая называется базедова болезнь, увеличивается щитовидная железа, наблюдается пучеглазие, усиливается частота сердечного ритма. Усиливается обмен веществ, повышается температура тела и нервная возбудимость. Источником йода являются продукты питания и вода. Территория Алтайского края находится в предгорной зоне, где содержание йода в почве и воде снижено, поэтому для профилактики нарушений в деятельности щитовидной железы необходимо дополнительно к пище использовать продукты и пищевые добавки, содержащие йод. Еще одним гормоном щитовидной железы является тирокальцитонин. Под действием этого гормона снижается содержание кальция в крови и усиливается его отложение в костной ткани, а также усиливается заживление поврежденной костной ткани. Четыре железы размером с небольшую горошину, прилегают к задней поверхности щитовидной железы. Их общая масса 0,05 - 0,3 г. Эти железы вырабатывают паратгормон. Этот гормон влияет на содержание кальция и фосфора в крови. При гипофункции уменьшается содержание кальция в крови, а фосфора - увеличивается. Вследствие этого повышается возбудимость нервной системы, повышается тонус скелетных мышц, появляются мышечные судороги, которые со временем становятся частые и сильные, что особенно опасно в связи с длительным прекращением дыхательных движений. При гиперфункции повышается содержание кальция в крови в результате его вымывания из костей, поэтому кости легко искривляются. Повышение кальция в крови ведет к многообразным нарушениям в организме и может привести к смерти. Поджелудочная железа Поджелудочная железа располагается поперечно от двенадцатиперстной кишки до селезенки, является забрюшинным органом. Выделяют три участка железы: головка - расширенная часть, прилегающая к двенадцатиперстной кишке, тело и хвост. Масса железы у взрослого человека 60 100 г. Поджелудочная железа состоит из экзокринной и эндокринной частей. Большая экзокринная часть вырабатывает поджелудочный (панкреатический) пищеварительный сок, содержащий пищеварительные ферменты. Эндокринная часть вырабатывает гормоны. Эта часть образована группами клеток, получивших название панкреатические островки, или островки Лангерганса. Островки в основном сосредоточены в хвостовой части поджелудочной железы, их количество у взрослого человека колеблется в пределах 1 - 2 млн. Островки Лангерганса включают три типа секреторных клеток: альфа- (или А- ) клетки вырабатывают гормон глюкагон, бета- (или В -) клетки вырабатывают гормон инсулин, дельта- (или D-) клетки вырабатывают гормон соматостатин. Альфа-клетки значительно преобладают, их количество составляет 60-80%. Помимо этого железа вырабатывает некоторые гормоноподобные вещества: липокаин, центропенин и др. Основной гормон поджелудочной железы - это инсулин. Он был открыт в 1921 году, является белком, состоит из 51 аминокислотного остатка. Инсулин в десятки раз увеличивает проницаемость клеточных мембран для глюкозы и ускоряет переход глюкозы из крови в клетки тканей, способствует синтезу гликогена. Наибольшее количество гликогена образуется в печени и мышцах. Недостаток инсулина приводит к накоплению глюкозы в крови и поступлению ее в мочу, развивается заболевание сахарный диабет. В норме содержание глюкозы в крови относительно постоянно - 80 мг в 100 мл крови (01,%) . При избытке инсулина резко уменьшается содержание глюкозы в крови, вследствие этого нарушается деятельность головного мозга (т.к. клетки головного мозга особенно нуждаются в глюкозе), возникает инсулиновый шок (гипергликемическая кома). При этом падает мышечный тонус, наблюдаются судороги и потеря сознания. Экстренная помощь человеку в таком состоянии заключается во введении раствора глюкозы в кровь или в приеме сладкой пищи. Сахарный диабет является одним из распространенный заболеваний современного человека, основными причинами которого считают избыточное содержание легкоусвояемых углеводов в пище. Глюкагон также является белком, молекула которого состоит из 26 аминокислотных остатков. Он способствует расщеплению гликогена до глюкозы, т.е. по действию противоположен инсулину. Соматостатин уменьшает количество выделяемого глюкагона. Липокаин участвует в расщеплении жиров, центропенин возбуждает дыхательный центр Надпочечники Надпочечники - парный орган, каждый прилегает к верхнему полюсу почки. Масса обоих надпочечников около 10 - 12 граммов. Надпочечник состоит их двух из двух слоев: коркового и мозгового. Корковое вещество (кора ) надпочечников выделяет гормоны: -Минералокортикоиды глюкокортикоиды половые гормоны Минералокортикоиды (альдостерон и др. гормоны) регулируют водный и минеральный обмен. Альдостерон регулирует обмен натрия и калия, усиливает обратное всасывание воды в нефронах. Глюкокортикоиды (кортизон, гидрокортизон и др.) участвуют в регуляции белкового, жирового и углеводного обмена. Кортизон обладает высокой противовоспалительной активностью и используется для лечения некоторых видов воспаления. Половые гормоны (андрогены, эстрогены, прогестерон) играют значительную роль в процессах регуляции развития органов половой системы в детском возрасте, т.