страница3/11
Дата07.11.2018
Размер2.81 Mb.
ТипКурс лекций

Курс лекций для колледжа физической культуры


1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

Раздел 4.

Кровь и кровообращение.

Основные темы раздела.

9. Строение и функции крови.

10.Иммунная система.

11. Кровообращение.



9. СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИИ КРОВИ.
План лекции и семинарского занятия.


  1. Строение крови: плазма крови и эритроциты.

  2. Лейкоциты и тромбоциты.

  3. Функции крови.

  4. Транспорт газов кровью.

  5. Свертывание крови.

  6. Заживление ран.



  1. Строение крови: плазма крови и эритроциты.

Кровь состоит из межклеточного вещества, называемого плазма и форменных элементов крови: эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов.

Плазма крови – это бледно-желтая жидкость, которая на 90% состоит из воды, 10% - это растворенные и взвешенные в ней вещества. Содержание одних веществ в плазме колеблется незначительно, других довольно существенно.

Основные компоненты плазмы.
Вода служит источником для клеток, разносит по телу

множество растворимых в ней веществ, способствует

поддержанию кровяного давления и объёма крови.

Белки:

1. Сывороточный альбумин. Содержится в очень больших количествах.

Связывает ионы Са



  1. Сывороточные глобулины. Это белки иммунной системы.

  2. Протромбин и фибриноген. Белки участники процесса свертывания крови.

  3. Минеральные соли, находящиеся в составе крови в виде ионов.


Эритроциты или красные клетки крови – это мелкие клетки, лишенные ядра и имеющие форму двояковогнутых дисков. Их диаметр 7 – 8 микрометров. Специфическая форма эритроцитов увеличивает газообмен. Благодаря своей эластичности эритроцит может проходить через капилляры, просвет которых меньше его диаметра.

Эритроциты образуются в гематопоэтической ткани, а разрушаются в печени и селезенке. За 1 сек, в организме человека образуется до 10 млн. этих клеток и столько же разрушается. В 1 куб. мм крови эритроцитов содержится от5 до 5,5 миллионов. Эти клетки переносят кислород и участвуют в переносе углекислого газа. Продолжительность жизни эритроцитов до 3месяцев.




  1. Белые клетки крови – лейкоциты. Тромбоциты.


Лейкоциты – более крупные клетки, нежели эритроциты. В 1кубическом мм крови их содержится около 7000. Различают два класса этих клеток: зернистые лейкоциты – гранулоциты и незернистые – агранулоциты.

Гранулоциты образуются в костном мозге. Они имеют разделенное на лопасти ядро и зернистую цитоплазму. Это клетки способные к самостоятельному передвижению. Выделяют три основные вида этих клеток: нейтрофилы, базофилы и эозинофилы.

Нейтрофилы составляют до 70% всех лейкоцитов. Они могут через стенки капилляров проникать в межклеточные пространства и направляться к очагам инфекции. Нейтрофилы уничтожают болезнетворные бактерии (фагоцитоз).

Эозинофилы (1,5%) обладают антигистаминовым действием, то есть увеличивают вероятность свертывания крови при ранениях.

Базофилы (0,5%) вырабатывают вещества гепарин и гистамин и являются активными участниками в процессах препятствующих свертыванию крови внутри сосудов.

Агранулоциты содержат ядро овальной формы и незернистую цитоплазму. Их различают два основных вида: моноциты (4%) и лимфоциты (24%).

Моноциты содержат ядро бобовидной формы и образуются в костном мозге. Они активно участвуют в процессах фагоцитоза, но нападают на иные, нежели нейтрофилы, микроорганизмы и вещества.

Лимфоциты являются производителями антител. Их различают два класса Т-клетки и В-клетки.

Тромбоциты или кровяные пластинки – это фрагменты клеток, имеющие неправильную форму и, обычно, лишенные ядра. Они играют важную роль в системе свертывания крови. В 1 кубическом мм крови их содержится около 250 тыс.


  1. Функции крови.

Функции крови можно разделить на две группы:



  1. Функции исключительно плазмы крови,

  2. Функции, выполняемые совместно плазмой крови и форменными элементами.

Самостоятельно плазма крови выполняет следующие функции:

  1. Перенос растворимых органических веществ от тонкого кишечника к различным органам и тканям, где эти вещества откладываются про запас или участвуют в обмене веществ.

  2. Транспорт подлежащих выделению веществ из тканей, где они образуются, к органам выделения.

  3. Перенос побочных продуктов обмена веществ из мест их образования к другим участкам тела.

  4. Транспорт гормонов из желез внутренней секреции к органам "мишеням".

  5. Перенос тепла от глубоко расположенных органов, предупреждающий перегрев этих органов и поддерживающий равномерное распределение тепла в организме.

Совместно с форменными элементами плазма крови выполняет следующие функции:

  1. Доставка кислорода из легких по всем тканям организма (эритроциты) и перенос в обратном направлении углекислого газа.

  2. Защита от болезней в которой участвуют три механизма: свертывание крови, фагоцитоз, синтез антител.

  3. Поддержание постоянного осмотического давления и кислотности среды с помощью белков плазмы и гемоглобина.




  1. Транспорт газов кровью.


Перенос кислорода. Кислород переносят молекулы гемоглобина, содержащиеся в эритроцитах. Гемоглобин обладает способностью образовывать соединения с кислородом при повышенном парциальном давлении этого газа. При этом образуется оксигемоглобин. При низком парциальном давлении кислорода, которое имеется обычно в тканях, гемоглобин легко отдает кислород.

К сожалению, этот механизм играет с организмом злую шутку, так как другой газ – угарный – имеет большее химическое сродство с гемоглобином, нежели кислород. Поэтому он, соединясь с гемоглобином образует более устойчивые соединения. В результате угарный газ связывает весь гемоглобин в крови и кислород переносить становится нечем, что является причиной гибели организма от удушья.

В мышцах имеется вещество близкое по строению к гемоглобину – миоглобин. Этот белок способен сохранять кислород. У человека запасы этого белка невелики, а вот китообразные благодаря миоглобину могут не всплывать на поверхность воды часами.

Перенос углекислого газа. Существуют три пути переноса CO 2 кровью: перенос в растворенном в воде виде, перенос в соединении с белком, перенос угольной кислоте.


  1. В растворённом виде переносится около 5% всего углекислого газа.

  2. Примерно 10 – 20% присоединяется к аминогруппам гемоглобина. Чем меньше кислорода, тем больше углекислого газа переносится таким способом.

  3. 75% всего углекислого газа переносится внутри эритроцитов, углекислый газ превращается в угольную кислоту.


5.Свертывание крови.
Система свертывания крови – важнейшая защитная система организма. В осуществлении этого процесса участвует по меньшей мере 15 факторов.

Процесс свертывания крови многостадийный. Это нужно для того, чтобы сделать его более безопасным и уменьшить риск свертывания крови внутри сосудов. Начало свертывания инициирует соприкосновение крови после ранения с атмосферным кислородом. После ранения происходит разрушение тромбоцитов о края разорванного сосуда. В результате из кровяных пластинок начинают выделяться ферменты, запускающие процесс свертывания. Результатом этого является появление в кровяном русле белка тромбопластина. Этот белок вступает во взаимодействие с белком плазмы протромбином, который образуется в печени. В этом взаимодействии участвуют также ферменты плазмы (факторы 7 и 10), витамин К, ионы Са. Результатом этого взаимодействия является белок тромбин. Этот белок в свою очередь вступает во взаимодействие с белком плазмы фибриногеном. В конечном итоге образуется белок фибрин. Фибрин – это тончайшие нити, тоньше шелковых. Эти нити опутывают эритроциты, и в результате этого процесса появляется появление сгустка или тромба. Тромб закупоривает раненый сосуд и кровотечение останавливается.

Помимо системы свертывания крови организм выработал систему препятствующую свертыванию крови внутри сосудов. Важнейшими компонентами этой системы являются вещества гепарин и гистамин. При недостатке этих веществ и при наличии на внутренней поверхности сосудов склеротических бляшек, может развиться тромбоз – образование тромбов внутри кровеносного русла. Тромбоз является причиной таких тяжелых заболеваний, как инфаркт, инсульт, тромбофлебит.

