13.4. Мочевыведение и мочеиспускание

На начальном этапе заполнения мочевого пузыря натяжение его стенок не меняется, а когда объем мочи в нем достигает 250-300 мл, растяжение гладких мышечных волокон его стенок резко возрастает, растет и давление жидкости на рецепторы. Импульсы от рецепторов идут в крестцовый отдел спинного мозга, где находится рефлекторный центр мочеиспускания. Этот центр находится под контролем коры головного мозга, среднего мозга и гипоталамуса. Первые позывы у взрослых наступают при объеме 150 мл. Если объем мочевого пузыря превышает 300 мл, то наступает неконтролируемое непроизвольное мочеиспускание. У детей до 1 года контроль со стороны спинного мозга преобладает и наступает рефлекторный акт мочеиспускания непроизвольный.

13.5. Потоотделение

Функции потоотделения:

1. освобождение от конечных продуктов обмена

2. выведение воды и солей и поддержание постоянства осмотического давления

3. нормализация температуры тела вследствие теплоотдачи при испарении пота с поверхности кожи

Пот содержит 98-99% воды, минеральные соли натрия, калия, сульфаты и фосфаты, органические вещества (мочевина, мочевая кислота, креатинин, гиппуровая кислота). В сутки в состоянии покоя и комфорта выделяется 500-600 мл пота.

Различают 2 вида потоотделения:

1. Термическое – происходит на всей поверхности тела. Интенсивность и скорость такого потоотделения зависит от повышения температуры окружающей среды. При 60°С образуется 2,5 л пота в час.

2. Эмоциональное (холодное) потоотделение наблюдается на ладонях, подошвах, в подмышечных впадинах, лице, реже – на других частях тела. Возникает при психических реакциях (страх, радость, гнев), при умственном напряжении, т.е. при влиянии факторов, не связанных с терморегуляцией.

При физической работе сочетаются оба вида потоотделения, поэтому при спортивной деятельности интенсивность потоотделения зависит от мощности нагрузки и эмоционального фона. Центры, регулирующие образование пота, находятся в спинном мозге и гипоталамусе.

Лекция № 14 Физиология дыхания

14.1. Характеристика внешнего дыхания

Дыхание – совокупность физиологических процессов, обеспечивающих поступление кислорода в организм, использование его тканями для окислительно-восстановитедбных реакций и выведения углекислого газа.

Функция дыхания осуществляется следующими процессами:

• внешнее (легочное) дыхание (обмен газов между легкими и атмосферой, легкими и кровью);

• перенос кислорода к тканям и СО₂ от них (осуществляется сердечно-сосудистой системой);

• газообмен между тканями и кровью.

Внешнее дыхание у человека обеспечивается трахеей, бронхами, бронхиолами и альвеолами (Рис. 31), площадь которых около 100м², а объем воздуха в них 2-3 л. В норме альвеолы не слипаются, так как на их внутренней поверхности находится жидкость, содержащая сурфактанты – вещества, снижающие поверхностное натяжение.

Рис. 31. Схема дыхательной системы (отдельной частью вынесен альвеолярный аппарат).

Газообмен между легкими и окружающей средой идет за счет вдоха и выдоха (при этом используется респираторная система, содержащая нос и рот):

• Во время вдоха воздух через носовую или ротовую полости, далее через гортань, трахею и бронхиальное дерево доходит до альвеол, где вступает в тесный контакт с кровью в легочных капиллярах. При вдохе объем легких увеличивается на 250-300 мл, давление в них становится ниже атмосферного и воздух поступает в дыхательные пути. Этот процесс активный, обусловлен сокращением наружных межреберных мышц и опусканием диафрагмы. Стенки наружного носового хода устланы мерцательным эпителием, который задерживает поступающую с воздухом пыль. Внутри носового хода происходит нагревание воздуха и его увлажнение. Дыхание через нос предпочтительно, т.к. при дыхании через рот воздух сразу поступает в глотку и из нее в гортань, не очищаясь и не согреваясь. Дыхание через рот может быть более экономичным при физических нагрузках, поскольку снижается сопротивление воздушному потоку во время вдоха и незначительно улучшается снабжение кислородом.

