14. Характер и механизмы изменения параметров дыхания в условиях повышенного и пониженного барометрического давления. Горная болезнь. Кессонная болезнь.

С ↑ высоты над уровнем моря падает барометрическое давление и парциальное давление О₂, однако насыщение альвеолярного воздуха водяными парами при температуре тела не изменяется. На высоте 2000м содержание О₂ во вдыхаемом воздухе падает до нуля. Если жители равнин поднимаются в горы, гипоксия увеличивает вентиляцию легких, стимулируя артериальные хеморецепторы. Реакции внешнего дыхания определяются:

1) скорость, с которой развивается гипоксия;

2) степень потребления О₂ (покой или физическая нагрузка);

3) продолжительность гипоксического воздействия.

Горная болезнь: подъем на высоту=>вымывание из крови СО₂ и развитию дыхательного алкалоза=>↑рН внеклеточной жидкости мозга=>резкое ↓активности центр хеморец-в=>затормаживание нейронов ДЦ настолько, что он становится нечувствительным к стимулам.

Довольно быстро гиперпноэ сменяется непроизвольной гиповентиляцией, несмотря на сохраняющуюся гипоксемию. Это ↑степень гипоксического состояния.

При акклиматизации к условиям высокогорья наступает адаптация физиологических механизмов к гипоксии. Факторы адаптации: ↑СО₂ и ↓ О₂ в крови на фоне снижения чувствительности периферических хеморецепторов к гипоксии, а также рост концентрации гемоглобина.

При производстве подводных работ водолаз дышит под давлением выше атмосферного на 1 атм на каждые 10 м погружения. Если человек вдыхает воздух обычного состава, то происходит растворение азота в жировой ткани. Диффузия азота из тканей происходит медленно, поэтому подъем водолаза на поверхность должен осуществляться очень медленно. В противном случае возможно внутрисосудистое образование пузырьков азота (кровь «закипает») с тяжелыми повреждениями ЦНС, органов зрения, слуха, сильными болями в области суставов. Возникает кессонная болезнь. Для лечения пострадавшего необходимо вновь поместить в среду с высоким давлением. Постепенная декомпрессия может продолжаться несколько часов или суток. Вероятность возникновения кессонной болезни может быть значительно снижена при дыхании специальными газовыми смесями, например кислородно-гелиевой смесью. Это связано с тем, что растворимость гелия меньше, чем азота, и он быстрее диффундирует из тканей, так как его молекулярная масса в 7 раз меньше, чем у азота. Кроме того, эта смесь обладает меньшей плотностью, поэтому уменьшается работа, затрачиваемая на внешнее дыхание.

15. Не дыхательные функции легких (защита, метаболизм, терморегуляция).\

F: 1) механическая очистка воздуха – (фильтрация воздуха в полости носа, осаждение на слизистой оболочке дыхательных путей и транспорт мерцательным эпителием ингалированных частиц, чиханье и кашель).

2) действие клеточных (фагоцитоз) и гуморальных (лизоцим, интерферон, лактоферрин, иммуноглобулины) факторов неспецифической защиты.

Механическая очистка воздуха. Слизистая носа - за сутки 100—500 мл секрета. Он очищает и увлажняет. Крупные частицы пыли задерживаются волосяным фильтром преддверия полости носа, а мелкие частицы оседают на слизистой благодаря турбулентному движению воздушной струи. Трахеи и бронхи - в сутки 10—100 мл секрета-слой толщиной 5—7 мкм. Регуляция продукции секрета осуществляется парасимп и симп н. Простангландин E₁ и гистамин-стимуляторы секреции. Бокаловидные клетки реагируют на мех воздействия.

Эскалация (выведение) секрета осуществляется реснитчатым эпителием трахеи и бронхов. Каждая клетка имеет около 200 ресничек длиной 6 мкм и диаметром 0,2 мкм, которые совершают координированные колебательные движения с частотой 800—1000 в минуту.

Эпителий состоит из дыхательных альвеолоцитов и альвеолярных секреторных клеток (альвеолоцитов I и II типа). Альвеолярные фагоциты-фаг-т пылевые частицы, микроорганизмы, вирусы, компоненты легочного сурфактанта, клетки альв. эпителия и продукты их распада.