6.Заживление ран.
Заживление ран – это сложный и много стадийный процесс. Началом заживления является процесс свертывания крови. После этого наступает стадия фагоцитоза. Фагоцитозпоглощение чужеродных веществ клетками. В этом процессе участвуют, главным образом, нейтрофилы, которые обладают способностью распознавать любые бактерии, проникшие в организм. В печени и лимфатических узлах имеются неподвижные фагоциты – макрофаги, которые поглощают токсичные вещества и чужеродных микроорганизмов. Практически одновременно с фагоцитозом наступает воспаление.

Воспаление – это местная реакция окружающих тканей, которая проявляется в опухании и болезненности. Эта реакция связана с выделением из поврежденных тканей некоторых веществ, вызывающих местное сужение капилляров (гистамин и серотонин). Воспаление сопровождается притоком крови к поврежденному участку и повышением его температуры. Возрастает также проницаемость капилляров, и в результате плазма выходит в межклеточные пространства и вызывает набухание – отек. Таким образом, воспаление – это ответная реакция организма, в которой участвуют различные бактерицидные факторы, препятствующие распространению инфекции. Конец воспалительного процесса – это собственно заживление ран. Вначале образуется рубцовая ткань, состоящая в основном из коллагена. Решающую роль в процессе образования коллагена играет витамин С. Примерно через две недели после ранения рубцовая ткань начинает заменяться обычными тканями.

Итак, заживление ран проходит следующие стадии:



  1. После ранения в поврежденном участке происходит свертывание крови;

  2. Начинается воспалительный процесс;

  3. В ране происходит фагоцитоз;

  4. Образуется рубцовая ткань;

  5. Происходит рассасывание рубца и восстановление разрушенных тканей.



10. ИММУННАЯ СИСТЕМА.

План лекции и семинарского занятия.


  1. Механизмы иммунитета.

  2. Развитие Т- лимфоцитов.

  3. Развитие В-лимфоцитов.

  4. Клонально-селекционная теория развития антител.

  5. Типы иммунитета.

  6. Группы крови.

  7. Система интерферона.




  1. Механизмы иммунитета.

Чтобы разобраться в сложных вопросах, связанных с иммунологической защитой организма от инфекций необходимо усвоить некоторые понятия.



Антитело – это молекула, синтезированная организмом животного в ответ на присутствие чужеродного вещества, которая обладает с этим веществом высокой степенью химического сродства. Все антитела – это белки, называемые также иммуноглобулинами.

Антигены – это чужеродные вещества, обычно представляющие собой белки или полисахариды. Именно антигены распознают антитела

У млекопитающих сложились два механизма иммунитета: клеточный и гуморальный. Существование, упомянутых механизмов связано с наличием в организме нескольких типов клеток, и прежде всего, Т-лимфоцитов и В-лимфоцитов.



Клеточный механизм иммунитета связан с Т-клетками, которые при взаимодействии с антигеном распознают его и начинают размножаться, образуя клон таких же Т-клеток. Клетки этого клона вступают в борьбу с носителем антигена и уничтожают его.

Гуморальный механизм связан с В-лимфоцитами. При встрече с антигеном данные клетки также дают клон клеток, но которые синтезируют антитела. Антитела связываются с антигенами и ускоряют их захват фагоцитами.

Оба эти механизма дополняют друг друга и являются двумя неразрывными сторонами единого иммунного ответа.




  1. Развитие Т-лимфоцитов.

Тимус расположен в грудной клетке под грудиной. Он начинает функционировать в период внутриутробного развития и проявляет наибольшую активность в момент рождения. После окончания вскармливания материнским молоком тимус уменьшается в размерах и вскоре перестает функционировать. Опыты на мышах показали, что при удалении этой железы у новорожденных, в крови наблюдалась хроническая недостаточность лимфоцитов, что было причиной их гибели.

Т-лимфоциты образуются не в тимусе, а в костном мозге. Но только после пребывания в тканях тимуса они становятся способными осуществлять свои функции. Процесс созревания Т-клеток не совсем ясен. Известно, что тимус выделяет гормон тимозин, который, возможно, способствует созреванию этих клеток. Роль тимуса, как эндокринной железы практически не изучена.

В тканях тимуса находятся незрелые клетки, называемые тимоцитами. После взаимодействия с антигеном Т-клетки начинают производить сложные молекулы лимфокины, которые помогают им уничтожать чужеродные частицы. Кроме того, они образуют клоны клеток, которые способны узнавать данный антиген. Зрелые Т-лимфоциты способствуют созреванию В-клеток.




  1. Развитие В-клеток.

В-клетки как и Т-лимфоциты образуются в косном мозге, но созревают в другом месте – в лимфатических узлах, селезенке и печени.

Когда поверхностные рецепторы В-лимфоцитов узнают соответствующий им антиген, то эти клетки начинают делиться, давая клон плазматических клеток и "клеток памяти". Плазматические клетки генетически идентичны друг другу. Они синтезируют огромные количества антител одного вида. Клетки, образующие антитела живут всего несколько дней, но в это время они синтезируют антитела со скоростью 2000 молекул в секунду!.

К сожалению, нам мало, что известно о "клетках памяти". Мы судим об их существовании, главным образом, по результату их работы. Этот результат выражается в том, что повторный иммунный ответ гораздо эффективнее первого. Это возможно лишь в том случае, когда клетки существуют достаточно длительное время. Про плазматические клетки нам известно, что живут они недолго, значит, в повторном иммунном ответе должны участвовать какие-то другие клетки. Вот и все, что, собственно, нам известно.

Нам также известно, что антитела – это белки, называемые иммуноглобулины и относящиеся к 5 классам. Одни белки выделяются во время первичного ответа, другие создают вторичный ответ, о третьих мы знаем, что они создают надежную линию обороны против вирусов, о четвертом и пятом классе мы не знаем ничего. Классы иммуноглобулинов обозначаются буквами греческого алфавита.


  1. Клонально-селекционная теория образования антител.

(Ерно, Бернет, Толмедж, Ледерберг).

В вопросе образования антител остается много таинственного. Антитела – белки, то есть их структура закодирована в ДНК. При этом эти белки высокоспецифичные. Откуда же организм знает, что ему могут встретиться определенные антигены, если он никогда не встречался с ними?

Для ответа на эти и многие другие сложные вопросы была разработана клонально-селекционная теория образования антител. Вот её положения.


  1. У каждого индивидуума имеется чрезвычайно широкий набор лимфоцитов, каждый из которых способен распознавать только один специфический антиген.

  2. Специфичность антитела зависит от его аминокислотной последовательности, которая определяется кодирующей её последовательностью ДНК. Таким образом, способность клетки к синтезу антитела закладывается задолго до встречи организма с антигеном.

  3. Каждая клетка во время созревания образует небольшие количества антител, которые встраиваются в ее мембрану и играют роль рецептора для соответствующего антигена.

  4. Предполагается, что во время внутриутробного развития незрелые лейкоциты встречаются с соответствующими антигенами и погибают. Так организм учится распознавать свои и чужие антигены.

  5. Взаимодействие антигена с рецептором зрелого лимфоцита заставляет эту клетку образовывать антитела. Контакт с антигеном заставляет клетку делится. давая клоны плазматических клеток и "клеток памяти".

  6. Все клетки данного клона производят идентичные антитела.

  7. "Клетки памяти" продолжают жить и после исчезновения антигена, сохраняя способность при повторном появлении антигена стимулироваться для производства антител. Поэтому повторный иммунный ответ гораздо эффективнее, нежели первый.




  1. Типы иммунитета.

Существует несколько типов иммунитета: естественный пассивный иммунитет, приобретенный пассивный иммунитет, естественный активный иммунитет и приобретенный активный иммунитет.



Естественный пассивный иммунитет это иммунитет, возникающий в утробе матери. Антитела матери, проходя через плаценту, защищают плод от инфекции. Этот тип иммунитета кратковременный, он может действовать в течение 10 дней после рождения ребенка.