• При выдохе объем грудной полости уменьшается, воздух в легких сжимается, давление в них становится выше атмосферного и воздух выходит наружу. Выдох в покое осуществляется пассивно за счет тяжести грудной клетки и расслабления диафрагмы. Форсированный выдох идет активно за счет сокращения внутренних межреберных мышц и мышц плечевого пояса и брюшного пресса.

• Важная роль при вдохе и выдохе принадлежит герметически замкнутой плевральной полости, образованной висцеральным (покрывает легкое) и париетальным (выстилает грудную клетку изнутри) листками плевры и защищенная небольшим количеством жидкости. Давление в плевральной полости ниже атмосферного и оно еще больше снижается при вдохе, способствуя поступлению воздуха в легкие. При попадании воздуха или жидкости в плевральную полость легкие спадаются за счет их эластической тяги и дыхание становится невозможным за счет тяжелых осложнений (пневмогидроторакс).

Общая емкость легких – количество воздуха в легких после максимального вдоха (у взрослого 4-6 л). Общая емкость состоит из 4 компонентов:

1. Дыхательный объем – количество воздуха проходящего через легкие при спокойном вдохе-выдохе – 300-500 мл.

2. Резервный объем вдоха (1,5 – 3л) – воздух, который можно вдохнуть после обычного вдоха.

3. Резервный объем выдоха – (1 – 1,5 л) – воздух, который еще можно выдохнуть после обычного выдоха.

4. Остаточный объем (1-1,2 л) – воздух, который остается в легких после максимального выдоха и выходит только при пневмотораксе.

Сумма дыхательного объема и резервных объемов вдоха и выдоха равна жизненной емкости легких (ЖЕЛ), которая составляет 3,5 – 5 л, а у спортсменов 6 л и более. ЖЕЛ зависит от возраста, массы, роста, пола, состояния физической тренированности человека и от других факторов.

В покое человек делает 10-18 дыхательных циклов в минуту. Один цикл состоит из вдоха, выдоха и дыхательной паузы. У женщин частота дыхания на 1-2 цикла больше. В ряде случаев, например, у больных детей, этот порядок нарушается, и дыхание осуществляется по схеме: вдох - пауза - выдох. Такое дыхание называется инверсивным.

Нормальная частота дыхания в минуту:

• У новорожденного 40

• В двадцать месяцев 30

• От двух до пяти лет 24

• У взрослых 10-20

Легочная вентиляция - объем воздуха, который проходит через легкие за одну минуту. Величина легочной вентиляции определяется умножением величины дыхательного объема на частоту дыхания, поэтому минутный объем дыхания (МОД) равен 6-8 л. МОД является количественным показателем вентиляции легких. Вентиляция легких обеспечивает обновление состава альвеолярного воздуха и ее интенсивность зависит от глубины и частоты дыхания. При физических нагрузках МОД достигает 150-200 л/мин. Из воздуха альвеол кислород переходит в кровь, а в него из крови поступает СО₂, поэтому газовый состав альвеол в процессе вентиляции легких меняется.

Таким образом, к внешнему (легочному) дыханию имеют отношение процессы, обеспечивающие:

• вентиляцию легких, то есть заполнение альвеол атмосферным продуктом;

• интенсивность кровотока через легкие;

• равномерность распределения потока воздуха и объема крови между всеми частями легкого;

• диффузию газов через альвеолярно-капиллярную мембрану.

При этом переход углекислого газа (СО₂) осуществляется быстрее, чем кислорода.

Перечисленные процессы регулируют количество СО₂ и О₂ в крови, выходящей из легких. При физической нагрузке кровь, поступающая в легкие, характеризуется очень высоким содержанием СО₂ и низким - кислорода О₂. Большое количество углекислого газа не может выводиться одномоментно, поэтому его концентрация в артериальной крови при нагрузке возрастает. Это стимулирует дыхательный центр головного мозга, что в свою очередь вызывает увеличение частоты и глубины дыхания. Следствием этих изменений является увеличение вентиляции легких (гипервентиляция), которая способствует удалению излишков СО₂ и насыщению крови кислородом.

Газообмен между кровью и альвеолами происходит только путем диффузии (пассивный транспорт), движущей силой которой являются градиенты (разности) парциальных давлений кислорода и СО₂ по обе стороны альвеолярно-капиллярной мембраны (аэрогематического барьера). Газы диффундируют только в растворенном состоянии, что обеспечивается наличием в воздухоносных путях водяных паров, слизи и сурфактантов.