Пищеварительная система. 1 пищеварение - это сложный физиологический процесс, заключающийся в механической и химической обработке пищи

1 Пищеварение - это сложный физиологический процесс, заключающийся в механической и химической обработке пищи, всасывании питательных веществ, выделении не переварившихся остатков пищи. В соответствии с этим пищеварительная система выполняет четыре основные функции: секреторную, моторную, всасывательную и выделительную. Секреторная функция заключается в выработке пищеварительных соков железистыми клетками, входящими в состав пищеварительных желез. Моторная функция обеспечивается сокращениями мышц, входящих в состав стенок пищеварительного тракта и заключается в механическом измельчении пищи, ее перемешивании и продвижении по пищеварительному тракту. Всасывательная функция - это поступление продуктов ферментативного расщепления (питательных веществ) в кровь и лимфу через стенку отделов пищеварительной системы. Выделительная функция - это выведение из пищеварительного тракта не переварившихся и не усвоенных веществ, а также некоторых продуктов обмена.

Пищеварительные соки обеспечивают увлажнение, разжижение пищи, создают определенную среду (рН) и содержат воду, слизь, пищеварительные ферменты, некоторые биологически активные вещества, минеральные соли и др. вещества. По действием пищеварительных ферментов сложные полимерные молекулы пищевых веществ расщепляются до более простых, которые могут всасываться в кровь и лимфу и усваиваться клетками.

2 На всем протяжении стенка полых органов пищеварительного тракта состоит из четырех оболочек: слизистой, подслизистой, мышечной и серозной (в желудке и кишечнике) или соединительнотканной (в органах, лежащих вне полости брюшины, например, в глотке и пищеводе)

Слизистая оболочка выполняет функции переваривания и всасывания, имеет наиболее сложное строение и состоит из трех слоев - эпителиальной выстилки, собственной и мышечной пластинок.

Эпителиальный слой обращен в просвет органа. В зависимости от расположения эпителий может быть многослойным (ротовая полость, глотка, пищевод, каудальная часть прямой кишки) или однослойным (желудок, кишечник). Многослойный эпителий выполняет преимущественно защитную роль, тогда как с однослойным эпителием связаны функции секреции и всасывания. Эпителий укреплен на рыхлой соединительной ткани, в которую включены железы и лимфоидные образования. В слизистой оболочке лежит большое количество желез. Многочисленные одноклеточные железы (бокаловидные клетки) встречаются в слизистой оболочке всех органов пищеварения и выделяют слизь. Многоклеточные железы могут лежать в пределах слизистой оболочки (в пищеводе и желудке) или заходить в подслизистый слой (в пищеводе и двенадцатиперстной кишке). Наконец, некоторые железы лежат за пределами желудочно-кишечного тракта, но развиваются из его эпителиальной выстилки (печень, поджелудочная железа, слюнные железы). Через выводные протоки секрет желез поступает в просвет пищеварительного канала. Все железы имеют хорошо развитое кровоснабжение, что является непременным условием их нормального функционирования.

Собственная пластинка слизистой оболочки образована рыхлой волокнистой соединительной тканью. С помощью коллагеновых, эластических и ретикулярных волокон она соединена с базальной мембраной эпителия с одной стороны и с мышечной пластинкой с другой. Благодаря такому строению и расположению собственная пластинка выполняет опорную функцию. Кроме того, в ее составе присутствуют многочисленные лимфатические фолликулы диаметром до 1 мм. Они образуют скопления в виде небольших бляшек или рассеяны поодиночке. Лимфоциты и плазматические клетки, образующиеся в фолликулах, вырабатывают антитела, нейтрализующие соответствующие антигены. В собственной пластинке хорошо развита сосудистая сеть. Кровеносные и лимфатические сосуды подходят к эпителию, в них всасываются питательные вещества (в кишечнике). Кроме того, из кровеносных сосудов диффундируют вещества, которые включаются в состав секрета желез.

Мышечная пластинка слизистой оболочки состоит из двух тонких пластов гладкой мышечной ткани и отделяет собственную пластинку слизистой оболочки от подслизистого слоя. В тонком кишечнике, где слизистая оболочка образует ворсинки, от мышечной пластинки к эпителию на вершине ворсинок отходят мелкие пучки гладкомышечных клеток. Их сокращение позволяет ворсинкам изменять форму.

Подслизистый слой образован рыхлой соединительной тканью. Он позволяет слизистой оболочке собираться в складки и обеспечивает ее подвижность. При отсутствии этого слоя (спинка языка, десны, твердое небо) слизистая оболочка неподвижна. В этом слое располагается сплетение безмиелиновых нервных волокон, называемое подслизистым или мейснеровым. Большинство этих волокон происходит из превертебральных сплетений симпатической нервной системы. Среди волокон рассеяны интрамуральные парасимпатические нейроны.

Мышечная оболочка обеспечивает подвижность органа и передвижение его содержимого от ротового отверстия к анальному. Она состоит из двух слоев гладких мышечных волокон: внутреннего - циркулярного и наружного - продольного. В глотке, начальной части пищевода и концевой части прямой кишки на месте гладкой мышечной ткани развивается поперечно-полосатая. В мышечной оболочке находится еще одно сплетение вегетативной нервной системы - межмышечное или ауэрбахово. В его состав входят преганглионарные волокна парасимпатической системы, относящиеся к блуждающему нерву (за исключением дистального отдела толстой кишки). Эти волокна оканчиваются на постганглионарных нервных клетках, отростки которых идут к мышцам. В состав сплетения входят также симпатические нервные волокна

превертебральных ганглиев, которые контактируют непосредственно с гладкомышечными клетками. Волокна этого сплетения регулируют сокращение гладких мышц стенки желудочно-кишечного тракта.

 

Соединительнотканная оболочка покрывает снаружи стенку органов (глотку, пищевод). Она образована рыхлой соединительной тканью, которая связывает ее с соседними органами. Такая оболочка называется адвентициальной. Если поверхность органа покрыта брюшиной, она образует серозную оболочку. В этом случае последняя покрыта мезотелием. Оболочки несут защитную функцию, по ним к органам подходят кровеносные и лимфатические сосуды и нервы.

3Строение и функции желудка

 

Желудок расположен в верхней части брюшной полости и состоит из входной части - кардиального отверстия (кардия), основной части - свода (дно), средней части органа - тела (корпус). Заканчивается желудок пилорической (антральной) частью, которая отделена от желудка привратниковым сфинктером.

 

Ужелудка различают 2 вида кривизны: малую, обращенную к печени, и большую, обращенную к селезенке. Стенка желудка состоит из наружного слоя (серозная оболочка) и трех внутренних слоев: мышечного, подслизистого и слизистой оболочки.

 

В области тела желудка расположены железы, обеспечивающие желудочное пищеварение посредством выделения пепсина и соляной кислоты.

 

В слизистой оболочке желудка (в антральном отделе) имеются клетки, вырабатывающие слизь, которая играет защитную роль, создавая барьер, препятствующий самоперевариванию слизистой оболочки желудка.

Основные функции желудка - секреторно-пищеварительная и моторная. Кроме того, он выполняет всасывательную и выделительную функции. Секреторная функция заключается в выделении желудочного сока. Этот процесс определяется приемом пищи и осуществляется в несколько фаз: рефлекторный акт (выделение желудочных соков под влиянием условных и безусловных рефлексов), стимуляция главных клеток гастрином (гормон, вызывающий образование пепсиногена и соляной кислоты).

 

Большое значение в процессе пищеварения имеет моторная функция, поскольку в покое желудок сокращается лишь изредка, а во время глотания сокращения прекращаются и в дальнейшем возникают перистальтические движения, приводящие к измельчению пищи и ее продвижению в двенадцатиперстную кишку.