Приобретенный пассивный иммунитет тоже по времени кратковременный. Он создается искусственно введением готовых антител от одного индивидуума другому. Так вводят антидифтерийную или противостолбнячную сыворотки.

Естественный активный иммунитет – это долговременный тип иммунитета. Он вырабатывается в результате перенесенной болезни или бывает наследственным. Естественный активный иммунитет может сохраняться в течение всей жизни, как это имеет место в случае таких "детских" болезней, как корь, скарлатина, ветрянка, паротит ("свинка") и др.

Приобретенный активный иммунитет достигается введением вакцин. Вакцина – это препарат, содержащий инактивированный или ослабленный антиген безопасный для человека, но вызывающий синтез антител. С помощью вакцинации удалось победить такую болезнь как оспа, сократить заболеваемость дифтерией, полиомиелитом, туберкулезом и другими. В настоящее время помимо традиционных способов получения вакцин разрабатываются генно-инженерные способы, которые сделают вакцины еще более безопасными для использования.


  1. Группы крови.

При переливании крови необходимо учитывать совместимость групп крови. В случае несовместимости наблюдается особого рода иммунная реакция агглютинации, когда эритроциты "слипаются". Эта реакция обусловлена наличием в клеточных мембранах эритроцитов особых полисахаридов – агглютиногенов. В мембранах эритроцитов встречаются два вида агглютиногенов А и В. В плазме им соответствуют белки, называемые агглютинины а и в. Вариантов распределения этих компонентов может быть 4, что соответствует 4 группам крови.



Группа крови I(0) соответствует варианту, когда в крови присутствуют только агглютиногены а и в.

Группа крови II(А) содержит агглютиноген А и агглютинин в.

Группа крови III(В) содержит агглютиноген В и агглютинин а.

Группа крови IV (АВ) содержит оба агглютиногена, но не содержит агглютининов.

Первую группу можно переливать в организмы, содержащие другие группы, но при этом людям с первой группой можно переливать кровь только от доноров с первой группой. Вторую и третью группу можно переливать пациентам с четвертой группой и самим себе. А вот четвертую группу можно переливать только самим себе. На нашей планете представители первых трех групп встречаются приблизительно в равных количествах, а вот представителей четвертой группы довольно мало – несколько процентов.

У 85% людей эритроциты содержат особый агглютиноген, называемый резус-фактор (Rh) таких лиц называют резус-положительными (Rh+). У остальных 15% людей резус-фактор отсутствует и их называют резус-отрицательными (Rh-). Плазма резус-отрицательной крови обычно не содержит резус агглютининов. Однако, если резус положительная кровь попадает в организм человека с резус отрицательной кровью, то у этого последнего образуются резус агглютинины. Это особенно опасно в случае резус отрицательной матери и резус положительного плода. В этом случае плод может отторгаться организмом матери.




  1. Система интерферона.


Интерфероны – это группа белков, имеющих сходные антивирусные свойства. Вырабатываются эти белки клетками большинства типов тканей и действуют в большей или меньшей степени против всех вирусов.

Клетки при заражении вирусом, начинают производить интерферон. Этот белок сам не обладает антивирусным действием, но он запускает цепь событий в клетке, которые препятствуют размножению вируса. Образование интерферона могут вызывать не только вирусы, но и другие агенты, например двуспиральные РНК, синтетические полинуклеотиды и бактериальные эндотоксины.

Биологическая активность интерферона очень высока. У мышиного интерферона, например, она составляет 2 млрд. единиц в 1мл. Одна единица интерферона снижает образование вирусов приблизительно на 50%. Это на практике означает. что достаточно одной молекулы интерферона, чтобы сделать клетку устойчивой к вирусной инфекции. Однако беда состоит в том, что выработка этих белков начинается уже после инфицирования клеток вирусом. Поэтому интерфероны – это скорее профилактические средства, нежили лекарственные. Интерфероны вызывают ряд других биологических эффектов, в том числе подавляют размножение клеток. Это свойство пытались использовать для борьбы с раком, но без видимых успехов.

Система интерферона – это часть общей защитной системы организма и достаточно эффективная профилактика против вирусных заболеваний.



11. КРОВООБРАЩЕНИЕ.
План лекции и семинарского занятия.


  1. Строение сердца и сердечный цикл.

  2. Регуляция работы сердца.

  3. Гемодинамика.

  4. Артериальное давление.

  5. Адаптация системы кровообращения к физическим нагрузкам.



1. Строение сердца и сердечный цикл.

Кровеносная система состоит из сердца и трех типов сосудов: артерий, вен капилляров.

Сердце состоит из четырех камер: двух предсердий и двух желудочков. Правая половина сердца полностью отделена от левой. У человека два круга кровообращения. Большой круг начинается в левом желудочке и заканчивается в правом предсердии, а малый (легочный) круг начинается в правом желудочке и заканчивается в левом предсердии. Функция предсердий состоит в том, чтобы задержать кровь на короткое время, пока она не перейдет в желудочки. Расстояние от предсердий до желудочков небольшое, поэтому предсердиям не требуется большой силы сокращения и поэтом стенки предсердий значительно тоньше стенок желудочков. Мышечные стенки правого желудочка, по меньшей мере в три раза тоньше левого. Поэтому кровь, поступающая в аорту находится под давлением в несколько раз больше, чем кровь поступающая в легочную артерию. Предсердия от желудочков отделены створчатыми клапанами, а сосуды от желудочков отделены полулунными клапанами.

Сердечный цикл можно разбить на три стадии:



  • систола предсердий (сокращение), длительностью 0,1 секунды – створчатые клапаны открыты, а полулунные закрыты;

  • систола желудочков(сокращение), длительностью 0,3 секунды – створчатые клапаны закрыты, полулунные открыты.

  • общая паузу – диастола, длительностью 0, 4 секунды – створчатые клапаны открыты, полулунные закрыты.

Секрет работы сердца состоит в том, что половину жизни сердечная мышца находится в расслабленном состоянии.

При прослушивании работы сердца различают два тона сердца:



  • первый тон – низкочастотный, глухой, продолжительный ("лаб");.

  • второй тон - высокий, короткий ("дап").

Первый тон соответствует закрытию створчатых клапанов, а второй тон – закрытию полулунных клапанов.
2.Регуляция работы сердца.
В специальном растворе Рингера сердце может работать, извлеченное из тела несколько суток. Это указывает на явление, называемое автоматией сердца. Стенка сердечной мышцы содержит особые возбуждающие участки, которые составляют проводящую систему сердца. Это, прежде всего, водители ритма: первый и второй, а также ножки и пучки Гиса.

Возбудимость сократительной мускулатуры сердца значительно ниже её проводящей системы. Поэтому на кардиограмме наблюдается не состояние сердечной мышцы, а скорее состояние её проводящей системы.

Важной особенностью сердечной мышцы является её абсолютная рефратерность, а это значит, что начав сокращаться сердце не может отвечать на другие нервные импульсы, пока не расслабится. Эта особенность сердечной мышцы создает возможность избежать кислородной задолженности.

Еще одной особенностью работы сердечной мышцы является то, что мощность сердечного выброса не зависит от силы раздражителя. Эта закономерность получила название закона "все или ничего".

Возникает вопрос, а как же сердце меняет параметры свой работы? Оказывается, увеличение мощности сердечного выброса происходит при увеличении притока крови к сердцу. Эта закономерность получила название "закона сердца" или закона Франка – Старлинга. Это явление имеет огромное адаптивное значение при больших физических нагрузках, так как мощность сердечного выброса напрямую зависит от повышения давления в крупных артериях, а это происходит во время физических упражнений. Через приток крови к сердцу оказывают влияние на его работу ВНС и гормоны. Известно, что симпатические нервы усиливают работу сердца, парасимпатические, напротив, снижают ЧСС. Так же, соответственно, действуют адреналин и ацетилхолин.

3.Гемодинамика: скорость и объем кровотока.