е. когда внутрисекреторная деятельность половых желез еще незначительна. После достижения половой зрелости роль половых гормонов надпочечников невелика. Однако к старости, когда уменьшается и прекращается деятельность половых желез, кора надпочечников вновь становится единственным источником андрогенов (мужских половых гормонов) и эстрогенов (женских половых гормонов). Проявления гипо- и гиперфункции деятельности коры надпочечников многообразны, ведут к значительным нарушениям обмена веществ и деятельности внутренних органов. Одной из патологий является бронзовая (аддисонова) болезнь - результат хронической недостаточности выработки гормонов надпочечников. У больного быстро уменьшается масса тела, наступает истощение, Кожа приобретает цвет старой бронзы. Повышение выработки половых гомонов ведет к раннему половому созреванию у детей, развитию "феминизации" у мужчин и "маскулинизации" у женщин. Мозговой слой надпочечников вырабатывает адреналин и норадреналин. Адреналина вырабатывается почти в 6 раз больше. Их действие на функции разных органов сходно с действием симпатической нервной системы. Влияние этих гормонов очень кратковременно, т.к. они быстро разрушаются. Адреналин называют гормоном стресса. Он повышает артериальное давление, частоту и силу сердечных сокращений, под его действием расширяются сосуды головного мозга, сердца и скелетных мышц. Он тормозит перистальтику кишечника, расширяет бронхи, повышает содержание глюкозы в крови и вызывает ряд других изменений. Этот гормон можно характеризовать как гомон, мобилизующий организм к немедленной приспособительной реакции организма на изменение внешней среды, особенно если это экстремальные воздействия на организм. Поэтому этот гормон называют гормоном стресса. Половые железы Половые железы обладают внутрисекреторной активностью, вырабатывая половые гормоны. До начала полового созревания количество мужских и женских гормонов у мальчиков и девочек примерно одинаково. С наступление периода полового созревания яичники вырабатывают в несколько раз больше женских половых гормонов, а семенники - в несколько раз больше мужских половых гормонов. Мужские половые гормоны - андрогены (андростерон, тестостерон и др.) вырабатываются в тканях семенников. Тестостерон регулирует процесс сперматогенеза, развитие вторичных половых признаков, влияет на уровень белкового и углеводного обмена. Женские половые гормоны - эстрогены (эстрол, эстриол, эстрадиол) вырабатываются в яичниках. Они участвуют в регуляции полового созревания и развития вторичных половых признаков у девочек, регулируют менструальный цикл, а при наступлении беременности регулируют ее нормальное течение. В яичниках на месте лопнувшего фолликула (граафова пузырька) образуется желтое тело. В желтом теле вырабатывается гормон прогестерон, который готовит слизистую матки для имплантации оплодотворенной яйцеклетки, стимулирует развитие молочных желез и мышечного слоя матки, регулирует нормальное течение беременности в начальные ее сроки. Плацента в период беременности также вырабатывает женские половые гормоны, которые регулируют течение беременности и родов. Лекция 17 Органы мочевыделения. В процессе жизнедеятельности организма, в ходе обмена веществ образуются конечные продукты метаболизма, которые не могут быть использованы организмом, являются для него ядовитыми, избыточными и должны быть выведены. Удаление из организма этих веществ составляет суть процесса выделения. Выделительная функция в большой степени поддерживает постоянство внутренней среды организма, т.е. поддерживает его гомеостаз, и, как следствие, повышает приспособительные возможности организма в меняющихся условиях внешней среды. У всех позвоночных основными органами выделения являются вторичные (тазовые) почки. У человека на их долю приходится около 75% всех выводимых из организма веществ. Почки выводят из организма в составе мочи продукты распада белков: мочевину, мочевую кислоту и креатинин; кроме того, выводят избыток воды, солей, чужеродные вещества, попавшие в кровь (лекарственные вещества, йодистые соли, красители и др.). Кроме почек выделительную функцию выполняют кожа, кишечник, легкие; у морских животных, пьющих соленую воду, имеются особые клетки в жабрах и солевые железы, выделяющие избыток хлоридов из организма. Через легкие из организма удаляются углекислый газ, вода в виде пара и некоторые летучие вещества (например, пары алкоголя). Легкие - быстрый и эффективный регулятор кислотно-щелочного равновесия в организме. Кожа с помощью потовых желез участвует в выделении воды, солей, мочевины, мочевой кислоты, креатинина и др. Кожа в некоторой степени может компенсировать недостаточность функции почек при их заболевании. Количество воды, удаляемой кожей и легкими, в сумме составляет около 1 литра в сутки. 