Тема: Система иммунной защиты

3.

1.

Тема: Гомеостаз и адаптация как факторы, обеспечивающие функционирование систем организма в условиях взаимодействия с окружающей средой.

1.Определение и понятие гомеостаза. Основные константы.

2.Обмен веществ. Виды, особенности регуляции в условиях многофакторного воздействия.

3.Терморегуляция. Тепловой гомеостаз.

4.Функциональные особенности терморегуляции у работающих в металлургии при различных климатических условиях.

Гомеостаз – относительное динамическое постоянство внутренней среды организма и устойчивость его основных физиологических функций. Постоянство внутренней среды и устойчивость его основных физиологических функций характеризуют состояние нормального здорового организма. Любые «возмущающие» воздействия на организм: эмоциональные, физиологические, химические, физические – ведут к возникновению сложного комплекса реакций, основная задача которых – приспособить, адаптировать организм к изменившимся условиям, предотвратить или сгладить возможный сдвиг в составе и свойствах внутренней среды, не допустить изменений, несовместимых с жизнью.

Гомеостаз характеризуется рядом биологических констант, под котором понимают устойчивые количественные показатели, обеспечивающие нормальную жизнедеятельность организма. К ним относят:

1. РН – активную реакцию крови (7.36-7.42);

2. уровень сахара в крови (80 – 120 мг\%);

3. осмотическое давление плазмы крови (768.2 кПа);

4. артериальное давление(110-140\60-90 мм рт.ст.);

5. температура тела (36.6-36.7 оС).

Гомеостатическая реакция организма имеет приспособительный характер, т.е. должна адаптировать его к меняющимся внешним условиям. Например, количество сахара (глюкозы!) в крови поддерживают 7-8 механизмов. Так, снижение уровня сахара в крови вызывает возбуждение симпатической нервной системы. Это, в свою очередь, стимулирует выделение из мозгового вещества надпочечников адреналина. Доставляемый током крови к печени адреналин повышает активность ферментов, расщепляющих гликоген, депо для которого – печень. Образующаяся из гликогена глюкоза поступает в кровь, содержание сахара в крови нормализуется. Одновременно выделяется и ряд других гормонов с аналогичным действием.

Однако, функциональные возможности механизмов гомеостаза не беспредельны. При длительном пребывании организма в неблагоприятных условиях может прийти нарушение гомеостаза, в некоторых случаях несовместимое с жизнью.

Обмен веществ и энергии (метаболизм) – совокупность химических и физических превращений, происходящих в живом организме и обеспечивающих его жизнедеятельность. Энергия, освобождающаяся в процессе обмена, необходима для совершения работы, роста, развития и обеспечения структуры и функций всех клеточных элементов. Составляющими обмена веществ являются два процесса:

· ассимиляция – совокупность синтетических процессов при которых энергия расходуется (пластический обмен, анаболизм);

· диссимиляция – процесс распада соединений, при котором энергия высвобождается (энергетический процесс, катаболизм).

При расщеплении (окислении) органических веществ пищевых продуктов (до СО2 и Н2О) выделяется энергия разрываемых химических связей. Часть её переходит в механическую работу, другая используется для синтеза более сложных соединений и часть запасается в специальных макроэргических соединениях. Макроэргические – это такие соединения, в которых запасается много энергии – это аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) и креатинфосфат (КФ).

Виды обмена веществ в организме: обмен белков, жиров, углеводов, водно-солевой, витаминов. Все виды обмена имеют исключительно важное значение как для энергетических целей (работы), так и для физиологических, в т.ч. для поддержания гомеостаза. Для понимания энергетики обмена выделены две его основные составляющие:

· основной обмен;

· расход энергии при мышечной работе.

Основной обмен – минимальное количество энергии, необходимое для поддержания нормальной жизнедеятельности организма в состоянии полного покоя (при исключении всех внутренних и внешних влияний). Его определяют утром натощак в положении лежа на спине при комнатной температуре. Он зависит от возраста, пола, массы тела и в среднем составляет 4.2 кДж\ч на 1 кг массы тела; он приблизительно пропорционален поверхности тела. Основной обмен отражает расход энергии:

1. на постоянно протекающие химические процессы;

2. на работу внутренних органов: сердца, дыхательной мускулатуры, кишечника и т.п.;

3. на деятельность железисто-секреторного аппарата.

