Механизмы теплопродукции и теплоотдачи

Механизмы теплопродукции. Основное количество тепла в организме образуется при окислении белков, жиров и углеводов, а также в результате гидролиза АТФ. В условиях низкой температуры среды в организме включаются дополнительные механизмы образования тепла:

1 Сократительный термогенез (образование тепла вследствии сокращения скелетных мышц):

a) произвольная двигательная активность;

b) холодовая мышечная дрожь;

c) холодовой мышечный тонус.

2 Не сократительный термогенез (образование тепла в результате активации процессов катаболизма – гликолиза, гликогенолиза, липолиза). Он может понадобиться в скелетных мышцах, печени, буром жире (за счет специфического динамического действия пищи).

Механизм теплоотдачи. Отдача тепла организмом в окружающую среду осуществляется следующими путями:

1 испарение - отдача тепла за счет испарения воды;

2 теплопроведение – отдача тепла путем непосредственного     контакта с холодным воздухом окружающей среды (уменьшается при наличии одежды и подкожного жирового слоя);

3 теплоизлучение – отдача тепла с участков кожи, не прикрытых одеждой;

4 конвекция – отдача тепла за счет нагревания прилежащих слоев воздуха, поднимания этих нагретых слоев и их замены холодными порциями воздуха.

В условиях температурного комфорта (20-22 С) основное количество тепла отдается благодаря теплопроведению, теплоизлучению и конвекции, и лишь 20% теряется с помощью испарения. При высокой температуре окружающей среды путем испарения теряется до 80-90% тепла.

Практическая работа №6

Морфофункциональная характеристика системы органов дыхания

 

Строение бронхиального дерева

 

 

Дыхание — одна из немногих способностей организма, которая может контролироваться сознательно и неосознанно. При частом и поверхностном дыхании возбудимость нервных центров повышается, а при глубоком — наоборот, снижается

Дыхание у человека включает: внешнее дыхание и тканевое дыхание.

Внешнее дыхание

Функция внешнего дыхания обеспечивается как дыхательной системой, так и системой кровообращения. Атмосферный воздух попадает в лёгкие из носоглотки (где предварительно очищается от механических примесей, увлажняется и согревается) через гортань и трахеобронхиальное дерево попадает в лёгочные альвеолы. Дыхательные бронхиолы, альвеолярные ходы и альвеолярные мешочки с альвеолами составляют единое альвеолярное дерево, а вышеуказанные структуры, отходящие от одной конечной бронхиолы, образуют функционально-анатомическую единицу дыхательной паренхимы лёгкого — а́цинус. Смена воздуха обеспечивается дыхательной мускулатурой, осуществляющей вдох и выдох. Через мембрану альвеол осуществляется газообмен между атмосферным воздухом и циркулирующей кровью. Далее кровь, обогащённая кислородом, возвращается в сердце, откуда по артериям разносится ко всем органам и тканям организма. По мере удаления от сердца и деления, калибр артерий постепенно уменьшается до артериол и капилляров, через мембрану которых происходит газообмен с тканями и органами. Таким образом, граница между внешним и клеточным дыханием пролегает по клеточной мембране периферических клеток.

Внешнее дыхание человека включает две стадии:

1. вентиляция альвеол,

2. диффузия газов из альвеол в кровь и обратно.

Вентиляция альвеол осуществляется чередованием вдоха (инспирация) и выдоха (экспирация). При вдохе в альвеолы поступает атмосферный воздух, а при выдохе из альвеол удаляется воздух, насыщенный углекислым газом. Вдох и выдох осуществляется путём изменения размеров грудной клетки с помощью дыхательных мышц.

Выделяют два типа дыхания по способу расширения грудной клетки:

1. грудной тип дыхания,

2. брюшной тип дыхания.

Тип дыхания зависит от двух факторов:

1. возраст человека (подвижность грудной клетки уменьшается),

2. профессия человека (при физическом труде преобладает брюшной тип дыхания).