99% углекислого газа удаляется легкими и только 1% - кожей. Через кишечник выводятся непереваренные остатки пищи, соли кальция и тяжелых металлов, холестерин, желчные пигменты (билирубин) и вода. Органы мочевыделитльной системы человека Мочевыделительную систему человека составляют две железы - почки, и органы, служащие для проведения, накопления и выведения мочи: мочеточники, мочевой пузырь, мочеиспускательный канал Почки Почки - экскреторные органы, расположенные за брюшиной в поясничной области на задней стенке брюшной полости на уровне от XII грудного до I, II поясничных позвонков по бокам позвоночника. Правая почка лежит на 1,5 см ниже левой. Почка имеет бобовидную форму. Поверхность ее гладкая, темно-красного цвета. Почка имеет два полюса - верхний и нижний, два края - внутренний вогнутый и внешний выпуклый, две поверхности - переднюю и заднюю. На внутреннем крае почки располагаются ворота почки, через которые проходят почечная артерия, почечная вена, лимфатические сосуды, нервы и мочеточник. Масса каждой почки взрослого человека около 150 г, длина - около 10 см. Почка окружена собственной плотной соединительнотканной оболочкой в виде тонкой гладкой пленки, непосредственно прилегающей к веществу почки. Эта оболочка легко может быть отделена. Сверху этой оболочки располагается слой рыхлой жировой ткани, образующей жировую капсулу почки. Жировая капсула способствует амортизации, защите и более прочной фиксации почки в определенном положении. Важность этой функции жировой капсулы видна из следующего: при длительном голодании жир, как запасное питательное вещество, из жировой капсулы почек расходуется в последнюю очередь. Опущение почек - патология, возникающая из-за нарушения их правильного положения, ведет к затруднению кровоснабжения почек и нарушению их работы. К верхнему полюсу каждой почки прилегает эндокринная железа - надпочечник. На продольном разрезе, проведенном через почку, видно, что почка состоит из полости и собственно почечного вещества. Почечное вещество состоит из двух слоев: коркового и мозгового. Корковое вещество занимает периферическое положение, имеет толщину около 4 мм. Мозговое вещество занимает внутреннее положение и состоит из конических образований, называемых почечными пирамидами. Основаниями пирамиды обращены к периферии почки, а вершинами - в полость почки. Корковое вещество заходит в мозговое, образуя почечные столбы, разделяющие пирамиды. Полость почки занята малыми и большими чашечками и почечной лоханкой. Малых чашечек 8 – 9. Каждая малая чашечка охватывает вершину пирамиды. Объединяясь по несколько, образуют большие чашечки (их обыкновенно две - верхняя и нижняя). Большие чашечки сливаются в одну почечную лоханку, которая частично выступает из ворот почки. Микроскопическое строение почек Почка представляет собой сложную трубчатую железу. Структурной и функциональной единицей почки является нефрон. Нефрон имеет вид тонкой трубки микроскопического диаметра длиной около 30 - 50 мм. В каждой почке около миллиона нефронов. Нефрон начинается расширенным участком, называемым капсулой нефрона, или капсулой Шумлянского-Боумена. Капсула представляет собой двустенную чашечку или бокальчик. Стенки капсулы образованы однослойным эпителием, причем ее внутренний слой - это плоский эпителий. Капсула плотно охватывает капиллярныйклубочек. Этот клубочек начинается приносящей артериолой и заканчивается выносящей артериолой. Диаметр приносящей артериолы больше, чем выносящей, поэтому в капиллярном клубочке создается повышенное давление. Капиллярный клубочек вместе с капсулой, охватывающей его, образует почечное (мальпигиево) тельце. Почечные тельца лежат в корковом слое почек и заметны невооруженным глазом в виде мелких красных точек. От капсулы почечного тельца начинается извитой каналец первого порядка (проксимальный каналец), который продолжается в петлю Генле. За петлей следует извитой каналец второго порядка (дистальный каналец), переходящий во вставочный отдел. Петля Генле лежит в мозговом слое почки. Стенки нефрона образованы однослойным эпителием, форма клеток которого различна в разных его участках (например, стенка извитого канальца первого порядка образована мерцательным эпителием). Кровеносные сосуды почек Кровь в почку поступает по почечной артерии, отходящей от брюшной аорты. Около 25 % крови, выталкивающейся левым желудочком, поступает в почки, что составляет примерно 1,5 тысячи литров за сутки. Почечная артерия в почках распадается на систему мелких артерий вплоть до уровня приносящих артериол почечных телец, дающих начало капиллярному клубочку. Выносящая