Сердце выталкивает кровь толчками, но благодаря эластичности сосудов движение крови осуществляется плавно и непрерывно. Этому служит пульсовая волна или пульс. В норме, в спокойном состоянии пульс составляет 60 – 80 ударов в минуту. Пульс в покое выше этих показателей может считаться тахикардией, а ниже брадикардией.

Главными показателями гемодинамики является объем и скорость кровотока. В физиологии пользуются понятием объемная скорость, которая зависит от давления в начале и конце, а также от вязкости крови. Хотя кровь на 40% состоит из форменных элементов, её вязкость всего в 3 – 4 раза выше вязкости воды. Эта особенность связана, прежде всего, со свойствами эритроцитов, а именно с их формой.

В аорте скорость кровотока максимальна и составляет 40 – 50 см/сек. В капиллярах она меньше в 800 – 1000 раз. Это связано с тем, что общий просвет капилляров примерно в 1000 раз больше.

Время полного оборота крови составляет в среднем 20 – 25 секунд, то есть за минуту кровь проходит по организму 2,5 – 3 раза.

Лишь 50% крови в покое циркулирует по сосудам, а 50% находится в депонированном состоянии в печени, селезенке и подкожной клетчатке. Во время физических нагрузок депонированная кровь выходит в кровоток и этим экономит работу сердца. При этом резко увеличивается приток крови к работающему органу. При физических нагрузках особенно сильно, примерно в 12 – 15 раз, возрастает приток крови к венечным сосудам сердца.



4. Артериальное давление.

Важнейшим показателем гемодинамики является артериальное давление (АД). Во время систолы АД возрастает, а во время диастолы падает. Нормальное систолическое давление составляет 110 – 125 мм рт. ст., а диастолическое 70 – 85 мм рт. ст. В течение суток давление может падать и возрастать. У нормального здорового человека в дневное время систолическое давление может колебаться от 60 до 150 мм рт. ст., а диастолическое от 30 до 100 мм рт. ст.

На регуляцию давления оказывают влияние нервные и гуморальные факторы. Парасимпатические нервы вызывают расширение сосудов, а симпатические – сужение. Нервная система контролирует изменения АД с помощью специальных барорецепторов, которые расположены в аорте и сонных артериях.

В головном мозге имеется специальный вазомоторный центр, который контролирует сужение и расширение сосудов. Химическая регуляция вазомоторного центра осуществляется на основе данных о концентрации углекислого газа в крови, полученных от особых хеморецепторов. При избытке углекислого газа сосуды сужаются, скорость движения крови повышается, АД повышается.

Гуморальная регуляция осуществляется с помощью сосудосужающих и сосудорасширяющих веществ. К сосудорасширяющим веществам относится гистамин, ацетилхолин и др. К сосудосужающим веществам относятся адреналин, норадреналин, вазопрессин.

Значительную роль в поддержании нормального давления играют и почки, выделяющие сосудосужающие факторы. Кроме того, почки влияют на АД через водно-солевой баланс крови, который должны поддерживать в норме.



5. Адаптация системы кровообращения к физическим нагрузкам.
Физические нагрузки, как показывают физиологические исследования, оказывают влияние на структуру сокращения желудочков. В систоле желудочков различают несколько фаз: фазу изгнания и фазу напряжения. У тренированных спортсменов фаза изгнания по времени чуть укорачивается, а фаза напряжения – чуть увеличивается. Это явление получило название синдрома регулируемой гиподинамии. Не вызывает сомнения адаптивный характер этого явления к тренировкам.

В основе физиологического механизма развития синдрома регулируемой гиподинамии лежит повышение тонуса блуждающего нерва, который оказывает на работу сердца тормозящее влияние. В свою очередь, блуждающий нерв повышает свою активность под влиянием деятельности скелетных мышц.

Синдром регулируемой гиподинамии является причиной многих физиологических эффектов связанных с тренировкой: брадикардией покоя и укорочением периода врабатывания.

Брадикардия покоя характерна для спортсменов многих специализаций: бегунов на средние и длинные дистанции, конькобежцев, футболистов и др. У них наблюдается снижение ЧСС в покое до 40 –50 ударов в минуту. Зато при физических нагрузках ЧСС легко поднимается до 150 –160 ударов в минуту. Это, по-видимому, одна их причин быстрого врабатывания тренированных спортсменов. Брадикардия покоя экономит работу сердца. Однако, в повседневной жизни она является неприятной особенностью, которую всегда замечают врачи и считают патологией.

Кроме того, у спортсменов наблюдается увеличение размеров сердца – компенсаторная гипертрофия сердца. Однако, этот эффект изменение обратимое. После окончания регулярных тренировок объем сердечной мышцы постепенно уменьшается. Правда, это происходит лишь в том случае, если спортсмен во время тренировок не перенес инфекционных заболеваний.


Раздел 5. ФИЗИОЛОГИЯ ВНУТРЕННИХ ОРГАНОВ.

Основные темы раздела.

12. Физиология пищеварения.

13. Физиология дыхания.

14. Физиология выделения и терморегуляция.
12. ФИЗИОЛОГИЯ ПИЩЕВАРЕНИЯ.

Основные вопросы темы и семинарского занятия.

  1. Общий обзор строения и функций системы органов пищеварения.

  2. Пищеварение в ротовой полости.

  3. Пищеварение в желудке.

  4. Пищеварение в тонком кишечнике.

  5. Всасывание пищи. Толстый кишечник.

  6. Регуляция пищеварения. Аппетит.



  1. Общий обзор строения и функций системы органов пищеварения.

Пища необходима организму для получения энергии и строительных материалов для тела. Растения получают энергию непосредственно от солнца и благодаря процессу фотосинтеза создают органические вещества, которыми пользуются сами, а также другие, гетеротрофные организмы.

У животных для извлечения энергии и получения строительных веществ в процессе эволюции возникла система пищеварения. У млекопитающих и человека эта система состоит из органов, где происходят отдельные этапы разложения пищи. Благодаря этому, организм может извлекать энергию более полно, а детали сложных питательных веществ использовать для получения собственных белков, углеводов, жиров и нуклеиновых кислот.

Система органов пищеварения человека устроена так. Вначале пища попадает в ротовую полость, где обрабатывается механически и ферментами слюны. Затем через глотку и пищевод пища попадает в желудок, где обрабатывается желудочным соком. После этого идет переваривание пищи в тонком кишечнике, где, главным образом, происходит всасывание основной части питательных веществ. Завершаются эти процессы в толстом кишечнике, где происходит в основном всасывание воды, а также формирование каловых масс. Этим процессам помогают многочисленные железы: слюнные, печень, поджелудочная железа, а также железы стенок желудка и кишечника.




  1. Пищеварение в ротовой полости.

В ротовой полости происходит начальный этап процесса пищеварения. Он сводится к двум физиологическим актам: механической обработке пищи и обработке пищи слюной.

У человека 32 зуба. С помощью зубов пища перетирается и измельчается. Язык помогает сформировать пищевой комок

Важную роль в процессе формирования пищевого комка играет слюна. В слюне много воды, что способствует смачиванию сухой пищи. Слюна содержит ферменты. Важнейшим ферментом является амилаза (птиалин), которая гидролизует крахмал. В сутки выделяется до 1,5 литров слюны. Помимо ферментов слюна содержит минеральные вещества соли натрия, калия, магния и др.

Необходимым компонентом слюны является лизоцим. Это вещество разрушает клеточные стенки бактерий и этим защищает организм от проникновения в него болезнетворных микроорганизмов. Слизь смачивает и обволакивает пищу, облегчая тем самым её глотание.

Всасывание некоторых веществ происходит уже в ротовой полости. В частности здесь всасывается глюкоза и алкоголь.

Глотание начинается как произвольный акт, но, уже начавшись, продолжается как непроизвольный процесс. Поэтому мы проглатываем иногда жевательную резинку или косточки вишни.

По пищеводу пища попадает в желудок.




  1. Пищеварение в желудке.

Желудок – это расширенная часть пищеварительного тракта. В среднем его емкость достигает 3 л, однако, этот объем может быть и больше и меньше.

