Лекционный комплекс

-презентация лекционного материала;

-плакаты по теме занятия;

-раздаточный материал (таблицы, схемы, иллюстрации).

1. Назовите структурно-функциональные особенности мышечной ткани сердца?

2. Границы сердца и его проекции на грудную клетку?

3. Назовите особенности строения камер сердца?

4. Что вы знаете о проводящей системе сердца?

5. Расскажите о физиологических свойствах сердечной мышцы?

Основная функция органов дыхания — обеспечение газообмена между воздухом и кровью путем диффузии кислорода и углекислого газа через стенки легочных альвеол в кровеносные капилляры. Кроме того, органы дыхания участвуют в звукообразовании, определении запаха, выработке некоторых гормоноподобных веществ, в липидном и водно-солевом обмене, в поддержании иммунитета организма.

В воздухоносных путях происходит очищение, увлажнение, согревание вдыхаемого воздуха, а также восприятие запаха, температурных и механических раздражителей.

Характерной особенностью строения дыхательных путей является наличие хрящевой основы в их стенках, в результате чего они не спадаются. Внутренняя поверхность дыхательных путей покрыта слизистой оболочкой, которая выстлана мерцательным эпителием и содержит значительное количество желез, выделяющих слизь. Реснички эпителиальных клеток, двигаясь против ветра, выводят наружу вместе со слизью и инородные тела.

Жизнедеятельность живого организма связана с поглощением им О₂ и выделением СО₂. Поэтому в понятие «дыхание» входят все процессы, связанные с доставкой О₂ из внешней среды внутрь клетки и выделением СО₂ из клетки в окружающую среду.

У человека различают дыхание: 1) внутреннее (клеточное, тканевое); 2) транспорт газов кровью или другими жидкостями тела; 3) внешнее (легочное). Фактически вое звенья газотранспортной системы организма, включая ре-гуляторные механизмы, призваны обеспечить концентрацию кислорода в клетках, необходимую для поддержания активности дыхательных ферментов.

Перенос О₂ из альвеолярного воздуха в кровь и СО₂ из крови в альвеолярный воздух происходит исключительно путем диффузии. Движущей силой диффузии является разница парциального давления О₂ и СО₂ по обеим сторонам альвеолокапиллярной мембраны. Кислород и углекислый газ диффундируют через слой тонкой пленки фосфолипидов (сурфактанта), альвеолярный эпителий, две основные мембраны, эндотелий кровеносного капилляра. Диффузионная способность легких для кислорода значительная. Это обусловлено большим количеством альвеол и их значительной газообменной поверхностью, а также небольшой толщиной (около 1 мкм) альвеолокапиллярной мембраны. Время прохождения крови через капилляры легких составляет около 1 с, напряжение газов в артериальной крови, которая оттекает от легких, полностью соответствует парциальному давлению в альвеолярном воздухе. Если вентиляция легких недостаточная и в альвеолах увеличивается содержание СО₂, то уровень концентрации СО₂ сразу же повышается в крови, что приводит к учащению дыхания.

В легких кровь из венозной превращается в артериальную, богатую О₂ и бедную СО₂. Артериальная кровь поступает в ткани, где в результате беспрерывно проходящих процессов используется О₂ и образуется СО₂. В тканях напряжение О₂ близко к нулю, а напряжение СО₂ около 60 мм рт. ст. В результате разности давления СО; из ткани диффундирует в кровь, а О₂ — в ткани. Кровь становится венозной и по венам поступает в легкие, где цикл обмена газов повторяется вновь.