артериола каждого почечного тельца распадается на систему капилляров, образующих сеть вокруг нефрона. Из этой сети формируются венулы и вены, сливающиеся в итоге в почечную вену. Таким образом, в почках имеются две системы капилляров: капилляры почечных телец, в которых не происходит смены крови с артериальной на венознуюкапилляры, охватывающие канальцы нефронов, в которых происходит смена крови с артериальной на венозную. Первая сеть обеспечивает фильтрацию крови, вторая - обменные процессы в почках. Искусственная почка Удаление почек у животных или резкое нарушение их функции у человека в короткое время может привести к смерти из-за отравления конечными продуктами обмена. Для временной замены функции почек (при отравлениях, операциях на почке) создан аппарат, получивший название искусственная почка. С его помощью из крови удаляются те продукты, которые обычно выводятся почками. Работа этого аппарата основана на ультрафильтрации крови через полупроницаемую перегородку, изготовленную из целлофана. В целлофановой трубке течет кровь, а вокруг нее находится нагретый до 37, 5 0 С солевой раствор определенного состава. Ряд веществ, растворенных в крови, переходит в солевой раствор. Таким путем за час удается извлечь из крови от 6 г до 16 г мочевины. Подключая искусственную почку 2-3 раза в неделю, удается поддерживать жизнь больных с нарушением функции почек в течение нескольких лет или же до восстановления функции почек. Мочеиспускание При наполнении мочевого пузыря возникает позыв к мочеиспусканию. Непроизвольный центр мочеиспускания находится в пояснично-крестцовой части спинного мозга. Опорожнение мочевого пузыря происходит рефлекторно. Произвольная задержка мочеиспускания отсутствует у новорожденных детей. Она начинает появляться к концу первого года жизни и упрочивается к двум годам, когда вырабатывается условный рефлекс задержки мочеиспускания. Высшие корковые центры, регулирующие мочеиспускание, находятся в лобных долях головного мозга. Мочеточник От почки отходит мочеточник, начинающийся от почечной лоханки. Он идет вниз по задней брюшной стенке и впадает снизу в мочевой пузырь. Длина мочеточников около 30 см. В состав стенки мочеточника входит гладкая мышечная ткань, составленная продольными и кольцевыми волокнами. Перистальтические сокращения мускулатуры способствуют передвижению мочи в мочевой пузырь. Мочевой пузырь Мочевой пузырь - это забрюшинный орган, лежащий в брюшной полости, в области малого таза и служит для накопления мочи. Средняя емкость его около 500 - 700 мл и подвержена большим индивидуальным колебаниям. Когда мочевой пузырь пуст, он лежит целиком в полости малого таза. При наполнении его верхняя часть поднимается выше лобка, доходя в случаях сильного растяжения до уровня пупка. Внутренняя поверхность мочевого пузыря покрыта слизистой оболочкой, эпителий которой имеет название уротелий. Мышечный слой образован гладкой мышечной тканью. Мочеиспускательный канал Начинается от дна мочевого пузыря и представляет собой трубку, мышечная стенка которой образует два сфинктера: верхний непроизвольный, образованный гладкой мышечной тканью и нижний, произвольный, образованный поперечнополосатой мышечной тканью. У мужчин он более узкий и длинный, у женщин более короткий и широкий. Мочеобразование. Водный баланс организма. За сутки организм получает в среднем около 2500 мл воды в виде питья и с твердой пищей. Около 150 мл воды образуется в процессе метаболизма. Для постоянства количества воды в организме приход ее должен соответствовать расходу. Главную роль в выведении воды играют почки. Суточный диурез (мочевыделение) равен в среднем 1500 мл. Остальная вода выводится легкими (около 500 мл), кожей (около 400 мл) и небольшое количество с калом. Кровоснабжение почек Каждую минуту через почки походит около 1, 2 литра крови, что составляет до 25 % крови, поступающей в аорту. Масса почек у человека составляет 0,43% массы тела, поэтому очевиден исключительно высокий уровень кровоснабжения почек (для сравнения: в пересчете на 100 г ткани кровоток для почки составляет 430 мл/мин, коронарной системы сердца - 66, головного мозга - 53 ). 