Мышечная деятельность вызывает повышение обмена веществ пропорционально тяжести выполняемой работы: легкая, средней тяжести, тяжелая. Так, медленная ходьба увеличивает расход энергии против цифр основного обмена в три раза, бег – в 40 раз.

Кроме мышечной работы, на величину энергетического обмена влияют следующие факторы:

внутренние:

· повышение функций щитовидной железы (базедова болезнь);

· инфекционные болезни, сопровождающиеся лихорадкой;

· прием пищи и процессы пищеварения: т.н. специфическое динамическое действие пищи,

внешние:

· температура внешней среды (изменения зависят от ее значений);

· барометрическое давление;

· освещение: для живых существ дневного образа жизни дневной свет повышает обмен.

Основной обмен у человека выше весной и ниже всего зимой.

Терморегуляция – система физиологических процессов, уравновешивающих величину образования и отдачи тепла в организме и обеспечивающая поддержание постоянной температуры тела: тепловой гомеостаз или изотермию. Определённый уровень температуры (36-37оС) является необходимым условием нормального протекания ферментативных процессов в тканях, выполнения различных функций в покое и при физической работе.

Человек относится к теплокровным (гомойотермным) существам, а изотермия обеспечивает независимость обменных процессов в организме от колебаний температуры окружающей среды. Обеспечивается же она взаимодействием двух процессов: теплопродукции и теплоотдачи, в совокупности обозначаемых как теплообмен. Теплопродукцию называют еще химической терморегуляцией, а теплоотдачу – физической.

Тепловой обмен в организме тесно связан с энергетическим обменом. Выделение энергии в форме тепла при расщеплении энергетических веществ и накопление энергии в молекулах АТФ – взаимосвязанные процессы.

Повышение температуры окружающей среды вызывает у теплокровных животных рефлекторное снижение обмена веществ и уменьшение теплообразования и наоборот, понижение температуры рефлекторно повышает интенсивность метаболических процессов с усилением теплообразования. Зачастую это сопровождается непроизвольным сокращение мышц – дрожью.

Теплоотдача во внешнюю среду осуществляется за счет конвекции (теплопроведения через воздух), радиации (излучения тепла) и испарения воды. Основная масса тепла (до 85%) обменивается через кожу. В покое конвекцией человек теряет до 31%, излучением – 45%, испарением – до 24% тепла, испаряя влагу через кожу (2/3) и легкие (1/3).

На потерю тепла организмом человека, кроме температуры воздуха, влияют его относительная влажность, скорость движения и радиационные температуры: температура окружающих поверхностей.

Различное сочетание этих факторов, именуемых метеорологическими условиями или микроклиматом, может отразиться на физиологических функциях человека при работе в условиях нагревающего микроклимата горячих цехов, в условиях жаркого или, наоборот, холодного климата. Если температура воздуха приближается к 33 градусам С, воздух теряет свою охлаждающую способность, и конвекционный механизм теплоотдачи перестает работать. При высоких температурах окружающих поверхностей выпадает и теплоотдача радиацией. Остается рабочим только испарительный механизм, и человек, теряя до 10-15 литров жидкости в смену с потом, может получить профессиональное заболевание – судорожную болезнь, т.к. теряет с испаряемой влагой и соли. Любая потеря влаги должна компенсироваться, т.к. потеря организмом 20% воды несовместима с жизнью. Если же нагревающий микроклимат сопровождается высокой влажностью воздуха, перестает работать последний – испарительный – механизм теплоотдачи, и может развиться тепловой удар. В условиях охлаждающего микроклимата возможно переохлаждение организма и последующие простудные заболевания, обморожения. Повышение влажности и скорости движения воздуха ускоряет наступление переохлаждения, может приводить к обморожениям открытых частей тела.

При температуре +8 градусов С, будучи раздетым, человек может погибнуть от переохлаждения.

Лекция 8

1. Естественный и приобретенный иммунитет. Иммунный гомеостаз.

2. Участие крови и лимфы в системе иммунной защиты, барьерные функции.

3. Влияние на иммунитет антропогенных факторов внешней среды.