Газы очень слабо растворяются в жидкостях. Так, только небольшая часть О₂ (около 2 %) растворяется в плазме, а СО₂ — 3—6%. Основная часть гемоглобина транспортируется в форме непрочного соединения гемоглобина, который содержится в эритроцитах. В молекулу этого дчхатель-ного пигмента входят специфический белок — глобин и простетическая группа — гем, которая содержит двухвалентное железо. При присоединении кислорода к гемоглобину образуется оксигемоглобин, а при отдаче кислорода — дизоксигемоглобин. Например, 1 г гемоглобина способен связать 1,36 мл газообразного О₂ (при атмосферном давлении). Если учесть, что в крови человека содержится около 15 % гемоглобина, то 100 мл его крови могут перенести до 21 мл О₂. Это так называемая кислородная емкость крови. Оксигенация гемоглобина зависит от парциального давления О₂ в среде, с которой контактирует кровь. Сродство гемоглобина с кислородом измеряется величиной парциального давления кислорода, при которой гемоглобин насыщается на 50 % (Р₅₀); У человека в норме она составляет 26,5 мм рт. ст. для артериальной крови.

Гемоглобин особенно легко соединяется с угарным газом СО (оксид углерода) с образованием карбоксигемоглобина, не способного к переносу О₂. Его химическое сродство к гемоглобину почти в 300 раз выше, чем к О₂. Так, при концентрации СО в воздухе, равной 0,1 %, около 80 % гемоглобина крови оказывается в связи не с кислородом, а с угарным газом. Вследствие этого в организме человека возникают симптомы кислородного голодания (рвота, головная боль, потеря сознания). Легкая степень отравления угарным газом является обратимым процессом: СО постепенно отщепляется от гемоглобина и выводится при дыхании свежим воздухом.

При концентрации СО, равной 1 %, через несколько секунд наступает гибель организма.

Углекислый газ обладает способностью вступать в разные химические связи, образуя в том числе и нестойкую угольную кислоту. Это обратная реакция, которая зависит от парциального давления СО₂ в воздушной среде. Она резко увеличивается под действием фермента карбоангидразы, который находится в эритроцитах, куда СО₂ быстро диффундирует из плазмы. Около 4/5 углекислого газа транспортируется в виде гидрокарбоната НСО^—₃. Связыванию СО₂ способствует снижение кислотных особенностей гемоглобина. Угольная кислота в тканевых капиллярах реагирует с ионами натрия и калия, образуя бикарбонаты (NaHCО^-₃, КНСО^-₃). Углекислый газ транспортируется к легким в физически растворенном виде и в непрочном химическом соединении в виде карбогемоглобина, угольной кислоты и бикарбонатов калия и натрия. Около 70 % его находится в плазме, а 30 % — в эритроцитах.

Координированные сокращения дыхательных мышц обусловлены ритмичной деятельностью нейронов дыхательного центра, который находится в продолговатом мозre. Кроме того, к звену аппарата регуляции дыхания относятся хеморецепторные и механорецепторные системы, обеспечивающие нормальную работу дыхательного центра в соответствии с потребностями организма в обмене газов. К дыхательным нейронам относятся нервные клетки, импульсная активность которых изменяется в соответствии с фазами дыхательного цикла. Различают инспираторные нейроны, которые активны только в фазе вдоха, и экспираторные, активные во время выдоха. Активность дыхательных нейронов зависит также от импульсов, исходящих от хемо-и механорецепторов дыхательной системы. Основным регулятором активности центрального дыхательного механизма является афферентная сигнализация о газовом составе крови, которая поступает от центральных (бульбарных) и периферических (артериальных) хеморецепторов.

Главный стимул, который управляет дыханием, — высокое содержание СО₂ (гиперкапния) в крови и в неклеточной жидкости мозга. Чем сильнее возбуждение бульбарных хемо-чувствительных структур и артериальных хеморецепторов, тем выше происходит вентиляция. Незначительное влияние на регуляцию дыхания оказывает гипоксия. Стимулирует дыхание сочетание гиперкапнии и гипоксии; интенсификация окислительных процессов ведет не только к увеличению поглощения из крови кислорода, но и к возрастанию в ней углекислого газа и кислых продуктов обмена.