 

Функция сфинктера-привратника заключается в отделении желудка от двенадцатиперстной кишки. Это осуществляется особым запирательным рефлексом со стороны двенадцатиперстной кишки, возникающим при попадании в нее кислого содержимого или жира.

 

Проглоченная пища в желудке располагается слоями по мере ее поступления. Причем наружные слои перевариваются и поступают в двенадцатиперстную кишку раньше, чем находящиеся ближе к центру желудка.

 

4 Строение и функции кишечника

 

КИШЕЧНИК начинается от привратника и заканчивается задним проходом, являясь главным отделом пищеварительного тракта. В нем происходит переваривание пищи и всасывание продуктов ее расщепления. Кроме того, кишечник осуществляет двигательную функцию.

 

Из брыжеечных артерий кишечник снабжается кровью, с помощью которой вырабатывается ряд биологически активных веществ, оказывающих влияние на пищеварительный процесс и обеспечивающих его координацию. Регуляция деятельности кишечника происходит также через ветви блуждающего нерва и симпатическую нервную систему посредством нервных сплетений слизистой оболочки.

 

Кишечник делится на 3 отдела: двенадцатиперстную, тонкую и толстую кишку. Из кишечника пища поступает в двенадцатиперстную кишку, где подвергается действию поджелудочного сока, желчи, поступающей из печени, а также сока желез (расположенных в слизистой оболочке двенадцатиперстной кишки), которые расщепляют жиры и белки.

5 Печень - самая крупная железа нашего организма. Состоит она из двух неравных долей: правой - большей и левой - меньшей (кроме того, различают совсем небольшую третью - квадратную долю, к которой примыкает снизу желчный пузырь). Вес печени около 1,5 кг. Располагается она в правом подреберье, в верхнем отделе брюшной полости. Печеночная ткань состоит из множества долек, которые образуются из печеночньгх эпителиальных клеток, располагающихся рядами в виде так называемых балок. По одной стороне этих "балок" располагаются желчные капилляры, по другой - кровеносные сосуды.

 

Желчные капилляры собираются во внутрипеченочные желчные ходы, вливающиеся в более крупные протоки. Из правой и левой долей печени выходят правый и левый печеночные протоки, вскоре объединяющиеся в один общий печеночный проток. От общего печеночного протока отходит ветвь к желчному пузырю - пузырный проток; дальнейшая его часть, спускающаяся к двенадцатиперстной кишке, носит название общего желчного протока. Вместе с панкреатическим потоком, идущим от поджелудочной железы, общий желчный проток входит в фатерову капсулу двенадцатиперстной кишки.

 

Верхняя поверхность печени выпуклая и прилежит к диафрагме, нижняя - вогнута и примыкает к нижележащим органам. Печень - железистый орган, состоящий из отдельных долек. Печеночные дольки состоят из печеночных клеток и кровеносных капилляров. В центре дольки находится центральная вена. Стенки внутридольковых капилляров образованы эндотелиальными клетками звездчатой формы (так называемые купферовские клетки), которые обладают способностью поглощать из крови циркулирующие в ней вещества, захватывать и переваривать бактерии, остатки красных кровяных телец, капли жира. В междольковой соединительной ткани проходят артерия, вена, желчный проток, нервы и лимфатические сосуды. Междольковые артерии и вена распадаются на капилляры, которые со всех сторон входят в дольку. В печень притекает артериальная кровь по печеночной артерии, и венозная - по воротной вене. Та и другая кровь проходит по системе кровеносных капилляров в дольках печени и собирается в центральные вены. Последние, сливаясь, образуют более крупные венозные стволы - собирательные вены, которые впадают в печеночные вены, несущие кровь от печени в нижнюю полую вену.

6 Строение и функции поджелудочной железы

 

Поджелудочная железа - крупная пищеварительная и эндокринная железа, находится позади желудка, на задней стенке живота, на уровне нижних грудных (XI, XII) и верхних поясничных (I, II) позвонков. В проекции на брюшную стенку поджелудочная железа располагается на 5-10 см выше уровня пупка. Поджелудочная железа состоит из трех расположенных последовательно справа налево отделов: головки, тела и хвоста. Между головкой и телом находится небольшая суженная часть - шейка. В поджелудочной железе различают переднюю и заднюю поверхности, а в области тела - еще и нижнюю поверхность и три края: передний, верхний и нижний. Длина поджелудочной железы 16-22 см, ширина 3-9 см (в области головки), толщина 2-3 см; масса 70-80 г. Внешне форма железы напоминает лежащую латинскую букву S. Проток поджелудочной железы проходит от ее хвоста до головки, располагаясь в толще ее вещества. По пути прохождения протока в него впадают вторичные протоки из окружающих долей железы. Дойдя до правого края головки, проток открывается в двенадцатиперстную кишку, соединившись с общим желчным протоком в печеночно-поджелудочную ампулу. В области верхней части головки нередко имеется второй, добавочный проток поджелудочной железы, который открывается отдельным устьем выше основного на вершине малого сосочка двенадцатиперстной кишки.

 

Поджелудочная железа состоит из двух типов ткани, выполняющих совершенно разные функции. Собственно ткань поджелудочной железы составляют мелкие дольки - ацинусы, каждый из которых снабжен своим выводным протоком. Эти мелкие протоки сливаются в более крупные, в свою очередь впадающие в вирсунгов проток - главный выводной проток поджелудочной железы. Дольки почти целиком состоят из клеток, секретирующих сок поджелудочной железы (панкреатический сок, от лат. pancreas - поджелудочная железа). Панкреатический сок содержит пищеварительные ферменты. Из долек по мелким выводным протокам он поступает в главный проток, который впадает в двенадцатиперстную кишку. Между дольками вкраплены многочисленные группы клеток, не имеющие выводных протоков - это так называемые островки Лангерганса. Общее количество островков колеблется в пределах от одного до двух млн., а диаметр каждого 100- 300 мкм. Островковые клетки выделяют гормоны инсулин и глюкагон.

 

Поджелудочная железа имеет одновременно эндокринную и экзокринную функции, т.е. осуществляет внутреннюю и внешнюю секрецию. Экзокринная функция железы - участие в пищеварении.

 

Пищеварение. Часть железы, участвующая в пищеварении, через главный проток секретирует панкреатический сок прямо в двенадцатиперстную кишку. Экзокринная часть железы вырабатывает у человека в течении суток 500-700 мл панкреатического сока. Он содержит 4 необходимых для пищеварения фермента: амилазу, превращающую крахмал в сахар; трипсин и химотрипсин - протеолитические (расщепляющие белок) ферменты; липазу, которая расщепляет жиры; и реинин, створаживающий молоко. Таким образом, сок поджелудочной железы играет важную роль в переваривании основных питательных веществ.

 

Эндокринные функции. Островки Лангерганса функционируют как железы внутренней секреции (эндокринные железы), выделяя непосредственно в кровоток глюкагон и инсулин - гормоны, регулирующие метаболизм углеводов. Инсулин оказывает многостороннее влияние на организм. Гормон способствует превращению глюкозы в гликоген, жир, усиливает обмен углеводов в мышцах. Инсулин обладает анаболическим действием. Кроме того, он способствует образованию гепатоцитами и липоцитами триглицеридов из свободных жирных кислот. Глюкагон, подобно инсулину, усиливает образование триглицеридов из жирных кислот, но одновременно стимулирует их окисление в гепа-тоцитах, в связи с чем образуются кетоновые тела. Постоянный уровень глюкозы в крови в пределах 0,8-1,0 г/л регулируются инсулином и глюкагоном. При повышении концентрации глюкозы в крови, протекающей через поджелудочную железу, секреция инсулина клетками увеличивается и уровень глюкозы в крови уменьшается.