Интерферон уменьшает количество вирусов, которые колонизируют клетки, лактоферрин связывает железо, необходимое для жизнедеятельности бактерий=бактериостатическос действие. Лизоцим расщепляет гликозоаминогликаны клеточной оболочки микробов.

Иммуноглобулин A (slgA), содержание которого в слизи проксимальных отделов бронхиального дерева в 10 раз выше, чем в сыворотке крови. Он агглютинирует бактерии и препятствовует их фиксации на слизистой оболочке, а также нейтрализует токсины, лизис бактерий совместно с лизоцимом. Бронхиальный секрет содержит иммуноглобулины и других классов, являющиеся компонентами общего гуморального иммунитета.

Метаболизм:

В легкие поступает весь МОК(мин объем кр).

1)Эндотелию легочных капилляров обладает поглотительным(поступление в-ва и его депонирование) и ферментным (деградацию биологически активных веществ путем контакта их с фиксированными на поверхности эндотелия ферментами) механизмами. Этому подвергаются такие вещества, как серотонин, ацетилхолин и норадреналин.

2)Ферментная система, разрушающая брадикинин.80% брадикиннна, введенного в легочный кровоток, инактивируются при однократном прохождении, 90—95% п роста гландинов группы Е и F.

3)В мелких углублениях (кавеолах) на внутренней поверхности легочных капилляров локализуется большое количество ангиотензинконвертирующего фермента, который катализирует процесс превращения ангиотензина I в ангиотензин II.

4)В эндотелии сосудов есть ферменты, которые осуществляют синтез тромбоксана В2и Pg. Синтезирует факторы свертывающей и противывертывающей систем (тромбопластин, факторы VII, VIII, гепарин и др.).

5)Основной источник тромбопластина (в эндотелии капилляров).

6)Синтез и деструкцию белков и липидов с помощью протеолитических и липолитических ферментов. 7)Разрушение содержащихся в крови клеток, капель жира, тромбоэмбол и бактерий.

Физиология пищеварения

1. Функции желудочно-кишечного тракта, конвейерный принцип организации пищеварения. Типы пищеварения. Регуляция функций пищеварительной системы: вегетативная нервная система, системные и локальные гормоны, роль энтеральной нервной системы.

Пищеварительный тракт-это часть пищеварительной системы, имеющая трубчатое строение и включающая пищевод, желудок, толстую и тонкую кишку, в которых происходит механическая и химическая обработка пищи и всасывание продукта гидролиза.

Сущность пищеварения заключается в гидролизе белков, жиров и углеводов в пищеварительной системе до простых веществ – мономеров, готовых к всасыванию. Пищеварение – это идущие параллельно три процесса: секреция, моторика(продвигание пищи) и всасывание( в виде солей и воды).

Секреторная функция заключается в выработке:

-пищеварительных ферментов(ротовая полость- подвздошная кишка)

-слизь(смазка и защита жкт на всем протяжении)

Главный стимул к секреции является прием пищи. Секрецию осуществляют железы:

-слизистые(на всем протяжении жкт)

-желудочные( главные клетки-пепсиноген, поверхостные добавочные клетки- слизь и бикарбонат, париетальные клетки- кислота, аргентаффинные клетки- интенсивные гармоны)

-двенадцатиперстной кишки-брунеровы

-тонкой кишки-либеркюновые

-печень-гепатоциты-желчь.

Конвейерный принцип организации пищеварения ( И.П.Павлов ). Процессы:

1)органные: пищеварение в полости рта- желудочное пищеварение- кишечное пищеварение.

2)физические и химические: размельчение, увлажнение, набухание, растворение пищи; денатурация белков; гидролиз полимеров; транспорт в кровь и лимфу.

3) полостное и пристеночное пищеварение от центральной части пищевого комка в желудке к его примукозальному слою; от вершины кишечной ворсинки к ее основанию; от полостного гидролиза питательных веществ в тонкой кишке к продолжению его в зоне примукозальной слизи, затем в зоне гликокаликса и наконец на мембранах энтероцитов;

4) гидролиза на апикальных мембранах энтероцитов и транспорта в энтероцит образовавшихся мономеров, а из него — в интерстициальную ткань и затем в кровь и лимфу;

5) ферментативной деполимеризации питательных веществ. При этом в каждом проксимальнее расположенном отделе осу­ществляются процессы, повышающие эффективность их в следую­щем, дистальнее расположенном отделе.