Тканевое дыхание

  Тканевое или клеточное дыхание — совокупность биохимических реакций, протекающих в клетках живых организмов, в процессе которых происходит окисление углеводов, липидов и аминокислот. Высвобожденная энергия запасается в химических связях макроэргических соединений и может быть использована организмом по мере необходимости. Входит в группу процессов катаболизма. На клеточном уровне рассматривают два основных вида дыхания: аэробное и анаэробное. При этом физиологические процессы транспортировки к клеткам многоклеточных организмов кислорода и удалению из них углекислого газа рассматриваются как функция внешнего дыхания.

  Аэробное дыхание. В цикле Кребса основное количество молекул АТФ вырабатывается по способу окислительного фосфорилирования на последней стадии клеточного дыхания: в электротранспортной цепи. Здесь происходит окисление НАД∙Н и ФАДН₂, восстановленных в процессах гликолиза, β-окисления, цикла Кребса и т. д. Энергия, выделяющаяся в ходе этих реакций, благодаря цепи переносчиков электронов, локализованной во внутренней мембране митохондрий, трансформируется в трансмембранный протонный потенциал. Фермент АТФ-синтаза использует этот градиент для синтеза АТФ, преобразуя его энергию в энергию химических связей. Подсчитано, что молекула НАД∙Н может дать в ходе этого процесса 2,5 молекулы АТФ, ФАДН₂ — 1,5 молекулы. Конечным акцептором электрона в дыхательной цепи аэробов является кислород.

  Анаэробное дыхание — биохимический процесс окисления органических субстратов или молекулярного водорода с использованием в дыхательной ЭТЦ в качестве конечного акцептора электронов вместо O₂ других окислителей неорганической или органической природы. Как и в случае аэробного дыхания, выделяющаяся в ходе реакции свободная энергия запасается в виде трансмембранного протонного потенциала.

  Газообмен в легких происходит путем диффузии. Кислород через тонкие стенки альвеол и капилляров поступает из воздуха в кровь, а углекислый газ из крови в воздух. Диффузия газов происходит в результате разности их концентраций в крови и в воздухе. Кислород проникает в эритроциты и соединяется с гемоглобином, кровь становится артериальной и направляется в ткани. В тканях происходит обратный процесс: кислород за счет диффузии переходит из крови в ткани, а углекислый газ, наоборот, переходит из тканей в кровь. Это происходит до тех пор, пока. их концентрации не сравняются.

 

Практическая работа №7

Морфофункциональная характеристика системы органов пищеварения.

Пищеварение кишечника

Название отдела пищеварительной системы	Особенности строения	Процессы, происходящие в них
Тонкая кишка	Длина 4-4,5 м. Начальная часть называется 12-ти перстной кишкой. Слизистая оболочка имеет множество складок и покрыта бесчисленными ворсинками.	В ней пища подвергается действию сока поджелудочной железы, желчи и кишечного сока. Ферменты 12-ти перстной кишки расщепляют белки, жиры и углеводы, Желчь усиливает действие ферментов. Процесс пищеварения в тонком кишечнике состоит из 3 этапов: полостное, пищеварение и всасывание.
Толстая кишка	Длина 1,5-2 м. Один из ее участков – слепая кишка – имеет узкий червеобразный отросток – аппендикс (длиной 6-8 см)	Аппендикс - орган иммунной системы. В толстой кишке скапливаются остатки непереваренной пищи, которые могут здесь находиться 12-20 часов, под действием бактерий происходит расщепление клетчатки. Вода всасывается в кровь

 

  Состав желчи

 

  Панкреатический сок представляет собой жидкость с резко щелочной реакцией, содержащиеся в соке ферменты способствуют перевариванию компонентов пищи. Сок содержит амилазу, липазу, панкреатическую эластазу, нуклеазу, карбоксипептидазу, трипсиноген, химотрипсиноген

Состав кишечного сока:

1. вода – 99%

2. сухой остаток -1%

· неорганические вещества

· кристаллы холестерина

· комочки слизи

· ферменты:

1. протеолитические – аминопептидаза и катепсин;

2. амилолетические – амилаза и мальтаза;

3. липолитические – липаза и фосфолипаза;

4. специфический фермент – энтерокиназа.