7 Отверстия, которые ведут в полость глотки, полость носа и полость рта, окружены скоплениями лимфоиднои ткани, которая представлена миндалинами. Имеются парные миндалины: трубная миндалина (tonsilla tubaria), нёбная миндалина (tonsilla palatima) и непарные: язычная миндалина (tonsilla limgualis) и глоточная миндалина (tonsilla pharyngea). Комплекс этих миндалин образует лимфоэпителиальное кольцо. Миндалины относят к органам иммунной системы, они выполняют защитную функцию, являясь барьером на пути проникновения инфекции.

 

 

Мышечный слой глотки построен из скелетных мышц. Различают мышцы, сжимающие просвет глотки — циркулярные (мышцы- сжиматели, или констрикторы), и мышцы, расширяющие просвет глотки — продольные (подниматели глотки, или дилататоры).

 

 

8)Лимфоидные образования в стенках толстой и тонкой кишок имеют анатомические особенности. Строение и иммунологическая функция этих органов соответствуют физиологическому назначению тонкой и толстой кишок. Не останавливаясь на их строении, которое существенно различается, считаем необходимым остановиться на функции этих органов. В тонкой кишке происходят основные и завершающие процессы пищеварения. Здесь отделяются шлаки, которые уплотняются в толстой кишке и в конечном итоге удаляются из организма. У тонкой кишки через эпителий и подлежащие ткани из просвета пищеварительной трубки в кровеносное и лимфатическое русло всасываются продукты расщепления белков, жиров и углеводов. В процессе всасывания все эти вещества, поступающие извне, в стенке кишечника подвергаются иммунному контролю.

Рассматривая строение и функции лимфоидных образований органов пищеварительной системы, особенно тонкой и толстой кишок, следует также учитывать их микроструктуру. Наряду с постоянно присутствующими в просвете кишечника микроорганизмами, которых особенно много в просвете толстой кишки, могут встречаться и патогенные (болезнетворные) микроорганизмы. «Нормальная» микрофлора, создающая микробный антагонизм (который ведет к подавлению популяции патогенных микробов), а также выполняющая витаминсинтезирующую и другие функции, влияет на активность лимфоидного аппарата органов пищеварения. На границе двух сред обитания микрофлоры — тонкой и толстой кишок — находится подвздошно-слепокишечное отверстие с одноименной заслонкой (баугиниевой), являющееся как бы воротами, которые пропускают пищевые массы из тонкой кишки в толстую. По одну сторону этой заслонки находится тонкая кишка с ее лимфоидным аппаратом, включающим лимфоидные (пейеровы) бляшки, одиночные лимфоидные узелки и диффузно расположенные лимфоциты, а по другую — одиночные лимфоидные узелки. Здесь же, у начала толстой кишки, располагается червеобразный отросток с его лимфоидными узелками.

Ассоциированная со слизистой оболочкой кишечника лимфоидная ткань формируется за счет В- и Т-лимфоцитов, NK-клеток, макрофагов, тучных клеток и эозинофилов. В соответствующих пропорциях они распределяются интраэпителиально, в собственной пластинке слизистой оболочки и в групповых лимфатических фолликулах (пейеровых бляшках). Как отмечалось выше, в стенках тонкой кишки различают одиночные лимфоидные узелки и лимфоидные бляшки, или, по Международной анатомической номенклатуре, групповые, обобщенные лимфоидные (лимфатические) узелки (nodi lymphatici aggregate. Ранее в литературе их называли пейеровыми бляшками. Они являются принадлежностью исключительно тонкой, главным образом подвздошной кишки, в стенках которой они расположены.

Лимфоидные бляшки построены не только из узелков. В них включена также диффузная лимфоидная ткань. На ранних этапах развития (у 5—6-месячных плодов), а также у людей старше 50—60 лет бляшки состоят преимущественно из диффузной лимфоидной ткани с единичными узелками, а иногда и без них. Лимфоидные бляшки имеют форму возвышающихся над поверхностью слизистой оболочки пластинок. А. М. У гол ев, Н. Н. Иезуитов и Н. М. Тимофеева (1992) рассматривают их как структуры, инициирующие иммунную деятельность тонкой кишки.

Групповые лимфоидные узелки тонкой кишки
Лимфоидные бляшки (групповые лимфоидные узелки) представляют собой скопления диффузной лимфоидной ткани и лимфоидных узелков, плотно прилежащих друг к другу и расположенных в слизистой оболочке и подслизистой основе тонкой кишки. Макроскопически со стороны просвета кишки бляшки представляют собой образования, слегка возвышающиеся над поверхностью слизистой оболочки.

Поверхность бляшек в детском и юношеском возрасте неровная, бугристая, так как лимфоидные узелки в составе бляшки возвышаются, выступают по отношению друг к другу неодинаково. Поперечник некоторых бугорков достигает 1,5—2 мм. На поверхности бляшек в указанном возрасте видны крате-роподобные углубления, а также бугорки между ними, которые, как показал К. М. Батуев (1967), принадлежат лимфоидным узелкам, находящимся под эпителием. Углубления, являющиеся устьями крипт, заходят довольно глубоко внутрь бляшки между узелками. Лимфоидные узелки при этом оказываются на уровне устья крипты, охватывая ее (на гистологическом препарате) с двух сторон.

10) У взрослого человека в течение суток образуется и выделяется около 2-2,5 л желудочного сока. Желудочный сок имеет кислую реакцию (рН 1,5- 1,8). В его состав входят вода - 99% и сухой остаток - 1%. Сухой остаток представлен органическими и неорганическими веществами.
Главный неорганический компонент желудочного сока - соляная кислота, которая находится в свободном и связанном с протеинами состоянии. Соляная кислота выполняет ряд функций:
1) способствует денатурации и набуханию белков в желудке, что облегчает их последующее расщепление пепсинами; 2) активирует пепсиногены и превращает их в пепсины; 3) создает кислую среду, необходимую для действия ферментов желудочного сока; 4) обеспечивает антибактериальное действие желудочного сока; 5) способствует нормальной эвакуации пищи из желудка: открытию пилорического сфинктера со стороны желудка и закрытию со стороны 12-перстной кишки; 6)возбуждает панкреатическую секрецию.
Кроме того, в желудочном соке содержатся следующие неорганические вещества: хлориды, бикарбонаты, сульфаты, фосфаты, натрий, калий, кальций, магний и др.
В состав органических веществ входят протеолитические ферменты, главную роль среди которых играют пепсины. Пепсины выделяются в неактивной форме в виде пепсиногенов. Под влиянием соляной кислоты они активируются. Оптимум протеазной активности находится при рН 1,5-2,0. Они расщепляют белки до альбумоз и пептонов. Гастриксин гидролизует белки при рН 3,2-3,5. Реннин (химозин) вызывает створаживание молока в присутствии ионов кальция, так как переводит растворимый белок казеиноген в нерастворимую форму - казеин.
В желудочном соке имеются также и непротеолитические ферменты. Желудочная липаза мало активна и расщепляет только эмульгированные жиры. В желудке продолжается гидролиз углеводов под влиянием ферментов слюны. Это становится возможным потому, что пищевой комок, попавший в желудок, пропитывается кислым желудочным соком постепенно, И в это время во внутренних слоях пищевого комка в щелочной среде продолжается действие ферментов слюны.
В состав органических веществ входит лизоцим, обеспечивающий бактерицидные свойства желудочного сока. Желудочная слизь, содержащая муцин, защищает слизистую оболочку желудка от механических и химических раздражении и от самопереваривания. В желудке вырабатывается гастромукопротеид, или внутренний фактор Касла. Только при наличии внутреннего фактора возможно образование комплекса с витамином В12, участвующего в эритропоэзе. В желудочном соке содержатся также аминокислоты, мочевина, мочевая кислота.