Желудок состоит из двух функциональных частей неравных по объему. Большая часть желудка, составляющая 4/5 его объема, называется фундальной частью. 1/5 объема желудка составляет пилорическая часть желудка. Фундальная часть желудка находится слева от белой линии живота. Желудочный сок, который выделяется здесь, на 99% состоит из воды, 0,5 % составляет соляная кислота, а остальное составляют ферменты: пепсин, химозин и другие. В желудочном соке человека практически отсутствую липазы, поэтому жиры в желудке почти не усваиваются. Пепсин, пожалуй, главный фермент желудочного сока, гидролизует белки, превращая их в пептиды, содержащие меньше аминокислот. В желудке продолжается процесс разложения полисахаридов, в частности крахмала. Здесь же происходит всасывание в кровь некоторых веществ: витаминов, глюкозы, алкоголя и др.

Пилорическая часть желудка находится справа от белой линии. Железы этой части желудка кислоты практически не вырабатывают и пищевой комок, частично, нейтрализуется. Этим самым пищевой комок подготавливается к переходу в тонкий кишечник, где среда щелочная.

В желудке пища задерживается от 4 до 8 часов. Время пребывания пищи в желудке зависит от состава пищи. После обработки желудочным соком пища переходит в тонкий кишечник, а именно, в двенадцатиперстную кишку. Это происходит не сразу, а порциями.


  1. Пищеварение в тонком кишечнике.

Начальный отдел тонкого кишечника называется двенадцати перстная кишка. Хотя длина этой части кишечника всего 25 см, за важность процессов, происходящих в этом отделе кишечника, двенадцатиперстную кишку иногда называют "вторым желудком".

В двенадцатиперстную кишку открываются протоки двух крупнейших желез нашего организма – печени и поджелудочной железы.

Поджелудочная железа вырабатывает поджелудочный или панкреатический сок. Этот сок содержит важнейшие пищеварительные ферменты, такие как трипсин, липазы и амилазы. Трипсин продолжает дело, начатое в желудке пепсином – расщепление белков. При этом расщепление еще не окончательное, то есть до аминокислот, но пептиды делаются заметно короче. Липазы проводят гидролиз жиров. Однако эту функцию они не могут осуществлять в отсутствие желчи, вырабатываемой печенью.

Желчь выполняет следующие функции:


  • нейтрализует соляную кислоту;

  • эмульгирует жиры, то есть облегчает их расщепление;

  • стимулирует движения кишечника;

  • обеспечивает механизм пристеночного пищеварения;

  • оказывает угнетающее влияние на развитие гнилостных микроорганизмов в кишечнике.

Процессы, начатые в двенадцатиперстной кишке, продолжаются и в других частях тонкого кишечника. В кишечном секрете и слизистой оболочке тонкой кишки содержится более 20ферментов, продолжающих процесс пищеварения. Это и различные формы липаз, и нуклеазы, и пептидазы. Результатом работы этих ферментов является окончательное разложение компонентов пищи до аминокислот, нуклеотидов, простых сахаров, глицерина и жирных кислот, которые всасываются в кровь.


  1. Всасывание в тонком кишечнике. Толстый кишечник.

Слизистая тонкого кишечника образует множество пальцевидных отростков, называемых ворсинками. стенки ворсинок обильно снабжены капиллярами и лимфатическими сосудами. Ворсинки способны непрерывно сокращаться, благодаря чему они находятся в тесном постоянном контакте с пищей. Распложенные на поверхности ворсинок клетки имеют большое количество микроворсинок, что ещё больше увеличивает площадь всасывания.

Всасывание простых сахаров и аминокислот происходит, главным образом, в тонком кишечнике. С наибольшей скоростью всасывается глюкоза. Показано, что процессу всасывания глюкозы способствуют ионы натрия, в присутствии которых процесс всасывания глюкозы происходит в 100 раз быстрее. Простые сахара и аминокислоты всасываются непосредственно в кровь. С жирными кислотами и глицерином – продуктами распада жиров – дело обстоит иначе. Поступив в цилиндрический эпителий ворсинок, они вновь превращаются здесь в жиры, которые переходят затем в лимфатические сосуды.

Всасывание невозможно без перистальтических движений кишечника. Эти движения бывают двух типов: ритмическая сегментация и маятникообразные движения.

Вода и минеральные соли всасываются, главным образом, в толстом кишечнике, здесь же происходит всасывание некоторых витаминов.

В толстом кишечнике переваривается, главным образом, растительная клетчатка. Этому способствует микрофлора толстого кишечника. Кроме того, микрофлора выполняет еще ряд функций:


  • защищает организм от вредных микробов, оказывая конкуренцию им;

  • продуцирует биологически активные вещества, способствующие нормальному пищеварению;

  • синтезирует многие витамины, прежде всего, группы В;

  • инактивирует ферменты пищеварительных секретов.

В толстом кишечнике пища может задерживаться до 36 часов.

  1. Регуляция секреции пищеварительных желез.

Секреция пищеварительных ферментов происходит с затратами энергии, и поэтому этот процесс происходит не непрерывно, а по мере необходимости.



Секреция слюны в полости рта регулируется безусловным и условными рефлексами. Контакт пищи с вкусовыми сосочками языка вызывает выделение слюны – это безусловный рефлекс. Условный рефлекс возникает на вид, запах пищи или на слова о ней.

Секреция желудочного сока происходит в три стадии.

  • Первая стадия называется вагусной, так как решающую роль в регуляции секреции желудочного сока играет блуждающий нерв. Эта фаза наступает еще до того, как пища попала в желудок.

  • Вторая стадия - фаза растяжения – выделение желудочного сока стимулируется растяжением его стенок желудка.

  • Третья стадия – гуморальная - осуществляется с помощью гормонов, важнейшим из которых является гормон гастрин.

На каждой стадии состав желудочного сока несколько меняется, что выражается, прежде всего, в содержании соляной кислоты. На последней стадии содержание кислоты падает, что подготавливает пищевой комок к переходу в тонкий кишечник, где среда щелочная.

Секреция сока поджелудочной железы проходит две фазы.

  • Первая фаза проходит под контролем блуждающего нерва.

  • Вторая фаза, гуморальная, проходит под контролем специфических гормонов.

Секреция желчи происходит под контролем ВНС. Блуждающий нерв усиливает образование и выделение желчи, а симпатические нервы подавляют.

Регуляция аппетита у человека находится под контролем двух центров, расположенных в гипоталамусе: центре голода и центре насыщения. Эти центры реагируют на концентрацию глюкозы в крови. При ее недостатке начинает работать центр голода. При повышении концентрации глюкозы в крови, что происходит примерно через 20 минут после еды, наступает чувство насыщения. На аппетит влияют многие факторы: рефлексы растяжения пищеварительного тракта, физиологическое и психологическое состояние, повреждение головного мозга и т. д.

13. ФИЗИОЛОГИЯ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ.
План лекции и семинарского занятия.

  1. Значение и эволюция органов дыхания.

  2. Газообмен в легких и жизненная емкость легких.

  3. Газообмен в тканях.

  4. Возрастные изменения системы дыхания.

  5. Регуляция процессов дыхания.

  6. Дыхание в необычных условиях (для самостоятельного изучения).



  1. Значение и эволюция органов дыхания.

Дыхание – это совокупность процессов, обеспечивающих поступление кислорода в организм и использование его для окисления органических веществ с освобождением энергии и выделением углекислого газа в окружающую среду.

Когда в атмосфере стал накапливаться кислород, который выделялся в качестве побочного продукта фотосинтеза, у всех живущих на Земле организмов возникла необходимость использовать этот газ или погибнуть. Кислород – сильнейший окислитель. В периодической системе он находится рядом с очень ядовитыми веществами – фтором, хлором, серой. Но именно использование кислорода в качестве конечного окислителя дало возможность организмам увеличить свою энергетическую производительность почти в 20 раз.

Процессы дыхания можно разбить на три этапа:


  1. Внешнее дыхание – процессы, связанные с непосредственным извлечением кислорода из внешней среды.

  2. Транспорт кислорода к тканям.

  3. Внутреннее дыхание – поступление кислорода в ткани и использование его там.