Тип пищеварения: 1) внеклеточное (полостное)-присуще желудку и кишечнику, 2)внутриклеточное- в течение первого года жизни

3) мембранное (пристеночное, т. е. на клеточной мембране, на границе внеклеточной и внутриклеточной сред.).

Единство регуляции.

-Саморегуляция

-Нервная регуляция: симпатическая, парасимпатическая, энтеральная(метасимпатическая)

-Гормональная(важные гормоны:гастрин, гастрон, бульбогастрон, энтерогастрон, холецистокинин-панкреозимин (ХЦКПЗ), глюкозозависимый инсулиноосвобождающий пептид (ГИП), GRP – гастринрилизинг пептид (бомбезин) и др.)

Взаимодействие нервной и гормональной регуляции: рот---преобладание нервн.регуляции---12-перстная кишка---преобладание эндокринной---толстая кишка

Саморегуляция переваривания пищи по принципу: субстрат – фермент. Механизм саморегуляции заключается в том, что, чем больше переваривается пищи, тем больше появляется субстратов переваривания, значит меньше надо выделять ферментов

Регуляция:

Энтеральная нервная система - совокупность собственных нервных клеток (интрамуральные нейроны общим числом около 100 млн) ЖКТ, а также отростков вегетативных нейронов, расположенных за пределами ЖКТ (экстрамуральные нейроны). Регуляция двигательной и секреторной активности ЖКТ - главная функции энтеральной нервной системы.

• Иннервация ЖКТ:- Возбуждение парасимпатических нервов стимулирует кишечную нервную систему, увеличивая активность пищеварительного тракта.

- Возбуждение симпатической нервной системы тормозит активность пищеварительного тракта.

Афференты. Чувствительные хемо- и механорецепторы в оболочках ЖКТ образуют терминальные разветвления собственных нейронов энтеральной нервной системы (клетки Догеля 2-го типа), а также афферентные волокна первичных чувствительных нейронов спинномозговых узлов.

• Гуморальные регуляторные факторы. Помимо классических нейромедиаторов (например, ацетилхолин и норадреналин), нервные клетки энтеральной системы, а также нервные волокна экстрамуральных нейронов секретируют множество биологически активных веществ. Некоторые из них выступают в качестве нейромедиаторов, но большинство - как паракринные регуляторы функций ЖКТ.

2. Пищеварительные и непищеварительные функции ротовой полости. Cлюна: состав, фазы и механизм регуляции секреции, роль в пищеварении. Экспериментальные работы И.П. Павлова в изучение секреции слюны. Значение ротовой полости для всасывания лекарств.

Все функции делятся на пищеварительные и непищеварительные. К пищеварительным относятся:

1) секреторная активность пищеварительных желез;

2) моторная деятельность желудочно-кишечного тракта (осуществляется благодаря наличию гмк и скелетных мышц, обеспечивающих механическую обработку и продвижение пищи);

3) всасывательная функция (поступление конечных продуктов в кровь и лимфу).

Непищеварительные функции:

1) эндокринная

2) экскреторная

3) защитная

4) деятельность микрофлоры.

Слюна- прозрачная бесцветная жидкость, жидкая биологическая среда организма выделяемая в полость рта слюными железами (околоушные, подчелюстные, подъязычные и мелкие).

Функции:- Универсальный растворитель для питательных веществ – восприятие вкусовыми рецепторами.

-Содержит муцины - смазывающие вещества, облегчающие пережевывание и проглатывание.

-Увлажняет ротовую полость: помогает артикуляции, содержит ротовую полость в чистоте, препятствует распространению возбудителей инфекции, так как постоянно промывает рот и зубы. -Слюна содержит лизоцим, пероксидазу и иммуноглобулин А(IgA) -вещества обладающие неспецифическими и специфическими (IgA) антибактериальными и противовирусными свойствами.

-Содержит пищеварительные ферменты.

-Содержит различные факторы роста, такие как NGF(nerve growth factor) и EGF(epidermal growth factor).