11) Пищеварение — процесс механической и химической обработки пищи. Химическое расщепление питательных веществ на составляющие их простые компоненты, которые могут пройти сквозь стенки пищеварительного канала, осуществляется под действием ферментов, входящих в состав соков пищеварительных желез (слюнных, печени, поджелудочной и т. д.). Процесс пищеварения осуществляется поэтапно, последовательно. В каждом из отделов пищеварительного тракта своя среда, свои условия, необходимые для расщепления определенных компонентов пищи (белков, жиров, углеводов). Пищеварительный канал, общая длина которого составляет 8 – 10 м, состоит из следующих отделов:
1. Ротовая полость — в ней располагаются зубы, язык и слюнные железы. В ротовой полости пища механически измельчается с помощью зубов, ощущается ее вкус и температура, формируется пищевой комок с помощью языка. Слюнные железы через протоки выделяют свой секрет — слюну, и уже в ротовой полости происходит первичное расщепление пищи. Фермент слюны птиалин расщепляет крахмал до сахара.
2. Глотка имеет воронковидную форму и соединяет ротовую полость и пищевод. Она состоит из трех отделов: носовой части (носоглотки), ротоглотки и гортанной части глотки. Глотка участвует в проглатывании пищи, это происходит рефлекторно.
3. Пищевод — верхняя часть пищеварительного канала, представляет собой трубку длиной 25 см. Верхняя часть трубки состоит из поперечно-полосатой, а нижняя — из гладкой мышечной ткани. Трубка выстлана плоским эпителием. Пищевод транспортирует пищу в полость желудка.
4. Желудок — расширенная часть пищеварительного канала, стенки состоят из гладкой мышечной ткани, выстланы железистым эпителием. Железы вырабатывают желудочный сок. Основная функция желудка — переваривание пищи.
5. Пищеварительные железы: печень и поджелудочная железа. Печень вырабатывает желчь, которая поступает в кишечник во время пищеварения. Поджелудочная железа также выделяет ферменты, расщепляющие белки, жиры, углеводы и вырабатывает гормон инсулин.
6. Кишечник начинается двенадцатиперстной кишкой, в которую открываются протоки поджелудочной железы и желчного пузыря.
7. Тонкий кишечник — самая длинная часть пищеварительной системы. Слизистая оболочка образует ворсинки, к которым подходят кровеносные и лимфатические капилляры. Через ворсинки происходит всасывание.
8. Толстый кишечник имеет длину 1,5 м, он вырабатывает слизь, содержит бактерии, расщепляющие клетчатку. Конечный отдел — прямая кишка — заканчивается анальным отверстием, через которое удаляются непереваренные остатки пищи

ОБМЕН ВЕЩЕСТВ

1) Метаболи́зм (от греч. μεταβολή — «превращение, изменение»), или обмен веществ — набор химических реакций, которые возникают в живоморганизме для поддержания жизни. Эти процессы позволяют организмам расти и размножаться, сохранять свои структуры и отвечать на воздействия окружающей среды. Метаболизм обычно делят на две стадии: в ходе катаболизма сложные органические вещества деградируют до более простых; в процессах анаболизма с затратами энергии синтезируются такие вещества, как белки, сахара, липиды и нуклеиновые кислоты.

Обмен веществ происходит между клетками организма и межклеточной жидкостью, постоянство состава которой поддерживается кровообращением: за время прохождения крови в капиллярах через проницаемые стенки капилляров плазма крови 40 раз полностью обновляется с интерстициальной жидкостью. Серии химических реакций обмена веществ называют метаболическими путями, в них при участии ферментов одни биологически значимые молекулы последовательно превращаются в другие. Ферменты играют важную роль в метаболических процессах потому, что:

§ действуют как биологические катализаторы и снижают энергию активации химической реакции;

§ позволяют регулировать метаболические пути в ответ на изменения среды клетки или сигналы от других клеток.

Особенности метаболизма влияют на то, будет ли пригодна определенная молекула для использования организмом в качестве источника энергии. Так, например, некоторые прокариоты используют сероводород в качестве источника энергии, однако этот газ ядовит для животных.^[1] Скорость обмена веществ также влияет на количество пищи, необходимой для организма.

Основные метаболические пути и их компоненты одинаковы для многих видов, что свидетельствует о единстве происхождения всех живых существ.^[2] Например, некоторые карбоновые кислоты, являющиеся интермедиатами цикла трикарбоновых кислот присутствуют во всех организмах, начиная от бактерий и заканчивая многоклеточными организмами эукариот.^[3] Сходства в обмене веществ, вероятно, связаны с высокой эффективностью метаболических путей, а также с их ранним появлением в истории эволюции.^[4][5]

2) Белки занимают ведущее место среди органических элементов, на их долю приходится более 50 % сухой массы клетки. Они выполняют ряд важнейших биологических функций.
Вся совокупность обмена веществ в организме (дыхание, пищеварение, выделение) обеспечивается деятельностью ферментов, которые являются белками. Все двигательные функции организма обеспечиваются взаимодействием сократительных белков — актина и миозина.
Поступающий с пищей из внешней среды белок служит пластической и энергетической целям. Пластическое значение белка состоит в восполнении и новообразовании различных структурных компонентов клетки. Энергетическое значение заключается в обеспечении организма энергией, образующейся при расщеплении белков.
В тканях постоянно протекают процессы распада белка с последующим выделением из организма неиспользованных продуктов белкового обмена и наряду с этим — синтез белков. Таким образом, белки организма находятся в динамическом состоянии: из-за непрерывного процесса их разрушения и образования происходит обновление белков, скорость которого неодинакова для различных тканей. С наибольшей скоростью обновляются белки печени, слизистой оболочки кишечника, а также других внутренних органов и плазмы крови. Медленнее обновляются белки, входящие в состав клеток мозга, сердца, половых желез и еще медленнее — белки мышц, кожи и особенно опорных тканей (сухожилий, костей и хрящей).

 

Физиологическое значение аминокислотного состава пищевых белков и их биологическая ценность

Для нормального обмена белков, являющихся основой их синтеза, необходимо поступление с пищей в организм различных аминокислот. Изменяя количественное соотношение между поступающими в организм аминокислотами или исключая из рациона ту или иную аминокислоту, можно по состоянию азотистого баланса, росту, массе тела и общему состоянию животных судить о значении для организма отдельных аминокислот. Экспериментально установлено, что из 20 входящих в состав белков аминокислот 12 синтезируются в организме — заменимые аминокислоты, а 8 не синтезируются — незаменимые аминокислоты.
Без незаменимых аминокислот синтез белка резко нарушается и наступает отрицательный баланс азота, останавливается рост, уменьшается масса тела. Для людей незаменимыми аминокислотами являются лейцин, изолейцин, валин, метионин, лизин, треонин, фенилаланин, триптофан.
Белки обладают различным аминокислотным составом, поэтому и возможность их использования для синтетических нужд организма неодинакова. В связи с этим было введено понятие биологической ценности белков пищи. Белки, содержащие весь необходимый набор аминокислот в таких соотношениях, которые обеспечивают нормальные процессы синтеза, являются белками биологически полноценными. Наоборот, белки, не содержащие тех или иных аминокислот или содержащие их в очень малых количествах, являются неполноценными. Так, неполноценными белками являются желатина, в которой имеются лишь следы цистина и отсутствуют триптофан и тирозин; зеин (белок, находящийся в кукурузе), содержащий мало триптофана и лизина; глиадин (белок пшеницы) и гордеин (белок ячменя), содержащие мало лизина; и некоторые другие. Наиболее высока биологическая ценность белков мяса, яиц, рыбы, икры, молока.
В связи с этим пища человека должна не просто содержать достаточное количество белка, но обязательно иметь в своем составе не менее 30% белков с высокой биологической ценностью, т. е. животного происхождения.
У людей встречается форма белковой недостаточности, развивающаяся при однообразном питании продуктами растительного происхождения с малым содержанием белка. При этом возникает заболевание, получившее название «квашиоркор». Оно встречается среди населения стран тропического и субтропического пояса Африки, Латинской Америки и Юго-Восточной Азии. Этим заболеванием страдают преимущественно дети в возрасте от 1 года до 5 лет.
Биологическая ценность одного и того же белка для разных людей различна. Вероятно, она не является какой-то определенной величиной, а может изменяться в зависимости от состояния организма, предварительного пищевого режима, интенсивности и характера физиологической деятельности, возраста, индивидуальных особенностей обмена веществ и других факторов.
Практически важно, чтобы два неполноценных белка, один из которых не содержит одних аминокислот, а другой — других, в сумме могли обеспечить потребности организма.
Азотистый баланс