Механорецепторы дыхательной системы, во-первых, участвуют в регуляции параметров дыхательного цикла — регуляции глубины вдоха и его продолжительности; во-вторых, эти рецепторы являются рецепторами рефлексов защитного характера — кашля. К механорецепторам относятся рецепторы растяжения легких, иритантные, юкстаальвеолярные, рецепторы верхних дыхательных путей и проприорецепторы дыхательных мышц. Рецепторы растяжения легких находятся в основном в гладкомышечном слое стенок трахеобронхиального дерева и чувствительны к давлению и растяжению. Иритантные рецепторы расположены в эпителиальном и субэпителиальном слоях стенок воздухоносных путей. Они чувствительны к частицам пыли, слизи, химических веществ, а также реагируют на резкие изменения объема легких (спадение). Юкстаальвеолярные рецепторы локализуются в интерстиции легких вблизи альвеолярных капилляров и дают начало немиелинизированным С-волокнам, которые идут в блуждающий нерв. Эти рецепторы чувствительны к ряду биологически активных веществ (никотину, гистамину и др.). Рецепторы верхних дыхательных путей являются в основном источником защитных рефлексов (кашель, чиханье, глотание). Проприорецепторы дыхательных мышц контролируют деятельность этих мышц под влиянием центральных дыхательных нейронов.

Таким образом, в регуляции дыхания участвуют различные по характеру и местонахождению как нервные, так и гуморальные структуры, которые создают оптимальные условия для газообмена.

Человек в состоянии покоя вдыхает и выдыхает около 500 мл воздуха. Этот объем воздуха называется дыхательным. Если после спокойного вдоха сделать усиленный дополнительный вдох, то в легкие может поступить еще 1500 мл воздуха. Такой объем называют резервным объемом вдоха. После спокойного выдоха при максимальном напряжении дыхательных мышц можно выдохнуть еще 1500 мл воздуха. Этот объем носит название резервного объема выдоха. После максимального выдоха в легких остается около 1200 мл воздуха — остаточный объем. Сумма резервного объема выдоха и остаточного объема составляет около 250 мл — функциональную остаточную емкость легких (альвеолярный воздух). Жизненная емкость легких — это в сумме дыхательный объем воздуха, резервный объем вдоха и резервный объем выдоха (500 + 1500 + 1500).

Жизненную емкость легких и объем легочного воздуха измеряют при помощи специального прибора — спирометра (или спирографа).

Дыхание изменяется при повышенном или пониженном атмосферном давлении. Так, при работе под водой на глубине (водолазы, акванавты) необходимо доставить дыхательную смесь, которая бы соответствовала гидростатическому давлению на данной глубине, иначе дыхание будет невозможным. При увеличении глубины на каждые 10 м давление возрастает на 1 атм (0,1 мПа). Таким образом, на глубине 100 м человеку необходима дыхательная смесь, превышающая атмосферное давление приблизительно в 10 раз. Пропорционально возрастает и плотность этой смеси, что создает дополнительное препятствие для дыхания. Поэтому на глубине более 60—80 м в крови и тканях людей растворяется большое количество газов, в том числе и азота. При быстром переходе от повышенного давления к нормальному в организме человека образуется много газовых пузырьков из азота, которые закупоривают капилляры и нарушают кровообращение. Постепенное снижение давления в декомпрессионной камере способствует выведению азота через легкие.

Для предупреждения отрицательного влияния азота на организм человека азот полностью или частично заменяют гелием, плотность которого в 7 раз меньше, чем у азота.

Нахождение человека на больших высотах сопровождается снижением парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе и альвеолярном газе. Так, на высоте 4000 м над уровнем моря давление атмосферное О₂ и альвеолярное О₂ снижается более чем в 1,5 раза в сравнении с нормой. При этом у человека может наблюдаться недостаточное обеспечение кислородом организма, особенно головного мозга, проявляющееся одышкой, нарушениями центральной нервной системы (головная боль, тошнота, бессонница) и др. Индивидуальная устойчивость организма человека в полной мере зависит от его адаптации. Однако на высоте 7000—8000 м, где атмосферное и альвеолярное давление Од падает почти втрое, дыхание считается небезопасным для жизни без употребления газовой смеси с кислородом.
Дыхательным центром (ДЦ) называют совокупность нервных клеток, расположенных в разных отделах ЦНС, обеспечивающих координированную ритмическую, деятельность дыхательных мышц и приспособление дыхания к изменяющимся условиям внешней и внутренней среды организма.