91 - 93% крови, поступающей в почки, проходит через корковое вещество. Важной особенностью почечного кровоснабжения является то, что кровоток в них остается постоянным при изменении артериального давления более чем в два раза (например, с 90 до 190 мм рт. ст.) Поскольку почечные артерии отходят от брюшной аорты, в них высок уровень артериального давления. Клубочковая фильтрация (образование первичной мочи) Образование первичной мочи Первый этап образования мочи в почках начинается с фильтрации плазмы крови в почечных клубочках. При этом жидкая часть крови проходит через стенку капилляров в полость капсулы почечного тельца. Возможность фильтрации обеспечена рядом анатомических особенностей: клетки эндотелия капилляров плоские, особенно они тонки по своей периферии и имеют в этих частях поры, через которые, однако, не проходят молекулы белка из-за их крупных размеров внутренняя стенка капсулы Шумлянского - Боумена образована плоскими эпителиальными клетками, которые также не пропускают только крупные молекулы. Основной силой, обеспечивающей возможность фильтрации в почечных клубочках, является высокое давление в них за счет: высокого давления в почечной артерии разности диаметра приносящей и выносящей артериол почечного тельца. Давление в капиллярах тельца около 60 - 70 мм рт. ст., а в капиллярах других тканей оно равно 15-30 мм рт. ст. Профильтровавшаяся плазма легко поступает в капсулу нефрона, так как в капсуле давление низкое - около 30 мм рт. ст. В полость капсулы из капилляров фильтруется вода и все растворенные в плазме вещества, за исключением крупномолекулярных соединений. Неорганические соли, органические соединения, такие, как мочевина, мочевая кислота, глюкоза, аминокислоты и др. свободно проходят в полость капсулы. Белки с высокой молекулярной массой в норме не проходят в полость капсулы и остаются в крови. Жидкость, профильтровавшаяся в полость капсулы, называется первичной мочой. Почки человека за сутки образуют 150 - 180 литров первичной мочи. Образование вторичной мочи Второй этап образования мочи – это обратное всасывание (реабсорбция), протекает в извитых канальцах и петле Гнеле. Первичная моча, проходя по ним, подвергается процессу обратного всасывания (реабсорбции). Реабсорбция осуществляется пассивно по принципу осмоса и диффузии и активно самим клетками стенки нефрона. Значение этого процесса состоит в том, чтобы вернуть в кровь все жизненно важные вещества и в необходимых количествах и вывести конечные продукты обмена, токсические и чужеродные вещества. В начальном участке нефрона всасываются органические вещества: аминокислоты, глюкоза, низкомолекулярные белки, витамины, ионы Na + , K + , Ca ++ , Mg ++ , вода и многие другие вещества. В последующих участках нефрона всасываются только вода и ионы. Третий этап – секреция: помимо обратного всасывания, в канальцах нефрона происходит активный процесс секреции, т.е. выделение из крови в просвет нефрона некоторых веществ, выполняемый клетками стенок нефрона. В результате секреции из крови в мочу поступает креатинин, лекарственные вещества. Итогом обратного всасывания и секреции является образование вторичной мочи, состав которой очень сильно отличается от первичной мочи. Во вторичной моче высока концентрация мочевины, мочевой кислоты, ионов хлора, магния, натрия, калия, сульфатов, фосфатов, креатинина. Около 95% вторичной мочи составляет вода, 5% - сухой остаток. В сутки образуется около 1,5 литров вторичной мочи. Регуляция мочеобразования. Регуляция работы почек, как важного органа, поддерживающего гомеостаз, осуществляется нервным, гуморальным путем и саморегуляцией. Почки обильно снабжены волокнами симпатической нервной системы и парасимпатической (окончания блуждающего нерва). При раздражении симпатических нервов уменьшается количество притекающей к почкам крови, давление в клубочках падает, в результате мочеобразование уменьшается. Резко уменьшается образование мочи при болевых раздражениях из-за резкого сужения сосудов. Раздражение блуждающего нерва приводит к усилению мочеобразования. Однако даже при полном пересечении всех нервов, подходящих к почке, она продолжает работать почти нормально, что свидетельствует о высокой способности почки к саморегуляции. Саморегуляция осуществляется выработкой самой почкой биологически активных веществ: ренина, эритропоэтина, простагландинов. Эти вещества регулируют кровоток в почках, процессы фильтрации и всасывания. Гуморальная регуляция работы почек осуществляется рядом гормонов: вазопрессин (антидиуретическийгормон), вырабатываемый гипоталамусом, усиливает обратное всасывание воды в канальцах нефронов; -альдостерон - гормон коры надпочечников - усиливает всасывание ионов Na + и К + тироксин - гормон щитовидной железы - усиливает мочеобразование; адреналин - гормон надпочечников – вызывает уменьшение мочеобразования; Лекция 18 Иммунитет В процессе эволюции у человека выработалась способность противостоять различным генетически чужеродным агентам. Это свойство организма носит название иммунитет. Основоположниками учения об иммунитете являются выдающийся русский ученый И.