Это соотношение количества азота, поступившего в организм с пищей и выделенного из него. Так как основным источником азота в организме является белок, то по азотистому балансу можно судить о соотношении количества поступившего и разрушенного в организме белка. Количество азота, поступившего с пищей, всегда больше количества усвоенного азота, так как часть его теряется с калом.
Усвоение азота вычисляют по разности содержания его в принятой пище и в кале. Зная количество усвоенного азота, легко вычислить общее количество усвоенного организмом белка, так как в белке содержится в среднем 16% азота, т. е. 1 г азота содержится в 6,25 г белка. Следовательно, умножив найденное количество азота на 6,25, можно определить количество усвоенного белка.
Для того чтобы установить количество разрушенного белка, необходимо знать общее количество азота, выведенного из организма. Азотсодержащие продукты белкового обмена (мочевина, мочевая кислота, креатинин и др.) выделяются преимущественно с мочой и частично с потом. В условиях обычного, неинтенсивного потоотделения количество азота в поте можно не принимать во внимание, поэтому для определения количества распавшегося в организме белка обычно находят количество азота в моче и умножают на 6,25.Между количеством азота, введенного с белками пищи, и количеством азота, выводимым из организма, существует определенная связь. Увеличение поступления белка в организм приводит к увеличению выделения азота из организма. У взрослого человека при адекватном питании, как правило, количество введенного в организм азота равно количеству азота, выведенного из организма. Это состояние получило название азотистого равновесия. Если в условиях азотистого равновесия повысить количество белка в пище, то азотистое равновесие вскоре восстановится, но уже на новом, более высоком уровне. Таким образом, азотистое равновесие может устанавливаться при значительных колебаниях содержания белка в пище.
В случаях, когда поступление азота превышает его выделение, говорят о положительном азотистом балансе. При этом синтез белка преобладает над его распадом. Устойчивый положительный азотистый баланс наблюдается всегда при увеличении массы тела. Он отмечается в период роста организма, во время беременности, в периоде выздоровления после тяжелых заболеваний, а также при усиленных спортивных тренировках, сопровождающихся увеличением массы мышц. В этих условиях происходит задержка азота в организме (ретенция азота).
Белки в организме не депонируются, т. е. не откладываются в запас, поэтому при поступлении с пищей значительного количества белка только часть его расходуется на пластические цели, большая же часть — на энергетические цели.
Когда количество выведенного из организма азота превышает количество поступившего азота, говорят об отрицательном азотистом балансе. Отрицательный азотистый баланс отмечается при белковом голодании, а также в случаях, когда в организм не поступают отдельные необходимые для синтеза белков аминокислоты.
Распад белка в организме протекает непрерывно. Степень распада белка обусловлена характером питания. Минимальные затраты белка в условиях белкового голодания наблюдаются при питании углеводами. В этих условиях выделение азота может быть в 3—З1/2 раза меньше, чем при полном голодании. Углеводы при этом выполняют сберегающую белки роль.
Распад белков в организме, происходящий при отсутствии белков в пище и достаточном введении всех других питательных веществ (углеводы, жиры, минеральные соли, вода, витамины), отражает те минимальные траты, которые обусловлены основными процессами жизнедеятельности. Эти наименьшие потери белка для организма в состоянии покоя, пересчитанные на 1 кг массы тела, были названы Рубнером коэффициентом изнашивания. Коэффициент изнашивания для взрослого человека равен 0,028—0,075 г азота на 1 кг массы тела в сутки.
Отрицательный азотистый баланс развивается при полном отсутствии или недостаточном количестве белка в пище, а также при потреблении пищи, содержащей неполноценные белки. Не исключена возможность дефицита белка при нормальном поступлении, но при значительном увеличении потребности в нем организма. Во всех этих случаях имеет место белковое голодание.
При белковом голодании даже в случаях достаточного поступления в организм жиров, углеводов, минеральных солей, воды и витаминов происходит постепенно нарастающая потеря массы тела, зависящая от того, что затраты тканевых белков (минимальные в этих условиях и равные коэффициенту изнашивания) не компенсируются поступлением белков с пищей, поэтому длительное белковое голодание в конечном счете, так же как и полное голодание, неизбежно приводит к смерти. Особенно тяжело переносит белковое голодание растущий организм, у которого в этом случае происходит не только потеря массы тела, но и остановка роста, обусловленная недостатком пластического материала, необходимого для построения клеточных структур.
Регуляция обмена белков

Нейроэндокринная регуляция обмена белков осуществляется рядом гормонов.
Соматотропный гормон гипофиза во время роста организма стимулирует увеличение массы всех органов и тканей. У взрослого человека он обеспечивает процесс синтеза белка за счет повышения проницаемости клеточных мембран для аминокислот, усиления синтеза РНК в ядре клетки и подавления синтеза катепсинов — внутриклеточных протеолитических ферментов.
Существенное влияние на белковый обмен оказывают гормоны щитовидной железы — тироксин и трийодтиронин. Они могут в определенных концентрациях стимулировать синтез белка и благодаря этому активизировать рост, развитие и дифференциацию тканей и органов.
Гормоны коры надпочечников — глюкокортикоиды (гидрокортизон, кортикостерон) усиливают распад белков в тканях, особенно в мышечной и лимфоидной. В печени же глюкокортикоиды, наоборот, стимулируют синтез белка

 

.3) Основная роль углеводов определяется их энергетической функцией. Глюкоза крови является непосредственным источником энергии в организме. Быстрота ее распада и окисления, а также возможность быстрого извлечения из депо обеспечивают экстренную мобилизацию энергетических ресурсов при стремительно нарастающих затратах энергии в случаях эмоционального возбуждения, при интенсивных мышечных нагрузках и др.Уровень глюкозы в крови составляет 3,3—5,5 ммоль/л (60— 100 мг%) и является важнейшей гомеостатической константой организма. Особенно чувствительной к понижению уровня глюкозы в крови (гипогликемия) является ЦНС. Незначительная гипогликемия проявляется общей слабостью и быстрой утомляемостью. При снижении уровня глюкозы в крови до 2,2—1,7 ммоль/л (40— 30 мг%) развиваются судороги, бред, потеря сознания, а также вегетативные реакции: усиленное потоотделение, изменение просвета кожных сосудов и др. Это состояние получило название «гипогликемическая кома». Введение в кровь глюкозы быстро устраняет данные расстройства. Изменения углеводов в организме. Глюкоза, поступающая в кровь из кишечника, транспортируется в печень, где из нее синтезируется гликоген. При перфузии изолированной печени раствором, содержащим глюкозу, количество гликогена в ткани печени увеличивается.