Иммунитет – невосприимчивость организма к действию инфекционных агентов и веществ белковой природы (т.н. антигенов), генетически чужеродных организму.

В случае, когда невосприимчивость является прирожденным свойством данного вида животных и человека, иммунитет называется естественным. Он может иметь видовой, возрастной и индивидуальный характер. Приобретенный иммунитет, когда невосприимчивость организма возникла в течение жизни. Возникший после перенесенного заболевания он называется естественно приобретенным, он относительно специфичен. Приобретенный в результате искусственной вакцинации или путем введения иммунных сывороток, иммунитет называется искусственно приобретенным, причем в отличие от других видов приобретенного иммунитета сывороточный иммунитет считается пассивным.

Все патогенные агенты и вещества антигенной природы нарушают постоянство внутренней среды организма. Поэтому механизмы иммунитета направлены на поддержание постоянства внутренней среды организма и могут быть отнесены к явлениям гомеостаза.

Механизмы иммунитета можно разделить на следующие группы:

· кожный и слизистый барьеры;

· фагоцитоз;

· воспаление;

· барьерные функции крови, лимфатической ткани, ритикуло-эндотелиальной системы, гематоэнцефалический барьер;

· гуморальные факторы;

· реактивность клеток организма.

Кожа и слизистые оболочки, являясь механическим барьером для механических, химических и инфекционных агентов, обладают одновременно бактерицидными свойствами (носитель их - лизоцим!).

Рецепторный аппарат в ответ на раздражение вызывает двигательный рефлекс отстранения, защитные двигательные рефлексы: кашель, чихание и др.

При проникновении микроорганизмов в подкожный или подслизистый слой развивается процесс поглощения микробов клетками – фагоцитоз и воспалительная реакция. Фагоцитарной способностью обладают лейкоциты крови (макро- и микрофаги по И.И.Мечникову), а также неподвижные клетки–макрофаги селезенки, лимфатических узлов, печени, костного мозга: так называемая ретикулоэндотелиальная система.

Наряду с клеточными факторами в уничтожении микробов и нейтрализации их токсинов принимают участие физиологически активные вещества крови и др. жидкостей организма: т.н. гуморальные факторы: лизоцим, комплемент, кинины, лейкины и др.

Все описанные защитные механизмы получили название неспецифическогоиммунитета - первой защитной реакции, дающей время организму на формирование специфической, более совершенной, иммунологической перестройки организма.

В формировании специфическогоиммунитета важнейшая роль принадлежит крови и лимфе, их клеточным и неклеточным элементам. Специфической ответной реакцией является реакция, свойственная только для данного раздражителя. Она заключается в образовании в организме специфических антител в ответ на воздействие инородного агента –антигена. Образующееся антитело как ключ к замку подходит к подействовавшему антигену, связывая его для последующего удаления.

Главными иммунокомпетентными клетками считаются малые лимфоциты, составляющие до 90% всех лимфоцитов. Их подразделяют на Т - лимфоциты (тимусзависимые) и В - лимфоциты (бурсазависимые).

Т-лимфоциты подразделяют ещё на киллеров, хелперов и супрессоров (регуляторов). Т-лимфоцит после его активации информацией об антигене, получаемой от макрофага, взаимодействующего с антигеном первым, начинает интенсивно делиться и создает огромное количество себе подобных специфичных антигену Т-киллеров. В крови и лимфе они могут циркулировать месяцами и даже годами.

Антитела в основном образуются из глобулинов крови под воздействием В-лимфоцитов. Известно пять иммунноглобулинов: G, E, M, A, D. В-лимфоциты превращаются в фабрику антител, которые разносятся кровью по всему организму.

Работу всей системы возникающих иммунных реакций регулируют Т-супрессоры.

Главный орган иммунитета – тимус (вилочковая железа); с ней связана функция Т-лимфоцитов. А также к ним относятся костный мозг и лимфатические фолликулы – главные органы образования В-лимфацитов.

К периферическим органам иммунитета относятся лимфатические узлы, селезенка, скопления лимфоидных клеток в органах, кровь и лимфа. Последние обеспечивают, кроме того, циркуляцию лимфоидных клеток, облегчают их контакт с антигеном и передачу информации из органа в орган, от клетки к клетки.