И. Мечников, открывший способность лейкоцитов к фагоцитозу и немецкий бактериолог П. Эрлих, установивших химическую природу иммунологических реакций. Оба ученые за совместные работы по изучению иммунитета были удостоены Нобелевской премии в 1908 году. По механизму иммунной реакции выделяют разные виды иммунитета: гуморальный неспецифический осуществляется за счет определенных защитных веществ плазмы крови и других сред организма; ими являются интерферон, пропердин, лизоцим, которые разрушают различные антигены; гуморальный специфический осуществляется за счет активности антител; клеточный неспецифический обеспечивается фагоцитарной активностью лейкоцитов; клеточный специфический обеспечивается связыванием и разрушением антигена Т-лимфоцитами. По другим принципам выделяют виды иммунитета: врожденный - генетическая устойчивость организма против чужеродных агентов, в том числе против возбудителей определенных инфекционных заболеваний; приобретенный - иммунитет, сформировавшийся в течение жизни в результате перенесенного инфекционного заболевания или в результате вакцинирования; естественный это врожденный иммунитет, а также иммунитет, приобретенный после перенесенного инфекционного заболевания, и иммунитет за счет антител матери, поступающих к плоду и к ребенку от матери во время грудного вскармливания; искусственный устойчивость организма к инфекционным заболеваниям сформированная в результате вакцинации или введения лечебной сыворотки; постоянный - это врожденная устойчивость организма против антигенов, а также устойчивость к повторному заболеванию инфекционной болезнью; временный - иммунитет против определенных антигенов, существующий некоторое время (ведение лечебной сыворотки или способность повторно болеть определенными инфекционными заболеваниями; активный - в этом случае организм сам вырабатывает антитела; пассивный - организм получает готовые антитела из лечебной сыворотки, через плаценту или грудное молоко. Лечебная сыворотка - это очищенная плазма крови человека или животного, в которой содержатся определенные антитела против определенных возбудителей инфекционных заболеваний. Вакцина - это специальный профилактический препарат, содержащий ослабленных или убитых возбудителей инфекционных заболеваний или их токсины. Первым в истории человечества использовал метод прививки английский врач Эдвард Дженнер. Он специально заражал людей коровьей оспой, и впоследствии эти люди не болели натуральной оспой. Большой вклад в разработку вакцин и внедрению метода вакцинации внес выдающийся французский микробиолог Луи Пастер; благодаря его исследованиям был найден способ защиты от тяжелых смертельных инфекционных заболеваний (сибирской язвы, бешенства). В настоящее время благодаря массовой вакцинации (иммунизации) практически не встречаются многие тяжелые инфекции. СПИД. Синдром приобретенного иммунодефицита человека ВИЧ-инфекция, подобно пожару, охватила сейчас все континенты. За необычайно короткое время она стала проблемой номер один для Всемирной организации здравоохранения и ООН, оттеснив на второе место рак и сердечнососудистые заболевания. Ни одна болезнь не задавала ученым такие серьезные загадки за столь короткое время: неожиданность появления и быстрота распространения ВИЧ, уникальность его изменчивости, какова вероятность встраивания генов ВИЧ в наследственный аппарат зародышевых клеток и др. Термин СПИД впервые появился в еженедельном отчете о заболеваемости и смертности Международного Центра по контролю за заболеваемостью в 1982 году. СПИД - эпидемическое заболевание человека, поражающее иммунную систему, в настоящее время является одним из наиболее опасных инфекционных заболеваний человека. Как и все инфекционные заболевания, СПИД характеризуется следующими чертами: вызывается живыми возбудителями, обладает заразностью, имеет скрытый период и специфические симптомы болезни, в ответ на которую вырабатывается иммунитет. У человека регистрируется достаточно большой спектр иммунодефицитов разного происхождения, но в данном случае иммунодефицит вызывается вполне определенной конкретной причиной. СПИД развивается в результате заражения человека вирусом иммунодефицита человека - ВИЧ, относящемуся к группе ретровирусов, которая объединяет РНК-содержащие вирусы. Вирус иммунодефицита был открыт спустя 2,5 года после первых публикаций о новом заболевании благодаря совместной работе ученых пастеровского института в Париже и американских ученых из Национального института рака. Особенности вируса Вирус имеет сферическую форму диаметром 100 - 150 нм (0,0001мм). Наружная оболочка вируса состоит из бимолекулярного слоя липидов и происходит из клеточной мембраны клетки-хозяина. В эту оболочку встроены рецепторные образования, по виду напоминающие грибы. "Шляпка" гриба образована четырьмя молекулами гликопротеида, который обладает сродством к особым молекулам наружной мембраны Т-лимфоцитовхелперов. "Ножка" гриба состоит из четырех молекул гликопротеида, которые встроены в оболочку вируса. Под наружной оболочкой вируса располагается сердцевина вируса, имеющая форму усеченного конуса она образована белком (этот белок составляет капсид вируса). Внутри сердцевины располагается две идентичные молекулы вирусной РНК, связанные с низкомолекулярными белками. Каждая молекула РНК состоит из 10 тыс. пар оснований и имеет 9 генов, которые несут информацию, необходимую для продукции белка, управляющего способностью вируса инфицировать клетку, реплицироваться и вызывать заболевание. В сердцевине кроме РНК имеются ферменты: обратная транскриптаза, эндонуклеаза и протеаза. Обратная транскриптаза обеспечивает передачу информации с вирусной РНК на синтезируемую в клетке-хозяине вирусную ДНК: вирусная РНК используется как матрица, на которой стоится по принципу комплементарности нить ДНК (ДНК- минус), а затем достраивается другая нить ДНК (ДНК-плюс) вместе они образуют ДНК-копию вирусного генома. (Кстати: открытие обратной транскрипции, т.