Гликоген печени представляет собой резервный, т. е. отложенный в запас, углевод. Количество его может достигать у взрослого человека 150—200 г. Образование гликогена при относительно медленном поступлении глюкозы в кровь происходит достаточно быстро, поэтому после введения небольшого количества углеводов повышения содержания глюкозы в крови (гипергликемия) не наблюдается. Если же в пищеварительный тракт поступает большое количество легко расщепляющихся и быстро всасывающихся углеводов, содержание глюкозы в крови быстро увеличивается. Развивающуюся при этом гипергликемию называют алиментарной, иначе говоря — пищевой. Ее результатом является глюкозурия, т. е. выделение глюкозы с мочой, которое наступает в том случае, если уровень глюкозы в крови повышается до 8,9— 10,0 ммоль/л (160—180 мг%).

При полном отсутствии углеводов в пище они образуются в организме из продуктов распада жиров и белков.

По мере убыли глюкозы в крови происходят расщепление гликогена в печени и поступление глюкозы в кровь (мобилизация гликогена). Благодаря этому сохраняется относительное постоянство содержания глюкозы в крови.

Гликоген откладывается также в мышцах, где его содержится около 1—2%. Количество гликогена в мышцах увеличивается в случае обильного питания и уменьшается во время голодания. При работе мышц под влиянием фермента фосфорилазы, которая активируется в начале мышечного сокращения, происходит усиленное расщепление гликогена, являющегося одним из источников энергии мышечного сокращения.

Захват глюкозы разными органами из притекающей крови неодинаков: мозг задерживает 12% глюкозы, кишечник— 9%, мышцы — 7%, почки — 5% (Е. С. Лондон).

Распад углеводов в организме животных происходит как бескислородным путем до молочной кислоты (анаэробный гликолиз), так и путем окисления продуктов распада углеводов до СО2 и Н2O.

Регуляция обмена углеводов. Основным параметром регулирования углеводного обмена является поддержание уровня глюкозы в крови в пределах 4,4—6,7 ммоль/л. Изменение содержания глюкозы в крови воспринимается глюкорецепторами, сосредоточенными в основном в печени и сосудах, а также клетками вентромедиального отдела гипоталамуса. Показано участие ряда отделов ЦНС в регуляции углеводного обмена.

Выраженным влиянием на углеводный обмен обладает инсулин — гормон, вырабатываемый β-клетками островковой ткани поджелудочной железы. При введении инсулина уровень глюкозы в крови снижается. Это происходит за счет усиления инсулином синтеза гликогена в печени и мышцах и повышения потребления глюкозы тканями организма. Инсулин является единственным гормоном, понижающим уровень глюкозы в крови, поэтому при уменьшении секреции этого гормона развиваются стойкая гипергликемия и последующая глюкозурия (сахарный диабет, или сахарное мочеизнурение).

4)

Жировой обмен в организме человека состоит из трёх этапов 1. Переваривание и всасывание жиров в желудке и кишечнике 2. Промежуточный обмен жиров в организме 3. Выделение жиров и продуктов их обмена из организма. Жиры входят в состав большой группы органических соединений - липиды, поэтому понятие "жировой обмен веществ" и "липидный обмен веществ" являются синонимы. В организм взрослого человека в сутки поступает около 70 грамм жиров животного и растительного происхождения. В полости рта расщепление жиров не происходит, так как слюна не содержит ферментов для расщепления жиров.

Частичное расщепление жиров на составляющие (глицерин, жирные кислоты) начинается в желудке, но этот процесс идёт медленно вот по каким причинам:

· в желудочном соке взрослого человека активность фермента для расщепления жиров (липаза) очень невысокая

· кислотно - щелочной баланс в желудке не оптимальный для действия этого фермента

· в желудке отсутствуют условия для эмульгирования (расщепление на мелкие капельки) жиров, а липаза активно расщепляет жиры только в составе жировой эмульсии.

Поэтому у взрослого человека большая часть жиров проходит желудок без существенных изменений.

В отличие от взрослых у детей расщепление жиров в желудке происходит намного активнее.

Основная часть пищевых жиров подвергается расщеплению в верхнем отделе тонкого кишечника, под действием поджелудочного сока.

Успешное расщепление жиров возможно, если они предварительно распадаются на мелкие капельки. Это происходит под действием желчных кислот попадающих в двенадцатипёрстную кишку с желчью. В результате эмульгирования резко увеличивается поверхность жиров, что облегчает взаимодействие их с липазой

5) Водно-солевой обмен — совокупность процессов поступления воды и солей (электролитов) в организм, их всасывания, распределения во внутренних средах и выделения. Суточное потребление человеком воды составляет около 2,5 л, из них около 1 л он получает с пищей. В организме человека ²/₃ общего количества воды приходится на внутриклеточную жидкость и ¹/₃ — на внеклеточную. Часть внеклеточной воды находится в сосудистом русле (около 5% от массы тела), большая же часть внеклеточной воды находится вне сосудистого русла, это межуточная (интерстициальная), или тканевая, жидкость (около 15% от массы тела). Кроме того, различают свободную воду, воду, удерживаемую коллоидами в виде так называемой воды набухания, т.е. связанную воду, и конституционную (внутримолекулярную) воду, входящую в состав молекул белков, жиров и углеводов и освобождающуюся при их окислении. Разные ткани характеризуются различным соотношением свободной, связанной и конституционной воды. За сутки почками выводится 1—1,4 л воды, кишечником — около 0,2 л; с потом и испарением через кожу человек теряет около 0,5 л, с выдыхаемым воздухом — около 0,4 л.

Системы регуляции В.-с. о. обеспечивают поддержание общей концентрации электролитов (натрия, калия, кальция, магния) и ионного состава внутриклеточной и внеклеточной жидкости на одном и том же уровне. В плазме крови человека концентрация ионов поддерживается с высокой степенью постоянства и составляет (в ммоль/л): натрия — 130—156, калия — 3,4—5,3, кальция — 2,3—2,75 (в т.ч. ионизированного, не связанного с белками — 1,13), магния — 0,7—1,2, хлора — 97—108, бикарбонатного иона — 27, сульфатного иона — 1,0, неорганического фосфата — 1—2. По сравнению с плазмой крови и межклеточной жидкостью клетки отличаются более высоким содержанием ионов калия, магния, фосфатов и низкой концентрацией ионов натрия, кальция, хлора и ионов бикарбоната. Различия в солевом составе плазмы крови и тканевой жидкости обусловлены низкой проницаемостью капиллярной стенки для белков. Точная регуляция В.-с. о. у здорового человека позволяет поддерживать не только постоянный состав, но и постоянный объем жидкостей тела, сохраняя практически одну и ту же концентрацию осмотически активных веществ и кислотно-щелочное равновесие.

6) Витами́ны — группа низкомолекулярных органических соединений относительно простого строения и разнообразной химической природы. Это сборная по химической природе группа органических веществ, объединённая по признаку абсолютной необходимости их для гетеротрофного организма в качестве составной части пищи. Витамины содержатся в пище в очень малых количествах, и поэтому относятся к микронутриентам. Витамины участвуют во множестве биохимических реакций, выполняя каталитическую функцию в составе активных центров большого количества разнообразных ферментов либо выступая информационными регуляторными посредниками, выполняя сигнальные функции экзогенных прогормонов игормонов.

Они не являются для организма поставщиком энергии и не имеют существенного пластического значения. Однако витаминам отводится важнейшая роль вобмене веществ.

Концентрация витаминов в тканях и суточная потребность в них невелики, но при недостаточном поступлении витаминов в организм наступают характерные и опасные патологические изменения.