Нейроны ретикулярной формации продолговатого мозга составляют ДЦ в узком смысле слова. Нарушение их функций ведет к прекращению дыхания вплоть до паралича дыхательных мышц.

Диафрагмальные нервы отходят от мотонейронов 3-4 шейных сегментов. Межреберные мышцы иннервируются мотонейронами передних рогов грудного отдела СМ, регулирующим деятельность дыхательной мускулатуры.

Лумсден и другие нашли, что в верхней части варолиева моста находится пневмотоксический центр, который обеспечивает ритмическое чередование вдоха и выдоха.

В регуляции дыхания принимают участие также вышележащие отделы ЦНС, которые обеспечивают тонкие приспособительные изменения дыхания при различных видах деятельности. Важная роль принадлежит большим полушариям и их коре (разговор, пение, спорт, трудовая деятельность),

Автоматия ДЦ.

Нейроном ДЦ свойственна ритмическая автоматия. Это видно из того, что в нейронах ДЦ возникают биопотенциалы даже при отсутствии афферентных сигналов. Впервые это явление обнаружено в 1882 году И. М. Сеченов, позднее Эдрианом и Бутендайком, Кравчинским.

Автоматическое возбуждение ДЦ обусловлено протекающими в нем самом процессами обмена веществ и его высокой чувствительностью к С02. Автоматия центра регулируется нервными импульсами от рецепторов легких, сосудистых рефлексогенных зон, дыхательных и скелетных мышц, из ЦНС и гуморальными влияниями.

Накопление в крови СО₂, а также недостаток О₂ являются факторами, вызывающими возбуждение ДЦ.

Для повышенного, нормального и сниженного содержания СО₂ в крови используют термины: гиперкапния, нормокапния и гипокапния соответственно. Нормальное содержание О₂ называется нормоксия, недостаток О₂ в организме и тканях - гипоксия, в крови - гипоксемия, повышенное напряжение О₂ - гипероксия. Состояние, при котором гиперкапния и гипоксия существуют одновременно, называется асфиксией.

Нормальное дыхание в состоянии покоя называется эйпноэ. Гиперкапния и низкое рН крови - ацидоз сопровождаются увеличением вентиляции легких - гиперпноэ, направленным на выведение избытка СО₂.

Гипокнапния и высокий уровень рН крови ведут к пониженной вентиляции, а затем и к остановке дыхания - апноэ.

Исследование механизма влияния СО₂ на ДЦ показало, что стимуляция дыхания является результатом как непосредственного возбуждающего ее действия на инспираторные нейроны, гак и рефлекторного ее влияния на эти нейроны посредством возбуждения хеморецепторов сосудистых рефлексогенных зон.

Особое значение имеют импульсы от рецепторов легких, поступающие по блуждающему нерву. От них в большой степени зависит глубина вдоха и выдоха. Эти влияния были описаны в 1868 г Герингом и Брейером и легли в основу представления о рефлекторной саморегуляции дыхания. Она проявляется в том, что при вдохе в легких возникают импульсы, рефлекторно тормозящие вдох и стимулирующие выдох, а при выдохе - рефлекторно стимулирующие вдох. Об этом свидетельствуют факты: 1) в легочной ткани в стенках альвеол имеются интерорецепторы - окончания афферентных волокон блуждающего нерва, 2) после перегрузки блуждающих нервов дыхание становится резко замедленным и глубоким, 3) при раздувании легкого индифферентным газом мускулатура диафрагмы и межреберий внезапно перестает сокращаться, вдох останавливается не достигнув обычной глубины, наоборот, при искусственном отсасывании воздуха из легкого наступает сокращение диафрагмы.

Между инспираторными и экспираторными нейронами существуют слодные реципрокные - сопряженные соотношения.

Вследствие непосредственного и рефлекторного действия углекислоты на ДЦ возникает возбуждение инспираторных нейронов, которое передается на мотонейроны дыхательных мышц, вызывая акт вдоха.