е. передачи наследственной информации не по классической схеме ДНК - РНК, а от РНК к ДНК стало настоящей сенсацией в биологии в конце 60-х годов). Эндонуклеаза производит встраивание вирусной ДНК в геном клетки-хозяина, в результате чего происходит образование провируса. Протеаза контролирует образование новых вирусов внутри клеткихозяина. В настоящее время известны два типа вируса иммунодефицита человека: ВИЧ-1 и ВИЧ-2, которые имеют некоторые антигенные отличия. Как и все ретровирусы, ВИЧ характеризуется высокой изменчивостью. Она в 5 раз превышает изменчивость вируса гриппа, в 100 раз выше, чем изменчивость вируса гепатита В. Высокая изменчивость вируса приводит к постоянному появлению новых вариантов ВИЧ. Считают, что в организме человека по мере прогрессирования заболевания происходит эволюция вируса от менее вирулентного к более вирулентному (вирулентность - степень выраженности болезнетворности). ВИЧ нестоек во внешней среде. Он погибает при нагревании до 56,5 о 9С в течение 30 минут и при кипячении в течение 1- 5 минут, а также под действием дезинфекторов в концентрациях, обычно используемых в практике: 3% перекись водорода, 5% лизол, 20% спирт, эфир, ацетон. Вирус относительно устойчив к ультрафиолетовым лучам и ионизирующей радиации. Гипотезы происхождения ВИЧ По поводу происхождения ВИЧ в литературе много данных, порою противоречивых и не всегда полных. Споры продолжаются. Вирус создан искусственно в конце 70-х годов текущего столетия посредством методов генной инженерии В естественных условиях может иметь антропогенное происхождение ВИЧ существовал у людей с древних времен и эволюционировал вместе с человеком в глухих уголках Центральной Африки ВИЧ циркулировал и вызывал эндемичное заболевание СПИД длительное время, а затем через о. Гаити попал в США и в последующем довольно быстро распространился на все континенты ВИЧ - не африканского происхождения, а существовал в странах умеренного климата (Сев. Америка, Европа) и в силу слабой патогенности вызывал заболевания, практически не диагностируемые как СПИД. ВИЧ происходит в результате мутаций обезьяньего вируса иммунодефицита, принадлежащего к той же группе ретровирусов, что и ВИЧ. Статистика распространенности СПИДа По данным ВОЗ на конец 1994 года в мире зарегистрировано 17 миллионов ВИЧинфицированных, причем 66% из них находится в Африке. В разных слоях населения частота выявленного ВИЧ составляет: среди мужчин-гомосексуалистов - 60 - 90 %, Среди наркоманов, употребляющих наркотики внутривенно - 30 - 40%. В настоящее время стремительно растет процент заражения среди наркоманов. В Алтайском крае на 1 декабря 2000 года зарегистрировано 521 ВИЧинфицированный, из них в г. Бийске - 484 человека. Механизм действия и пути заражения человека ВИЧ избирательно поражает Т4-лимфоциты-хелперы крови человека . Это клетки иммунной памяти, в них происходит размножение вируса. Против самого вируса полноценный иммунный ответ не развивается. Несмотря на то, что в организме инфицированных людей вырабатываются антитела, специфичные к определенным структурам вируса (по их наличию можно определить наличие заражения), они не в состоянии предотвратить развитие болезни. В этом заключается еще одна особенность СПИДа. В настоящее время источником заражения является ВИЧ-инфицированный или больной СПИДом человек. Вирус передается только при попадании биологических жидкостей (кровь, сперма, влагалищные выделения, слюна, грудное молоко, слезная жидкость) в кровь здорового человека. Инфекция передается четырьмя путями : половым, от матери к плоду через плаценту, при грудном вскармливании, через кровь при переливании или использовании необработанного медицинского инструментария. Ведущим фактором риска являются наркомания, проституция, гомосексуализм, частая смена половых партнеров. Передача вируса воздушно-капельным путем, через слюну и укусы насекомых не доказана. Течение заболевания и меры профилактики Для СПИДа характерен очень длинный инкубационный период, в среднем составляющий 5 лет (от 2-3 месяцев до 10 -15 лет). Антитела к ВИЧ в крови человека регистрируются через 2 недели - 3 