Большинство витаминов не синтезируются в организме человека. Поэтому они должны регулярно и в достаточном количестве поступать в организм с пищей или в виде витаминно-минеральных комплексов и пищевых добавок. Исключения составляют витамин К, достаточное количество которого в норме синтезируется в толстом кишечнике человека за счёт деятельности бактерий, и витамин В3, синтезируемый бактериями кишечника из аминокислотытриптофана.

С нарушением поступления витаминов в организм связаны 3 принципиальных патологических состояния: недостаток витамина — гиповитаминоз, отсутствие витамина — авитаминоз, и избыток витамина — гипервитаминоз.

Известно около полутора десятков витаминов. Исходя из растворимости, витамины делят на жирорастворимые — A, D, E, F, K и водорастворимые — все остальные(B, C и др.). Жирорастворимые витамины накапливаются в организме, причём их депо являются жировая ткань и печень. Водорастворимые витамины в существенных количествах не депонируются (не накапливаются), и при избытке выводятся с водой. Это объясняет то, что гиповитаминозы довольно часто встречаются относительно водорастворимых витаминов, а гипервитаминозы — чаще наблюдаются относительно жирорастворимых витаминов.

Витамины отличаются от других органических пищевых веществ тем, что не включаются в структуру тканей и не используются организмом в качестве источника энергии (не обладают калорийностью).

7) Энергетический обмен — это совокупность химических реакций постепенного распада органических соединений, сопровождающихся высвобождением энергии, часть которой расходуется на синтез АТФ. Синтезированная АТФ становится универсальным источником энергии для жизнедеятельности организмов.Процессы расщепления органических соединений у аэробных организмов происходят в три этапа, каждый из которых сопровождается несколькими ферментативными реакциями. Участие ферментов снижает энергию активации химических реакций, благодаря чему энергия выделяется не сразу (как при зажигании спички), а постепенно.Первый этап — подготовительный. В желудочно-кишечном тракте многоклеточных организмов он осуществляется пищеварительными ферментами. У одноклеточных — ферментами лизосом. На первом этапе происходит расщепление белков до аминокислот, жиров до глицерина и жирных кислот, полисахаридов до моносахаридов, нуклеиновых кислот до нуклеотидов. Этот процесс называют пищеварением.Второй этап — бескислородный (гликолиз). Происходит в цитоплазме клеток. Главным источником энергии в клетке является глюкоза. Ее бескислородное расщепление называют анаэробным гликолизом. Он состоит из ряда последовательных реакций по превращению глюкозы в лактат. Его присутствие в мышцах хорошо известно уставшим спортсменам.В ходе гликолиза образуется большое количество энергии, часть которой рассеивается в виде тепла, а часть используется на синтез АТФ.Суммарное уравнение реакций гликолиза выглядит следующим образом:Молекула С₃Н₄О₃ — пировиноградная кислота, или пируват, может восстанавливаться до этилового спирта при спиртовом брожении у дрожжей или в клетке растений, а может превращаться в лактат, как это происходит у некоторых бактерий или в мышцах животных.Третий этап — кислородный, состоящий из цикла Кребса и окислительного фосфорилирования. Он стал возможным после накопления в атмосфере достаточного количества молекулярного кислорода. Происходит в митохондриях клеток

8). од основным обменом понимают минимальный уровень энергозатрат, необходимых для поддержания жизнедеятельности организма в условиях относительно полного физического, эмоционального и психического покоя. В состоянии относительного покоя энергия затрачивается на осуществление функций нервной системы, постоянно идущий синтез веществ, работу ионных насосов, поддержание температуры тела, деятельность дыхательной мускулатуры, гладких мышц, работу сердца и почек.

Энергозатраты организма возрастают при физической и умственной работе, психоэмоциональном напряжении, после приема пищи, при понижении температуры среды. Для того, чтобы исключить влияние перечисленных факторов на величину энергозатрат, определение основного обмена проводят в стандартных строго контролируемых условиях: утром, в положении лежа, при максимальном расслаблении мышц, в состоянии бодрствования, в условиях температурного комфорта (около 22 °С), натощак (через 12—14 ч после приема пищи). Полученные в таких условиях величины основного обмена характеризуют исходный «базальный» уровень энергозатрат организма.

Для взрослого человека среднее значение величины основного обмена равно 1 ккал/кг/ч (4,19 кДж). Следовательно, для взрослого мужчины массой 70 кг величина энергозатрат составляет около 1700 ккал/сут (7117 кДж), для женщин — около 1500 ккал/сут. Интенсивность основного обмена тесно связана с размерами поверхности тела, что обусловлено прямой зависимостью величины отдачи тепла от площади поверхности тела. У теплокровных организмов, имеющих разные размеры тела, с 1 м2 поверхности тела в окружающую среду рассеивается одинаковое количество тепла. На этом основании сформулирован закон поверхности тела, согласно которому энергетические затраты теплокровного организма пропорциональны величине поверхности тела.

9) Валовый (суммарный) обмен вещества и энергии. Законы сохранения вещества и энергии послужили теоретической основой для разработки важнейшего метода исследования обмена веществ и энергии —установления балансов, т.е. определения количества энергии и веществ, поступающих в организм и покидающих его в форме тепла и конечных продуктов обмена. Для определения баланса веществ необходимы достаточно точные химические методы и знание путей, по которым различные вещества выделяются из организма. Известно, что главными пищевыми веществами являются белки, липиды и углеводы. Как правило, для оценки содержания белков в пище и в продуктах распада достаточно определить количество азота, т.к. практически весь азот пищи находится в белках, в т.ч. в нуклеопротеинах; незначительным количеством азота, входящим в состав некоторых липидов и углеводов, в опытах по определению азотистого баланса можно пренебречь. Определение липидов и углеводов в пищевых продуктах требует специфических методов, что же касается конечных продуктов обмена липидов и углеводов, то это почти исключительно СО₂ и вода.

При анализе конечных продуктов обмена необходимо принимать во внимание пути выделения их из организма. Азот выделяется главным образом с мочой, но также и с калом и в небольшом количестве через кожу, волосы, ногти (см. Азотистый обмен). Углерод выделяется почти исключительно в форме СО₂ через легкие, но некоторое его количество выделяется с мочой и калом. Водород экскретируется в виде Н₂О преимущественно с мочой и через легкие (водяной пар), но также через кожу и с калом.

10) Терморегуляция — это способность животных организмов поддерживать температуру тела в определённых границах, даже если температура внешней среды сильно отличается. Этот процесс представляет собой один из аспектов гомеостаза — динамически изменяющегося состояния равновесия между внутренней средой организма животного и его внешним окружением. Раздел науки, изучающий такие процессы в зоологии, называется экофизиологией или физиологической экологией. Если организм не может поддерживать температуру в нормальных для данного вида организмов границах, и температура повышается значительно выше верхней границы нормы, такое состояние называется гипертермией. Если же температура снижается значительно ниже нижней границы нормы, такое состояние называется гипотермией.

ВЫДЕЛИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА

1) Из тела человека постоянно выводятся вредные и ненужные для жизнедеятельности организма вещества. Основная часть вредных веществ удаляется в виде мочи через почки. Кроме почек функцию выделения выполняют и другие органы человека – лёгкие, через которые удаляются двуокись углерода и вода; потовые железы, выделяющие воду, минеральные соли, небольшое количество органических веществ.

Почки предохраняют организм человека от отравления. У каждого человека две почки, которые расположены на уровне поясницы с обеих сторон позвоночника. Через почки каждые пять минут проходит вся кровь, содержащаяся в организме. Она приносит из клеток вредные вещества; в почках кровь очищается и, поступая в вены, направляется обратно к сердцу.