-Слюна необходима младенцам для плотного присасывания губ к соску матери.

Состав: Вода, Ионы (натрий, калий, хлор, кальций, бикарбонат), Белки ( муцины, ферменты, факторы роста, иммуноглобулины). Слюна имеет слабощелочную реакцию. Слюна гипотонична по отношению к плазме крови.

Основным пищеварительным ферментом слюны человека является ά-амилаза(птиалин). Фермент выделяется почти исключительно околоушной слюнной железой. Главной задачей амилазы ротовой полости, по-видимому, является расщепление остатков пищи, которые задерживаются в полости рта, то есть гигиена полости рта.

Неспецифические липазы, которые секретируются железами Эбнера, расположенными в корне языка (и, предположительно, слизистой желудка). Липазы особенно важны для младенцев, так как они могут переваривать жир молока матери уже в желудке благодаря липазе слюны, проглоченному одновременно с молоком

Слюна образуется в два этапа:

-Сначала дольки слюнных желез производят изотоническую слюну(секреторный процесс).Слюна вторично модифицируется во время прохождения по выводящим протокам железы.

Ионы Na+ и Cl- реабсорбируются. Ионы К+ и HCO3- секретируются (в просвет протока) – эти процессы зависят от скорости выделения слюны.

-Обычно реабсорбируется больше ионов, чем выделяется, поэтому слюна становится гипотоничной.Гипотоничность слюны повышает чувствительность вкусовых рецепторов к соли.

Регуляция:

Стимулы выделения слюны: вид, вкус, запах пищи и т.д.

Во сне слюна практически не выделяется.

Симпатические и парасимпатические нервы контролируют работу слюнных желез.

Ацетилхолин (М1 – холинорецепторы) и норадреналин (β2 – адренорецепторы изменяют состав слюны).Симпатические нервы вызывают выделение густой тягучей, бедной водой слюны. Парасимпатические нервы стимулируют секрецию жидкой слюны.

Ацетилхолин (М3 - холинорецепторы) вызывает сокращение миоэпителиальных клеток вокруг ацинуса и увеличивает выход слюны, выдавливая ее в проток.

Ацетилхолин также стимулирует высвобождение брадикинина из кининогена плазмы. Брадикинин, расширяя сосуды, усиливает выход слюны.

Эксперементы Павлова.

Для изучения функции слюнных желез Павлов применил у собак операцию выведения на поверхность кожи щеки отверстия выводного протока слюнной железы. После того как собака поправилась, собирали слюну, исследовали ее состав и измеряли количество. Павлов установил , что выделение слюны происходит рефлекторно, в результате раздражения пищей нервных рецепторов слизистой оболочки полости рта. Возбуждение передается в центр слюноотделения, расположенный в продолговатом мозге, откуда оно направляется по центробежным нервам к слюнным железам, которые усиленно выделяют слюну. Это безусловно рефлекторное отделение слюны. Так же И.П. Павлов обнаружил, что слюна может выделяться и тогда, когда собака только видит пищу или ощущает ее запах. Это вызвано условными рефлексами.

Значение ротовой полости для всасывания лекарств. За счет хорошего кровоснабжения ЛВ быстро всасываются,происходит быстрое развитие эффекта. Вещества попадают в общий кровоток, минуя печень, что предотвращает их преждевременное разрушение и выделение с желчью, т. е. устраняется так эффект первого прохождения через печень.

3. Пищеварение в желудке. Структура и функция эпителиальных клеток стенки желудка. Желудочный сок: состав, роль в пищеварении.

Строение. Желудок имеется 3 оболочки:

-Внешняя (Адвентиция, Брюшина, Серозная оболочка),

- Мышечный слой: средний слой (циркулярный) и внутренний слой (косой).

-Внутренняя (Слизистая оболочка) .

Железы слизистой :

- Кардиальные железы вырабатывают преимущественно слизь, бикарбонаты и хлориды калия и натрия.

-Фундальные железы вырабатывают пепсиноген, соляную кислоту и слизь.

-Пилорические железы имеют трубчатые сильно извитые железы с разветвленными концевыми отделами, которые впадают в очень глубокие желудочные ямки. Представлены клетками, вырабатывающими щелочной слизистый секрет, который нейтрализует кислое желудочное содержимое перед продвижением химуса в тонкую кишку. Эндокринные G-клетки в основном представлены клетками, вырабатывающими гастрин.