месяца после заражения. Основным признаком заболевания является резкое снижение защитных сил организма, и на этом фоне развиваются характерные сопутствующие болезни: прогрессирующее поражение ЦНС, раковые заболевания. Гарантией профилактики СПИДа является здоровый образ жизни, крепость брачных уз и семьи, негативное отношение к половой распущенности, случайным половым связям. Использование презервативов - особая мера профилактики. Для внутривенных инъекций использовать только разовые шприцы, проводить исследование донорской крови на наличие ВИЧ. СПИД пока остается неизлечимым заболеванием, не создана против СПИДа, поэтому профилактика - единственная возможность избежать его. Лимфатическая система По сосудам лимфатической системы движется лимфа. Этот процесс называется лимфообращением. Значение лимфатической системы и лимфообращения Обеспечивает дополнительный отток жидкости из межклеточных пространств и поступление ее в кровеносное русло. Поддерживает постоянство объема и состава тканевой жидкости. Принимает участие в гуморальной регуляции функций, транспортируя биологически активные вещества (например, гормоны). Всасывание различных веществ в лимфу и их транспортировку (например, всасывание питательных веществ из кишечника). Участвует в иммунологических реакциях, обезвреживая различные антигены (бактерии, вирусы, токсины и др.) Строение лимфатической системы Лимфатическая система человека состоит из лимфатических сосудов, лимфатических узлов и лимфатических протоков. Лимфатические сосуды начинаются слепо замкнутыми лимфатическими капиллярами, лежащими в межклеточных пространствах различных органов и тканей. Лимфатических капилляров нет в костной, нервной ткани и в эпидермисе кожи. Диаметр лимфатических капилляров значительно больше, чем кровеносных (от 10 до 100 микрон), и проницаемость их стенок выше. Стенки лимфатических капилляров могут сильно растягиваться, всасывая большое количество межклеточной жидкости. При слиянии нескольких капилляров образуется лимфатический сосуд. Лимфатические сосуды имеют строение стенки такое же, как и кровеносные вены, в том числе на внутренне стенке располагаются многочисленные клапаны, препятствующие обратному движению лимфы. Лимфатические сосуды проводят лимфу только от тканей в сторону сердца, поэтому по функциям являются лимфатическими венами. По ходу лимфатических сосудов они многократно прерываются особыми расширениями лимфатическими узлами, размеры которых от просяного зерна до крупного семени фасоли. Количество крупных лимфатических узлов у человека около 460. Большое их количество сосредоточено вдоль кишечника и дыхательных путей, в подколенных ямках, в паховой и подмышечной области. Лимфатические узлы имеют округлую форму с сильно складчатой внутренней стенкой. Узел образован лимфоидной тканью, в которой образуется В-лимфоциты и Т - лимфоциты. Лимфоциты вырабатывают различные антитела. В лимфатических узлах имеются клетки, обладающие фагоцитарной активностью. В лимфатических узлах скорость движения лимфы замедляется, что способствует обеззараживанию лимфы с помощью антител. Самыми крупными лимфатическими сосудами являются два лимфатических протока: правый и грудной. Грудной собирает лимфу из правой руки, правой половины головы и шеи, из верхней правой части грудной клетки. Грудной проток собирает лимфу из остальной части тела. Лимфатические протоки впадают в крупные вены большого круга кровообращения вблизи сердца, в основном это подключичные вены (правая и левая) в месте их слияния. Лимфа, ее состав и свойства Лимфа - это жидкая соединительная ткань, межклеточным веществом которой является лимфатическая плазма, а форменными элементами являются лимфоциты. Как и плазма крови, лимфатическая плазма содержит компоненты свертывающей системы и способна свертываться. Лимфа образуется в результате всасывания избытка тканевой жидкости в лимфатические капилляры. Тканевая жидкость, в свою очередь, образуется из плазмы крови, которая поникает из кровеносных капилляров. Таким образом, в организме человека существует непрерывный процесс поступления некоторого количества жидкой части крови в межклеточные пространства и обратное ее возвращение в кровь в виде лимфы. Движение лимфы очень медленное - около 0,3 мм/мин и происходит благодаря сокращению скелетных мышц и стенок лимфатических сосудов. Лимфа может быть прозрачной или мутноватой, желтоватого или беловатого цвета. Это зависит от того, от какого органа она оттекает, в какое время суток она образовалась, при каком физиологическом состоянии организма. Таким образом, химический состав лимфы непостоянен. Благодаря высокой проницаемости лимфатических капилляров именно с лимфой из межклеточных пространств выносятся крупные молекулы, особенно белковые и липидные. Суточное количество образующейся лимфы у человека около 1,5 - 2,0 литров.