Вредные и ненужные вещества в почках растворяются в воде и выводятся из организма в виде мочи, которая сначала поступает в мочевой пузырь, а затем через мочеиспускательный канал выводится из тела. Почки, мочеточники, мочевой пузырь, мочеиспускательный канал образуют мочевыделительную систему.

2) Функция и работа органов - почки, мочевой пузырь, мочеточники, мочеиспускательный канал.

Работа клеток приводит к образованию вредных веществ, которые организму необходимо выводить. Эта задача решается путем всасывания одних веществ для повторного их использования и выведения наружу других. Выведение вредных продуктов осуществляется четырьмя путями: при дыхании, с потом, с калом и с помощью мочевыделительной системы. Последняя и является собственно выделительной системой, состоящей из сложного органа - почек, а также мочеточников, мочевого пузыря и мочеиспускательного канала.

Мочевыделительная, или экскреторная, система фильтрует кровь и выводит продукты метаболизма (обмена веществ), то есть продукты, появившиеся в результате преобразований, которые претерпевает съеденная пища до ее превращения в усвояемые вещества. Таким образом клетки получают необходимую энергию для выполнения своих функций, а вредные вещества через кровь поступают в почки.

3) Схема строения нефрона (клубочек и часть проксимального канальца — на разрезе): 1 — приносящая клубочковая артериола; 2 — выносящая клубочковая артериола; 3 — клубочковая капиллярная сеть; 4 — внутренняя и наружная части капсулы почечного клубочка (Шумлянского—Боумена); 5 — просвет капсулы; 6 — проксимальный каналец; 7 — нисходящая часть петли Генле; 8 — восходящая часть петли Генле; 9 — дистальный каналец; 10 — собирательная трубка.

4) Моча (urina) — биологическая жидкость, вырабатываемая почками и выделяемая из организма по мочевым путям. Образование и выделение М. является одним из важнейших механизмов поддержания постоянства внутренней среды организма. С мочой из организма выводятся конечные продукты обмена веществ (шлаки), избыток воды и солей, а также токсические вещества, поступающие в организм извне и образующиеся в нем при патологических состояниях.Химический состав М. сложен; он определяется соотношением проникновения в М. и реабсорбции в разных отделах нефрона (см. Почки)каждого из химических веществ, фильтруемых в клубочках почек из крови и секретируемых в канальцах. Некоторые вещества, практически не содержащиеся в крови, например аммиак, образуются в клетках канальцев и секретируются ими в мочу. Одни фильтруемые и секретируемые в М. вещества (креатинин, инулин и др.) практически не реабсорбируются, реабсорбция других (электролитов, оснований и др.) регулируется потребностями организма. Существует также группа веществ (сахара, аминокислоты и др.), которые фильтруются из плазмы в первичную М., но затем в норме почти полностью реабсорбируются в проксимальных канальцах, поэтому их количество в М. здорового человека незначительно. Эти вещества называют пороговыми, поскольку содержание таких веществ в М. в норме существенно увеличивается лишь в том случае, когда их концентрация в крови превышает определенный уровень (порог), за которым реабсорбция данного вещества тормозится. В норме количество некоторых веществ (сахара, белка и др.) в моче настолько мало, что применяемыми качественными реакциями они не определяются. Обнаружение этих веществ таким способом свидетельствует о повышении их концентрации в М. и требует исключения болезней, при которых оно наблюдается (например, сахарного диабета при обнаружении глюкозурии). Появление пороговых веществ в М. без повышения их концентрации в крови свидетельствует о нарушении механизма их реабсорбции в почках (генетически обусловленном или связанным с патологией почек). По скорости удаления с мочой из крови различных веществ, т.е. по их клиренсу, оценивают мочевыделительную функцию почек.

Количество выделившейся за сутки М. называется суточным диурезом, его объем зависит от количества выделяемой с М. воды. Величина диуреза должна обеспечивать выведение из организма образующихся азотистых шлаков и поступающих извне солей. Обычно суточный диурез составляет 1000—1800 мл. Он оценивается с учетом плотности М. и количества принятых за сутки воды и пищевых продуктов (100 г жира дают при сгорании около 100 мл воды, 100 г белка — около 40 мл воды, а 100 г углеводов — около 60 мл воды), а также внепочечного выделения воды (с потом, калом, при дыхании).

У детей раннего возраста диурез по отношению к массе тела в 4—6 раз больше, чем у взрослых. Лишь к 14—15 годам он приближается к относительной величине диуреза взрослого человека (18—20 мл на 1 кг массы тела за 24 ч).

При сборе М. для диагностического исследования необходимо соблюдать определенные правила. Для исследования разовой порции М. следует собирать утреннюю М. после гигиенического туалета области мочеиспускательного канала. Исследование должно производиться не позднее двух часов после сбора М., так как наличие в ней бактерий при более длительном стоянии М. может заметно изменить ее состав и свойства (реакция мочи становится щелочной, вследствие этого разрушаются эритроциты, цилиндры, растворяются лейкоциты). При невозможности быстро осуществить биохимическое исследование рекомендуется замораживание порции М. при -20°. Для исследования суточного объема М. в посуду, предназначенную для сбора М., следует помещать консерванты (например, кристаллик тимола или 5 мл 10% раствора тимола в изопропаноле на 100—150 мл мочи); при сборе М. для определения катехоламинов в нее добавляют 50 мл 10 н. раствора соляной кислоты. Для микробиологических исследований М. собирают в стерильную посуду.

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Цвет мочи в норме светло-желтый, обусловлен физиологическими пигментными веществами (урохромом, урозеином, уроэритрином и др.). При снижении диуреза в связи с усиленным потоотделением или при сухоядении суточный диурез уменьшается, концентрация пигментов в М. возрастает и цвет ее становится насыщенно-желтым. Бледноокрашенная М. наблюдается при полиурии. Цвет М. качественно изменяется при приеме некоторых лекарственных средств, например анальгина, ряда пищевых продуктов, а также при многих патологических состояниях. При инфекционных и опухолевых интоксикациях М. приобретает часто желто-коричневый цвет вследствие повышенного распада белков. Коричневато-желтой (цвета пива) М. становится при наличии в ней билирубин-глюкуронида (связанного билирубина), что является характерным симптомом паренхиматозной и механической желтухи. Значительная примесь крови придает М. красный цвет различных оттенков и интенсивности (макрогематурия), что наблюдается при гломерулонефрите, опухолях мочеполовых органов, мочекаменной болезни, свинцовой интоксикации; при этом М. бывает мутноватой, имеет вид мясных помоев. При приеме фенилина, ацетилсалициловой кислоты, анальгина, употреблении свеклы М. имеет розоватый оттенок, но прозрачна. Макроскопически бывает трудно отличить гематурин от гемоглобин- и миоглобинурии, при которых М. также имеет красный цвет, но в последних двух случаях при стоянии она может становиться коричневой и даже черной вследствие образующихся метгемоглобина и гемосидерина. Черная М. отмечается при меланосаркоме, алкаптонурии Зеленый оттенок придает М. индикан.

5) Кожа — самый большой орган выделения. Весь кожный покров — это единая функциональная система, которая участвует в регулировании обменных процессов и поддержании гомеостаза (равновесия) во всем организме. Основные функции кожи — защитная и обменная:

■ защитная — механическая, регенераторная, бактерицидная, терморегуляторная, рецепторная, образующая пигменты, иммунологическая;

■ обменная — синтез витамина D, участие в синтезе половых гормонов, накопление витамина А, участие в водном, белковом, жировом, минеральном, углеводном и других метаболических процессах (лишь немного уступает по интенсивности печени и мышцам).

Кожа также представляет собой орган, отражающий эмоциональное состояние человека: страх и радость, стыд и волнение. По коже можно судить о состоянии эмоций и здоровья человека.

При различных эмоциональн