Одновременно возбуждение инспираторных нейронов передается на центр пневмотаксиса, расположенный в варолиевом мосту, а оттуда по отросткам его нейронов доходит до экспираторных нейронов ДЦ продолговатого мозга, вызывая возбуждение этих нейронов, прекращение вдоха и стимуляцию выдоха. Кроме того, возбуждение экспираторных нейронов во время выдоха осуществляется и рефлекторно посредством рефлекса Геринга-Брейера по афферентным волокнам блуждающих нервов.
4. Иллюстративный материал:

-презентация лекционного материала;

-плакаты по теме занятия;

-раздаточный материал (таблицы, схемы, иллюстрации).

1. Назовите основные функции дыхательной системы?

2. Назовите основные объемы легких?

3.Расскажите о дыхании в условиях повышенного и пониженного атмосферного давления?

4. Где находится дыхательный центр?

5. Где находятся механорецепторы, возбуждающие дыхательный центр?

6. Что произойдет с дыханием, если животному произвести перерезку спинного мозга, ниже IV шейного сегмента?

7. Каким путем будет осуществляться поддержание постоянства газового состава крови при кратковременной мышечной работе?

Основная функция пищеварительной системы заключается в приеме пищи, механической и химической ее обработке, усвоении пищевых веществ и выделении непереваренных остатков.

Процесс пищеварения — начальный этап обмена веществ. С пищей человек получает энергию и необходимые для своей жизнедеятельности вещества. Однако поступающие с пищей белки, жиры и углеводы не могут быть усвоены без предварительной обработки. Необходимо, чтобы крупные сложные нерастворимые в воде молекулярные соединения превратились в более мелкие, растворимые в воде и лишенные своей специфичности. Этот процесс происходит в пищеварительном тракте и называется пищеварением, а образованные при этом продукты — продуктами переваривания.

Начальным этапом обмена веществ является пищеварение. Для возобновления и роста тканей организма необходимо поступление с пищей соответствующих веществ. Пищевые продукты содержат белки, жиры и углеводы, а также необходимые организму витамины, минеральные соли и воду. Однако белки, жиры и углеводы, содержащиеся в пище, не могут быть усвоены его клетками в первоначальном виде. В пищеварительном тракте происходит не только механическая обработка пищи, но и химическое расщепление под воздействием ферментов пищеварительных желез, которые расположены по ходу желудочно-кишечного тракта. Пищеварительный тракт осуществляет следующие основные функции: секреторную, моторную, всасывательную, экскреторную.

Секреторная функция заключается в образовании железистыми клетками пищеварительных соков содержащих ферменты. Ферменты расщепляющие белки-протеазы, расщепляющие жиры-липазы, расщепляющие углеводы- амилазы.

Ферменты обладают большой специфичностью - каждый из них действует только на определенное химическое соединение или продукты его распада.

Моторная функция осуществляется мускулатурой пищеварительного тракта и обеспечивает жевание, глотание, передвижение пищи по пищеварительному тракту и выбрасывание непереваренных остатков.

Всасывание осуществляется слизистой оболочкой желудка, тонкого и толстого кишечника. Эскреторная функция проявляется выделением из внутренней среды веществ в просвет ЖКТ. ЖКТ принимает участие в регуляции кислотно-щелочного и вводно-солевого равновесия.

-презентация лекционного материала;

-плакаты по теме занятия;

-раздаточный материал (таблицы, схемы, иллюстрации).

1. Что представляет пищеварительная система?

2. Какие функции выполняет пищеварительная система?

3. Каков состав желудочного и кишечного сока?

4. Каков механизм всасывания?

Приложение №1
На русском языке:

Основная литература:

1. 
   Логинов А.В. Физиология с основами анатомии человека. - М.: Медицина, 1983.
   
2. 
   Румянцева М.Ф. Руководство к практическим занятиям по физиологии с основами анатомии. – М.: Медицина, 1986.
   