Желудочные ямки (d=0,2 мм) выстланы однослойным цилиндрическим эпителием, одинаковым во всех отделах желудка. Продолжительность жизни железистых клеток – 3 суток.

Структурным компонентом слизи (непрерывный слой толщиной около 0,5 мм) являются гликопротеины, придающие ей свойство геля, обладающего эластичными свойствами.

Основная функция слизистого слоя - механическая защита слизистой оболочки желудка от повреждающего действия пищи и переваривания ее желудочным соком. В слизистый слой из поверхностного эпителия постоянно секретируется бикарбонат.

Ферменты и соляная кислота поступают в просвет по сформированным в слое слизи каналам (гликопротеины из шеечных желёз). Эти каналы избирательно проводят поток ионов в полость желудка без повреждения смежных клеток.

Железы состоят из 4 типов клеток:

1)Слизистые - локализуются в шейке желез, имеются во всех отделах желудка и других отделах ЖКТ. В апикальной части клетки сосредоточены гранулы, содержащие муцины (гликопротеины). Из них образуется слой слизи на эпителии всего ЖКТ. Функции слизи:Защита эпителия от механических повреждений, Предохранение эпителия от высыхания, Является смазкой для прохождения в ЖКТ твердых частиц, Защищает эпителий ЖКТ от самопереваривания.

Является капканом для токсинов, бактерий.

2) Париетальные - содержат митохондрии и систему внутриклеточных канальцев. Апикальная мембрана обращена в выводной проток железы, содержит Н+,К+-АТФазу, выкачивающую из клетки Н+ в обмен на К+. Базальная мембрана содержит насосы: один контролирует обмен внутриклеточного Na+ на внеклеточный Н+ (предотвращает закисление клетки), второй – обмен внутриклеточного Cl- на внеклеточный НСО3- (предотвращает защелачивание клетки). При стимуляции усиливается работа Н+,К+-АТФазы и возрастает выход Н+ из клетки. Одновременно в 2-3 раза увеличивается транспорт Cl- в обмен на НСО3-. Эти клетки образуют и внутренний фактор Касла, белок,связывающий витамин В12 (кобаламин).

Стимулируют париетальную клетку (выделение HCl):Ацетилхолин, Гистамин, Гастрин

3) Главные - располагаются в нижней части и дне железы. В апикальной части клетки находятся секреторные гранулы. Из них высвобождаются пепсиноген и желудочная липаза. Пепсиноген в просвете желудка под влиянием соляной кислоты превращается в пепсин.

4) Энтероэндокринные . ЕС-клетки –Серотонин (стимулирует секреторную и двигательную активность желудка и кишечника); Мелатонин (определяет суточную периодичность секреции и моторики ЖКТ). ЕСL-клетки –Гистамин (особенно выражена стимуляция секреции НСl париетальными клетками, помимо влияния на моторику ЖКТ и состояние сосудов). P-клетки - Бомбезин стимулирует секрецию HCl, панкреатического сока, моторику желчного пузыря.

Желудочный сок - пищеварительный сок, вырабатываемый различными клетками слизистой оболочки желудка. Компоненты :

1) соляная кислота - поддержание определённого уровня кислотности в желудке, обеспечивающего превращение пепсиногена в пепсин, препятствование проникновению в организм болезнетворных бактерий и микробов, способствование набуханию белковых компонентов пищи, подготовка её к гидролизу

2)бикарбонаты НСО3− необходимы для нейтрализации соляной кислоты у поверхности слизистой оболочки желудка и двенадцатиперстной кишки в целях защиты слизистой от воздействия кислоты ,

3)пепсиноген и пепсин - ферменты, расщепляющие белки,

4) слизь - защищает слизистую оболочку от повреждающего действия соляной кислоты и пепсина. 5) внутренний фактор Кастла- фермент, переводящий неактивную форму витамина B12, поступающую с пищей, в активную, усваиваемую.

Химический состав желудочного сока : вода, хлориды, сульфаты, фосфаты,гидрокарбонаты натрия, калия, кальция, магния, аммиак.