У человека и многих других животных внешнее дыхание осуществляется через специальную систему органов дыхания, возникшую в ходе эволюции. Она состоит из дыхательных путей и легких. Именно в легких происходит газообмен с кровью: кровь насыщается кислородом, а углекислый газ покидает её.

Затем наступает очередь крови, которая переносит кислород к тканям.

Наконец, в тканях происходят процессы внутреннего или тканевого дыхания, где кровь отдает тканям кислород, а принимает углекислый газ.


  1. Газообмен в легких.

Строение легких таково, что они могут поглощать и выбрасывать воздух. Механически – это напоминает губку.

Объемы вентиляции легких зависят от глубины вдоха и выдоха. Вентиляция легких – это газообмен между атмосферным воздухом и легкими. Существуют два противоположных понятия, которые надо запомнить, говоря о вентиляции легких. 1. Гипервентиляция – это произвольное усиление дыхания, связанное с метаболическими потребностями организма. 2. Гиперпное, непроизвольное усиление дыхания в связи с реальными потребностями организма.

Различают объемы вентиляции и их емкость.



  1. Дыхательный объем (ДО) – это объем воздуха, который человек вдыхает при спокойном дыхании. Этот объем составляет в среднем около 500 кубических сантиметров.

  2. Резервный объем вдоха (РО вдоха) – максимальный объем воздуха, который человек может дополнительно вдохнуть после спокойного вдоха. Этот объем составляет 1500 – 2000 см в кубе.

  3. Резервный объем выдоха (РО выдоха) максимальный объем выдоха, который можно выдохнуть после спокойного выдоха. Этот объем также составляет 1500 – 2000 мл.

  4. Остаточный объем воздуха (ОО) – это объем воздуха, который остается в легких после максимального выдоха. Этот объем составляет порядка 1000 мл.

  5. Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) – это объем легких за вычетом остаточного объема. Он составляет от 3,5 до 4,5 л ( ДО+ РО вдоха + РО выдоха = ЖЕЛ). У спортсменов ЖЕЛ выше на 1 - 1,5 л.

  6. Функциональная остаточная емкость (ФОЕ) – это количество воздуха, остающегося в легких после спокойного выдоха. (ФОЕ = ОО + РО выдоха). У нормального человека ФОЕ равняется 2,5 – 3 л.

  7. Общая емкость легких (ОЕЛ) равняется сумме ЖЕЛ и ОО. В нашем примере 4,5 – 5,5 л.

Кроме того, в физиологии используют такие понятия как минутный объем воздуха (МОВ) и максимальная вентиляция легких (МВЛ).

МОВ – это объем проходящего воздуха за 1 мин. Он составляет 6 – 8 л.

МВЛ – это объем воздуха, который проходит через легкие при максимальной глубине и частоте дыхания. У молодого человека она достигает 120 л/мин, а у спортсменов может достигать 180 л/мин.




  1. Газообмен в тканях.

О механизме переноса газов кровью было рассказано в предыдущем разделе. Напомним лишь, что переход кислорода из легких в кровь и из крови в ткани происходит потому, что парциальное давление кислорода в крови ниже, чем в легочных пузырьках, а в тканях ниже, чем в крови.

При интенсивной работе парциальное давление кислорода в тканях, например, в мышцах, может быть равным нулю.

Важным показателем усвоения кислорода является коэффициент утилизации кислорода (КУК), выраженный в процентах. В покое он составляет 35 – 40 %. а при физической работе – 60 – 70%. Причиной увеличения коэффициента утилизации является снижение парциального давления и ускорение газообмена в тканях.

Для оценки потенциальных возможностей спортсменов используют показатель произвольной легочной вентиляции(ПВЛ). Произвольная легочная вентиляция – это способность произвольно учащать и замелять дыхание. При перенапряжении и перетренировке этот показатель может падать.

Пожалуй, важнейшим показателем, характеризующим физическое состояние спортсмена, является максимальное потребление кислорода (МПК). МПК связано с тренированностью человека напрямую: чем выше тренированность, тем выше МПК. У спортсменов МПК в среднем составляет 3 –5 л/мин, в отдельных случаях выше 6 л/ мин.

МПК на практике измеряется прямым и непрямым способом. Прямой способ требует достаточно сложной аппаратуры. Непрямой способ доступен всем, так как между величиной потребления кислорода (ПК) и частотой сердечных сокращений (ЧСС) существует прямая зависимость. Эта зависимость отражена в таблицах, которые можно найти в учебниках по спортивной физиологии.

Интенсивность анаэробного обмена может быть оценена по кислородному долгу. ( О чем более подробно будет рассказано в другом разделе курс.)





  1. Возрастные изменения в системе дыхания.

Внешнее звено системы дыхания детей раннего возраста отличается от такового у взрослых. Это естественно отражается на показателях внешнего дыхания и прежде всего на частоте дыханий в минуту, дыхательном объеме, минутном объеме воздуха, ЖЕЛ. Например, у ребенка 3 лет МОВ составляет 3100 мл, ЖЕЛ – около 1000мл, в то время как у 14 летнего подростка – эти показатели, соответственно, - 5000 мл и 2700 мл, а у взрослых людей – 8000 мл и 4000мл.

Тип дыхания ребенка первых лет жизни преимущественно брюшной. Грудной тип дыхания затруднен, так как ребра вследствие слабой эластической тяги занимают почти горизонтальное положение. У новорожденных эластическая тяга легких отсутствует, так как они нерастянуты, поэтому отрицательного давления в плевральной полости не наблюдается. Только с 3 – 7 лет в связи с развитием мышц плечевого пояса и увеличением эластической тяги легких ребра опускаются вниз, и грудной тип дыхания начинает преобладать над брюшным. Половые различия типа дыхания начинают выявляться с 7 – 8 летнего возраста и полностью формируются лишь к 14 – 17 годам. У девушек формируется грудной тип дыхания, а у юношей – брюшной.

Главной опасностью для неправильного развития дыхания является гиподинамия. При этом дыхание становится поверхностным, а ещё хуже, если оно осуществляется, главным образом, через рот. Тренировки способствуют увеличению произвольной легочной вентиляции, увеличивают частоту и глубину дыхания, делают его более полноценным.





  1. Регуляция дыхания.

Регуляция дыхания может происходить произвольным и непроизвольным путем.

Непроизвольная регуляция осуществляется дыхательным центром, основным компонентами которого являются центры вдоха и центры выдоха, расположенные в продолговатом мозге. Парасимпатическая часть нервной системы контролирует вдох и выдох, а симпатические нервы вызывают растяжение стенок альвеол и их сужение. Таким образом, процесс дыхания происходит рефлекторно, когда вдох стимулирует выдох и наоборот.

Главным гуморальным фактором, контролирующим частоту дыхания является концентрация углекислого газа в крови. При повышении концентрации углекислого газа в крови специальные рецепторы посылают сигнал в центр вдоха. От центра вдоха через диафрагмальные и грудные нервы импульс поступает в диафрагму и межреберные мышцы. что ведет к их сокращению. Таким образом, автоматически стимулируется вдох. При вдохе альвеолы расширяются и рецепторы, находящиеся в них, посылают импульсы в центр выдоха. Так стимулируется выдох. Весь этот цикл непрерывно и ритмично повторяется на протяжении всей жизни организма.

Произвольная регуляция частоты и глубины дыхания осуществляется под контролем коры больших полушарий. но через дыхательный центр.

В настоящее время показано, что концентрация кислорода также играет роль при регуляции дыхания. Однако это, по-видимому, резервный механизм, влияние которого на процесс в целом относительно невелико.





  1. Дыхание в необычных условиях.

(для самостоятельной работы).
Необычные условия дыхания возникают в горах и при погружении на большие глубины.

В горах кислорода меньше, что вызывает состояние гипоксии. Оно связано с уменьшением парциального давления кислорода. Например, на высоте 5450 метров над уровнем моря атмосферное давление вдвое ниже. Хотя процентное содержание кислорода в воздухе не меняется, но концентрация его на единицу объема вдвое меньше.