3. 
   Общая физиология (методические указания для студентов) // Под ред. Соколова А.Д. – Алматы, 2006.
   
4. 
   Частная физиология (методическая указания для студентов) // Под ред. Соколова А.Д. – Алматы, 2007.
   
5. 
   Физиология человека // Под ред. Покровского В.М., Коротько Г.Ф. М.: Медицина, 2003.
   
6. 
   Алипов Н.Н. Основы медицинской физиологии. Учебное пособие. – М.: Практика, 2008.
   
7. 
   Алипов Н.Н. Основы медицинской физиологии. Учебное пособие. – 2-е изд., испр. и доп. – М.: Практика, 2012.
   

1. 
   Нормальная физиология. Учебник // Под ред. Орлова Р.С., Ноздрачева А.Д. - М.: Геотар-Медиа», 2006.
   
2. 
   Руководство к практическим занятиям по нормальной физиологии // Под ред. Судакова К.В., Котова А.В. – М.: Медицина, 2002.
   
3. 
   Атлас по нормальной физиологии // Под ред. Коробкова А.В., Чеснокова А.С. – М.: Высшая школа, 1986.
   
4. 
   Основы физиологии человека // Под ред. Ткаченко Б.И. - С.-Петербург, 2005. – Т. I, II.
   
5. 
   Секреты физиологии // Гершел Рафф. Санкт-Петербург, 2001.
   
6. 
   Шмидт Р.Ф. «Физиология человека» М.: «Мир», 1996. – Т. 1.
   
7. 
   Нормальная физиология // Под ред. Яковлева В.Н. – М.: Академия, 2006.
   
8. 
   Основы физиологии человека //Агаджанян Н.А., Власова И.Г., Ермакова Н.В., Торшин В.И. – Москва, 2003.
   
9. 
   Современный курс классической физиологии (избранные лекции) с приложением на компакт-диске // Под ред. Наточина Ю.В., Ткачука В.А. – М.: Геотар-Медиа, 2007.
   
10. 
    Судаков К.В. Курс лекций. – М.: Медицина, 2000.
    

1. Сәтбаева Х.Қ., Өтепбергенов А.А., Нілдібаева Ж.Б. Адам физиологиясы (Оқулық). – Алматы: Издательство «Дәуір», 2005. – 663 б.

2. Қалыпты физиология. Студенттерге арналған әдістемелік нұсқаулар // Жауапты ред. Махамбетова М.Б., Жумакова Т.А., Байжанова Н.С. – Алматы, 2007.

3. Қанқожа М.Қ. Қозғыш ұлпалар физиологиясы. – Алматы, 2004. – 78 б.

1. Рымжанов К.С., Төленбек И.М. Адам мен жануарлар физиологиясы. Оқулық. Ы.Алтынсарин атындағы қазақтың білім академиясы. – Алматы, 2000.

2. Қалыпты физиологиядан тәжірибелік сабақтарға жетекшілік нұсқаулар // Сайдахметова А.С., Рахыжанова С.О. – Семей, 2006. – 174 б.

3. Ибраева С.С. Организмнің шартты-рефлекторлық әрекеті және оның нейрофизиологиялық

тегершіктері. Жоғарғы жүйке іс-әрекетінің типтері. – Астана, 2006.

4. Рахишев А.Р., Момынов Т.А. Медициналық сөздік (орысша-қазақша). – Алматы: Кітап баспасы, 2002. – 550 б.

5. Покровский А.А. Тағам туралы толғау. – Алматы: Қайнар, 1990. – 288 б.
На английском языке:

Основная литература:

1. Guiton // Hall. Medical physiology // Eddited by W.B. Saunders company. – 2006.

1. K.Sembulingam, Prema Sembulingam (eds.). Essentials of Medical Physiology. 2-nd Ed. Jaypec Brothers publ. – New Deili, 2000.

2. L.K.Mattews (ed). Cardiopulmonary Anatomy and Physiology. Phyladelphia. – New York, 1996.

3. Marion Bennion (ed.). Science of food. New York – Toronto – Singapore. John Wiley & Sons, 1980.