Дыхательная активность стимулируется хеморецепторами. На больших высотах уменьшение легочной вентиляции, вызванное потребностью в большем количестве кислорода, приводит к тому, что из крови в легкие поступает большее количество углекислого газа и снижается кислотность крови. Повышение щелочности крови вызывает состояние, называемое алкалоз или "горная болезнь", выражающаяся в недомогании, сильной усталости.

Кровеносная и дыхательная системы постепенно приспосабливаются к этим необычным условиям. Через несколько дней выводится щелочная моча и симптомы "горной болезни" исчезают. Концентрация углекислого газа снова становится основным фактором, определяющим интенсивность дыхания. Наступает процесс акклиматизации. (Подробнее смотри в параграфе, посвященном альпинизму и горному туризму).

При погружении на большие глубины в дыхательной и кровеносной системах происходят значительные изменения. В начале погружения рефлекторно снижается ЧСС и замедляется ток крови. АД остается на прежнем уровне, так как сосуды сужаются. Некоторые сосуды сжимаются полностью, то есть отключаются вообще. При этом меняется кровоснабжения: кровью снабжаются только самые главные органы – головной мозг, сердце и некоторые части нервной системы. Эти изменения означают, что кислород в крови используется медленно, но при этом остается всегда доступным для тех органов, которые наиболее чувствительны к гипоксии. У человека при работе на больших глубинах из-за повышенного парциального давления кислорода может возникнуть кессонная болезнь. Опасность этого заболевания требует особого процесса декомпрессии – постепенного перехода от повышенного давления к нормальному.


14. ТЕРМОРЕГУЛЯЦИЯ И ВЫДЕЛЕНИЕ.

План лекции и семинарского занятия.


  1. Теплообразование и температура тела человека.

  2. Роль почек в выделительных процессах.

  3. Регуляция мочеобразования.

  4. Потоотделение.


  1. Теплообразование и температура тела человека.

Человек относится к животным с постоянной температурой тела (гомойотермным). Но в то же время температура тела человека носит относительный характер: она меняется в течение суток. Максимальная температура наблюдается с 16 – 18 часов – 37,0 – 37,1 гр., а минимальная с 3 – 4 часов – 36,2 – 36,0 гр. Кроме того температура разных мест тела – разная. Самое "холодное" место организма – легкие – 35,5 гр., а самое горячее место – печень 41 гр.

Главным источником теплопродукции являются мышцы. В покое на их долю приходится 60 – 70 % теплопродукции, а при интенсивной работе – до 90 %.

Тепло выделяется нашим телом тремя способами: теплоизлучением, теплопроведением и потоотделением. Каждым из этих способов выделяется примерно 30 % избыточного тепла. 5 – 10 % идет на согревание вдыхаемого воздуха, воды и пищи.

Терморегуляция осуществляется нейрогуморальными механизмами. Холодовые и тепловые рецепторы кожи передают сигналы в гипоталамус и ретикулярную формацию среднего мозга. Эти части головного мозга являются высшим подкорковым центром терморегуляции. Разрушение гипоталамуса делает животное пойкилотермным.

Гормоны обеспечивают гуморальный контроль за терморегуляцией. Главную роль здесь играет система гипоталамус – гипофиз – надпочечники. Но это влияние осуществляется не прямым способом, а через обмен веществ.

Важная роль в терморегуляции принадлежит коре больших полушарий. Эмоции и изменение психического состояния может приводить к изменению теплоотдачи и температуры тела. Спортсменам хорошо известно состояние "предстартовой горячки", когда температура тела перед стартом важных соревнований может возрасти до критических значений 39 и выше гр. Повышение температуры тела при различных заболеваниях – защитная реакция организма, которая порой ускоряет выздоровление.
2. Роль почек в выделительных процессах.

В основе поддержания гомеостаза (постоянства внутренней среды организма) лежат три процесса: экскреция, секреция и осморегуляция.



Экскреция – это удаление из организма ненужных продуктов обмена веществ. Секреция – это выделение веществ, которые отходами не являются. Осморегуляция – это регулирование относительных концентраций воды и растворенных в ней веществ. Работа выделительной системы направлена на осуществление этих трех процессов.

Почки – важнейший компонент выделительной системы. Работа почек основана на трех механизмах: ультрафильтрации, избирательной реабсорбции и активном переносе растворимых веществ в окружающую среду (секреции в узком смысле).



Ультрафильтрация происходит в важнейшей части нефрона – клубочке. Здесь многие низкомолекулярные вещества, такие как глюкоза, вода, мочевина, переходят в жидкость – фильтрат.

Избирательная реабсорбция происходит в канальцах нефрона. Здесь все вещества, которые могут быть использованы организмом, всасываются из фильтрата обратно в кровь.

В канальцах нефронов происходит и активная секреция ненужных организму веществ, например избыток некоторых ионов (К+, Н+, NH4 +).

Мочеобразование происходит в два этапа: 1) образование первичной мочи (ультрафильтрация) и 2) образование вторичной мочи (реабсорбция и секреция). Почки пропускают ежесуточно около 2000 л крови, из которой образуется около 200 л первичной мочи и около 2 л вторичной.

3. Регуляция мочеобразования.

Мочеобразование в почках во многом определяется их способностью к соморегуляции. Отключение корковых и подкорковых центров не приводит к прекращению мочеобразования. Однако кора и гипоталамус оказывают существенное влияние на этот процесс.

В гипоталамусе образуется вазопрессин или антидиуретический гормон (АДГ), усиливающий реабсорбцию воды из первичной мочи. В процессе реабсорбции играет важную роль гормон коры надпочечников – альдостерон. Благодаря этому гормону происходит реабсорбция ионов натрия и калия.

Мышечная работа оказывает существенное влияние на скорость мочеобразования, состав и объем образующейся мочи. Это влияние выражается в увеличении экскреции продуктов катаболизма глюкозы – молочной и фосфорной кислот. Это сказывается и на функциях дыхания, так как ведет к гипервентиляции легких или дыхательному ацидозу.

При напряженной тренировке или перетренировке иногда наступает избыточное потребление белка – метаболический ацидоз. Его признаком является увеличение кислых продуктов в моче, а при сильной перетренировке – появление в моче белка. Врачи рекомендуют в этих случаях овощную диету до тех пор, пока моча не сделается снова щелочной.

4. Потоотделение.

Одна из главных экскреторных функций кожи – потоотделение. Этот процесс проходит под нейрогуморальным контролем. В состав пота входят как органические (мочевина, мочевая кислота, креатин, гиппуровая кислота), так и неорганические вещества (хлорид натрия, хлорид калия, фосфаты сульфаты). Плотность пота чуть выше воды (1,012 – 1,010).

Потоотделение бывает заметным и незаметным. При незаметном потоотделении пота образуется немного, и он сразу испаряется с поверхности кожи. При заметном потоотделении пот начинает течь по поверхности кожи. Поэтому сказать, что человек не потеет вовсе нельзя.

У человека заметное потоотделение начинается всякий раз, когда температура тела поднимается выше средней – 36,6 ° С. В умеренном климате за сутки человек выделяет около 1 л пота. При очень сильной жаре и достаточном снабжении водой потоотделение может достигать 12 – 20 л пота в сутки.

Видимо, решающую роль в регуляции образования пота играет гипоталамус. При нарушении работы гипоталамуса нарушается и потообразование. Это подтверждается и косвенными фактами. Например, снижение температуры тела после питья или приложения льда к сонным артериям, снабжающим гипоталамус кровью, уменьшает потоотделение.

Раздел 6. Основы возрастной физиологии.
Основные темы раздела.

15. Возрастные изменения показателей физического развития.

16. Развитие ВНД и психики.

17. Развитие опорно-двигательного аппарата.
15. ВОЗРАСТНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ФИЗИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ.

План лекции и семинарского занятия.


  1. Основные возрастные этапы развития детей и подростков.

  2. Изменения массы тела ребенка с возрастом.

  3. Возрастные изменения роста детей и пропорции тела.

  4. Возрастные изменения показателей развития мальчиков и девочек.

  5. Проблемы и причины акселерации.


1. Основные возрастные этапы развития детей и подростков.

В отечественной педагогической практике и литературе принята периодизация возраста детей и подростков, которая легла в основу деления нашей школы на начальную, базовую и полную. Согласно этой периодизации выделяют:



  • предшкольный возраст до 3 лет;

  • дошкольный возраст от 3 – 7 лет;

  • школьный возраст, который в свою очередь делится на младший (7 – 10 лет), средний (11 – 14 лет) и старший (15 – 18 лет).

Подобная периодизация очень грубая с точки зрения биологических показателей развития, поэтому в физиологической и медицинской практике используется другая периодизация. Биологическая периодизация в большей степени учитывает биологические особенности развития человека и предусматривает 7 периодов развития ребенка.

  1. Период новорожденности – это первые 10 дней развития ребенка, пока не начнет работать его собственная иммунная система.

  2. Грудной возраст – от 10 дней до 1 года. В течение этого периода ребенка обычно вскармливают грудным молоком.

  3. Раннее детство – от 1 года до 3 лет.

  4. Первое детство – от 4 лет – до 7 лет.

  5. Второе детство: мальчики от 8 до 12 лет;

девочки от 8 до 11 лет.

  1. Подростковый возраст: мальчики от 13 до 16 лет.

девочки от 12 до 15 лет.

7. Юношеский возраст: юноши от 17лет до 21 года;



девушки от 16 до 20 лет.
Данная периодизация, прежде всего, учитывает различные физиологические показатели развития организма: степень окостенения скелета, развития вторичных половых признаков, прорезания и смены зубов, изменения основных показателей физического развития и т. д. Указанные изменения трудно учесть в административных целях, но их необходимо учитывать при работе с детьми. Следует также помнить, что изменения показателей развития имеет свои индивидуальные особенности. Это особенно важно при преподавании физической культуры, где в первую очередь должен действовать принцип посильности нагрузки.


  1. Изменения массы тела ребенка с возрастом.

Масса тела – один из важнейших антропометрических показателей. Масса новорожденных девочек в среднем ниже, чем у мальчиков. У новорожденных девочек средняя масса тела составляет 3,3 кг, а мальчиков 3,5 кг. За первый месяц жизни масса ребенка должна увеличится на 600 г, а за второй и третий месяцы на 800 г. В каждый последующий месяц ежемесячное увеличение составляет на 50 г меньше, чем в предыдущий и эта тенденция сохраняется до конца первого года жизни. Первоначальная масса ребенка к 4 – 5 месяцам удваивается, а к году утраивается. За второй год жизни ребенок прибавляет 2,5 – 3,5 кг, а за третий год – 1,5 – 2,0 кг. Тенденция, наблюдаемая в третий год жизни, сохраняется и на четвертом, пятом и шестом годе жизни, то есть прибавка составляет 1,5 – 2,0 кг. С 7 лет начинается усиленное нарастание массы тела. Особенно велика прибавка массы тела в период полового созревания – 5 – 7 кг в год. Для ориентировочного определения массы тела ребенка в том или ином возрасте к массе его тела в конце первого года жизни прибавляют 2 кг, умноженные на число лет. Таким образом, средняя масса пятилетнего ребенка должна составлять 20 кг. 10 кг + 2´5 = 20 кг.




  1. Возрастные изменения роста детей и пропорций тела.

Так же как и масса тела, прибавка роста тела идет неравномерно. Средний рост новорожденных 50 сантиметров. За год жизни рост ребенка увеличивается на 25 сантиметров. За второй и третий годы он прибавляет ежегодно по 8 см, а с 4 до 7 лет годовая прибавка роста составляет 5 –7 см. Резко увеличивается рост в период полового созревания, когда ежегодная прибавка может составлять 7 – 8 сантиметров. Для приблизительного определения роста следует к росту годовалого ребенка добавить 5см, умноженные на число лет. Таким образом, рост пятилетнего ребенка должен составлять 100см, согласно формуле 75 см + 5´5см = 100см.

С возрастом меняются и пропорции тела. У новорожденных, например, длина головы составляет ¼ часть общего роста, у двухлетнего ребенка - 1/5 часть, у шестилетнего – 1/6, а у взрослого – 1/8.

Меняется и окружность головы. При рождении окружность головы больше, чем окружность грудной клетки. Окружность головы новорожденного ребенка 34 см, а груди – 33 сантиметра. К концу первого года жизни показатели окружности груди и головы меняются местами, и далее эта тенденция сохраняется.

За весь период развития длина ног увеличивается в пять раз, рук – в 4 раза, а туловища – в 3 раза.


  1. Возрастные изменения показателей физического развития мальчиков и девочек.

Изменения показателей физического развития, происходящие в период роста организма, неодинаковы по своей интенсивности. Как уже подчеркивалось выше, наибольшее увеличение всех показателей физического развития происходит на первом году жизни ребенка. Еще одним периодом, когда показатели физического развития меняются очень интенсивно является пубертатный период или период полового созревания. Однако, временные рамки этого периода разные у девочек и мальчиков.

У девочек наибольшая прибавка роста происходит с 10 до 13 лет, а у мальчиков с 12 до 15 лет. Рост тела у девушек заканчивается к 17 – 18 годам (хотя возможен и до 25 лет), а у юношей рост заканчивается в основном к 19 годам. Наибольшее увеличение веса девочек происходит в возрасте 11-14 лет, а у мальчиков – 13 – 15 лет. В эти же сроки происходит наибольшее увеличение окружности грудной клетки. После 11 лет девочки начинают обгонять в своем развитии мальчиков, а после 15 лет мальчики начинают обгонять девочек.

Неравномерное развитие мальчиков и девочек создает определенные проблемы для учителей физической культуры. Одним из способов преодолеть эти трудности является введение в школах раздельных уроков физкультуры, начиная с 6-х классов. Однако, подобное решение проблемы порой наталкивается на сложности, связанные с недостатком помещений и инвентаря в школах, а также с дефицитом кадров.



  1. Проблемы и причины акселерации.

В последние десятилетия во всех странах мира произошли существенные изменения в физическом развитии детей. Эти изменения выражаются в увеличении антропометрических показателей и ускоренном завершении развития. В литературе они получили название акселерация. Иногда используют термин эпохальная акселерация или эпохальный трейд (вековая традиция). Это понятие включает в себя общие изменения, происходящие с человечеством за последние 100 лет: непрерывный рост размеров тела, увеличение продолжительности жизни, более позднее прекращение менструаций у женщин, изменение скорости психических функций и т. д.

Особенно ярко проявляется акселерация в изменениях роста и массы тела. В России за последние 50 лет средняя длина тела выросла на 11 см у мужчин, а женщин на 7 сантиметров. В германии за этот же период мужчины выросли на 12,5 см, а женщины на 7,5 сантиметров. В конце 19 века средний рост призывников в России был 162 см, а сейчас 175см.

Масса новорожденных в среднем увеличилась на 3 – 4 %. Сдвинулись сроки первых менструаций. В начале 30-х годов они начинались у девушек в 14-15 лет, а сейчас – 11 – 12 лет. На 1 –3 года раньше стало происходить окостенение скелета. Постоянные зубы появляются раньше на 9 месяцев.

Биологические механизмы акселерации пока не ясны. Существует несколько гипотез.

Следует отметить, что акселерация проявляется у разных детей по разному. В каждой группе детей можно найти детей акселератов и детей ретардантов, то есть отстающих в физическом развитии от сверстников. Их число в разных группах может достигать 13-20%.

Акселерация имеет и положительные и отрицательные тенденции. К положительным тенденциям следует отнести более быстрое и совершенное развитие психических функций. К отрицательным тенденциям: увеличение количества мертворожденных детей из-за увеличения размеров плода. У акселератов наблюдается ослабление иммунной системы, что ведет к развитию аллергии и некоторых хронических заболеваний.

16 .ВОЗРАСТНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ВНД И ПСИХИКИ.

План лекции и семинарского занятия.


  1. ВНД детей первого года жизни.

  2. ВНД и психика детей в возрасте от 1 года до 3 лет.

  3. ВНД и психика детей дошкольного возраста.

  4. Изменения ВНД и психики детей в период учебы в школе.



1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11